CN104584389A - 电机的转子和电机 - Google Patents
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Abstract
一种电机的转子(2)，具有与转子轴(3)抗扭地相连接的转子板叠(4)。在转子板叠(4)的旋转轴线(6)的方向上看，转子板叠(4)从转子板叠(4)的第一轴向端面(7)向转子板叠(4)的第二轴向端面(8)延伸。转子板叠(4)具有围绕转子轴线(6)分布的容纳部(10)，在旋转轴线(6)的方向上看，该容纳部从第一轴向端面(7)向第二轴向端面(8)延伸。分别将拉紧螺杆插入到容纳部(10)中，在旋转轴线(6)的方向上看，该拉紧螺杆越过轴向端面(7，8)伸出。在两个轴向端面(7，8)处将固定元件(12)设置在拉紧螺杆(11)上，从而使得转子板叠(4)的转子叠片(9)彼此压紧。在转子板叠(4)的第一轴向端面(7)处将通风机(18)设置在拉紧螺杆(11)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机的转子，
-其中，转子具有与该转子的转子轴抗扭地相连接的转子板叠，
-其中，在转子板叠的旋转轴线的方向上看，转子板叠从转子板叠的第一轴向端面向转子板叠的第二轴向端面延伸，
-其中，转子板叠具有在转子周围分布的容纳部，在转子轴线的方向上看，该容纳部从第一轴向端面向第二轴向端面延伸
-其中，分别将拉紧螺杆插入到容纳部中，在旋转轴线的方向上看，拉紧螺杆越过轴向端面伸出。
-其中，在两个轴向端面处将固定元件安装在拉紧螺杆上。
本发明另外涉及一种电机，
-其中，电机具有定子和转子，
-其中，转子支承在轴承中，从而使得其能绕着转子的旋转轴线旋转。
背景技术
这种转子和这种电机例如从EP 0 909 004 B1中已知。
同样地，从US 2011/0 074 242 A1中已知了一种具有转子板叠的电机转子。在转子板叠的旋转轴线的方向上看，该转子板叠从转子板叠的第一轴向端面向转子板叠的第二轴向端面延伸。转子板叠具有在转子轴线周围分布的容纳部，在转子轴线的方向上看，容纳部从第一轴向端面向第二轴向端面延伸。分别将拉紧螺杆插入到容纳部中，在旋转轴线的方向上看，拉紧螺杆伸出超过轴向端面。将固定元件安装在拉紧螺杆上，借助该固定元件令转子叠片彼此压紧。
US 2012/0098359 A1公开了一种具有转子板叠的电机转子。在转子板叠的旋转轴线的方向上看，该电机转子板叠从转子板叠的第一轴向端面向转子板叠的第二轴向端面延伸。在转子板叠的旋转轴线的方向上看，转子板叠从转子板叠的第一轴向端面向转子板叠的第二轴向端面延伸。转子板叠具有在旋转轴线周围分布的容纳部，在旋转轴线的方向上看，容纳部从第一轴向端面向第二轴向端面延伸。分别将拉紧螺杆插入到容纳部中，在旋转轴线的方向上看，拉紧螺杆伸出超过轴向端面。将平衡元件安装在铆钉上。
在现有技术中，将转子板叠安装在转子轴上。通过电枢止推环施加所谓的叠装压力，该电枢止推环安装在转子板叠的两个端面上。叠装压力经由电枢止推环传递到转子轴上。叠装压力导致电枢止推环弯曲。因此，必须相应稳固地设计电枢止推环，以便避免电枢止推环过度弯曲。可能的通风机通常直接布置在转子轴上。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种电机，其在没有电枢止推环的情况下简单地构造，并且其中特别地，通风机能以简单的方式与转子相连接。
该目的通过具有权利要求1的特征的转子来实现。根据本发明的转子的有利的设计方案是从属权利要求2至11的内容。
根据本发明，由此实现该目的，即以如下方式设计开头所述类型的转子，即：
-转子板叠的转子叠片在没有布置电枢止推环的情况下在转子板叠的端面和固定元件之间借助固定元件彼此压紧，
-在转子板叠的第一轴向端面上将拉伸螺栓安装在转子上，并且
-在转子板叠的第一轴向端面上将固定元件布置在端面和通风机之间。
转子板叠在各种情况下都由多个转子叠片构成。在本发明的一个优选的设计方案中，转子叠片在其背向旋转轴线的一侧上分别具有磁轭，并且在其朝向旋转轴线的一侧上分别具有叠片毂。在这种情况下，转子叠片的磁轭和叠片毂经由相应的叠片辐条彼此连接。
能够根据需要确定通风机的设计方案。该通风机优选地具有与旋转轴线正交地延伸的环盘和从环盘突起的通风机叶片。
环盘在其背向旋转轴线的一侧上能够具有外环,并且在其朝向旋转轴线的一侧上能够具有环盘套。在这种情况下，通风机叶片布置在外环处并且外环和盘毂通过盘辐条彼此相连。当转子叠片具有如上所述的叠片毂和叠片辐条的时候，这种设计方案特别有意义。
由于盘毂安装在了拉紧螺杆上的这种情况，能够实现的是，盘毂与转子轴非抗扭地连接。盘毂在这种情况下仅在装配中用于对通风机的定位辅助和定心辅助。
优选地设置为，将通风机叶片构造为叠片部件并且插在环盘上。由此得到了通风机的结构上特别简单的设计方案。
优选地，从径向内侧向径向外侧地将通风机叶片插在环盘上。由此得到了通风机叶片在环盘上的简化的固定。
优选地，将通风机叶片与环盘焊接在一起。
在一个特别优选的设计方案中，通风机叶片具有布置在环盘和第一轴向端面之间的轴向内侧部段。特别地在这个情况下，轴向内侧部段能够在压缩应力的作用下贴靠在第一轴向端面上。由此令转子板叠更为稳定。
能够实现的是，在第一轴向端面处将至少一个平衡重安装在至少一个拉紧螺杆上。特别地在这种情况下，能够将通风机布置在第一轴向端面和平衡重之间。
在另一个优选的设计方案中，借助于浇铸材料将拉紧螺杆浇铸在容纳部中。
在电机方面，本发明的目的由此实现，即在开头所述类型的电机中设计有如上所述的转子。
在原则上，能够将电机用于任意目的。优选地将其应用为车辆的牵引发动机。
附图说明
结合下述联系附图详细阐述的实施例的说明，清楚和详细地阐述了本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现的方式和方法。在此情况下：
图1示意性地示出电机的纵截面；
图2示意性地示出转子叠片的横截面；
图3示意性地示出图2的细节；
图4示意性地示出横向地向旋转轴线看时图1的电机的通风机；
图5示意性地示出具有电机的车辆。
具体实施方式
根据图1，电机具有定子1和转子2。转子2具有转子轴3和转子板叠4。转子轴3支承在轴承中，从而使得转子轴3并且伴随其使整个转子2能绕着电机的旋转轴线旋转。
如果下文中使用了概念“轴向的”、“径向的”和“切线的”，那么其始终都以旋转轴线6为参照。概念“轴向的”指的是平行于旋转轴线6的方向。概念“径向的”指的是与旋转轴线6正交地朝向或背向旋转轴线6的方向。概念“切线的”指的是与旋转轴线6和径向方向正交的方向，也就是以距旋转轴线6恒定的径向间距地圆形地围绕着旋转轴线6的方向。
通常根据图1所示，将转子2径向地布置在定子1内部。电机因此构造为内电枢。然而在个别情况中，转子2能够可选地径向地布置在定子2外部。在这个情况下，电机构造成外电枢。
电机的定子1在本发明的范畴中并不重要。因此下面仅详细地阐述转子1。
根据图1，在轴向方向上看，转子板叠4从转子板叠4的第一轴向端面7向转子板叠4的第二轴向端面8延伸。转子板叠4由多个转子叠片9构成，这些转子叠片在轴向方向上相互堆叠。
根据图1、2和3，转子板叠4具有容纳部10。根据图2，容纳部10在旋转轴线6周围分布地布置。容纳部10在轴向方向上延伸贯穿转子板叠4，也就是从第一轴向端面7向第二轴向端面8延伸。分别将拉紧螺杆11插入到容纳部10中。拉紧螺杆11具有比转子板叠4更大的长度。拉紧螺杆11由此轴向地向外伸出超过转子板叠4的端面7、8。
在两个轴向端面7、8处将固定元件12、例如螺母12安装在拉紧螺杆11上。借助固定元件12将转子板叠4的转子叠片9彼此压紧。
根据图3，容纳部10-尽管只有一点-具有比拉紧螺杆11更大的横截面。为了在电机的持续工作过程中安全地避免拉紧螺杆11的摆动，优选地借助与浇铸材料13将拉紧螺杆11浇铸在容纳部10中。合适的浇铸材料是技术人员所公知的。在现有技术中，浇铸材料例如用于浇铸励磁电机的永磁铁。
根据图1，在转子板叠4的第一轴向端面7上将通风机18安装在拉紧螺杆11上。根据图1所示，能够将通风机18特别地安装在位于第一轴向端面7处的固定元件12上。因此在这种情况下，将固定元件12布置在第一端面7和通风机18之间。特别地，能够借助于另外的固定元件19例如借助于螺母19实现通风机18在拉紧螺杆11上的固定。
图2不仅示出了本发明的基本原理，而且同时也示出了转子叠片9的一个优选的设计方案。特别地根据图2，转子叠片9在其背向旋转轴线6的一侧上分别具有磁轭14并且在其朝向旋转轴线6的一侧上分别具有叠片毂15。转子叠片9的磁轭14和叠片毂15经由相应的叠片辐条16彼此相连。在叠片毂15和叠片辐条16的表达中使用附加词“叠片”是为了在语言上将所述元件与其他的毂和辐条区分开。附加词“叠片”在这种上下文中并没有更多的含义。
能够根据需求设计通风机18。优选地根据图1和4，通风机具有环盘20和通风机叶片21。环盘20与旋转轴线6正交地延伸。通风机叶片21从环盘20突起。特别地，其能够垂直地从环盘20突起。
能够实现的是。环盘20与外环22完全相同。外环22基本上如转子叠片9的磁轭14那样在径向间隔相同的情况下布置。通风机叶片21布置在外环22上。然而根据图5，环盘20除了外环22以外还具有盘毂23。在这种情况下，在环盘20的背向旋转轴线6的一侧上布置有外环22，在环盘20的朝向旋转轴线6的一侧上布置有盘毂23。外环22和盘毂23经由盘辐条24彼此相连。在盘毂和盘辐条的表达中使用附加词“盘”是为了在语言上将所述元件与其他的毂和辐条区分开。在上下文中附加词“盘”并没有更多含义。
假如环盘20包括外环22、盘毂23和盘辐条24，那么外环20的轮廓优选地与转子叠片9的轮廓相对应。
盘毂23能够与转子轴3抗扭地连接。但是优选地这样确定环盘20的尺寸，即盘毂23与转子轴3非抗扭地连接。因此，盘毂23在通风机18的装配中仅用于定位辅助和居中辅助。
在一个特别优选的设计方案中，通风机叶片21构造为简单的叠片部件。环盘20也能够构造为简单的叠片部件。通风机叶片21能够例如插在环盘20上。优选地，从径向内侧朝向径向外侧地将通风机叶片插在环盘20上。
通风机叶片21能够以任意的方式与环盘20连接。优选地，通风机叶片21与环盘20焊接在一起。
根据图1，通风机叶片21具有轴向内侧部段25。根据图1，通风机叶片21的轴向内侧部段25布置在环盘20和第一轴向端面7之间。优选地，以如下方式测量轴向内侧部段25的轴向结构高度，即轴向内侧部段25在压缩应力作用下贴靠在第一轴向端面7上。因此，在绕着旋转轴线6的周向方向上看，环盘20或外环22与第一轴向端面7的间距具有轻微的波动，其中，最小值位于拉紧螺杆11的区域内，并且最大值位于通风机叶片21的区域内。
图1同样不仅示出了本发明的基本原理，也同样还示出了电机的一个优选的设计方案。根据图1，能够在至少一个拉紧螺杆11上安装(至少)一个平衡重17，以用于排除不平衡。根据图1所示，通常安装两个平衡重17，其中，在第一和第二轴向端面7，8处将平衡重17中的每一个安装在相应的拉紧螺杆11上。关于安装在第二轴向端面8上的平衡重17，借助于其他固定元件17’(例如螺母17’)实现该平衡重的固定。在第一轴向端面7处将平衡重17安装在相应的拉紧螺杆11上的情况下，优选地将通风机18布置在第一轴向端面7和平衡重17之间。
原则上能够将根据本发明的电机用于任意目的。优选地，将根据图5的电机应用为车辆27的牵引发动机26。车辆27能够例如构造为轨道车辆或道路车辆。
本发明具有多个优点。因此，能够例如取消现有技术中的电枢止推环。这不仅在费用方面、而且在重量方面具有优势。还能够与现有技术相比更紧凑地设计电机。基于辐条结构，能够高效地冷却磁轭14。而且制造电机所需的材料更少。在存在通风机18的情况下，一方面通风机叶片21额外地对转子板叠4进行支撑，并且另一方面实现了通风机叶片21的额外的减震。通过通风机18与拉紧螺杆11的连接，对连接提出了非常少的扭转要求。
尽管通过优选的实施例在细节上详细地阐述并描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的实例，并且其他的变体能够由专业人员推导出，这并不脱离本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种电机的转子，
-其中，所述转子具有与所述转子的转子轴(3)抗扭地连接的转子板叠(4)，
-其中，在所述转子板叠(4)的旋转轴线(6)的方向上看，所述转子板叠(4)从所述转子板叠(4)的第一轴向端面(7)向所述转子板叠(4)的第二轴向端面(8)延伸，
-其中，所述转子板叠(4)具有围绕所述转子轴线(6)分布的容纳部(10)，在所述旋转轴线(6)的方向上看，所述容纳部从所述第一轴向端面(7)向所述第二轴向端面(8)延伸，
-其中，所述容纳部(10)中分别插入拉紧螺杆(11)，在所述旋转轴线(6)的方向上看，所述拉紧螺杆越过所述轴向端面(7，8)伸出，
-其中，在所述拉紧螺杆(11)上，在所述两个轴向端面(7，8)处设有固定元件(12)，从而使得所述转子板叠(4)的所述转子叠片(9)在未布置电枢止推环的情况下在所述转子板叠(4)的所述端面(7，8)和所述固定元件(12)之间借助所述固定元件(12)彼此压紧，
-其中，在所述转子板叠(4)的所述第一轴向端面(7)处，在所述拉紧螺杆(11)上设置有通风机(18)，
-其中，在所述转子板叠(4)的所述第一轴向端面(7)处将所述固定元件(12)布置在所述端面(7)和通风机(18)之间。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子板叠(4)由多个转子叠片(9)构成，所述转子叠片(9)在所述转子叠片的背向所述旋转轴线(6)的一侧上分别具有磁轭(14)，并且在所述转子叠片的朝向所述旋转轴线(6)的一侧上分别具有叠片毂(15)，并且所述转子叠片(9)的所述磁轭(14)和所述叠片毂(15)经由相应的叠片辐条(16)彼此相连。
3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述通风机(18)具有与所述旋转轴线(6)正交地延伸的环盘(20)和从所述环盘(20)突起的通风机叶片(21)。
4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述环盘(20)在所述环盘的背向所述旋转轴线(6)的一侧上具有外环(22)，并且在其朝向所述旋转轴线(6)的一侧上具有盘毂(23)，所述通风机叶片(21)布置在所述外环(22)处并且所述外环(22)和所述盘毂(23)通过盘辐条(24)彼此相连。
5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述盘毂(23)与所述转子轴(3)非抗扭地连接。
6.根据权利要求3，4或5所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)构造为叠片部件并且插在所述环盘(20)上。
7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)从径向内侧向径向外侧地插在所述环盘(20)上。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)与所述环盘(20)焊接。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)具有布置在所述环盘(20)和所述第一轴向端面(7)之间的轴向内侧部段(25)，并且所述轴向内侧部段(25)在压缩应力的作用下抵靠在所述第一轴向端面(7)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，在所述拉紧螺杆(11)中的至少一个上，在所述第一轴向端面(7)处设置有至少一个平衡重(17)并且，所述通风机(18)布置在所述第一轴向端面(7)和所述平衡重(17)之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，所述拉紧螺杆(11)在所述容纳部(10)中借助浇铸材料(13)浇铸。
12.一种电机，
-其中，所述电机具有定子(1)，
-其中，所述电机具有根据前述权利要求中任一项所述的转子(2)，
-其中，所述转子(2)支承在轴承(5)中，从而使得所述转子能围绕着所述转子(2)的旋转轴线(6)旋转。
13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，所述电机用作车辆(27)的牵引发动机(26)。
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