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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung eines Ringelements an einem Rotorträger einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Befestigen eines Ringelements an einem Rotorträger einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.
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Eine solche Befestigungsanordnung und ein solches Verfahren sind der
DE 10 2007 032 138 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei der Befestigungsanordnung ist ein Ringelement als erstes Rotorelement an einem korrespondierenden Rotorträger als zweitem Rotorelement eines Rotors einer elektrischen Maschine angeordnet, wobei die Rotorelemente in Umfangsrichtung drehfest miteinander verbunden sind. Dadurch können sich die Rotorelemente um eine Drehachse miteinander drehen. Im Rahmen des Verfahrens zum Befestigen des Ringelements am korrespondierenden Rotorträger ist es vorgesehen, dass das Ringelement in Form eines Lamellen- oder Rotorblechpakets kraftschlüssig mit dem Rotorträger verbunden wird. Dabei wird das Ringelement an einer inneren oder einer äußeren Umfangsfläche mit überstehenden Vorsprüngen versehen und unter plastischer Verformung der Vorsprünge auf den Rotorträger aufgepresst beziehungsweise in einer Öffnung des Rotorträgers eingepresst.
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Darüber hinaus ist es bekannt, Ringelemente mit korrespondierenden Rotorträgern von elektrischen Maschinen durch separate und zusätzlich zu den Rotorelementen vorgesehene Formschlusselemente zu verbinden. Hierzu müssen beispielsweise axial durchgängige Bohrungen oder Nuten für das Formschlusselement am Ringelement und/oder am Rotorträger hergestellt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Befestigungsanordnung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Rotorelemente auf besonders einfache und kostengünstige Weise drehfest miteinander verbunden werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Befestigungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Rotorelemente besonders einfach und kostengünstig drehfest miteinander verbunden werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eines der Rotorelemente eine dem entsprechend anderen Rotorelement zugewandte Mantelfläche mit wenigstens einem durch plastisches Verformen des wenigstens einen Rotorelements hergestellten Vorsprung aufweist, mittels welchem die Rotorelemente drehfest miteinander verbunden sind. Einerseits kann der Vorsprung durch das plastische Verformen besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden, so dass die Befestigungsanordnung insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Andererseits können von den Rotorelementen separate und zusätzlich zu diesem vorgesehene Verbindungselemente zum drehfesten Verbinden der Rotorelemente vermieden werden, so dass die Befestigungsanordnung eine geringe Teileanzahl und somit geringe Kosten sowie ein geringes Gewicht aufweist. Zum Herstellen der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung ist es somit nicht erforderlich und nicht vorgesehen, jeweilige Aufnahmen wie beispielsweise Nuten oder Bohrungen an den Rotorelementen auszubilden und in diese Aufnahmen wenigstens ein Formschlusselement zum Verbinden der Rotorelemente einzubringen. Derartige Prozessschritte zum Verbinden der Rotorelemente können vermieden werden.
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Weist das Ringelement beispielsweise wenigstens ein Blechpaket auf, welches miteinander gefügte Elektrobleche umfasst, so ist bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung eine Verbindung der Rotorelemente unabhängig von einer sogenannten Schränkung des Blechpaketes beziehungsweise dessen Elektrobleche möglich, so dass dadurch auch das Ringelement besonders einfach hergestellt werden kann. Darüber hinaus kann ein besonders einfaches Design des Ringelements realisiert werden bei gleichzeitiger Gewährleistung einer besonders drehfesten Verbindung der Rotorelemente miteinander. Dabei ermöglicht der Vorsprung beispielsweise eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung der Rotorelemente miteinander.
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Zur Realisierung einer besonders festen Verbindung der Rotorelemente ist es bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das andere Rotorelement eine dem wenigstens einen Rotorelement zugewandte Mantelfläche mit wenigstens einer mit dem Vorsprung korrespondierenden Ausnehmung aufweist, in welche der Vorsprung zumindest teilweise eingreift. Hierdurch können auch besonders hohe Drehmomente zwischen den Rotorelementen übertragen werden.
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Der Rotorträger kann beispielsweise als hohler Kreiszylinder ausgebildet sein. Unter dem Rotorträger kann auch eine sogenannte Rotorwelle verstanden werden, welche als massiver Kreiszylinder ausgebildet ist.
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Zur Realisierung einer besonders einfachen und kostengünstigen Verbindung der Rotorelemente ist es bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Ausnehmung der Mantelfläche des anderen Rotorelements durch das plastische Verformen des wenigstens einen Rotorelements hergestellt ist. Mit anderen Worten, wird das wenigstens eine Rotorelement plastisch verformt, um dadurch den Vorsprung herzustellen, so geht mit der Herstellung des Vorsprungs die Herstellung der Ausnehmung zeitgleich einher. Voneinander separate beziehungsweise zeitlich aufeinander folgende Herstellprozesse zum Herstellen des Vorsprung einerseits und der Ausnehmung andererseits sind somit nicht vorgesehen und nicht erforderlich.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Vorsprung durch Verstemmen hergestellt ist. Mit anderen Worten wird das wenigstens eine Rotorelement durch Verstemmen in wenigstens einem entsprechenden Verstemmpunkt beziehungsweise in wenigstens einem entsprechenden Verstemmbereich plastisch umgeformt, um dadurch den Vorsprung und vorzugsweise zeitgleich die Ausnehmung herzustellen. Das Verstemmen ermöglicht die kostengünstige Darstellung einer in radialer Richtung hinreichenden Erstreckung des Vorsprungs, um somit die Rotorelemente besonders fest miteinander zu verbinden. Dadurch können auch besonders hohe Drehmomente zwischen den Rotorelementen übertragen werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Rotorelement das Ringelement und die Mantelfläche des wenigstens einen Ringelements eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Ringelements. Mit anderen Worten wird der Vorsprung des Ringelements an dessen Innendurchmesser hergestellt, wodurch eine besonders feste Verbindung realisierbar ist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das wenigstens eine Rotorelement durch wenigstens eine in axialer Richtung auf das wenigstens eine Rotorelement wirkende Krafteinwirkung unter Herstellung des Vorsprungs plastisch verformt ist. Durch diese in axialer Richtung wirkende Krafteinwirkung wird beispielsweise eine axiale Stirnseite des Ringelements plastisch verformt, womit die Herstellung des Vorsprungs einhergeht. Im Rahmen der Herstellung des Vorsprungs wird beispielsweise die axiale Stirnseite derart verformt, dass sich eine Ausnehmung der axialen Stirnseite ergibt. Mit der Herstellung der Ausnehmung der axialen Stirnseite geht die Herstellung des Vorsprungs in radialer Richtung einher. Hierdurch kann bei der Herstellung des Vorsprungs eine plastische Verformung einer der Mantelfläche abgewandten abgewandten, weiteren Mantelfläche des wenigstens einen Rotorelements vermieden werden. Darüber hinaus kann der Vorsprung auch dann ausgebildet werden, wenn beispielsweise die weitere Mantelfläche für ein entsprechendes Werkzeug zum plastischen Verformen des wenigstens einen Rotorelements nicht zugänglich ist.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 7 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders einfache und kostengünstige, drehfeste Verbindung der Rotorelemente realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch plastisches Verformen wenigstens eines der Rotorelemente zumindest ein Vorsprung einer dem entsprechend anderen Rotorelement zugewandten Mantelfläche des wenigstens einen Rotorelements hergestellt wird, wobei die Rotorelemente mittels des Vorsprungs drehfest miteinander verbunden werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
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Der Vorsprung wird beispielsweise dann hergestellt, wenn sich das Ringelement beispielsweise bereits in einer vorgebbaren Endmontagestellung am Rotorträger befindet. Dies bedeutet, dass es beispielsweise vorgesehen ist, zunächst das Ringelement am korrespondierenden Rotorträger anzuordnen und in einer Endmontagestellung relativ zum Ringelement zu positionieren, woraufhin das wenigstens eine Rotorelement plastisch verformt wird. Dadurch wird der Vorsprung ausgebildet, so dass die Rotorelemente drehfest miteinander verbunden sind.
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Vorzugsweise wird der Vorsprung auch dazu verwendet, die Rotorelemente in axialer Richtung, das heißt entlang der Drehachse, um welche die Rotorelemente zusammen drehbar sind, gegenseitig zu fixieren.
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Da der Vorsprung erst dann ausgebildet wird, wenn das Ringelement bereits am Rotorträger angeordnet ist, kann das Rotorelement besonders einfach am Rotorträger angeordnet werden. Dies ist der Fall, da der Vorsprung, über den die Rotorelemente miteinander verbunden werden, noch nicht vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass auch eine Anordnung des Ringelements am Rotorträger unter Verformung des Vorsprungs nicht vorgesehen ist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das wenigstens eine Rotorelement durch Verstemmen plastisch verformt wird. Hierdurch kann das wenigstens eine Rotorelement auf besonders einfache Weise plastisch verformt werden. Gleichzeitig kann eine besonders feste Verbindung der Rotorelemente gewährleistet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das wenigstens eine Rotorelement durch wenigstens eine Krafteinwirkung plastisch verformt, welche in axialer Richtung auf das wenigstens eine Rotorelement einwirkt. Mit anderen Worten kann durch die axiale Krafteinwirkung der sich in radialer Richtung erstreckende Vorsprung hergestellt werden, wodurch beispielsweise eine Umformung einer der Mantelfläche des wenigstens einen Rotorelements abgewandten, weiteren Mantelfläche des wenigstens einen Rotorelements vermieden werden kann.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn zum Herstellen des Vorsprungs ein Werkzeugelement in Form eines Kegels verwendet wird, wobei der Kegel insbesondere eine abgerundete Spitze mit einem Radius von nicht mehr als 0,4 Millimeter und einen Öffnungswinkel von nicht mehr als 30° aufweist. Vorzugsweise weist die abgerundete Spitze einen Radius von 0,4 Millimeter auf, wobei der Kegel einen Öffnungswinkel von 30° aufweist.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als Werkstoff, aus dem das wenigstens eine Rotorelement gebildet ist, X153CrMoV12 verwendet wird, welcher die Werkstoff-Nummer 1.2379 aufweist. Hierbei handelt es sich um einen legierten Werkzeugstahl, an welchem der Vorsprung mittels des geschilderten Werkzeugelements besonders gut ausgebildet werden kann. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Rotorelement gehärtet bis zur Rockwellhärte 60 (HRC60). Besonders gute Ergebnisse lassen sich dabei mit einer Anpresskraft von circa 5000 Newton erzielen. Dies bedeutet, dass das Rotorelement mit einer Anpresskraft von zumindest 5000 Newton gegen das wenigstens eine Rotorelement gepresst wird, um dadurch eine hinreichende Erstreckung des Vorsprungs zu erzielen.
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Die drehfeste Verbindung der Rotorelemente kann mittels genau eines Vorsprungs realisiert werden. Denkbar ist auch der Einsatz von wenigstens zwei oder mehreren Vorsprüngen, welche dann vorzugsweise in Umfangsrichtung des wenigstens einen Rotorelements gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dies bedeutet beispielsweise bei zwei Vorsprüngen, dass die Vorsprünge in Umfangsrichtung des wenigstens einen Rotorelements um 180° voneinander beabstandet sind. Festigkeitstechnisch würde jedoch lediglich ein Vorsprung ausreichen, um die Rotorelemente besonders fest miteinander zu verbinden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Ringelements eines Rotors einer elektrischen Maschine, wobei das Ringelement als erstes Rotorelement an einem korrespondierenden Rotorträger als zweitem Rotorelement des Rotors anzuordnen und mit ihm in Umfangsrichtung drehfest zu verbinden ist, wobei zur drehfesten Verbindung wenigstens ein Vorsprung einer innenumfangsseitigen Mantelfläche des Ringelements vorgesehen ist, welcher durch plastisches Verformen des Ringelements hergestellt ist;
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2 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Ringelements;
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3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Werkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform zum Herstellen des Vorsprungs;
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4 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Werkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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5 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Ringelements beim Herstellen des Vorsprungs;
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6 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Ringelements gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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7 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Ringelements gemäß einer dritten Ausführungsform;
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8 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Ringelements gemäß einer vierten Ausführungsform;
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9 eine schematische Draufsicht des Werkzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform;
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10 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Werkzeugs gemäß der dritten Ausführungsform;
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11 eine schematische Draufsicht des Werkzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform;
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12 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Werkzeugs gemäß der vierten Ausführungsform;
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13 eine schematische Draufsicht des Werkzeugs gemäß einer fünften Ausführungsform;
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14 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Werkzeugs gemäß der fünften Ausführungsform;
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15 eine schematische Draufsicht des Werkzeugs gemäß einer sechsten Ausführungsform; und
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16 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Werkzeugs gemäß der sechsten Ausführungsform.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 und 2 zeigen jeweils ausschnittsweise ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Ringelement eines Rotors einer elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine kommt beispielsweise in einem Kraftwagen, insbesondere in einem Personenkraftwagen, zum Einsatz, welcher als Hybrid-Fahrzeug oder als Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Hierbei ist die elektrische Maschine als sogenannte Traktionsmaschine ausgebildet, welche dazu dient, den Kraftwagen anzutreiben. Die elektrische Maschine umfasst dabei auch einen Stator, wobei sich der Rotor beim Betrieb der elektrischen Maschine relativ zu dem Stator um eine Drehachse dreht.
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Der Rotor umfasst das Ringelement 10 als erstes Rotorelement sowie ein zweites Rotorelement in Form eines in 1 und 2 nicht dargestellten Rotorträgers. Das Ringelement 10 ist dabei an dem Rotorträger zu befestigen, so dass die Rotorelemente (Ringelement 10 und Rotorträger) in deren Umfangsrichtung drehfest miteinander verbunden sind und sich die Rotorelemente miteinander relativ zum Stator drehen können.
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Der Rotorträger ist beispielsweise als hohler Kreiszylinder ausgebildet. Alternativ dazu kann der Rotorträger als sogenannte Rotorwelle ausgebildet sein, welche die Form eines massiven Kreiszylinders beziehungsweise eines Vollzylinders mit kreisrundem Querschnitt aufweist. Der Rotorträger kann jedoch auch eine anderweitige Form haben.
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Vorliegend wird das Ringelement 10 am Rotorträger angeordnet, indem das Ringelement 10 in axialer Richtung auf den Rotorträger aufgeschoben wird. Umgekehrt betrachtet wird der Rotorträger durch eine Durchgangsöffnung 12 des Ringelements eingeschoben, so dass eine außenumfangsseitige Mantelfläche des Rotorträgers dem Ringelement 10 beziehungsweise einer innenumfangsseitigen Mantelfläche 14 des Ringelements 10 in radialer Richtung des Rotors nach außen zugewandt ist.
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Das Ringelement 10 umfasst ein im Ganzen mit 16 bezeichnetes Blechpaket mit einzelnen Ringsegmenten, welche in axialer Richtung des Ringelements 10 aufeinander gestapelt und beispielsweise durch Stanzen aus Elektroblech gebildet sind. Die einzelnen Ringsegmente sind in axialer Richtung miteinander gefügt. Jedes der Ringsegmente weist eine Durchgangsöffnung 18 auf. Die Ringsegmente werden dabei derart in axialer Richtung aufeinander gestapelt, dass sich die jeweiligen Durchgangsöffnungen 18 gegenseitig überdecken. Durch die sich gegenseitig überdeckenden Durchgangsöffnungen 18 ist eine jeweilige Aufnahme 20 des Ringelements 10 gebildet, in welcher ein Magnet, insbesondere in Form eines Permanentmagneten, aufgenommen werden kann. Die axiale Erstreckung des Blechpakets 16 beziehungsweise des Ringelements 10 und somit der Aufnahme 20 entspricht dabei zumindest der axialen Erstreckung des in der Aufnahme 20 anzuordnenden Magneten. Die jeweilige Aufnahme 20 wird auch als Slot oder Magnet-Slot bezeichnet, da der Magnet in die Aufnahme 20 in axialer Richtung hineingesteckt werden kann.
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Um den Magneten in der Aufnahme 20 beispielsweise zu fixieren, wird das Ringelement 10 beispielsweise durch Verstemmen plastisch verformt beziehungsweise umgeformt, so dass der Magnet durch plastisches Verformen des Ringelements 10 in der korrespondierenden Aufnahme 20 fixiert ist.
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Das Ringelement 10 wird auf den Rotorträger in axialer Richtung beispielsweise aufgepresst. Hierdurch kann insbesondere eine axiale Fixierung der Rotorelemente dargestellt werden. Um auch Drehmomentübertragungen zwischen den Rotorelementen in deren Umfangsrichtung in jedem Betriebszustand der elektrischen Maschine zu gewährleisten, werden die Rotorelemente in Umfangsrichtung kraft- und/oder formschlüssig drehfest miteinander verbunden.
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Hierzu wird wenigstens ein Vorsprung 22 der innenumfangsseitigen Mantelfläche 14 des Ringelements 10 ausgebildet. Der Vorsprung 22 überragt sich an den Vorsprung 22 anschließende Bereiche der innenumfangsseitigen Mantelfläche 14 in radialer Richtung nach innen hin, wobei die innenumfangsseitige Mantelfläche 14 in montiertem Zustand der Rotorelemente dem Rotorträger, insbesondere dessen außenumfangsseitiger Mantelfläche, zugewandt ist.
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Der jeweilige Vorsprung 22 wird durch Verstemmen und somit durch durch das Verstemmen bewirktes plastisches Verformen des Ringelements 10 hergestellt. Mit anderen Worten werden Verstemmpunkte 24 gesetzt, um am Innendurchmesser des Ringelements 10 eine Materialverformung und dadurch die Herstellung des jeweiligen Vorsprungs 22 zu bewirken. Diese Materialverformung in Form des jeweiligen Vorsprungs 22 greift in eine Ausnehmung in Form einer Vertiefung der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Rotorträgers ein. Eine solche Ausnehmung kann bereits vor dem Herstellen des Vorsprungs 22 beispielsweise in Form einer Nut am Rotorträger vorliegen, wobei der Vorsprung 22 bei dessen Herstellung zumindest teilweise in die Nut beziehungsweise die Ausnehmung eingeformt wird.
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Das Ringelement 10 wird beispielsweise am Rotorträger angeordnet, wobei das Ringelement 10 den jeweiligen Vorsprung 22 noch nicht aufweist. In diesem, am Rotorträger angeordneten Zustand des Ringelements 10 wird der wenigstens eine Vorsprung 22 durch Verstemmen, das heißt durch plastisches Verformen des Ringelements 10 hergestellt. Das Verstemmen erfolgt somit direkt nach der Montage des Ringelements 10 am Rotorträger, wobei dann beispielsweise durch das Verstemmen ein Kraftschluss und/oder ein Formschluss erzeugt werden kann. Die Herstellung der genannten Ausnehmung am Rotorträger geht vorzugsweise mit der Herstellung des jeweiligen Vorsprungs 22 einher. Dies erfolgt beispielsweise derart, dass die Ausnehmung beim Herstellen des Vorsprungs 22 in die außenumfangsseitige Mantelfläche des Rotorträgers mittels des sich ausbildenden Vorsprungs 22 eingedrückt wird. Ein zusätzlicher, separater Herstellvorgang zum Herstellen der Ausnehmung kann somit vermieden werden.
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Der Verstemmprozess erfolgt somit im Rahmen der Montage des Ringelements 10 am beziehungsweise auf dem Rotorträger, wobei der jeweilige Vorsprung 22 zeitlich vor oder auch nach der Montage beziehungsweise dem Aufschieben des Ringelements 10 auf den Rotorträger hergestellt werden kann. Durch den in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprung 22 ergibt sich vorzugsweise zumindest ein Formschluss, so dass auch hohe Drehmomente zwischen den Rotorelementen übertragen werden können. Die Verstemmpunkte 24 können dabei unabhängig von einer etwaigen Schränkung der einzelnen Ringsegmente gesetzt werden.
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Wie geschildert, kann der Vorsprung 22 am Ringelement 10 durch Verstemmen dieses ausgebildet werden. Hierdurch ist eine einseitige Verstemmung dargestellt. Alternativ dazu ist auch eine solche einseitige Verstemmung möglich, bei welcher ein Vorsprung zum drehfesten Verbinden der Rotorelemente nicht am Ringelement 10, sondern an der außenumfangsseitigen Mantelfläche des Rotorträgers ausgebildet wird. Hierzu wird der Rotorträger beispielsweise durch Verstemmen plastisch verformt. Darüber hinaus ist eine sogenannte zweiseitige Verstemmung denkbar, bei welcher sowohl am Ringelement 10 als auch am Rotorträger wenigstens ein jeweiliger Vorsprung 22 durch plastisches Verformen hergestellt wird.
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Zur Realisierung einer hinreichenden Drehmomentübertragung kann lediglich ein Verstemmpunkt ausreichend sein. Ferner sind auch mehrere Verstemmpunkte möglich, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet und vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
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3 zeigt ein Werkzeug 26 gemäß einer ersten Ausführungsform, mittels welchem der jeweilige Vorsprung 22 hergestellt werden kann. Wie aus 3 erkennbar ist, weist das Werkzeug 26 ein Werkzeugelement 28 in Form eines Pyramidenstumpfes auf. Der Pyramidenstumpf hat beispielsweise eine Kantenlänge von zumindest im Wesentlichen 0,7 Millimeter und einen Winkel bzw. Öffnungswinkel von 25°. Der Winkel kann vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 10° bis einschließlich 60° liegen. Die Kantenlänge kann vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 0,4 bis einschließlich 2 Millimeter liegen.
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4 zeigt das Werkzeug 26 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei das Werkzeugelement 28 die Form eines Kegels aufweist. Vorliegend weist der Kegel eine abgerundete Spitze 30 mit einem Radius auf, welcher in einem Bereich von einschließlich 0,2 Millimeter bis einschließlich 1 Millimeter liegt. Vorzugsweise weist die abgerundete Spitze 30 einen Radius von 0,4 Millimeter auf. Der Kegel weist einen Öffnungswinkel in einem Bereich von einschließlich 10° bis einschließlich 60° Grad auf. Vorzugsweise weist der Kegel einen Öffnungswinkel von 25° auf.
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Besonders vorteilhafte Ergebnisse lassen sich mit dem Werkzeugelement 28 in Form eines Kegels realisieren, welcher einen Öffnungswinkel von 30° und eine abgerundete Spitze mit einem Radius von 0,4 Millimeter aufweist. Dabei ist das Ringelement 10 vorzugsweise aus dem Werkstoff X153CrMoV12 gebildet, wobei das Werkzeugelement 28 über dessen Spitze 30 mit einer Anpresskraft von zumindest im Wesentlichen 5000 Newton gegen das Ringelement 10 gepresst wird.
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Wie besonders gut aus 1 erkennbar ist, wird das Werkzeug 26 beziehungsweise das Werkzeugelement 28 jedoch nicht in radialer Richtung nach innen gegen eine außenumfangsseitige Mantelfläche 32 des Ringelements 10 gepresst, um den jeweiligen Vorsprung 22 herzustellen. Das Werkzeugelement 28 wird in axialer Richtung gegen eine axiale Stirnseite 34 gepresst, um dadurch eine in axialer Richtung auf das Ringelement 10 wirkende Krafteinwirkung zu erzeugen, mittels welcher der jeweilige Vorsprung 22 hergestellt wird. Dies bedeutet, dass der sich in radialer Richtung von außen nach innen auf den Rotorträger zu erstreckende Vorsprung 22 durch eine senkrecht dazu in axialer Richtung verlaufende Krafteinwirkung hergestellt wird.
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Aus 5 ist besonders gut die Herstellung des Vorsprungs 22 erkennbar, wobei das Werkzeug 26 – wie beschrieben und durch einen Richtungspfeil 36 angedeutet – in axialer Richtung gegen die axiale Stirnseite 34 des Ringelements 10 gepresst wird. Dadurch wird eine Vertiefung bzw. Ausnehmung der axialen Stirnseite 34 erzeugt und die Ausbildung des Vorsprungs 22 bewirkt. Aus 5 ist auch besonders gut ein Verstemmpunkt 38 erkennbar, an welchem das Ringelement 10 im Bereich der Aufnahme 20 plastisch verformt ist, um dadurch einen in der Aufnahme 20 angeordneten Magneten 40 in Form eines Permanentmagneten in der Aufnahme 20 zu fixieren.
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6 zeigt das Ringelement 10 gemäß in einer zweiten Ausführungsform mit dem Vorsprung 22. Aus 7 ist das Ringelement 10 gemäß einer dritten Ausführungsform erkennbar, wobei in 7 drei Verstemmpunkte 24 mit jeweiligen, durch Verstemmen hergestellten Vorsprüngen 22 erkennbar sind. 8 zeigt das Ringelement 10 gemäß einer vierten Ausführungsform.
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9 und 10 zeigen das Werkzeug 26 und insbesondere dessen Werkzeugelement 28 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Werkzeugelement 28 gemäß der dritten Ausführungsform weist die Form eines Pyramidenstumpfs mit einem Öffnungswinkel von 10° und einer Kantenlänge von 2 Millimetern auf. Die Einpresstiefe des Werkzeugelements 28 und des Ringelements 10, beispielsweise in die axiale Stirnseite 34, beträgt dabei vorzugsweise 1,4 Millimeter, während ein Randabstand 2,5 Millimeter beträgt. Der Randabstand bezieht sich dabei auf den Abstand des Mittelpunkts des Werkzeugelements 28 und insbesondere des Pyramidenstumpfs von der innenumfangsseitigen Kante des Ringelements 10.
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11 und 12 zeigen das Werkzeug 26 gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei das Werkzeugelement 28 die Form eines Pyramidenstumpfes aufweist. Dabei sind eine Einpresstiefe von 1,6 Millimeter und ein Randabstand von 2,2 Millimeter vorgesehen.
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13 und 14 zeigen das Werkzeug 26 gemäß einer fünften Ausführungsform. Das Werkzeugelement 28 weist dabei die Form eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von 10° und der abgerundeten Spitze 30 mit einem Radius von 0,8 Millimeter auf. Dabei ist vorzugsweise eine Einpresstiefe von 2 Millimeter und ein Randabstand von 2,2 Millimeter vorgesehen.
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15 und 16 zeigen das Werkzeug 26 gemäß einer sechsten Ausführungsform, bei welcher das Werkzeugelement 28 die Form eines kleinen Kegels mit einem Öffnungswinkel von 30° und einer abgerundeten Spitze 30 mit einem Radius von 0,4 Millimeter aufweist. Hierbei ist vorzugsweise eine Einpresstiefe von 2 Millimeter und ein Randabstand von 2,2 Millimeter vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass sich mittels des Werkzeugs 26 gemäß der sechsten Ausführungsform insbesondere in Kombination mit einer Anpresskraft von zumindest im Wesentlichen 5000 Newton und dem Werkstoff X153CrMoV12 für das Ringelement 10 eine besonders vorteilhafte Herstellung des Vorsprungs 22 realisieren lässt, wodurch die Rotorelemente auf besonders einfache und kostengünstige Weise sowie besonders fest miteinander verbunden werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ringelement
- 12
- Durchgangsöffnung
- 14
- innenumfangsseitige Mantelfläche
- 16
- Blechpaket
- 18
- Durchgangsöffnung
- 20
- Aufnahme
- 22
- Vorsprung
- 24
- Verstemmpunkt
- 26
- Werkzeug
- 28
- Werkzeugelement
- 30
- abgerundete Spitze
- 32
- außenumfangsseitige Mantelfläche
- 34
- axiale Stirnseite
- 36
- Richtungspfeil
- 38
- Verstemmpunkt
- 40
- Magnet
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007032138 A1 [0002]
