CN116998090A - 用于电机的转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机(2)的转子(1)，所述转子包括转子组(3)和转子轴(4)，其中转子组(3)固定地设置在转子轴(4)上，并且其中转子轴(4)至少局部地具有非圆形横截面，使得在转子组(3)和转子轴(4)的侧表面(5)之间至少局部地构成多个轴向延伸的通道(6)，其中转子轴(4)的至少一个具有非圆形横截面的区域通过径向锻造来制造，而无需切削的再加工，使得转子轴(4)的具有非圆形横截面的区域具有锻造表皮(109)，以及本发明涉及一种包括这种转子(1)的电机(2)和一种用于这种转子(1)的制造方法。

Description

用于电机的转子

技术领域

本发明涉及一种用于电机的转子，所述转子包括转子组和转子轴，其中转子组固定地设置在转子轴上，并且其中转子轴至少局部地具有非圆形的，尤其多边形的横截面，使得在转子组和转子轴的侧表面之间至少局部地构成多个轴向延伸的通道。此外，本发明涉及一种包括定子、这种转子和冷却回路的电机，其中转子的轴向延伸的通道用于实现冷却回路，并且涉及一种用于制造这种转子的方法。

背景技术

上述类型的电机用于将电能转换为机械能和相反地转换，并且通常用作机动车工程领域中的马达和/或发电机。

电机包括固定的定子和可运动的转子，其中在电机的最常见的结构形式中，转子可旋转地支承在环形构成的定子内。

由于介电损耗，电机在其运行期间产生热量，这一方面会引起电机效率变差，另一方面也会对电机在使用寿命内的可靠运行产生负面影响。因此，在具有电机的驱动装置中，通常设有冷却设备，其冷却电机的要冷却的部件。

电机的传统冷却使用循环的气态或液态冷却剂。例如，冷却剂在电机的壳体中或在构成为空芯轴的转子轴中循环，电机的转子设置在所述转子轴上。冷却剂由于其热容量吸收热量并将其运走。

如果冷却剂通过转子轴传导，则在转子轴的端部区域中在转子轴的侧表面中通常设置径向孔，可以经由所述径向孔用冷却剂尤其供应绕组头。然而，在此尤其很难根据固定比例用冷却剂供给径向孔。此外，电机的径向安装空间通常有限，并且构成为空芯轴的转子轴只能具有很小的内径，这进一步损害冷却效率。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于电机的改进的转子。此外，本发明的目的是，提出一种具有根据本发明的转子的电机，所述电机的特征在于，与具有类似的冷却设计的电机相比改进的转子冷却、更小的液压损耗从而更高的效率，以及提出一种用于制造这种转子的方法。

所述需求可以通过根据独立权利要求1和15的本发明的主题和根据权利要求16的方法覆盖。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

根据本发明的转子包括转子组和转子轴，其中转子组固定地，即轴向固定地且抗扭地设置在转子轴上。根据本发明，转子轴至少局部地具有非圆形横截面，使得在转子组和转子轴的侧表面之间至少局部地构成多个轴向延伸的通道。根据本发明，转子轴的至少一个具有非圆形横截面的区域通过径向锻造来制造，而无需切削的再加工，使得转子轴的具有非圆形横截面的区域具有锻造表皮。

根据本发明，电动机转子的冷却通道的制造借助于径向锻造的多边形的转子轴通过“网状”制造来进行，使得因此不进行切削加工，至少在转子轴的横截面的非圆弧形地构成的而是优选平坦地构成的一个或多个区域中。通过转子轴的这种成型，转子轴与再加工的转子轴的区别在于，创建的构件的几何形状和通过径向锻造工艺赋予转子轴的表面特性。通常，“网状”的未加工的面是无光泽的，切削加工的表面是有光泽的。

冷却通道由于存在的锻造表皮而具有特别好的机械和化学特性，如即使在冷却通道中的更具侵蚀性的冷却介质情况下的强度和耐久性，并且冷却通道的制造在此非常经济地且没有废料地进行。

根据本发明，优选通过在生产工艺期间切断工件转速，将转子轴原料(冲挤坯件、管道等)径向锻造(塑形)，使得受工艺影响地，例如借助4个锻造锤产生具有四个扁平部的4重的多边形，通常借助n个锻造锤具有n个扁平部的n重多边形。所述扁平部不再被继续加工并且与具有圆形内直径的优选压装的转子组一起构成轴向冷却通道。

用于制造转子轴的原材料可以是在两侧上敞开的管道和在一侧上封闭的冲挤坯件。构件变形(直径减小、轴向膨胀)可以通过具有工件转速的径向锻造进行。最终的径向锻造工艺步骤可以通过切断工件转速和径向传送和轴向进给进行。随后可以进行转子堆或转子组的压装。由此产生已经具有轴向的冷却通道的制成的转子。

在本发明的范围内进行原材料的径向锻造的、未加工的轮廓的固化和原材料的锻造表皮的保持。在此，复杂几何形状的成型是可行的，例如多边形，接近最终轮廓的构件设计是可行的进而通过减少的机械加工引起的成本节约是可能的。可实现冷却通道的经济生产，冷却通道用于优化承受高的热负荷的转子从而降低在永磁同步机中的磁体温度。

方向说明“轴向”对应于沿着转子轴的中央旋转轴线或平行于转子轴的中央旋转轴线的方向。方向说明“径向”对应于法向于转子轴的旋转轴线的方向。

根据本发明，例如可以圆形地或非圆形地构成的“区域”对应于沿着转子轴的环周的部段。因此，环周的一部分可以是圆形的，更准确地说是圆弧形的，或是非圆形的，更准确地说是非圆弧形的。

优选地，转子轴的具有圆形横截面的至少一个区域在径向锻造转子轴后切削地再加工，使得转子轴的具有圆形横截面的区域不具有锻造表皮。由此实现在将转子组压装到转子轴上时的精确配合。

转子轴优选至少局部地具有多边形横截面。多边形横截面是非圆形横截面的一个实例。

转子轴可以至少部分地空心地构成有中央空腔并且具有至少一个径向伸展的横向孔，所述横向孔将中央空腔直接或间接地，例如经由横截面是环形的通道，即环式通道，与在转子轴的侧表面和转子组之间的至少一个轴向延伸的通道连接。

转子轴可以一件式地或多件式地构成，其中多件式地构成的转子轴的零件固定地彼此连接。

转子轴优选具有第一部段、第二部段和第三部段，其中第二部段沿轴向方向位于第一部段和第三部段之间。转子组优选在第二部段的区域中固定地设置在转子轴上。还优选地，第二部段具有非圆形的、尤其多边形的横截面，使得在转子组和转子轴的侧表面之间在转子轴的第二部段的区域中构成多个轴向延伸的通道。

在转子轴的第一部段和/或第二部段和/或第三部段的区域中优选构成有流体导入路径和/或流体导出路径。

特别优选地，中央空腔构成流体导入路径和/或流体导出路径。

在本发明的一个有利的实施方案变型形式中，转子轴的中央空腔经由转子轴的第一部段延伸至转子轴的第二部段中并且构成流体导入路径，其中中央空腔经由至少一个径向伸展的横向孔与转子轴的侧表面在至少一个轴向伸展的通道的区域中连接。

在本发明的一个优选的实施方案变型形式中，在第一部段的区域中和/或在第三部段的区域中，邻接于第二部段从而邻接于转子组地，端盖固定地设置在转子轴上。

端盖优选构成为，使得径向地在转子轴和端盖之间构成横截面是环形的通道，即环式通道，其中环形通道一方面与在转子轴的第二部段的区域中的轴向伸展的通道连接并且另一方面经由在转子轴的第一部段中和/或在转子轴的第三部段中的至少一个径向伸展的横向孔与在转子轴的第一部段的区域中和/或在转子轴的第三部段的区域中的中央空腔连接，其中中央空腔构成流体导入路径和/或流体导出路径。

在本发明的另一有利的实施方案变型形式中，转子轴多件式地构成，其中沿轴向方向在转子轴的零件之间设置或构成有流体传导元件。

转子轴在此优选构成为，使得轴向地在转子轴的第一部段和第二部段之间和/或轴向地在转子轴的第二部段和第三部段之间设置有流体传导元件。

流体传导元件的横截面优选圆形地构成并且流体传导元件在其外环周上具有另外的环形通道，即环式通道，以及至少一个径向伸展的横向孔。在流体传导元件中的径向伸展的横向孔将在转子轴的第一部段和/或第三部段的区域中的转子轴的中央空腔与另外的环形通道连接，其中另外的环形通道还与轴向延伸的通道在转子轴的第二部段的区域中连接。

根据本发明的电机包括定子、根据本发明的转子以及冷却回路，其中根据本发明的转子的轴向延伸的通道用于实现冷却回路。

根据本发明的用于制造转子的方法包括：通过径向锻造来制造转子轴的具有非圆形横截面的至少一个区域，优选所有区域，而无需切削的再加工，其中坯件在最终的径向锻造过程中不旋转。

转子轴的具有圆形横截面的至少一个区域，优选所有区域在径向锻造转子轴后切削地再加工。

根据本发明的方法用于由基本上柱形的坯件借助于径向锻造制造至少部分地横截面是非圆形的、即优选在外环周上部分多边形地构成的轴。

根据本发明，坯件在最终径向锻造过程中不旋转。

坯件可以是在两侧上敞开的管道和在单侧上封闭的冲挤坯件。

优选地，所述方法至少具有以下在时间上在最终的径向锻造过程前的另外的步骤：

-提供基本上柱形的坯件，

-在坯件旋转时径向锻造至少一个轴部段。

在本发明的上下文中，可以将“最终径向锻造过程”理解为最后的锻造过程，在时间上跟随已经在前进行的锻造过程，然而也可以理解为单个锻造过程，而无需使坯件事先经历锻造过程。

通过根据本发明的方法以简单的方式和方法实现轴的可能复杂的外部几何结构，即多边形。此外，可实现接近最终轮廓的构件设计进而实现由于机械再加工耗费降低引起的成本节约。

附图说明

在下文中，示例性地通过参照附图描述本发明。

图1示出电机的示意图。

图2示出多边形的转子轴的等距图。

图3示出在第一实施方案变型形式中的转子的纵剖面的示意图。

图4示出根据图2的转子的沿着剖平面A-A的横截面的示意图。

图5示出根据图2的转子的沿着剖平面B-B的横截面的示意图。

图6示出在第二实施方案变型形式中的转子的纵剖面的示意图。

图7示出在第三实施方案变型形式中的转子的纵剖面的示意图。

图8a、8b、8c分别示出在不同实施方案变型形式中的横向孔的示意图。

图9a至9e分别示出在不同实施方案变型形式中的轴向伸展的通道的示意图。

图10示出具有流体传导元件的多件式的转子轴的示意细节图。

图11示出具有密封装置的转子的示意图。

图12示出示例性的坯件在锻造过程前的示意图。

图13示出在第一和第二锻造过程后具有第一和第二内直径以及第一和第二外直径的根据图12的示例性的坯件的示意图。

图14示出示例性的轴在第一和第二锻造过程以及最后的锻造过程后的示意图，在所述最后的锻造过程中坯件不旋转。

图15示出沿着根据图14的剖平面A-A的横截面图。

图16示出坯件和锻造工具的立体视图。

图17示出沿方向箭头107的观察方向的图16的前视图。

图18示出根据本发明的转子的转子轴的三维图。

图19示出根据图18的转子轴的局部的三维图。

图20示出根据图18的转子轴的剖面图。

图21示出具有根据图18的转子轴的根据本发明的转子的剖面图。

具体实施方式

在图1中示意地示出电机2。电机2包括转子1、定子35和冷却回路(未示出)。定子35在外环周上包围转子1。转子1围绕旋转轴线23可旋转地构成并且具有转子组3和转子轴4。

在图2中示出横截面是非圆形的转子轴4的等距视图。在此情况下，转子轴4具有沿轴向方向带有四重的、对称的扁平部的多边形。在图3、图6和图7中分别以纵剖面示出转子1的具有这种转子轴4的示例性的实施方案变型形式。这种转子1应用在电机2中。

一般来说，与实施方案变型形式无关地，转子1包括转子组3和转子轴4(图3、图6、图7)。

转子轴4至少部分地空心地构成有轴向伸展的中央空腔7。中央空腔7经由至少一个径向的横向孔8与转子轴4的侧表面5连接。

径向的横向孔8可以根据要求或系统特性，例如为了将液压损失和所需的泵功率保持低，具有相应地构成的几何形状。在此，横向孔8可以沿着其横向延伸直地(图8a)，即法向于旋转轴线23，倾斜(图8b)，即倾斜于旋转轴线23，或弯曲地(图8c)，即涡轮形地，构成。此外，横向孔8的直径可以匹配于系统要求。

转子轴4具有第一部段9、第二部段10和第三部段11，其中第二部段10沿轴向方向位于第一部段9和第三部段11之间(图2)。转子组3在第二部段10的区域中固定地，即轴向固定和抗扭地，设置在转子轴4上。转子轴4的第二部段10具有非圆形的，即多边形的横截面——在转子组3和转子轴4的侧表面5之间在转子轴4的第二部段10的区域中构成多个轴向延伸的通道6(图3、图4、图6、图7)。轴向延伸的通道6用于实现电机2的冷却回路。

方向说明“轴向”对应于沿着或平行于转子轴4的中央旋转轴线23的方向。方向说明“径向”对应于法向于转子轴4的旋转轴线23的方向。

通道6的得出的部分平坦的实施方案从而优化的润湿的面对于高速旋转的转子轴4是理想的——冷却介质可以直接在转子组4下方将损耗热能尽可能导出。这提高了电机2的功率，因为转子组温度降低从而实现较高的功率直至达到临界温度。随着转速/功率增加，这是有意义的。

轴向延伸的通道6可以沿着其纵向延伸具有保持不变的横截面(图9a)或变化的横截面(图9b、图9c)。此外，轴向延伸的通道6可以沿着其纵向延伸具有直线的、任意倾斜的或弯曲的几何形状(图9d、图9e)。附加地，还可以考虑轴向延伸的通道6关于流体的流入和转子轴4的旋转方向的取向，使得关于电机2的总功率的冷却作用、液压损失和流体速度形成最佳值。这尤其关于电机2的不同运行模式(向前/向后，拉/推，加速/固定速度行驶)来进行考虑。原则上，更高的流体速度是优选的，以便将足够“冷的”流体在转子组3旁引导经过。

在运行中，由转子轴4旋转导致的离心力有利于转子组3被流体润湿和均匀分布。相应地，在流体膜和转子轴4之间保持存在排气通道，由此防止在系统中的流体堵塞。

如果将根据图3、图6和图7的示例性的实施方案变型形式的转子轴4的各个部段9、10、11在功能方面归类为电机2的转子1的组成部分，则在第一部段9的区域中进行与变速器区域的连接、转子轴4的支承和流体导入和/或流体导出。转子轴4的中间段或者说第二部段10将扭矩传递至转子组3或从转子组3传递并且用于穿过转子1的流体传导(导入)。同样与第三部段11可以关联有转子轴4的支承以及流体导入和/或流体导出和/或流体返回。

流体涉及来自流体储存器的油。油例如可以借助于泵，例如机械泵或电泵，从流体储存器中经由流体管路传送至转子的转子轴4的流体导入路径12。转子1的转子轴4的流体导出路径13与电机2的转子1的外部环境、流体管路和/或与转子1的转子轴4的中央空腔7连接。

在下文中阐述根据图3至图7的转子1的三个示例性的实施方案变型形式。流体的流方向始终经由箭头33示出。

在图3中示出在第一实施方案变型形式中的转子1。图4和图5分别示出图3中的转子1的沿着不同剖平面的横截面图。

在图3中示出的第一实施方案变型形式中，经过中央空腔7的流体导入路径12在转子轴4的第一部段9的区域中构成。流体导入在本实施例中经由具有相应的直径-长度比例的转子喷管26进行。转子喷管26也可以具有用于限制流体量的挡板。

在第一部段9的区域中和在第三部段11的区域中，邻接于第二部段10进而邻接于转子组3地，各一个端盖16——在第一部段9的区域中第一端盖24和在第三部段11的区域中第二端盖25——固定地设置在转子轴4上。

第一端盖24构成为，使得径向地在转子轴4和第一端盖24之间构成在横截面中环形的通道17，即环式通道，其中环式通道17一方面与在转子轴4的第二部段10的区域中的四个轴向伸展的通道6连接并且另一方面经由在转子轴4的第一部段9中的四个径向伸展的横向孔8与在转子轴4的第一部段9中的中央空腔7，即流体导入路径12连接(图5)。经由在径向伸展的横向孔8和轴向延伸的通道6之间的环式通道17实现在将流体经由在转子轴4的第一部段9中的中央空腔7在中央输送后尽可能相同形式地填充轴向延伸的通道6。因此，环式通道17可实现流体的均匀分布和压力平衡。

第二端盖25具有孔和连接于孔的离心凸起部27，经由所述离心凸起部将从轴向延伸的通道6排出的流体有目的地朝电机2的定子绕组头的方向离心分离。孔是流体导出路径13。

在根据图3至图5示出的第一实施例中，用流体供应转子轴4从一侧并且更确切地说在转子轴4的第一部段9的区域中进行——流体流在图3中经由箭头33示意地示出。所述方式使惯性以及液压方面或动力学方面不利的效应最小。

在根据第一实施方案变型形式(图3、图4、图5)的转子1应用在电机2中时，产生所谓的“湿”电机2。

在图6中示出在第二实施方案变型形式中的转子1。

在图6中示出的第二实施方案变型形式中，转子轴4的中央空腔7穿过第一部段9部分地延伸到转子轴4的第二部段10中。在所述第二实施方案变型形式中，流体导入路径12经由在转子轴4的第一部段9和第二部段10的区域中的中央空腔7构成。在转子轴4的第二部段10中，根据轴向延伸的通道6的数量，构成多个，即四个径向伸展的横向孔8。中央空腔7分别经由径向伸展的横向孔8与在轴向伸展的通道6的区域中的转子轴4的侧表面5连接。轴向伸展的通道6在当前的第二实施例中分别沿着其纵向延伸具有倾斜的几何形状，即在相应的通道6的俯视图中具有箭头式的几何形状(图9e)。径向伸展的横向孔8分别从在轴向延伸的通道6的箭头式的几何形状的尖部28的区域中的中央空腔7起始通入(图9e)。

流体导入在当前的第二实施例中经由具有相应的直径-长度比例的转子喷管26进行，其中转子喷管26经由在转子轴4的第一部段9中的中央空腔7延伸至在转子轴4的第二部段10中的中央空腔7中。转子喷管26也可以具有用于限制流体量的挡板。

在转子轴4的第一部段9的区域中和在第三部段11的区域中，邻接于第二部段10从而邻接于转子组3地，各一个端盖16固定地设置在转子轴4上。

端盖16在其实施方案中对应于根据图3至图5的第一实施方案变型形式的第二端盖25并且分别具有孔和连接于孔的离心凸起部27，经由所述离心凸起部将从轴向延伸的通道6中排出的流体有目的地朝电机2的绕组头的方向离心分离。孔是流体导出路径13。

在根据图6的示出的第二实施例中，用流体供应转子轴4从在转子轴4的第二部段10的区域中的侧并且更确切地说居中地在所述第二部段10中进行——流体流在图6中经由箭头33示意地示出。在此，从转子轴4的第二部段10的中心起始实现对通道6的反向穿流——流体在转子轴4中被划分并且从两侧反向地通过离心力经由通道6泵送。

在根据第二实施方案变型形式(图6)的转子1应用在电机2中时，同样产生所谓的“湿”电机2。

在图7中示出在第三实施方案变型形式中的转子1。

在图7中示出的第三实施方案变型形式中，转子轴4的中央空腔7穿过第一部段9和第二部段10部分地延伸到转子轴4的第三部段11中。在所述第三实施方案变型形式中，流体导入路径12经由在转子轴4的第一部段9、第二部段10和第三部段11的区域中的中央空腔7构成。

在转子轴4的第一部段9的区域中和在第三部段11的区域中，邻接于第二部段10从而邻接于转子组3地，各一个端盖16——在第三部段9的区域中第一端盖24和在第三部段11的区域中第三端盖31——固定地设置在转子轴4上。

第一端盖24构成为，使得径向地在转子轴4和第一端盖24之间构成横截面是环形的通道17，其中环式通道17一方面与在转子轴4的第二部段10的区域中的轴向伸展的通道6连接并且另一方面经由在转子轴4的第三部段11中的四个径向伸展的横向孔8与中央空腔7连接(图7)。经由在径向伸展的横向孔8和轴向延伸的通道6之间的环式通道17实现在将流体中央输送后尽可能相同形式地填充轴向延伸的通道6。因此，环式通道17可实现流体的均匀分布和压力平衡。

流体导入在当前的第三实施例中经由具有相应的直径-长度比例的转子喷管26进行，其中转子喷管26经由在转子轴4的第一部段9中的中央空腔7，在转子轴4的第二部段10中的中央空腔7延伸至在转子轴4的第三部段11中的中央空腔7中。转子喷管26也可以具有用于限制流体量的挡板。

第三端盖31具有孔，经由所述孔可以将在转子轴4的第一部段9的区域中从轴向延伸的通道6中排出的流体有针对性地例如朝向变速器装置传导。孔是流体导出路径13。

在根据图7的示出的第三实施例中，用流体供应转子轴4从一侧更确切地说在转子轴4的第三部段11的区域中进行——流体流在图3中经由箭头33示意地示出。

在根据第三实施方案变型形式(图7)的转子1应用在电机2中时，产生所谓的“干”电机2。

在图10中示出多件式地构成的转子轴4的细节图，其中多件式地构成的转子轴4的零件固定地彼此连接。如在图10中示例地示出那样，转子轴4的第一部段9是第一部分并且转子轴4的第二部段10和第三部段11(未示出)一起是多件式的转子轴4的第二部分。

沿轴向方向，在转子轴4的第一部段9，即第一部分和转子轴4的组合的第二部段10和第三部段11，即第二部分之间，设置有流体传导元件20。

流体传导元件20的横截面圆形地构成并且流体传导元件在其外环周的区域中具有另外的环形的通道21，即另外的环式通道，以及至少一个径向伸展的横向孔8。在流体传导元件20中的径向伸展的横向孔8在本实例中将流体导入路径12和/或流体导出路径13，经由在转子轴4的第一部段9中的中央空腔7构成地，与另外的环式通道21连接。另外的环式通道21还与在转子轴4的第二部段10的区域中的轴向延伸的通道6连接。

在图11中示出具有端盖16的示例性的转子轴4的示图，其中端盖16包括密封元件34。密封元件34用于密封在端盖16的区域中的冷却回路。

在本文件中结合流体管路，将术语“连接”总是理解为“流体连接”。

设有用于制造转子轴4的不同制造方式，其中在一件式的和多件式的变型形式之间可以进行区分。一件式的转子轴4一体地例如通过锻造、捶击等由半成品制造并且(适宜地)也具有多边形的外部几何形状以及在转子轴4的内部中的中央空腔。随后引入齿部、支承座、横向孔等。在多件式的转子轴4中，将至少一个零件，例如转子轴4的第一部段9(图10)和/或第三部段11，在接合工艺(例如激光焊接)中施加到另一零件，例如转子轴的第二部段10上。重要的是，中段，即转子轴4的第二部段10具有用于流体引导的特征，即例如轴向延伸的通道6。在转子轴4的第二部段10的区域中的通道6可以直接在制造中段时或随后机械地被引入。作为制造法尤其可以使用冲挤、锻造、锤击、铣削和其他方法。通道形状与转子轴4的制造法、要传递的扭矩和流体量相关。通道6的数量可以变化，但根据目的要考虑对称性。

下面描述示例性的径向锻造法，其中产生在外环周上部分多边形地构成的轴108。在图12至图15中还示出坯件101或轴108的单个构成阶段。

因此，图12示出在径向锻造过程前的坯件101并且图13示出在第一锻造过程以及第二锻造过程后的坯件101。在图14、图15和图18至图20中示出制成的、在外环周上部分多边形地构成的轴108，即具有部分地非圆形的横截面的轴108。

坯件101是用于制造轴108的原材料。在图14中示出的轴108具有带有第一内直径i1和第一外直径a1的第一轴部段105以及带有第二内直径i2和第二外直径a2的第二轴部段106。坯件101柱形地构成，部分空心地构成有中央空腔104。在本实施例中，坯件101是单侧封闭的冲挤坯件。因此，坯件101在第一端侧上封闭地构成并且在与第一端侧相对置的第二端侧上敞开地构成，其中在第二端侧上的开口是坯件101的中央空腔104的一部分。

用于制造在外环周上部分多边形地构成的轴108的径向锻造设备包括四个中央地围绕锻造轴线102对称地设置的、在径向工作冲程的意义上可驱动的锻造工具，即锻造锤103。径向锻造设备还包括锻造芯轴，其在锻造过程期间至少部分地位于坯件101的空腔104中。

此外，径向锻造设备包括用于保持坯件101的夹紧头，其中坯件101在其封闭的端侧上能够保持在夹紧头上。径向锻造设备也包括用于轴向支撑坯件101的配合保持件。因此，坯件101在所述锻造过程或各个锻造过程期间保持在夹紧头和配合保持件之间。

配合保持件具有基座和放置在基座上的配合保持芯轴。配合保持芯轴构成为，使得其可以部分地、轴向地延伸到坯件101的中央空腔104中。

配合保持芯轴两件式地构成，其中配合保持芯轴的第一部分是内部分并且配合保持芯轴的第二部分是包围内部分的外部分。

外部分相对于内部分可轴向运动地构成。

内部分具有比外部分更小的外直径。因此，外部分具有比内部分更大的外直径。

配合保持件的配合保持芯轴具有比坯件101的中央空腔104更大的轴向延伸。

配合保持件、夹紧头和径向锻造设备的锻造芯轴可沿着引导座轴向运动。径向锻造设备的锻造锤103可径向运动。

用于借助于径向锻造制造根据图14的在外环周上部分多边形地构成的轴108的方法包括以下步骤：

-提供具有至少部分地穿透所述坯件101的穿通孔的柱形的坯件101，所述穿通孔构成坯件101的中央空腔104(一侧封闭的冲挤坯件：图12)，

-将坯件101夹紧到径向锻造设备的夹紧头中，使得中央空腔104的开口放置在坯件101的背离夹紧头的端侧上，

-将具有夹紧的坯件101的夹紧头朝向坯件101的第一部段轴向地移动。

将配合保持件轴向进给，使得配合保持芯轴，即配合保持芯轴的内部分和外部分轴向地完全穿透坯件101的中央空腔104直至限定的止挡，其中将坯件101经由外部分预紧，

-将锻造锤103朝向坯件101的第一部段径向地进给，

-将坯件101的第一部段径向锻造成具有第一内直径i1和第一外直径a1的第一轴部段105，其中坯件101旋转。

-将第一轴部段105通过锻造锤103径向地释放，

-将配合保持芯轴的外部分朝配合保持件的基座的方向从坯件101的中央空腔104中轴向地移出，其中坯件101在端侧上经由外部分预紧，

-将夹紧头连同夹紧的坯件101朝向坯件101的第二部段轴向地移动，使得内部分位于第二部段的区域中并且将空腔4仅部分地穿透，

-将锻造锤103朝向坯件101的第二部段径向地进给，

-将坯件101的第二部段圆形地锻造为具有第二内直径i2和第二外直径a2的第二轴部段106，其中坯件101旋转。

-将第二轴部段106通过锻造锤103径向地释放，

-将内部分朝配合保持件的基座的方向从坯件101的中央空腔104中轴向地移出，其中坯件101还在端侧上经由外部分预紧，

-将夹紧头和配合保持件连同夹紧的坯件101朝向第一轴部段105轴向地移动，

-将锻造锤103朝向第一轴部段105径向地进给，

-将第一轴部段105多边形地锻造，其中坯件101不加载有转速，即不旋转，

-将第一轴部段105通过锻造锤103径向地释放。

坯件101的第二部段的圆形锻造在本实施例中在与第一部段的圆形锻造的同一径向锻造设备中进行，其中径向锻造设备为此具有特殊构成的配合保持件或配合保持芯轴。然而，也可考虑第二部段在单独的径向锻造设备中的锻造。此外，也可考虑的是，将坯件直接“多边形地锻造”，而不需要前面的圆形锻造过程。

根据本发明的轴108也在图18至21中示出，其中轴108在具有非圆形横截面的区域中通过径向锻造制造，而无需切削的再加工，使得转子轴108的具有非圆形横截面的区域是未加工的并且具有锻造表皮109。

将转子轴108的具有圆形横截面的区域在径向锻造转子轴108之后切削地再加工，尤其磨削，使得转子轴108的具有圆形横截面的区域不具有锻造表皮，而形成磨削区域110。

图21示出在转子组3中位于径向内部的这种转子轴108，使得在转子轴108的非圆形的区域和转子组3的位于其径向外部的区域之间构成轴向延伸的通道6，其中所述非圆形的区域具有锻造表皮109。

附图标记列表

1 转子

2 电机

3 转子组

4 转子轴

5 (转子轴的)侧表面

6 轴向延伸的通道

7 中央空腔

8 径向的横向孔

9 第一部段

10 第二部段

11 第三部段

12 流体导入路径

13 流体导出路径

16 端盖

17 环形通道(环式通道)

20 流体传导元件

21 另外的环形通道(另外的环式通道)

23 (转子轴的)旋转轴线

24 第一端盖

25 第二端盖

26 转子喷管

27 离心凸起部

28 (箭头式的几何形状的)尖部

31 第三端盖

33 箭头(流体流的方向)

34 密封元件

35 定子

101 坯件

102 锻造轴线

103 锻造锤

104 中央空腔

105 第一轴部段

106 第二轴部段

107 方向箭头

108 轴

109 锻造表皮

110 磨削区域

a1 第一外直径

a2 第二外直径

i1 第一内直径

i2 第二内直径

Claims (17)

1.一种用于电机(2)的转子(1)，所述转子包括转子组(3)和转子轴(4)，其中所述转子组(3)固定地设置在所述转子轴(4)上，并且其中所述转子轴(4)至少局部地具有非圆形横截面，使得在所述转子组(3)和所述转子轴(4)的侧表面(5)之间至少局部地构成多个轴向延伸的通道(6)，其中所述转子轴(4)的至少一个具有非圆形横截面的区域通过径向锻造来制造，而无需切削的再加工，使得所述转子轴(4)的具有非圆形横截面的区域具有锻造表皮(109)。

2.根据权利要求1所述的转子(1)，

其特征在于，

在径向锻造所述转子轴(4)后切削地再加工所述转子轴(4)的至少一个具有圆形横截面的区域，使得所述转子轴(4)的具有圆形横截面的区域不具有锻造表皮(109)。

3.根据权利要求1或2所述的转子(1)，

其特征在于，

所述转子轴(4)至少局部地具有多边形横截面作为非圆形横截面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子(1)，

其特征在于，

所述转子轴(4)至少部分地空心地构成有中央空腔(7)并且具有至少一个径向伸展的横向孔(8)，所述横向孔将所述中央空腔(7)直接或间接地，即经由环式通道(17、21)，与在所述转子轴(4)的侧表面(5)和所述转子组(3)之间的至少一个轴向延伸的通道(6)连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子(1)，

其特征在于，

所述转子轴(4)一件式地或多件式地构成，其中所述多件式地构成的转子轴(4)的零件固定地彼此连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子(1)，

其特征在于，

所述转子轴(4)具有第一部段(9)、第二部段(9)和第三部段(11)，其中所述第二部段(9)沿轴向方向位于所述第一部段(9)和所述第三部段(11)之间，其中所述转子组(3)在所述第二部段(9)的区域中固定地设置在所述转子轴(4)上并且其中所述第二部段(9)具有非圆形横截面，使得在所述转子组(3)和所述转子轴(4)的侧表面(5)之间在所述转子轴(4)的所述第二部段(9)的区域中构成多个轴向延伸的通道(6)。

7.根据权利要求6所述的转子(1)，

其特征在于，

在所述第一部段(9)和/或所述第二部段(10)和/或所述第三部段(11)的区域中构成流体导入路径(12)和/或流体导出路径(13)。

8.根据权利要求7所述的转子(1)，

其特征在于，

所述中央空腔(7)构成所述流体导入路径(12)和/或所述流体导出路径(13)。

9.根据权利要求8所述的转子(1)，

其特征在于，

所述转子轴(4)的所述中央空腔(7)经由所述第一部段(9)延伸至所述转子轴(4)的所述第二部段(10)中并且构成所述流体导入路径(12)，其中所述中央空腔(7)经由至少一个径向伸展的横向孔(8)与所述转子轴(4)的所述侧表面(5)在至少一个轴向伸展的通道(6)的区域中连接。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的转子(1)，

其特征在于，

在所述第一部段(9)的区域中和/或在所述第三部段(11)的区域中，邻接于所述第二部段(9)从而邻接于所述转子组(3)地，端盖(16)固定地设置在所述转子轴(4)上。

11.根据权利要求10所述的转子(1)，

其特征在于，

所述端盖(16)构成为，使得径向地在所述转子轴(4)和所述端盖(16)之间构成横截面是环形的通道(17)，其中所述环形通道(17)一方面与在所述第二部段(9)的区域中的轴向伸展的通道(6)连接并且另一方面经由在所述转子轴(4)的所述第一部段(9)中和/或在所述转子轴(4)的所述第三部段(11)中的至少一个径向的横向孔(8)与在所述第一部段(9)的区域中和/或在所述第三部段(11)的区域中的所述中央空腔(7)连接，其中所述中央空腔(7)构成所述流体导入路径(12)和/或所述流体导出路径(13)。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的转子(1)，

其特征在于，

所述转子轴(4)多件式地构成，其中沿轴向方向在所述转子轴(4)的零件之间构成或设置有流体传导元件(20)。

13.根据权利要求12所述的转子(1)，

其特征在于，

所述转子轴(4)构成为，使得轴向地在所述转子轴(4)的所述第一部段(9)和所述第二部段(9)之间和/或轴向地在所述转子轴(4)的所述第二部段(9)和所述第三部段(11)之间设置有流体传导元件(20)。

14.根据权利要求13所述的转子(1)，

其特征在于，

所述流体传导元件(20)的横截面圆形地构成并且所述流体传导元件具有至少一个径向伸展的横向孔(8)以及在其外环周的区域中具有另外的环形通道(21)，其中所述径向伸展的横向孔(8)将所述转子轴(4)的所述中央空腔(7)在所述转子轴(4)的所述第一部段(9)和/或所述第三部段(11)的区域中与所述另外的环形通道(21)连接，其中所述另外的环形通道(21)还与在所述转子轴(4)的所述第二部段(9)的区域中的轴向延伸的通道(6)连接。

15.一种电机(2)，包括

-定子(35)，

-根据权利要求1至14中任一项所述的转子(1)，和

-冷却回路，

其中所述转子(1)的轴向延伸的通道(6)用于实现所述冷却回路。

16.一种用于制造根据权利要求1至14中至少一项所述的转子(1)的方法，

其特征在于，

通过径向锻造来制造所述转子轴(4)的至少一个具有非圆形横截面的区域，而无需切削的再加工，其中所述坯件(1)在最终径向锻造过程中不旋转。

17.根据权利要求16所述的方法，

其特征在于，

在径向锻造所述转子轴(4)后切削地再加工所述转子轴(4)的至少一个具有圆形横截面的区域。