CN113474971A - 具有以增材方法施加的连接元件的复杂的环形元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有第一和第二环(2、3)的复杂的环形元件(1)，第一和第二环具有相应的轴线。第一和第二环(2、3)布置，使得第一和第二环的轴线位于公共轴线(4)上，并且沿公共轴线(4)的方向观察，第一和第二环(2、3)彼此邻接。复杂的环形元件(1)具有连接元件(7)，第一和第二环(2、3)通过连接元件彼此连接。连接元件(7)由金属制成。连接元件在第一和第二环的相应的外部的侧面处(8、9)沿公共轴线(4)的方向观察分别部分地搭接第一和第二环(2、3)。沿围绕公共轴线(4)的环周方向观察，连接元件(7)是环绕的并且连接元件借助于增材施加方法制造。

Description

具有以增材方法施加的连接元件的复杂的环形元件
技术领域
本发明涉及一种复杂的环形元件，
-其中，复杂的环形元件具有第一环和第二环，第一环和第二环具有相应的轴线，
-其中，第一环和第二环布置为，使得第一环和第二环的轴线位于公共轴线上，并且沿公共轴线的方向观察，第一环和第二环彼此邻接，
-其中，复杂的环形元件具有连接元件，第一环和第二环通过连接元件彼此连接，
-其中，连接元件由金属制成。
背景技术
在很多情况下，两个环需要经由连接元件彼此连接，使得两个环轴向地、径向地和切向地相对于彼此固定。电机的转子例如能够具有这种复杂的环形元件。这种复杂的环形元件在电机的运行中能够是有利的。
在现有技术中已知，两个环同心地布置，并且一个环收缩到另一个环上。还已知的是，两个环布置为，使得沿公共轴线的方向观察彼此邻接，并且两个环例如经由多个螺栓彼此连接，其中，螺栓轴向延伸并且以合适的间距环形地围绕公共轴线分布布置。还已知的是，使用力传递和形状配合的组合，或者将两个环彼此粘合、熔焊或钎焊。只要需要，在上下文中由陶瓷制成的可能的环已经事先被金属化，即设有金属层。
专利文件DE 10 2015 224 947 A1涉及一种用于制造包括涡轮和轴的涡轮布置的方法，其中，在涡轮处至少部分地借助于增材制造方法生产轴。
发明内容
本发明的任务是提供复杂的环形元件，其能够被简单地制造并且在其中，环形元件的两个环稳定且可靠地彼此连接。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的复杂的环形元件实现。复杂的环形元件的有利的设计方案是从属权利要求2至6的主题。权利要求7被称为复杂的环形元件的优选的应用。
根据本发明，开头提到的类型的复杂的环形元件由此被设计，
-沿公共轴线的方向观察，连接元件在第一环和第二环的相应的外部的侧面处分别部分地搭接第一环和第二环，
-沿围绕公共轴线的环周方向观察，连接元件是环绕的，并且
-借助于增材施加方法制造连接元件。
优选地，借助于冷气喷涂制造连接元件。在这种情况下，能够特别有效地制造连接元件。
第一环通常由金属制成，尤其由钢制成。尤其在这种情况下(但不是强制限制于这种情况)，连接元件能够与第一环材料配合地连接。连接的这种类型是连接的最稳定的形式。因此，尽可能争取材料配合的连接。
第二环通常由陶瓷制成。尤其在这种情况下(但不是强制)，连接元件与第二环通常形状配合地和/或力传递地连接。
优选地，第一环在其侧面处具有第一轮廓，第一轮廓用阻力抵抗连接元件相对于第一环围绕公共轴线的扭转。由此，能够在第一环与连接元件之间传递特别高的扭矩。
优选地，第二环在其侧面处具有第二轮廓，第二轮廓用阻力抵抗连接元件相对于第二环围绕公共轴线的扭转。由此，能够在第二环与连接元件之间传递特别高的扭矩。
复杂的环形元件尤其能够被用作为电机的转子的组成部分。
附图说明
根据下面结合附图对实施例的描述，更加清楚地解释本发明的上述特性、特征和优点以及实现他们的方式和方法。在此，在示意性的图示中示出：
图1示出复杂的环形元件的部分剖面；
图2示出用于开始制造连接元件的第一环和第二环；
图3示出在展开的图示中第一环和第二环的侧面；和
图4示出电机的转子。
具体实施方式
根据图1，复杂的环形元件1具有第一环2和第二环3。两个环2、3分别具有轴。根据图1中的图示，两个环2、3布置为使得他们的轴线位于公共轴线4上。
只要下面使用概念“轴向的”、“径向的”以及“切向的”，概念始终是关于公共轴线4。“轴向的”是平行于公共轴线4的方向。“径向的”是正交于轴向方向、直接朝向或远离公共轴线4的方向。“切向的”是既正交于轴向方向也正交于径向方向延伸的方向。因此，“切向的”是以与公共轴线4的恒定径向距离的恒定轴向位置处以圆形围绕公共轴线4定向的方向。
沿轴向方向观察，两个环2、3彼此邻接。两个环2、3的边界面5、6优选地正交于公共轴线4延伸。两个环2、3在边界面处彼此直接邻接
复杂的环形元件1还具有连接元件7。两个环2、3通过连接元件7彼此连接。
根据图1中的图示，连接元件7由金属制成。连接元件尤其由钢制成。
根据图1中的图示，连接元件7在两个环的外部的侧面8、9处搭接两个环2、3。沿公共轴线4的方向观察，分别部分地给出搭接。因此，连接元件7在这些区域径向地在外部施加在两个环2、3上。沿围绕公共轴线4的环周方向，连接元件7是环绕的。因此，连接元件本身同样构造为环形的。
借助于增材施加方法制造连接元件7。根据图2中的图示，增材施加方法中，借助于气流将构成连接元件7的材料以小剂量10(单数：剂量，不是罐)的形式施加在第一环2和第二环3上。通过小剂量10撞击在环2、3上，构造连接元件与两个环2、3的材料配合的或形状配合的和/或力传递的连接。构造何种类型的连接取决于构成连接元件7和两个环2、3的材料。连接元件7的以下的层与连接元件7的已经施加的层始终材料配合地连接。力传递尤其通过连接元件7在施加到两个环2、3的侧面8、9上时被加热并且在之后的时间点重新被冷却并且在此收缩而起作用。
在很多情况下第一环2由金属、特别是钢制成。但是第一环2也能够由其他的金属制成，例如由铝或钛制成。第一环还能够由其他的材料制成。在金属作为制成第一环2的材料的情况下，通常构造成材料配合的连接。在这种情况下，连接元件7在制造连接元件7之后与第一环2材料配合地连接。材料配合的连接是连接的最稳定的形式。因此，尽可能争取材料配合的连接。但是，在个别情况下也可行的是，连接元件7与第一环2的连接是形状配合的和/或力传递的。
在很多情况下，第二环3还由陶瓷制成。在陶瓷作为制成第二环3的材料的情况下，但也在一些其他的情况下，构造成形状配合的和/或力传递的连接。在这种情况下，连接元件7在制造连接元件7之后与第二环3形状配合地和/或力传递地连接。
气流具有相对高的温度，借助于气流施加剂量10。可行的是，气流的温度很高，以使制成连接元件7的材料熔化或融化。在这种情况下，所谓的热喷涂和剂量10通常是小的微滴。优选地，气流的温度然而会更低，从而制成连接元件7的材料不熔化或不融化。在这种情况下，所谓的冷气喷涂和剂量10是小的微粒。
尤其在连接元件7与相应的环2、3仅构造成形状配合的和/或力传递的连接的情况下，根据图3中的图示，优选地，相应的环2、3在其侧面8、9处具有相应的轮廓11、12，轮廓用阻力抵抗连接元件7相对于相应的环2、3围绕公共轴线4的扭转。如在图3中的区域13、14中所示，相应的轮廓11、12例如能够具有类似于齿轮的结构。轮廓11、12的其他的设计方案也是可行的。如在图3中区域15、16中所示，轮廓11、12例如能够构造为小的局部的凸起和/或凹陷。其他的设计方案也是可行的。只有切向地围绕公共轴线4的环绕的、环形的结构是不允许的。
根据图4中的图示，本发明的复杂的环形元件1尤其能够是电机的转子17的组成部分。两个环2、3之一尤其能够是转子17的轴或与转子的轴连接。
因此综上，本发明涉及以下主题：
一种具有第一环和第二环2、3的复杂的环形元件1，第一环和第二环具有相应的轴线。第一环和第二环2、3布置为，使得他们的轴线位于公共轴线4上，并且沿公共轴线4的方向观察，第一环和第二环2、3彼此邻接。复杂的环形元件1具有连接元件7，第一环和第二环2、3通过连接元件彼此连接。环形元件7由金属制成。沿公共轴线4的方向观察，环形元件在两个环的相应的外部的侧面8、9处分别部分地搭接第一环和第二环2、3。沿围绕公共轴线4的环周方向观察，连接元件7是环绕的并且连接元件借助于增材施加方法制造。
本发明具有很多优点。尤其能够以简单的、可靠的以及低成本的方式制造复杂的环形元件1的两个环2、3的最外部的稳定的连接。环2、3与连接元件7之间基本仅产生轴向力和扭力。不均匀的压力和弯曲应力几乎完全被避免。不需要成型工具用于形成两个环2、3的彼此的连接。尤其当两个环2、3之一由钢或陶瓷制成时，能够利用两种材料的优点。
本发明虽然已经在细节上通过优选的实施例进一步被描述和说明，但本发明不被公开的实施例限制，并且在不脱离本发明保护范围的情况下，本领域技术人员能够由此推到出其他的变体方案。

Claims (7)

1.一种复杂的环形元件，
-其中，所述复杂的环形元件具有第一环和第二环(2、3)，所述第一环和所述第二环具有相应的轴线，
-其中，所述第一环和所述第二环(2、3)布置为，使得所述第一环和所述第二环的轴线位于公共轴线(4)上，并且沿所述公共轴线(4)的方向观察，所述第一和第二环(2、3)彼此邻接，
-其中，所述复杂的环形元件具有连接元件(7)，所述第一环和所述第二环(2、3)通过所述连接元件彼此连接，
-其中，所述连接元件(7)由金属制成，
-其中，所述连接元件(7)在所述第一环和所述第二环的相应的外部的侧面(8、9)处沿所述公共轴线(4)的方向观察分别部分地搭接所述第一环和所述第二环(2、3)，
-其中，沿围绕所述公共轴线(4)的环周方向观察，所述连接元件(7)是环绕的，和
-其中，借助于增材施加方法制造所述连接元件(7)，
-其中，所述连接元件(7)与所述第一环(2)材料配合地连接，
-其中，所述连接元件(7)与所述第二环(3)形状配合地和/或力传递地连接。
2.根据权利要求1所述的复杂的环形元件，其特征在于，所述连接元件(7)借助于冷气喷涂制造。
3.根据权利要求1或2所述的复杂的环形元件，其特征在于，所述第一环(2)由金属制成，尤其由钢制成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的复杂的环形元件，其特征在于，所述第二环(3)由陶瓷制成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的复杂的环形元件，其特征在于，所述第一环(2)在所述第一环的侧面(8)处具有第一轮廓(11)，第一轮廓用阻力抵抗所述连接元件(7)相对于所述第一环(2)围绕所述公共轴线(4)的扭转。
6.根据前述权利要求中任一项所述的复杂的环形元件，其特征在于，所述第二环(3)在所述第二环的侧面(9)处具有第二轮廓(12)，第二轮廓用阻力抵抗所述连接元件(7)相对于所述第二环(3)围绕所述公共轴线(4)的扭转。
7.根据前述权利要求中任一项所述的复杂的环形元件，其特征在于，所述复杂的环形元件用作为电机的转子(17)的组成部分。
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