CN106899102B - 用于电气设备的转子薄片组和转子以及制造转子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电气设备的转子薄片组(1)和转子(9)以及制造这种转子(9)的方法。所述转子薄片组(1)具有键(2)或凹槽，用于将转子薄片组(1)与转子支架(4)形状配合地连接，并且其中，在转子薄片组(1)和转子支架(4)之间能够实现相应的槽‑键连接(2、3)，其中，所述转子薄片组(1)还具有能够变形的摩擦配合件(5)，用于转子薄片组(1)与转子支架(4)的附加的摩擦配合的连接，由此降低了转子薄片组(1)和转子(9)的制造费用和/或安装费用并且实现了转子薄片组(1)和转子(9)的足够的转速承载力。

Description

用于电气设备的转子薄片组和转子以及制造转子的方法

技术领域

本发明涉及一种转子薄片组，用于电气设备、尤其用于电机，其中，所述转子薄片组具有键或凹槽，用于形状配合地连接转子薄片组与转子支架，并且其中，在转子薄片组和转子支架之间能够实现相应的槽-键连接。本发明还涉及一种转子，用于电气设备、尤其用于电机，所述转子具有前述类型的转子薄片组，其中，所述转子薄片组通过实现槽-键连接而与具有凹槽或键的转子支架形状配合地连接。本发明还涉及一种制造用于电气设备、尤其电机的转子的方法，其中，转子薄片组和转子支架相接合。

背景技术

转子薄片组例如转子薄板组安装在电气设备、尤其机动车的混合驱动装置的电气机器或电动机内。在转子薄片组的容纳凹槽内可以安置转子绕组或永磁体。转子薄片组被转子支架、例如转子轴支承。通常地，转子薄片组借助摩擦配合通过在直径上的压力配合而连接在转子支架上。在此，转子薄片组通常被加热。

由DE 10 2008 032 172 A1已知一种永磁体电机，尤其电动机，其中由多个堆栈形式的布置的转子薄片的层构成转子薄片组。转子薄片组在中央具有具备键件的圆形的孔，用于啮合在具有两个凹槽的驱动轴内。

由DE 11 2006 001 929 T5已知一种用于电子机器或电动机的转子组件，其包括转子轮毂和轴。转子轮毂在此由转子薄片的多个层构成。所述层指的是薄的钢制层或钢板，其相互堆叠并且借助卡子连接、铆接或焊接而彼此固定。在此，轴通过互补的键槽或压合座与转子轮毂连接，压合座用作键槽的补充或用于将轴和转子轮毂旋转连接的器件。

由WO 98/25330 A2已知一种电气机器、尤其电动机，其具有转子和转子轴。转子在此可以为了控制磁通密度而具有由可选布置的、不同大小的转子薄片组成的堆栈。在此，较大的转子薄片比较小的转子薄片更大程度地伸入电气机器的空气缝隙中。为了转子轴与转子薄片的连接，转子薄片分别具有凹槽，并且转子轴具有键元件(或键)。

在现有技术中已知的转子薄片组、转子和转子制造工艺的设计并非理想的。在现有技术中已知的转子薄片组和转子在大多数情况下在制造和/或组装时是耗费的。此外，转子薄片组和转子被施加不同的力。例如，转子薄片组和转子支架之间的连接在运行时必须承受转速负荷或相应的扭矩。为了例如借助压配合在高转速时传递扭矩并且尤其为了平衡转速扩大，转子薄片组-转子支架压配合通常具有较大的重合度，但是所述重合度在没有转速负荷时已导致材料内和尤其转子薄片组内的较高的应力。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，这样设计和改进已知的转子薄片组、已知的转子和已知的方法，从而减少制造费用和/或装配费用并且尤其也以廉价的方式实现足够的转速承载力。

所述技术问题按照本发明通过一种用于电气设备、尤其用于电机的转子薄片组解决，所述转子薄片组具有键(或键元件)或凹槽，用于将转子薄片组与转子支架形状配合地连接。在转子薄片组和转子支架之间能够实现相应的槽-键连接。所述转子薄片组还具有能够变形的摩擦配合件(或称为力锁合元件、力传递元件)，用于转子薄片组与转子支架的附加的摩擦配合的连接。由此，以廉价的方式提高了转速承载力。

在此，摩擦配合尤其可以在转子薄片组与转子支架接合时例如通过摩擦配合件的至少部分地弹性弯曲实现。在此，转子支架和转子薄片组之间的形状配合和摩擦配合的连接设计用于传递扭矩。通过槽-键连接的形状配合和摩擦配合件的摩擦配合，可以尤其即便在较高转速下在传递扭矩时减少在构件中的覆盖和应力。在此，转子薄片组能够以较低的制造成本制造。例如，在制造中可以使用廉价的材料和/或避免昂贵的设计优化、例如板材切割优化计算。此外，通过槽-键连接的形状配合和摩擦配合件的摩擦配合也可以降低装配费用。因此例如转子薄片组与转子支架的接合相对于传统的压配合不会产生附加的受热。此外，通过摩擦配合件的摩擦配合可以相应地补偿可能出现的公差，这可以减少制造和装配耗费。此外，通过槽-键连接的形状配合和摩擦配合件的摩擦配合可以改进转速承载力，如前所述。

所述摩擦配合件尤其能够至少部分地弹性变形。通过摩擦配合件的弹性变形，摩擦配合件可以至少部分地如机械弹簧一样作用并且由此可以提供弹性预应力。

用作形状配合件的键和凹槽或者槽-键连接的数量以及摩擦配合件的数量可以在考虑到待传递的扭矩的情况下可变地选择。摩擦配合件尤其可以构造在转子薄片组的键或凹槽上。由此，可以是产生无间隙的形状配合，从而可以进一步改进转速承载力。

至少部分弹性可变形的摩擦配合件在此还可以在槽-键连接中产生弹性预应力，由此可以进一步改进转速承载力。例如，转子薄片组可以具有用于转子薄片组与具备凹槽的转子支架形状配合地连接的键，以便实现槽-键连接。

转子薄片组尤其可以设计为转子薄板组。转子薄片组的键或凹槽尤其可以由多个堆叠的转子薄片、尤其转子薄板构成。在此，转子薄片组可以具有构成键和摩擦配合件的转子薄片以及构成键的转子薄片。在此，构成键和摩擦配合件的转子薄片例如可以相互间通过至少一个、例如多个构成键的转子薄片相间隔。

在优选实施方式的框架中，摩擦配合件设计为构造在转子薄片上的薄片凸肩、薄板凸肩。

在优选另外的实施方式的框架中，摩擦配合件设计为接触部段的形式，其中，所述接触部段在外侧的接触面上具有压力件并且限定出内部空腔的边界，其中，所述接触部段通过在压力件上施加压力能够朝着内部空间的方向变形、尤其至少部分地弹性变形。

所述技术问题按照本发明还通过一种用于电气设备、尤其用于电机的转子解决，所述转子具有按照本发明所述的转子薄片组，所述转子薄片组通过实现槽-键连接而与具有尤其对应凹槽或键的转子支架形状配合地连接，并且所述转子薄片组附加地通过摩擦配合件而与转子支架摩擦配合地连接。转子支架在此可以是转子轴或转子轴的部件。

所述技术问题按照本发明还通过一种制造用于电气设备、尤其电机的转子的方法解决，其中，转子薄片组和转子支架相接合。在此，所述转子薄片组是按照本发明所述的转子薄片组。在此，所述转子支架具有尤其对应的凹槽或键，用于转子薄片组与转子支架通过槽-键连接形状配合地连接。在接合时通过槽-键连接形成形状配合并且通过摩擦配合件形成摩擦配合。摩擦配合件可以在接合时尤其变形、例如弯折或弯曲。

由此，前述缺点被避免并且实现了相应的优点。

附图说明

以下结合附图和相应说明书进一步阐释按照本发明的转子薄片组和按照本发明的转子以及按照本发明的方法的优选设计方案。在附图中：

图1示出具有键和在键上构造的、可变形的薄片凸肩形式的摩擦配合件的转子薄片组的示意性的截图，

图2示出转子的俯视示意图，具有在图1中部分示出的转子薄片组，该转子薄片组通过所实现的槽-键连接形状配合地并且附加地通过摩擦配合件摩擦配合地与设有凹槽的转子支架相连，

图3示出图2所示的转子的立体示意局部截面图，

图4示出在与设有凹槽的转子支架连接之前，转子薄片组的细节示意截图，该转子薄片组具有由多个堆叠转子薄片构成的键，

图5示出在与转子支架连接之后，图4所示的转子薄片组的示意截图，

图6示出转子薄片组的另外的实施方式的示意截图，该转子薄片组具有键和在键上构造的、可变形的接触部段形式的摩擦配合件，

图7示出转子的俯视示意图，具有在图6中示出的转子薄片组，该转子薄片组通过所实现的槽-键连接形状配合地并且附加地通过摩擦配合件摩擦配合地与设有凹槽的转子支架相连，

图8示出图7中部分示出的转子的放大示意图，和

图9示出图7和8所示的转子的立体示意局部截面图。

具体实施方式

在图1至5和6至9中示出用于电气设备、尤其电机的转子薄片组1和转子9的不同的实施方式。转子9尤其由转子支架4和转子薄片组1构成。

在此，在图1至5中至少部分示出用于电气设备、尤其电机的转子薄片组1和转子9的第一实施方式，并且在图7至9中至少部分示出第二实施方式。

电气设备可以设计为电气机器、例如电动机或发电机、例如尤其用于机动车的电子驱动装置。

转子薄片组1以及转子9例如可以安装在电机内、例如在尤其用于机动车、尤其电动车或混合动力车辆的电子驱动装置内，也就是在混合动力模块内，和/或在辅助设备内、如灯光器件和/或空调压缩机内。转子薄片组1尤其可以设计为电枢。

在附图所示的两个实施方式中，转子薄片组1具有用于将转子薄片组1与设有对应凹槽3的转子支架4形状配合地相连的键2。键2和凹槽3用于实现槽-键连接2、3。此外，可变形的摩擦配合件5设计用于转子薄片组1与转子支架4的附加的摩擦配合的连接。摩擦配合件5在此构造在键2上、尤其设计为集成的组成部分。摩擦配合件5例如可以是至少部分弹性可变形的。键2例如可以尤其设计为由板材制成的转子薄片6的集成的组成部分。

图1示出局部显示的转子薄片组1的键2。图1示出在键2上的设计为薄片凸肩、尤其板形凸肩形式的摩擦配合件5。在图1所示的未变形状态下，薄片凸肩5从键2的侧面开始在两侧分别横向于转子薄片组1的周向延伸。

在图2中示出转子9的截面图，其以图1局部示出的转子薄片组1和设有凹槽3的转子支架4为基础。在此，转子薄片组1通过由转子薄片组1的键2和转子支架4的凹槽3构成的槽-键连接2、3形状配合地与转子支架4相连。通过薄片凸肩形状的摩擦配合件5，转子薄片组1与转子支架4附加地摩擦配合地相互连接。在转子薄片组1的键2与转子支架4的凹槽3接合时，随后用作摩擦配合件5的薄片凸肩在转子支架4的凹槽3的侧边上弯曲，从而尤其实现摩擦配合的连接，使得除了槽-键连接2、3的形状配合还促成摩擦配合。通过用作摩擦配合件5的薄片凸肩的至少局部的弹性变形，薄片凸肩可以作为机械键并且在转子支架4的凹槽3的侧边上施加弹性预应力。此外，可以这样补偿在槽-键连接2、3的齿面线上的公差。总之，可以由此实现无间隙的形状配合，通过这种形状配合例如可以进一步改进转速承载力。

图2还示出，均匀地围绕转子支架4分布地在转子薄片组1的键2和转子支架4的凹槽3之间构造多个槽-键连接2、3。在此，槽-键连接2、3相对于旋转轴线R轴向地延伸。

图2示出键2和摩擦配合件5构造在转子薄片组1的内周面上。键2在此从转子薄片组1的内周面开始径向地朝前延伸。转子支架4的凹槽3在此构造在转子支架4的外周面上。

图3示出转子薄片组1的键2可以通过多个堆叠的转子薄片6、尤其转子薄板构成。

在图4和5中示出在与具有凹槽3的转子支架4接合之前(参见图4)以及接合之后(参见图5)的这种转子薄片组1的特定设计方案。在此，转子薄片组1具有构成键和摩擦配合件的转子薄片6a、例如转子薄板以及构成键的转子薄片6b、例如转子薄板。构成键和摩擦配合件的转子薄片6a在图4和5中尤其构成薄片凸肩形式、尤其薄板凸肩形式的摩擦配合件5，并且由此也可以称为构成键和薄片凸肩的转子薄片。

图4示出用作摩擦配合件5的薄片凸肩在未变形状态下从键2开始沿转子薄片组1的周向分别向两侧横向延伸。

纵观图4和5示出，当转子薄片组1在转子支架4上接合时，用作摩擦配合件5的薄片凸肩、例如薄板凸肩被弯曲或翻转，并且与机械弹簧类似地产生摩擦配合。由于槽-键连接2、3的形状配合以及弯曲或翻转的薄片凸肩、例如薄板凸肩的摩擦配合，在此仅需要微小的重合度，使得在整个构件上减小了应力并且例如可以为了转子薄片组1、例如转子薄片6、6a、6b的制造使用廉价的材料。

图5示出用作摩擦配合件5的薄片凸肩在已变形的摩擦配合的状态下至少局部、尤其基本上轴向地延伸。在此，尤其用作摩擦配合件5的薄片凸肩的端部区段尤其基本上轴向地延伸。

图4和5示出，构成键和摩擦配合件的转子薄片6a通过多个构成键的转子薄片6b相互间隔。通过相间隔的构成键的转子薄片6b，在此提供了用于构成键和摩擦配合件的转子薄片6a的用作摩擦配合件5的薄片凸肩的变形的空间。在此，尤其分别将两个构成键和摩擦配合件的转子薄片6a相互间隔的构成键的转子薄片6b的材料总厚度大于或等于在摩擦配合件5、尤其薄片凸肩的变形的摩擦配合状态下的弯曲的摩擦配合件5、尤其薄片凸肩的最大轴向延伸量。

图6示出根据另外的实施方式的局部示出的转子薄片组1的键2。图6示出在键2上构造的接触部段形式的摩擦配合件5。在此，用作摩擦配合件5的接触部段分别具有具备压力件7的外侧的接触面并且限定出内部空间8的边界。

压力件7在此设计为隆起并且尤其作为按钮的形式。压力件7和内部空间8在此尤其构造在用作摩擦配合件5的接触部段的相对置的侧面上。在此，内部空间8实现了用作摩擦配合件5的接触部段的尤其至少局部弹性的变形并且由此例如将弹性预应力施加在凹槽3的侧面上。内部空间8在此尤其可以用作补偿空间。内部空腔8尤其设计为键2内的缺口。例如，内部空腔8可以设计为在构成键和摩擦配合件的转子薄片、例如转子薄板内的缺口的形式、例如窗口。在此，用作摩擦配合件5的接触部段尤其可以设计为外部接片。

用作摩擦配合件5的接触部段通过在压力件7上施加压力可以朝内部空腔8的方向、例如至少部分弹性地变形。

纵观图6和7可见，在转子薄片组1与转子支架4相接合时，压力件7被转子支架4的凹槽3覆盖并且挤压，由此用作摩擦配合件5的接触部段向内被挤压并且例如弹性地变形，并且以这种方式用作机械弹簧的形式并且实现摩擦配合。

在图7中示出图6所示的转子薄片组1在具有凹槽3的转子支架4与转子9接合之后的视图。在此，转子薄片组1通过由转子薄片组1的键2和转子支架9的凹槽3构成的和相应实现的槽-键连接2、3形状配合地与转子支架9相连。通过用作摩擦配合件5的接触部段，转子薄片组1和转子支架4附加地摩擦配合地相互连接。这尤其通过以下实现，即在转子薄片组1的键2和转子支架9的凹槽3接合时，用作摩擦配合件5的接触部段的压力件7被转子支架4的凹槽3的侧面挤压，其中，接触部段被向内挤压并且例如弹性地朝内部空腔8的方向变形。在图7中的虚线示出的圆弧表示通过用作摩擦配合件5的接触部段的例如弹性的变形使得接触部段如机械弹簧一样作用并且可以在转子支架4的凹槽3的侧面上施加弹性预应力。由此除了槽-键连接2、3的形状配合也可以实现摩擦配合。此外，可以这样补偿在槽-键连接2、3的齿面线上的公差。总之，也可以由此实现无间隙的形状配合，通过这种形状配合例如可以进一步改进转速承载力。

图8示出也在第二实施方式的框架下围绕转子支架4均匀环绕地分布和实现的多个转子薄片组1的键2和转子支架9的凹槽3之间的槽-键连接2、3，其中，槽-键连接2、3相对于旋转轴线R轴向地延伸。键2和摩擦配合件5在此也构造在转子薄片组1的内周面上，其中，键2设计为从转子薄片组1的内周面开始径向地向前延伸。转子支架4的凹槽3在此也构造在转子支架4的外周面上。

图9示出也在第二实施方式的框架下转子薄片组1的键2可以通过多个堆叠的转子薄片6、尤其转子薄板构成。

附图标记列表

1 转子薄片组

2 键

3 凹槽

4 转子支架

5 摩擦配合件

6 转子薄片

6a 构成键和摩擦配合件的转子薄片

6b 构成键的转子薄片

7 压力件

8 空腔

9 转子

R 旋转轴线

Claims (10)

1.一种用于电气设备的转子薄片组(1)，其中，所述转子薄片组(1)具有用于将转子薄片组(1)与转子支架(4)形状配合地连接的键(2)或凹槽，并且其中，在转子薄片组(1)和转子支架(4)之间能够实现相应的槽-键连接(2、3)，其特征在于，所述转子薄片组(1)还具有能够变形的摩擦配合件(5)，所述摩擦配合件用于转子薄片组(1)与转子支架(4)的附加的摩擦配合的连接，其中，所述转子薄片组(1)具有构成键和摩擦配合件的转子薄片(6a)以及构成键的转子薄片(6b)，其中，构成键和摩擦配合件的转子薄片(6a)相互间通过至少一个构成键的转子薄片(6b)相间隔。

2.按照权利要求1所述的转子薄片组(1)，其特征在于，所述摩擦配合件(5)能够至少部分地弹性变形。

3.按照权利要求1所述的转子薄片组(1)，其特征在于，所述摩擦配合件(5)构造在转子薄片组(1)的键(2)或凹槽上。

4.按照权利要求1所述的转子薄片组(1)，其特征在于，所述转子薄片组(1)的键(2)或凹槽由多个堆叠的转子薄片(6)构成。

5.按照权利要求1所述的转子薄片组(1)，其特征在于，所述摩擦配合件(5)设计为构造在构成键和摩擦配合件的转子薄片(6a)上的薄片凸肩。

6.按照权利要求1至4之一所述的转子薄片组(1)，其特征在于，所述摩擦配合件(5)设计为接触部段的形式，其中，所述接触部段在外侧的接触面上具有压力件(7)并且接触部段限定出内部空腔(8)的边界，其中，所述接触部段通过在压力件(7)上的压力施加能够朝着内部空间(8)的方向变形。

7.按照权利要求1至5之一所述的转子薄片组(1)，其特征在于，所述转子薄片组(1)具有用于转子薄片组(1)与具备凹槽(3)的转子支架(4)形状配合地连接的键(2)，以便实现槽-键连接(2、3)。

8.按照权利要求1至5之一所述的转子薄片组(1)，其特征在于，所述转子薄片组(1)用于电机。

9.一种用于电气设备的转子(9)，所述转子(9)具有按照权利要求1至8之一所述的转子薄片组(1)，其中，所述转子薄片组(1)通过实现槽-键连接(2、3)而与具有凹槽(3)或键的转子支架(4)形状配合地连接，其特征在于，所述转子薄片组(1)附加地通过摩擦配合件(5)而与转子支架(4)摩擦配合地连接。

10.一种制造用于电气设备的转子(9)的方法，其中，转子薄片组(1)和转子支架(4)相接合，其特征在于，所述转子薄片组(1)是按照权利要求1至8之一所述的转子薄片组(1)，其中，所述转子支架(4)具有凹槽(3)或键，用于转子薄片组(1)与转子支架(4)通过槽-键连接(2、3)形状配合地连接，其中，在接合时通过槽-键连接(2、3)形成形状配合并且通过摩擦配合件(5)形成摩擦配合。