DE102011012429A1

DE102011012429A1 - Rotorwelle und Elektromotor

Info

Publication number: DE102011012429A1
Application number: DE102011012429A
Authority: DE
Inventors: Marcus Müller; Christoph Karl; Konrad Koch
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-08-30

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotorwelle für einen Elektromotor. Die Erfindung beinhaltet, dass zwei Seitendeckel und ein Grundkörper vorgesehender Grundkörper und die Blechpakete angeordnet. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Elektromotor mit einer solchen Rotorwelle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotorwelle für einen Elektromotor. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Elektromotor mit einer erfindungsgemäßen Rotorwelle.
Permanent erregte Synchronmaschinen finden seit einigen Jahren aufgrund ihres guten Verhältnisses zwischen Gewicht, Leistungsfähigkeit und Bauraumbedarf verstärkt Anwendung in Kraftfahrzeugen. Sie dienen dabei als Direktantrieb oder platziert im Antriebsstrang zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe als Starter/Generator. Bei Synchronmaschinen ist die Rotorwelle meist aus Vollmaterial als massiver Läufer gefertigt, was den Nachteil der höheren Massenträgheit mit sich bringt. Alternative Varianten sehen die Gestaltung des einteiligen Rotors als Hohlwelle vor. So z. B. beschrieben im Gebrauchsmuster DE 20 2006 012 412 U1 . Trotz der damit einhergehenden Massenreduktion ergeben sich Nachteile dadurch, dass die für die Funktion notwendigen großen Außendurchmesser beibehalten werden müssen. Daher sind auch bei Hohlwellen große Magnet- und Blechpakete notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewichtsreduzierte Rotorwelle vorzuschlagen.
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass zwei Seitendeckel vorgesehen sind, dass ein Grundkörper vorgesehen ist, wobei der Grundkörper zwischen den zwei Seitendeckeln angeordnet ist, und dass zwischen den zwei Seitendeckeln Blechpakete angeordnet sind. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens ein Seitendeckel einen Lagersitz aufweist. In einer Variante weisen beide Seitendeckel jeweils einen Lagersitz auf. Der Lagersitz kann dabei mindestens eine Außen- oder Innenverzahnung aufweisen. In einer Ausgestaltung sind die zwei Seitendeckel zumindest teilweise tellerförmig ausgestaltet, wobei sich zentral auch ein im Wesentlichen zylindrischer Abschnitt als Lager anschließen kann. In einer Variante handelt es sich zumindest bei einem Seitendeckel um ein Massivumformteil.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle sieht vor, dass die zwei Seitendeckel durchgehende Aussparungen aufweisen. Die Seitendeckel sind in dieser Ausgestaltung mit durchgehenden Löchern versehen.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle beinhaltet, dass der Grundkörper als Hohlzylinder ausgestaltet ist, wobei die Blechpakete um den Hohlzylinder herum angebracht sind. Die Aussparungen der vorhergehenden Ausgestaltung münden dabei insbesondere in den Hohlzylinder. Vorzugsweise ist die Ausgestaltung der – stirnseitigen – Aussparungen und des Hohlzylinders derartig, dass Luft durch den Hohlzylinder hindurch streichen kann. Durch den Hohlzylinder bzw. die Aussparungen ergibt sich der Vorteil der Gewichtsreduktion.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle sieht vor, dass die zwei Seitendeckel und der Hohlzylinder mindestens durch einen Pressverband miteinander verbunden sind.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle beinhaltet, dass die Aussparungen derartig ausgestaltet und angeordnet sind, dass die Strömung eines Gases und/oder Gasgemisches durch die Aussparungen ein Geräusch erzeugt. In dieser Ausgestaltung wird somit dem Problem begegnet, dass Elektroautos mit Elektromotoren sehr geräuscharm sind. In dieser Ausgestaltung erzeugt die Rotorwelle des Motors bei ihren Rotationen (ggf. vorzugsweise im unteren Geschwindigkeitsbereich) ein Geräusch, welches zum Fahrgeräusch eines mit dem entsprechenden Motor ausgerüsteten Autos beiträgt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Rotorwelle für eine Elektromaschine besteht somit in dieser Ausgestaltung neben der Leichtbauweise auch in der Integration eines Sounddesigns. Die Verbindung zwischen den – z. B. umformtechnisch hergestellten – Seitendeckeln und dem Hohlzylinder wird dabei insbesondere durch einen Pressverband realisiert, so dass sich auch noch eine deutlich erleichterte Montage ergibt.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle sieht vor, dass der Grundkörper durch die Blechpakete ausgestaltet ist. In dieser Variante fallen der Grundkörper der Welle und die Blechpakete zusammen. Es entfällt der o. g. Hohlzylinder, und das Gewicht wird zusätzlich reduziert.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle ist derart, dass mindestens eine Zugankerverschraubung durch die Blechpakete hindurchragt. Eine solche Fixierung erlaubt z. B. auch eine variable Einstellung der Länge der Rotorwelle, indem entsprechend viele Blechpakete vorgesehen werden.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle beinhaltet, dass die Blechpakete – insbesondere kreisförmige – Innenaussparungen aufweisen, oder dass die Blechpakete eine geschlossene scheibenähnliche Struktur aufweisen.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotorwelle sieht vor, dass mindestens ein Seitendeckel abschnittsweise eine sternförmige Struktur aufweist. Ein solches Sterndesign lässt sich beispielsweise durch ein Querfließpressen erzeugen.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Elektromotor mit einer Welle gemäß einer der obigen Ausführungen.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Rotorwelle nach einer ersten Variante,
2: eine Draufsicht auf die Rotorwelle der 1,
3: eine räumliche Darstellung einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Rotorwelle, und
4: einen Schnitt durch die Rotorwelle der 3.
Die 1 zeigt eine Rotorwelle, in welcher um einen Hohlzylinder 10 als Grundkörper Blechpakete 5 aufgebracht und beispielsweise durch Übermaßverbindung fixiert sind. Seitlich begrenzt wird der Hohlzylinder 10 durch zwei Seitendeckel 1, welche hier noch über Lagerstellen mit Innenverzahnung verfügen. Die Seitendeckel 1 sind in einer Ausgestaltung insbesondere über Pressverband mit dem Hohlzylinder 10 verbunden. Die Seitendeckel 1 sind vorzugsweise als Massivumformteil hergestellt, wodurch sich eine hohe Festigkeit und geringe Wandstärken erreichen lassen. In der 2 ist eine Draufsicht auf einen Seitendeckel 1 der Rotorwelle der 1 dargestellt. Die durchgehenden Aussparungen 2 münden dabei auf den Innenraum des Hohlzylinders. Sie sind insbesondere derartig ausgestaltet, dass sich während des Drehens der Rotorwelle um seine Längsachse durch einen durch die Aussparungen 1, sowie den Hohlzylinder hindurchströmenden Luft- oder Gasstrom ein Geräusch ergibt.
Die 3 zeigt eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Rotorwelle. Der Grundkörper 11 wird hier direkt durch die Blechpakete 5 gebildet, welche über Zuganker 6 mit den sternförmig ausgestalteten Seitendeckeln 1 verbunden sind. Die Blechpakete 5 sind dabei volle Scheiben oder ringförmig ausgestaltet. Die 4 zeigt einen Schnitt durch die vollflächigen Blechpakete 5, durch welche die Zuganker 6 hindurchragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202006012412 U1 [0002]

Claims

Rotorwelle für einen Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Seitendeckel vorgesehen sind, dass ein Grundkörper vorgesehen ist, wobei der Grundkörper zwischen den zwei Seitendeckeln angeordnet ist, und dass zwischen den zwei Seitendeckeln Blechpakete angeordnet sind.
Rotorwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Seitendeckel durchgehende Aussparungen aufweisen.
Rotorwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper als Hohlzylinder ausgestaltet ist, wobei die Blechpakete um den Hohlzylinder herum angeordnet sind.
Rotorwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Seitendeckel und der Hohlzylinder mindestens durch einen Pressverband miteinander verbunden sind.
Rotorwelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen derartig ausgestaltet und angeordnet sind, dass die Strömung eines Gases und/oder eines Gasgemisches durch die Aussparungen ein Geräusch erzeugt.
Rotorwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechpakete den Grundkörper bilden.
Rotorwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zugankerverschraubung durch die Blechpakete hindurchragt.
Rotorwelle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechpakete – insbesondere kreisförmige – Innenaussparungen aufweisen, oder dass die Blechpakete eine geschlossene scheibenähnliche Struktur aufweisen.
Rotorwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Seitendeckel abschnittsweise eine sternförmige Struktur aufweist.
Elektromotor mit einer Rotorwelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.