CN109428436B - 带有形状配合的连接的转子-转子轴-组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其用于电机的转子‑转子轴‑组件，带有转子(10)且带有转子轴(20)，且涉及一种用于其制造和/或装配的方法。以简单的、成本适宜的和/或工艺可靠的方式，转子‑转子轴‑组件可通过以下方式制造和/或装配且还在例如约16000 1/min的高转速的情形中通过以下方式确保可靠的转矩传递，即，通过在转子轴(20)的形状配合区段(22)处的外成型件(21)且通过在转子轮缘(30)的形状配合区段(32)中的对应于外成型件(21)的内成型件(31)可构造或构造在转子轴(20)和转子轮缘(30)之间的形状配合的连接用于将转子(10)固定在转子轴(20)处。

Description

带有形状配合的连接的转子-转子轴-组件

技术领域

本发明涉及一种根据本发明的尤其用于例如用于机动车、例如用于电动车和/或混合动力车辆的电机的转子-转子轴-组件，且涉及一种根据本发明的用于其制造和/或装配的方法。

背景技术

为了从尤其电机的转子到转子轴上的转矩传递，存在不同的可行性方案。例如，转矩传递可经由带有在转子薄片组和转子轴之间的较大的叠合的挤压连结(或称为过盈连结，即Pressverband)或通过在转子薄片组和转子轴之间的多个、例如四个或五个广泛地分配的槽-弹簧-连接实现。

从文件DE 10 2011 012 429 A1中已知一种用于电机的转子-转子轴-组件，在其中转子轴多件式地由两个侧盖和布置在侧盖之间的基体构造。在一种设计方案中，在此侧盖经由挤压连结与基体相连接，其中，转子薄片组通过过盈连接固定在基体上。在另一设计方案中，基体通过转子薄片组构造，其通过拉杆与侧盖相连接。

从文件DE 10 2012 011 002 A1中已知一种用于电机的转子-转子轴-组件，在其中转子轴多件式地由两个轮缘部件和布置在轮缘部件之间的管部件构造。为了得到转子轴的轴向的可负载性，在此在轮缘部件和管部件之间设置有搭扣连接。在管部件的周面上在此环形地布置有转子薄片组。

在现有技术中已知的转子-转子轴-组件然而还未最优地构造。因此，从现有技术中已知的转子-转子轴-组件通常可仅满足直到12000 1/min(转每分钟)且例如不大于12000 1/min、例如约16000 1/min的转速要求。在挤压连结或过盈连接和/或轴向止动的搭扣连接的情形中，在例如大于12000 1/min、例如约16000 1/min的高转速的情形中，外部的构件可由内部的构件“取下”且在此转矩传递可降低或甚至中断。为了抵制该效果，必须明显地提高叠合，这然而将显著地使装配变得困难或若有可能甚至使其不可能。对于槽-弹簧-连接的装配而言，其必须设计成带有一定的间隙，这然而可导致降低的转矩传递且因此导致功率损失以及导致不舒适的声学影响。

发明内容

因此，本发明的任务在于，现在如此设计和改进开头提及的转子-转子轴-组件，使得转子-转子轴-组件可以以简单的、成本适宜的和/或工艺可靠的方式制造和装配，以及尤其还在例如大于12000 1/min、例如约16000 1/min的高转速的情形中确保足够的转矩传递。

基于本发明的任务对于尤其用于例如用于机动车、例如用于电动车和/或混合动力车辆的电机、例如用于模块化的电气化组合部件(MEB)的转子-转子轴-组件而言通过本发明解决，且对于用于制造和/或装配这样的转子-转子轴-组件的方法而言通过本发明解决。

在转子-转子轴-组件的情形中，此时通过在转子轴的形状配合区段处的外成型件和在转子轮缘的形状配合区段处的对应于外成型件的内成型件可构造或构造在转子轴和转子轮缘(或称为转子法兰，即Rotorflansch)之间的形状配合的连接用于将转子固定在转子轴处。

通过在转子轴和转子轮缘之间的形状配合的连接，转子-转子轴-组件可以以简单的、成本适宜的和/或工艺可靠的方式、例如基于已知的机器元件制造和装配以及尤其还在例如大于12000 1/min、例如约16000 1/min的高转速的情形中确保可靠的转矩传递。尤其，在此，转矩可转速固定地传递。通过形状配合的连接，例如，由转子生成的转矩可传递到转子轴上且由转子轴例如传递到传动机构上、例如传递到车辆、例如电动车和/或混合动力车辆的传动机构上。

形状配合的连接可例如构造为啮合、尤其为插拔啮合、或为多边形连接或为基于其他形式地成型的、可彼此形状配合地连接的轮廓形状的形状配合的连接。

为了转矩传递，在此尤其还在高转速的情形中，相对窄的形状配合的连接、例如带有如较短的啮合长度的啮合是足够的，尤其其此外可以以简单的方式例如通过辊压、轧辊和/或成型制造。

在一种设计方案中，形状配合的连接构造为啮合、尤其构造为插拔啮合且/或外成型件构造为外啮合部且内成型件构造为内啮合部。通过啮合、尤其插拔啮合，形状配合的连接可以以特别简单的和成本适宜的以及节省结构空间的方式构造，且实现转速固定的转矩传递。

在另一设计方案中，在转子轮缘的形状配合区段中此外构造有用于容纳止动环的内槽。通过槽为内槽且止动环至少部分地容纳在其中或从内部装配在其中，可有利地保证，止动环自身在较大的转速和与其相联系的较大的离心力的情形中不可松脱或不可遗失，这在例如16000 1/min的高转速的情形中因此不可容易地实现例如在外槽中容纳的、从外部装配的止动环。此外，以简单的且成本适宜的方式可获得或可制造不仅止动环而且内槽。

内槽可例如以环形槽的形式构造。因此，内槽可以以特别简单的方式制造且然后与角度无关地装配止动环。

内槽可尤其相邻于内成型件、尤其相邻于内啮合部构造在转子轮缘的形状配合区段中。

在另一设计方案中，转子轮缘通过容纳在内槽中的止动环可止动或被止动抵抗轴向移动，且/或转子轴的形状配合区段尤其一方面用作用于止动环的轴向止挡件。通过这样的布置，通过止动环和转子轴的形状配合区段可实现至少沿一个方向的轴向止动。

在另一设计方案中，转子轴的形状配合区段尤其另一方面用作用于转子的轴向止挡件。通过这样的布置，可通过止动环和转子轴的形状配合区段实现沿另一方向的轴向止动。

例如，转子轴的形状配合区段可一方面用作用于止动环的轴向止挡件且另一方面用作用于转子的轴向止挡件。通过这样的布置，通过止动环和转子轴的形状配合区段可实现沿两个方向的轴向止动。

转子轮缘可例如由钢构造。

在另一实施方式中，转子轮缘旋转对称地、尤其至少部分地以轮的形状构造。例如，转子轮缘例如可以以钢轮的形式构造。

转子可尤其具有至少一个转子薄片组、例如至少一个所谓的板材组。在此，至少一个转子薄片组可以可固定或固定在转子轮缘处。

在另一设计方案中，在至少一个转子薄片组和转子轮缘之间布置有间隔垫圈，尤其用于使至少一个转子薄片组从转子轮缘磁性解耦。因此，转子轮缘和转子轴可从转子、尤其从至少一个转子薄片组磁性解耦。例如，间隔垫圈可由铝构造。

在另一设计方案中，转子此外具有张紧轮和/或平衡轮。在此，至少一个转子薄片组(和例如还有间隔垫圈)可例如借助于张紧轮和/或平衡轮可固定或固定在转子轮缘处。例如，至少一个转子薄片组(和例如还有间隔垫圈)可布置在转子轮缘和张紧轮和/或平衡轮之间。尤其，至少一个转子薄片组可布置在间隔垫圈和张紧轮和/或平衡轮之间，尤其其中，那么间隔垫圈布置在转子轮缘和至少一个转子薄片组之间。通过张紧轮和/或平衡轮，至少一个转子薄片组(和例如还有间隔垫圈)可以以简单的方式固定在转子轮缘处。在此，至少一个转子薄片组(和例如还有间隔垫圈)可尤其在张紧轮和/或平衡轮和转子轮缘之间被拉紧。此外，张紧轮和/或平衡轮可用作用于转子的平衡轮。张紧轮和/或平衡轮可例如同样由钢构造。

转子轮缘、间隔垫圈、至少一个转子薄片组和/或张紧轮和/或平衡轮可尤其通过连接元件而机械地可连接或被连接。

在另一设计方案中，转子轮缘和张紧轮和/或平衡轮(和例如由此还有至少一个转子薄片组和/或间隔垫圈)通过螺纹连接件、尤其张紧螺纹件可连接或被连接，尤其相应地可预装配。在此，螺纹连接件、尤其张紧螺纹件在张紧轮和/或平衡轮之间(且例如通过至少一个转子薄片组和/或通过间隔垫圈)且通过转子轮缘延伸。例如，螺纹连接件、尤其张紧螺纹件在此可至少通过张紧轮和/或平衡轮或转子轮缘延伸。此外，螺纹连接件、尤其张紧连接可旋入或被旋入到这样的螺纹中，该螺纹构造在转子轮缘中或张紧轮和/或平衡轮中。对此备选地，螺纹连接件、尤其张紧螺纹件也可延伸穿过转子轮缘或穿过张紧轮和/或平衡轮，且例如可通过尤其在转子轮缘的外侧上或在张紧轮和/或平衡轮的外侧上布置的螺纹螺母固定。

在一种专门的设计方案中，在转子轮缘中构造有用于螺纹连接件、尤其张紧螺纹件的螺纹。在此，螺纹连接件、尤其张紧螺纹件可尤其通过张紧轮和/或平衡轮(和例如通过至少一个转子薄片组和/或通过间隔垫圈)延伸至转子轮缘，且然后可旋入或被旋入到构造在转子轮缘处的螺纹中。

在另一设计方案中，至少一个转子薄片组和/或张紧轮和/或平衡轮具有内直径，其可推进或被推进到转子轴的转子薄片组装配区段的外直径上。在此，转子轴的转子薄片组装配区段可尤其具有相比转子轴的形状配合区段更小的外直径。因此，转子轴的形状配合区段可用作用于至少一个转子薄片组(且例如因此还直接用于张紧轮和/或平衡轮)的轴向止挡件。

此外，转子轴可具有止动环装配区段。在此，转子轴的止动环装配区段可尤其(同样)具有相比于转子轴的形状配合区段更小的外直径。因此，转子轴的形状配合区段(也)可用作用于止动环的轴向止挡件。

转子轴像这样可例如不仅单件式地而且两件式地或多件式地构造。

在用于制造和/或装配这样的转子-转子轴-组件的方法中尤其首先，例如在方法步骤a)中，将转子轮缘固定在转子处(或反过来)。

带有固定在其处的转子的转子轮缘尤其然后，例如在方法步骤b)中，如此推进到转子轴上，使得转子轮缘的内成型件、尤其内啮合部接合到转子轴的外成型件、尤其外啮合部中且构造形状配合的连接。

该操作方式实现了，转子轮缘和转子被单独地构建，且例如在单独的预装配中装配，且尤其已经预装配地在方法中、尤其在方法步骤a)中使用。因此，制造和/或装配可简化，且例如成本和/或耗费可降低，且例如还可提高工艺可靠性。

通过尤其在方法步骤b)中构造形状配合的连接，如已经结合转子-转子轴-组件已经阐释的，还在高转速的情形中，也可确保可靠的转速传递。

在一种专门的设计方案中，带有固定在其处的转子的转子轮缘尤其在方法步骤b)中被如此推进到转子轴上，使得转子轮缘的内槽运动越过转子轴的形状配合区段且转子轮缘通过将止动环带入到转子轮缘的内槽中被止动抵抗轴向移动。在此，转子轴的形状配合区段可尤其用作用于止动环的轴向止挡件。因此，转子轮缘和转子可以以简单的方式至少沿一个方向被止动抵抗轴向移动。通过转子轴的形状配合区段还用作用于转子、例如用于至少一个转子薄片组的轴向止挡件，且/或具有相比转子轴的转子薄片组装配区段更大的外直径，带有固定在其处的转子的转子轮缘可通过止动环和转子轴的形状配合区段以简单的方式沿两个方向被止动抵抗轴向移动。在此，在将带有固定在其处的转子的转子轮缘推进到转子轴上的情形中，尤其在方法步骤b)中，例如转子、例如至少一个转子薄片组，相对转子轴的形状配合区段推移且在该处止挡。

带有固定在其处的转子的转子轮缘可在尤其前置方法步骤a)的方法步骤中通过以下方式预装配，使得转子轮缘、间隔垫圈、至少一个转子薄片组以及张紧轮和/或平衡轮通过连接元件、尤其通过螺纹连接件、例如张紧螺纹件(例如其在张紧轮和/或平衡轮和转子轮缘之间且例如通过至少一个转子薄片组且通过间隔垫圈延伸)尤其机械地相连接。例如，螺纹连接件、尤其张紧螺纹件可通过张紧轮和/或平衡轮(和尤其还通过至少一个转子薄片组且/或通过间隔垫圈)延伸至转子轮缘且旋入到构造在转子轮缘处的螺纹中或通过螺母止动/旋紧。

在另一专门的设计方案中，带有固定在其处的转子的转子轮缘在推进到转子轴上前、尤其在方法步骤a)后和/或在方法步骤b)前被加热。因此，一方面，可得到带有固定在其处的转子的转子轮缘和转子轴的尽可能没有力的拼接和若有可能在这些部件之间的附加的挤压连结，且例如另一方面激活例如膨胀的磁层。

为了尤其在方法步骤b)中简化转子轮缘的内成型件、尤其内啮合部接合到转子轴的外成型件、尤其外啮合部中和保证使成型件、例如插拔啮合干净(或称为无缺陷，即sauber)，它们可在接合前借助于教导、例如借助于啮合教导而彼此对准。

开头提及的缺点因此得到避免且得到相应的优点。

附图说明

此时存在以有利的方式和形式设计和改进根据本发明的转子-转子轴-组件和根据本发明的方法的大量可行性方案。为此，参考本发明。在下面，根据本发明的转子-转子轴-组件和根据本发明的方法的一种优选的设计方案根据附图和从属于此的描述而更详细地阐释。在附图中：

图1以示意图示出了穿过根据本发明的转子-转子轴-组件的一种优选的实施方式的横截面，且

图2以示意性的透视图示出了在装配期间的根据本发明的转子-转子轴-组件的在图1中示出的实施方式。

参考符号列表

10 转子

11 转子薄片组

12 间隔垫圈

13 张紧轮和/或平衡轮

14 螺纹连接件、尤其张紧螺纹件

20 转子轴

21 转子轴的外成型件、尤其外啮合部

22 转子轴的形状配合区段

23 转子轴的转子薄片组区段

24 转子轴的止动环装配区段

30 转子轮缘

31 转子轮缘的内成型件、尤其内啮合部

32 转子轮缘的形状配合区段

33 用于容纳止动环的内槽

34 用于螺纹连接件、尤其张紧螺纹件的螺纹

40 止动环。

具体实施方式

图1和2示出了尤其用于例如用于机动车、例如用于电动车和/或用于混合动力车辆的电机的根据本发明的转子-转子轴-组件的一种实施方式，且同样说明了一种用于其制造和/或装配的根据本发明的方法的实施方式。

图1和2示出了，转子-转子轴-组件具有转子10、转子轴20和用于将转子10固定在转子轴20处的转子轮缘30。在此，更确切地说，在转子轴20和转子轮缘30之间，形状配合的连接、尤其插拔啮合通过在转子轴20的形状配合区段22处的尤其以外啮合部的形式的外成型件21和在转子轮缘30的形状配合区段32处的对应于外成型件21、尤其外啮合部的内成型件31、尤其内啮合部构造。

转子10在此具有多个转子薄片组11以及布置在转子薄片组11和转子轮缘30之间的间隔垫圈12，尤其用于使转子薄片组11与转子轮缘30磁性解耦。转子10此外具有张紧轮和/或平衡轮13和螺纹连接件14、尤其张紧螺纹件。在此，间隔垫圈12和转子薄片组11布置在张紧轮和/或平衡轮13和转子轮缘30之间且借助于螺纹连接件14、尤其张紧螺纹件拉紧，其延伸穿过张紧轮和/或平衡轮13、穿过转子薄片组11且穿过间隔垫圈12且尤其旋入到转子轮缘中的螺纹34中。

此外，图1和2示出了，在转子轮缘30的形状配合区段32中，尤其相邻于内成型件31、尤其内啮合部，构造有用于至少部分地容纳止动环40的内槽33。

图1和2此外示出了，转子轴20的形状配合区段22一方面用作用于止动环40的轴向止挡件且另一方面用作用于转子10、尤其用于转子10的转子薄片组11的轴向止挡件。

在此，转子轴20的形状配合区段22尤其具有相比转子轴20的一侧与其相邻的止动环装配区段24和转子轴20的另一侧与其相邻的转子薄片组装配区段23的更大的外直径。

图1和2说明了，转子薄片组11和张紧轮和/或平衡轮13具有内直径，其可推进或被推进到转子轴20的转子薄片组区段23的外直径上且例如除了形状配合的连接以外可构造挤压连结。

图1和2说明了，转子轮缘30通过在转子轮缘30的内槽33中至少部分地容纳的止动环40且通过转子轴20的用作用于止动环40的轴向止挡件和用作用于转子10、尤其转子薄片组11的轴向止挡件的形状配合区段22被止动或可被止动抵抗沿两个方向的轴向移动。

图2尤其说明了根据本发明的方法的一种实施方式且示出了，首先转子10固定在转子轮缘30处或反过来转子轮缘30固定在转子10处，且带有预装配且固定在其处的转子10的转子轮缘30然后推进到转子轴20上。在推进到转子轴20上前，带有固定在其处的转子10的转子轮缘30可例如被加热，以便促使在转子10和转子轴20之间尽可能没有力的拼接和/或附加的挤压连结的构造，且/或激活例如膨胀的磁层。

从图1和2的概观中可看出，带有固定在其处的转子10的转子轮缘30尤其如此推进到转子轴20上，使得转子轮缘30的内槽33运动越过转子轴20的形状配合区段22且转子轮缘30的内成型件31、尤其内啮合部接合到转子轴20的外成型件21、尤其外啮合部中且构造形状配合的连接。通过将止动环40带入到转子轮缘30的内槽33中，那么转子轮缘30被止动抵抗沿两个方向的轴向移动。

Claims (14)

1.一种转子-转子轴-组件，带有转子(10)且带有转子轴(20)，其特征在于，通过在所述转子轴(20)的形状配合区段(22)处的外成型件(21)且通过在所述转子轮缘(30)的形状配合区段(32)处的对应于所述外成型件(21)的内成型件(31)可构造或构造在所述转子轴(20)和转子轮缘(30)之间的形状配合的连接用于将所述转子(10)固定在所述转子轴(20)处，并且在所述转子轮缘(30)的形状配合区段(32)中构造有内槽(33)用于至少部分地容纳止动环(40)，其中，所述转子轮缘(30)通过在所述内槽(33)中至少部分地容纳的止动环(40)可止动或被止动抵抗轴向移动，其中，所述转子轴(20)的形状配合区段(22)一方面用作用于所述止动环(40)的轴向止挡件且另一方面用作用于所述转子(10)的轴向止挡件，并且其中所述转子轴(20)的形状配合区段(22)具有相比所述转子轴(20)的一侧与其相邻的止动环装配区段(24)和所述转子轴(20)的另一侧与其相邻的转子薄片组装配区段(23)而更大的外直径。

2.根据权利要求1所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子-转子轴-组件用于电机。

3.根据权利要求1所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述形状配合的连接构造为啮合，其中，所述外成型件(21)构造为外啮合部且所述内成型件(31)构造为内啮合部。

4.根据权利要求3所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述形状配合的连接构造为插拔啮合。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子轮缘(30)旋转对称地构造。

6.根据权利要求5所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子轮缘(30)至少部分地以轮的形状构造。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子(10)具有至少一个转子薄片组(11)，其中，在所述至少一个转子薄片组(11)和所述转子轮缘(30)之间布置有间隔垫圈(12)。

8.根据权利要求7所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述间隔垫圈(12)构造用于使所述至少一个转子薄片组(11)与所述转子轮缘(30)磁性解耦。

9.根据权利要求7所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子(10)此外具有张紧轮和/或平衡轮(13)，其中，所述至少一个转子薄片组(11)布置在所述转子轮缘(30)和所述张紧轮和/或所述平衡轮(13)之间。

10.根据权利要求9所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子轮缘(30)和所述张紧轮和/或平衡轮(13)通过螺纹连接件(14)可连接或被连接。

11.根据权利要求10所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子轮缘(30)和所述张紧轮和/或平衡轮(13)、且由此还有所述至少一个转子薄片组(11)和/或所述间隔垫圈(12)通过螺纹连接件(14)可连接或被连接。

12.根据权利要求10或11所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述螺纹连接件(14)是张紧螺纹件。

13.根据权利要求9所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述至少一个转子薄片组(11)和所述张紧轮和/或平衡轮(13)具有内直径，其可推进或被推进到所述转子轴(20)的转子薄片组区段(23)的外直径上。

14.一种用于制造和/或装配根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件的方法，其中

- 所述转子轮缘(30)固定在所述转子(10)处，且其中

- 所述转子轮缘(30)和所述转子(10)如此推进到所述转子轴(20)上，使得所述转子轮缘(30)的内成型件(31)接合到所述转子轴(20)的外成型件(21)中且构造形状配合的连接，

其中，所述转子轮缘(30)的内啮合部接合到所述转子轴(20)的外啮合部中，

且其中，所述转子轮缘(30)和所述转子(10)如此推进到所述转子轴(20)上，使得所述转子轮缘(30)的内槽(33)运动越过所述转子轴(20)的形状配合区段(22)且所述转子轮缘(30)通过将止动环(40)带入到所述转子轮缘(30)的内槽(33)中而被止动以抵抗轴向移动。

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