CN110311493A - 带有材料配合的连接的转子-转子轴-组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有材料配合的连接的转子‑转子轴‑组件，具体而言本发明涉及一种尤其用于电机的带有转子(10)和转子轴(20)的转子‑转子轴‑组件。在转子轴(20)与转子法兰(30)之间为了将转子(10)固定在转子轴(20)处构造有材料配合的连接。转子轴(20)延伸穿过转子(10)并且在转子(10)的两侧具有用于其可转动的支承的支承区段(23,24)。由此能够以简单的、成本适宜的和/或过程可靠的方式制造转子‑转子轴‑组件，并且即使在高转速、例如大约16000 1/min的转速的情况中也确保可靠的转矩传递。

Description

带有材料配合的连接的转子-转子轴-组件

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的特征所述的例如用于机动车、例如电动车和/或混合动力车辆的电机的转子-转子轴-组件。

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能性。例如可通过利用在转子片组与转子轴之间的大的覆盖部的挤压接合(Pressverband)或通过在转子片组与转子轴之间的多个、例如四个或五个在周缘上分布的槽榫连接来实现转矩传递。

由文件DE 10 2011 012 429 A1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而成。在设计方案中，在此侧盖通过挤压接合与基体相连接，其中，通过过盈连接(Übermaßverbindung)将转子片组紧固在基体上。在另一设计方案中，基体通过转子片组来构造，其通过系杆(Zuganker，有时称为拉杆)与侧盖相连接。

由文件DE 10 2012 011 002 A1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法兰件和布置在法兰件之间的管件构造而成。为了获得转子轴的轴向的可加载性，在此在法兰件与管件之间设置搭锁连接(Schnappverbindung，有时称为扣锁连接或咬合连接)。在此，转子片组环形地布置在管件的周面上。

此外，由文件EP 0 509 119 A1已知一种用于带有多件式的主体的异步机的转子。在一实施方案中，转子体借助于多个分布在节圆处的螺栓夹入在两个设有法兰的轴端之间。在另一实施方案中，轴头(Wellenstumpf)安排(ausweisen，有时称为设置)中间螺栓，其延伸穿过转子体并且在端部处设有螺纹，另一轴头旋入到其上并且因此使转子体夹紧。用于支承转子的支承座布置在两个轴头上并且由此借助于两个或甚至更多个部件的旋拧连接件连接。这样的连接对于承受高的转速要求而言不够稳定。此外，两种实施方案的装配是困难的并且需要特定的对中心和装配装置。在第一实施方案中必须凭记忆地(auswendig，有时称为用心地)使转子体与轴头对中心，其中，在此总归存在不平衡或缺乏同轴性的大的风险。在第二实施方案中为此附加地需要非常大的拧紧力矩以便克服在法兰的非常大的直径处的摩擦，并且此外存在相邻于法兰的转子板件的损坏和/或转动的风险。

在现有技术中已知的转子-转子轴-组件然而还未最佳地来构造。因此由现有技术已知的转子-转子轴-组件通常仅仅可满足至多12000 1/min(转每分钟)的转速要求且例如不满足多于12000 1/min(例如大约16000 1/min)的转速要求。在挤压接合或过盈连接和/或起轴向固定作用的搭锁连接的情况中可在高转速(例如大于12000 1/min(例如大约16000 1/min))的情况中使外部的构件从内部构件“取出(abheben，有时称为取下)”并且在此使转矩传递降低或甚至中断。为了反向作用于该效果，必须显著提高覆盖部，这然而将显著使装配变得困难或如有可能甚至使装配不可实现。为了装配槽榫连接必须将其设计有一定间隙，这然而可引起减少的转矩传递且由此可引起功率损失以及不舒适的声学影响。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于，现在如此设计且进一步改进开头提到的转子-转子轴-组件，使得转子-转子轴-组件能够以简单的、成本适宜的和/或过程可靠的方式来制造且装配，以及尤其在高转速(例如大于12000 1/min(例如大约16000 1/min))的情况下也可确保足够的转矩传递。

本发明的所基于的任务对于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-组件通过专利权利要求1的特征来解决。

在转子-转子轴-组件的情况中现在构造或可构造在转子轴与转子法兰之间的材料配合的连接以用于将转子固定在转子轴处。通过在转子轴与转子法兰之间的材料配合的连接能够以简单的、成本适宜的和/或过程可靠的方式、例如基于已知的机械元件来制造和装配转子-转子轴-组件，以及尤其即使在高转速(例如大于12000 1/min(例如大约160001/min))的情况中也确保可靠的转矩传递。在此，尤其可转速固定地传递转矩。通过材料配合的连接可例如将由转子产生的转矩传递到转子轴上并且由转子轴例如传递到变速器上、例如传递到车辆、例如电动车和/或混合动力车辆的变速器上。

转子具有至少一个转子片组、例如至少一个所谓的叠片组(Blechpaket)。转子此外具有张紧和/平衡盘片，并且至少一个转子片组布置在转子法兰与张紧和/或平衡盘片之间。转子法兰和张紧和/或平衡盘片通过多个分布在周缘处的张紧螺钉相连接。至少一个转子片组由此借助于张紧和/或平衡盘片固定在转子法兰处，也就是说至少一个转子片组借助于张紧螺钉夹紧在张紧和/或平衡盘片与转子法兰之间。此外，张紧和/或平衡盘片可用作用于转子的平衡盘片。张紧和/或平衡盘片可例如由钢构成。转子轴延伸穿过转子并且尤其在壳体中在转子的两侧具有用于其可转动的支承的支承区段。两个支承区段由此有利地直接布置在转子轴上。由此实现转子轴的非常刚性的且配合准确的布置。

材料配合的连接可例如构造成焊接连接(Schweißverbindung，有时称为熔焊连接)、钎焊连接(Lötverbindung)或粘合连接。有利地，材料配合的连接是铸造连接。有利地，法兰由与转子轴的至少一部分相同的材料模制，然而还可行的是，法兰由与转子轴不同的材料制造。完全有利地，转子法兰与转子轴的至少一部分制造成单件式的。为了转矩传递，在此尤其即使在高的转速的情况中相对窄的(schmal，有时称为细长的)材料配合的连接也可以是足够的。

在另一实施方式中，转子法兰旋转对称地、尤其至少部分以盘片 形式来构造，并且可例如具有分布在周缘处的用于张紧螺钉的螺纹。例如转子法兰能够以钢盘片的形式来构造。

在另一设计方案中，在至少一个转子片组与转子法兰之间布置有尤其用于使至少一个转子片组与转子法兰磁性脱耦的间隔盘片(Distanzscheibe，有时称为间隔垫圈)。因此可使转子法兰和转子轴与转子、尤其与至少一个转子片组磁性脱耦。间隔盘片例如可由铝构造而成。

在此，张紧螺钉可在张紧和/或平衡盘片之间延伸(且例如延伸穿过至少一个转子片组和/或间隔盘片)且穿过转子法兰。此外，张紧螺钉被旋入或可被旋入到螺纹中，其构造在转子法兰或张紧和/或平衡盘片中。与此备选地，旋拧连接件、尤其张紧螺钉还可延伸穿过转子法兰或穿过张紧和/或平衡盘片，并且例如可通过尤其布置在转子法兰的外侧或张紧和/或平衡盘片的外侧上的螺纹螺母来固定。

在另一设计方案中，至少一个转子片组和/或张紧和/或平衡盘片具有内直径，其被推上到或可被推上到转子轴的转子片组装配区段的外直径上。在此，转子轴的转子片组装配区段具有比转子法兰更小的外直径。因此，转子法兰可用作用于至少一个转子片组(并且例如由此还间接用于张紧和/或平衡盘片)的轴向止挡。

转子轴本身可例如不仅单件式地而且还可两件式或多件式地来设计。转子轴有利地由多个部件焊接而成。

在转子轴的多件式的设计方案的情况中，转子法兰可与转子轴的一部分、尤其轴头模制成单件式。另一或另外的转子轴部分与该转子轴部分借助于材料配合的连接、尤其借助于焊接连接相连接。因此可有效地且简单地制造带有法兰的转子轴。转子轴可有利地包括带有转子法兰的第一轴头、中间管和第二轴头。中间管和第二轴头可实施成单件式。转子片组装配区段可有利地在中间管和带有转子法兰的轴头的至少一部分上延伸。

转子轴有利地至少部分实施成中空轴。由此实现节省重量的且节省材料的实施方案并且此外可实现转子轴的内部冷却。

因此避免了开头提到的缺点且获得相应的优点。

附图说明

现在存在多种以有利的方式设计且进一步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可能性。为此能够首先参考后置于专利权利要求1的专利权利要求。接下来根据图纸和与其有关的说明来更详细阐述根据本发明的转子-转子轴-组件和根据本发明的方法的优选的设计方案。在图纸中：

图1以示意图显示了穿过根据本发明的转子-转子轴-组件的优选的实施方式的横截面，以及

图2a,2b以示意图显示了穿过根据本发明的转子轴的优选的实施方式的横截面。

参考符号列表

10转子

11转子片组

12间隔盘片

13张紧和/或平衡盘片

14旋拧连接件、尤其张紧螺钉

20转子轴

21第一轴头

22第二轴头

23第一支承区段

24第二支承区段

25转子片组区段

30转子法兰

31用于旋拧连接件、尤其张紧螺钉的螺纹。

具体实施方式

图1和2显示了根据本发明的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-组件的实施方式。

图1和2显示出，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处的转子法兰30。在此，在转子轴20与转子法兰30之间构造有材料配合的连接，也就是说转子法兰30与转子轴的一部分构造成单件式。

转子10在此具有多个转子片组11以及布置在转子片组11与转子法兰30之间的尤其用于使转子片组11与转子法兰30磁性地脱耦的间隔盘片12。转子10此外具有张紧和/或平衡盘片13和张紧螺钉14。在此，间隔盘片12与转子片组11布置在张紧和/或平衡盘片13与转子法兰30之间并且借助于延伸穿过张紧和/或平衡盘片13、穿过转子片组11且穿过间隔盘片12且旋入到转子法兰30中的螺纹31中的张紧螺钉14来夹紧。

在此，转子法兰30具有比转子轴20的与该转子法兰相邻的转子片组装配区段23更大的外直径。

图1和2阐明，转子片组11和张紧和/或平衡盘片13具有内直径，其被推上到或可被推上到转子轴20的转子片组区段25的外直径上并且例如附加于材料配合的连接可构造挤压接合。

图2a显示了转子轴20，其具有包括转子法兰30的第一轴头21。对于转子法兰30而言在一侧相邻有第一轴头21的第一支承区段23且在另一侧相邻有转子片组区段25的第一部分。第一轴头21的转子片组区段25的第一部分借助于焊接连接与第二轴头22相连接，其具有转子片组区段25的第二部分和第二支承区段24。

在一未更详细示出的实施方式中，第一和第二轴头21,22的焊接连接可大致相邻于转子法兰30来实现。在这样的情况中，转子片组区段25仅仅构造在第二轴头22上。

图2b 显示了两个轴头21,22的另一实施方式，其对应地在连接焊缝的区域中如此成形，即使得在焊接之前实现对中心，也就是说第一轴头21具有带有比转子片组区段的外直径更小的直径的连接凸肩，第二轴头22在焊接之前放置到该连接凸肩上。

Claims (10)

1.一种用于电机的转子-转子轴-组件，带有转子(10)且带有转子轴(20)，其中，所述转子(10)具有至少一个转子片组(11)，其中，所述转子轴(20)包括用于将所述转子(10)固定在所述转子轴(20)处的转子法兰(30)，其特征在于，在所述转子轴(20)与所述转子法兰(30)之间构造有材料配合的连接，所述转子(10)此外具有张紧和/或平衡盘片(13)并且所述至少一个转子片组(11)布置在所述转子法兰(30)与所述张紧和/或平衡盘片(13)之间，所述转子法兰(30)与所述张紧和/或平衡盘片(13)通过多个分布在周缘处的张紧螺钉(14)相连接，并且所述转子轴(20)延伸穿过所述转子(10)且在所述转子(10)的两侧具有用于其可转动的支承的支承区段(23,24)。

2.根据权利要求1所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述材料配合的连接构造成焊接连接、钎焊连接、铸造连接或粘合连接。

3.根据权利要求1所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子法兰(30)与所述转子轴(20)的至少一个区段模制成单件式。

4.根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子轴(20)至少部分构造成中空轴。

5.根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子轴(20)由多个部件(21,22)组成，所述部件借助于材料配合的连接、尤其焊接连接相连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子法兰(30)旋转对称地、尤其至少部分以盘片的形式来构造。

7.根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子法兰(30)具有分布在周缘处的用于所述张紧螺钉(14)的螺纹(31)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述转子轴(20)的支承区段(23,24)相邻于所述转子法兰(30)和所述张紧和/或平衡盘片(13)布置在所述转子轴(20)的背离所述转子(10)的侧处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，其中，在所述至少一个转子片组(11)与所述转子法兰(30)之间布置有尤其用于使所述至少一个转子片组(11)与所述转子法兰(30)磁性地脱耦的间隔盘片(12)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的转子-转子轴-组件，其特征在于，所述至少一个转子片组(11)和所述张紧和/或平衡盘片(13)具有内直径，该内直径被推上到或可被推上到所述转子轴(20)的转子片组区段(25)的外直径上。