CN104604099B - 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)抗扭地连接的转子板叠(4)。该转子板叠(4)在转子板叠(4)的旋转轴线(6)的方向上看从转子板叠(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)具有围绕旋转轴线(6)分布的容纳部(10)，这些容纳部在旋转轴线(6)的方向上看从第一轴向端面(7)向第二轴向端面(8)延伸。在这些容纳部(10)中分别插入拉紧螺杆，该拉紧螺杆在旋转轴线(6)的方向上看越过轴向端面(7，8)伸出。在两个轴向端面(7，8)处，在拉紧螺杆(11)上设置有固定元件(12)，从而使转子板叠(4)的转子叠片(9)彼此压紧。拉紧螺杆(11)在容纳部(10)中通过浇铸材料(13)浇铸。

Description

电机的转子和电机
技术领域
本发明涉及一种电机的转子，
-其中，转子具有抗扭地与转子轴连接的转子板叠，
-其中，转子板叠在转子板叠的旋转轴线的方向上看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，转子板叠具有围绕旋转轴线分布的容纳部，这些容纳部在旋转轴线的方向上看从第一轴向端面向第二轴向端面延伸。
此外，本发明涉及一种电机，
-其中，电机具有定子和转子，
-其中，转子支承在轴承中，从而使转子能够围绕转子的旋转轴线旋转。
背景技术
这种类型的转子和这种类型的电机通常是已知的。
在现有技术中，转子板叠被安置在转子轴上。所谓的打捆压力通过转子压环施加，其设置在转子板叠的两个端面上。打捆压力通过转子压环传递到转子轴上。打捆压力会对转子压环产生弯折的作用。转子压环因此必须与相应坚固地设计，从而避免转子压环的过度弯折。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电机，其简单地构造并且尤其在没有转子压环的情况下也能使用。
该目的通过本发明的转子实现。
根据本发明，该目的由此实现，即开头类型的转子由此设计，
-在这些容纳部中分别插入拉紧螺杆，拉紧螺杆在旋转轴线的方向上
看超过轴向端面伸出，
-其中，在两个轴向端面处，在拉紧螺杆上设置有固定元件，从而使
转子板叠的转子叠片彼此压紧，
-其中，拉紧螺杆在容纳部中通过浇铸材料浇铸。
转子板叠通常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相应具有磁轭并且在其朝向旋转轴线的一侧相应具有叠片毂。在该种情况中，磁轭和转子叠片的叠片毂通过相应的叠片辐条彼此连接。
由于拉紧螺杆的存在，在转子板叠的第一轴向端面处，在拉紧螺杆上设置有通风机。在该种情况中，优选的是，在转子叠片的第一轴向端面处，固定元件设置在该端面和通风机之间。
通风机的设计方案可以根据需要来确定。优选的是，通风机具有与旋转轴线正交地延伸的环盘和从环盘上突出的通风机叶片。
环盘可以在其背向旋转轴线的一侧具有外环并且在以朝向旋转轴线的一侧具有盘毂。在该种情况中，通风机叶片设置在外环上并且外环和盘毂通过盘辐条(Scheibenspeichen)彼此连接。当转子叠片具有上面描述的叠片毂和叠片辐条(Blechspeichen)时，该设计方案是尤其有意义的。
出于该种情况，即盘毂设置在拉紧螺杆上的情况，盘毂也可以与转子轴非抗扭地连接。在该种情况中，盘毂仅仅用于在装配通风机时的定位辅助和定心辅助。
优先提出，通风机叶片设计成叠片部件并且插到环盘上。由此获得了通风机的结构上特别简单的设计方案。
优选的是，通风机叶片从径向内侧向径向外侧插到环盘上。由此使得通风机叶片简单的保持在环盘上。
优选的是，通风机叶片与环盘焊接。
在一个特别优选的设计方案中，通风机叶片具有轴向内侧部段，该轴向内侧部段布置在环盘和第一轴向端面之间。在该种情况中，轴向内侧部段在压缩应力下抵靠在第一轴向端面上。由此进一步稳定了转子板叠。
在拉紧螺杆中的至少一个上，在第一端面处也可以设置有至少一个平衡重。在该种情况中，即在通风机布置在拉紧螺杆上并且平衡重在第一轴向端面处布置在拉紧螺杆中的一个上的情况中，通风机尤其可以布置在第一轴向端面和平衡重之间。
涉及到电机的情况，该目的由此实现，即在开头所述类型的电机中，该电机如上所述地设计。
电机可以原理上设计用于任何目的。优先的是其作为车辆的牵引发动机使用。
附图说明
以上描述的本发明的特性、特征和优点以及类型和方式，如其所实现的那样，被清晰和明确易懂地参考接下来结合附图对实施例的描述详细说明。在此在示意图中示出：
图1是电机的纵向截面，
图2是转子叠片的横向截面，
图3是图2的细节，
图4是图1中的电机的一个变体，
图5是横向于旋转轴线观看的图4中的电机的通风机，
图6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5中，从而使转子轴3和与之连接的整个转子2能够围绕电机的旋转轴线6旋转。
倘若接下来使用概念“轴向的”、“径向的”和“切向的”，那么这些概念就会一直涉及旋转轴线6。概念“轴向的”意味着平行于旋转轴线6的方向。概念“径向的”意味着与旋转轴线6正交并向着旋转轴线6或者背向旋转轴线的方向。概念“切向的”意味着与旋转轴线6正交和与径向方向正交的方向，也就是与旋转轴线6保持恒定的径向间距圆形地围绕旋转轴线6。
通常，转子2对应于图1中的图示径向地布置在定子1的内部。电机因此设计成内转子。然而，在个别情况中，转子2也可以可替换地布置在定子2的径向外部。在该种情况中，电机设计成外转子。
电机的定子1在本发明的范畴内居于次要地位。因此，接下来仅仅详细描述转子2。
根据图1，转子板叠4在轴向方向上看从转子板叠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有多个在轴向方向上彼此堆叠在一起的转子叠片9构成。
根据图1和2，转子板叠4具有多个容纳部10。这些容纳部10根据图2围绕旋转轴线6分布地布置。容纳部10在轴向方向上穿过转子板叠4延伸，也就是从第一轴向端面7向第二轴向端面8延伸。在容纳部10中分别插入有拉紧螺杆11。拉紧螺杆11具有比转子板叠4更大的长度。拉紧螺杆11因此在轴向上超过转子板叠4的端面7，8突出。
在拉紧螺杆11上在两个轴向端面7，8处设置有固定元件12，例如螺母12。通过该固定元件12，转子板叠4的转子叠片9彼此压紧。
根据图3，容纳部10具有比拉紧螺杆11更大(也许仅仅是微小的)直径。为了在电机运行时安全地避免拉紧螺杆11的振动，优先的是拉紧螺杆11在容纳部10中通过浇铸材料13浇铸。合适的浇铸材料对于本领域技术人员来说是已知的。在现有技术中，这些浇铸材料例如用于浇铸永磁激励电机的永磁铁。
图2不仅示出了本发明的基本原理，还同时示出了转子叠片9的优选设计方案。根据图2，转子叠片9尤其在其背向旋转轴线6的一侧相应具有一个磁轭14并且在其靠近旋转轴线6的一侧相应具有一个叠片毂15。磁轭14和转子叠片9的叠片毂15通过相应的叠片辐条16彼此连接。在标记叠片毂15和叠片辐条16时使用的附注“叠片-”用于在语言上将所述的部件与其他的毂和轮辐区分开来。联系上下文，该附注“叠片-”没有广泛的含义。
图1同样不仅仅示出了本发明的基本原理，而且同时也示出了电极的优选设计方案。根据图1，为了消除在在至少一个拉紧螺杆11上的不平衡性而设置了(至少)一个平衡重17。通常，相应于图1中的视图而设置有两个平衡重17，其中每个平衡重17在第一和第二轴向端面7，8处布置在相应的拉紧螺杆11上。平衡重17在相应的拉紧螺杆11上的固定可以根据需要而定。尤其是，平衡重17可以通过另外的固定元件17’(例如螺母17’)来紧固。
图4示出了电机的另外的设计方案。根据图4，在转子板叠4的第一轴向端面7处在拉紧螺杆11上设置有通风机18。该通风机18可以相应于图4中的附图尤其设置在处于第一轴向端面7出的固定元件12上。因此，在该种情况中，固定元件12布置在第一端面7和通风机18之间。通风机18在拉紧螺杆11上的固定可以尤其通过另外的固定元件19实现，例如再次通过螺母19实现。
通风机18可以根据需要来进行设计。优选的是，通风机根据图4和5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突出于环盘20。尤其是其可以正交地从环盘20上突出。
环盘20也可以与外环22是相同的。外环22与转子叠片9的磁轭14一样基本上以相同的径向间距布置。通风机叶片21设置在外环22上。然而，根据图5，环盘20除了外环22外还具有盘毂23。外环22在该种情况中设置环盘20背向旋转轴线6的一侧处，盘毂23布置在环盘20的靠近旋转轴线6的一侧处。外环22和盘毂23通过盘轮辐24彼此连接。在标记盘毂23和盘轮辐24时使用的附注“盘-”用于在语言上将所述的部件与其他的毂和轮辐区分开来。联系上下文，该附注“盘-”没有广泛的含义。
如果环盘20包括外环22、盘毂23和盘轮辐24，那么环盘20的轮廓就优选地相应于转子叠片9的轮廓。
盘轮辐23可以与转子轴3抗扭地连接。然而优选的是，环盘20被这样地设定尺寸，即盘毂23与转子轴3不抗扭地连接。盘毂23因此仅仅用于作为在装配通风机18是定位辅助和定心辅助。
在一个特别优选的设计方案中，通风机叶片21设计成简单的叠片部件。环盘20也可以设计为简单的叠片部件。通风机叶片21可以例如插装到环盘20上。优选的是，通风机叶片21从径向内侧向径向外侧插装到环盘20上。
通风机叶片21能够以任意的方式与环盘20连接。优选的是，通风机叶片21与环盘20焊接。
根据图4，通风机叶片21具有轴向内侧部段25。通风机叶片21的该轴向内侧部段25根据图4布置在环盘20和第一轴向端面7之间。优选的是，轴向内侧部段25的轴向结构高度如此测量，即轴向内侧你25在压缩应力下抵靠在第一轴向端面7上。环盘20或者外环22与第一轴向端面7的间距因此在围绕旋转轴线6的圆周方向上看具有轻微的波动性，其中在拉紧螺杆11的区域中处于最小并且在通风机叶片21的区域中处于最大。
与图1中的设计方案类似，在图4的设计方案中也可以存在平衡重17。在该种情况下，相应于图4中的附图通常也设置两个平衡重17，其中每个平衡重17都在第一和第二轴向端面7，8处布置在相应的拉紧螺杆11上。参照在第二轴向端面8出布置的平衡重17，其布置和固定与图1中的情况相同。在第一轴向端面7处布置在相应的拉紧螺杆11上的平衡重17的情况中，优选的是通风机18布置在第一轴向端面7和平衡重17之间。
根据本发明的电机可以在原理上应用于任何目的。优选的是，根据图6的电机作为车辆27的牵引发动机26使用。车辆27可以例如设计成轨道车辆或者设计成公路上行驶的车辆。
本发明具有多个优点。因此例如可以放弃现有技术中的转子压环。这不仅在成本上有优势而且在重量上也有优势。电机也可以比现有技术中的电机设计得更加紧凑。由于轮辐构造的原因，磁轭14能够被高效率地冷却。而且为了生产电机也仅需要较少的材料。在存在通风机18的情况中，通风机叶片21一方面附加地支承转子板叠4并且另一方面实现了对通风机叶片21的附加减震。通过将通风机18一拉紧螺杆11连接而获得了一种非常小的扭转应力的连接。
尽管本发明详细地通过优选的设计方案进一步使出和描述，本发明也不会受到公开的实例的限制并且本领域技术人员可以由此推导出其他变体，而不会脱离本发明的范畴。

Claims (21)

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，所述转子板叠(4)在所述转子板叠(4)的旋转轴线(6)的方向上看从所述转子板叠(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)具有围绕所述旋转轴线(6)分布的容纳部(10)，所述容纳部在所述旋转轴线(6)的方向上看从所述第一轴向端面(7)向所述第二轴向端面(8)延伸，
-其中，在所述容纳部(10)中分别插入拉紧螺杆(11)，所述拉紧螺杆在所述旋转轴线(6)的方向上看越过所述第一轴向端面(7)和所述第二轴向端面(8)伸出，
-其中，在两个轴向端面处，在所述拉紧螺杆(11)上设置有固定元件(12)，从而使所述转子板叠(4)的转子叠片(9)彼此压紧，
-其中，所述拉紧螺杆(11)在所述容纳部(10)中通过浇铸材料(13)浇铸。
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，即所述转子叠片(9)在所述转子叠片背向所述旋转轴线(6)的一侧分别具有磁轭(14)并且在所述转子叠片朝向所述旋转轴线(6)的一侧分别具有叠片毂(15)以及所述磁轭(14)和所述转子叠片(9)的所述叠片毂(15)通过相应的叠片辐条(16)彼此连接。
3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，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)。
4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，在所述转子板叠(4)的所述第一轴向端面(7)处，所述固定元件(12)布置在所述第一轴向端面(7)和所述通风机(18)之间。
5.根据权利要求3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)上突出的通风机叶片(21)。
6.根据权利要求4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)上突出的通风机叶片(21)。
7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，所述环盘(20)在所述环盘背向所述旋转轴线(6)的一侧具有外环(22)并且在所述环盘朝向所述旋转轴线(6)的一侧具有盘毂(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)彼此连接。
8.根据权利要求7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。
9.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)设计成叠片部件并且插到所述环盘(20)上。
10.根据权利要求8所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)设计成叠片部件并且插到所述环盘(20)上。
11.根据权利要求10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插到所述环盘(20)上。
12.根据权利要求5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。
13.根据权利要求11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。
14.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)具有轴向内侧部段(25)，所述轴向内侧部段布置在所述环盘(20)和所述第一轴向端面(7)之间，并且所述轴向内侧部段(25)在压缩应力下抵靠在所述第一轴向端面(7)上。
15.根据权利要求13所述的转子，其特征在于，所述通风机叶片(21)具有轴向内侧部段(25)，所述轴向内侧部段布置在所述环盘(20)和所述第一轴向端面(7)之间，并且所述轴向内侧部段(25)在压缩应力下抵靠在所述第一轴向端面(7)上。
16.根据权利要求3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。
17.根据权利要求15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。
18.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，在所述拉紧螺杆(11)的至少一个上布置有至少一个平衡重(17)。
19.根据权利要求15所述的转子，其特征在于，在所述拉紧螺杆(11)的至少一个上布置有至少一个平衡重(17)。
20.一种电机，
-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，从而使所述转子能够围绕所述转子(2)的旋转轴线(6)旋转。
21.根据权利要求20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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