DE102017008493A1 - Hollow shaft for a rotor of an electric motor and method for producing a hollow shaft for a rotor of an electric motor - Google Patents

Hollow shaft for a rotor of an electric motor and method for producing a hollow shaft for a rotor of an electric motor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hohlwelle (1) für einen Rotor eines Elektromotors, mit zumindest einem ersten Bauteil (3) und einem zweiten Bauteil (5), wobei das erste Bauteil (3) und das zweite Bauteil (5) fest miteinander verbunden sind. Es ist vorgesehen, dass das erste Bauteil (3) und das zweite Bauteil (5) mittels eines Strahlschweißverfahrens miteinander verschweißt sind.The invention relates to a hollow shaft (1) for a rotor of an electric motor, comprising at least a first component (3) and a second component (5), wherein the first component (3) and the second component (5) are firmly connected to each other. It is provided that the first component (3) and the second component (5) are welded together by means of a beam welding process.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlwelle für einen Rotor eines Elektromotors und ein Verfahren zum Herstellen einer Hohlwelle für einen Rotor eines Elektromotors.The invention relates to a hollow shaft for a rotor of an electric motor and a method for producing a hollow shaft for a rotor of an electric motor.

Typischerweise werden hochbelastete und schnelldrehende Wellen als Hohlwellen ausgestaltet, um deren Gewicht und damit die beschleunigte Masse zu reduzieren. In Aggregaten, insbesondere in Elektromotoren und Getrieben, kann eine Hohlwelle zudem zum Durchleiten eines Fluids, beispielsweise zu deren Kühlung, vorgesehen sein. Dabei ist eine ausreichende Steifigkeit der Hohlwelle erforderlich, um insbesondere Durchbiegungen und Aufweitungen zu verhindern. Üblicherweise wird dies durch aufwändig konstruierte Hohlwellen und/oder komplexe Prozessketten zu deren Herstellung sichergestellt. Beispielsweise werden Hohlwellen dann aus hochwertigen und somit sehr teuren Werkstoffen, beispielsweise 42CrMo4, einstückig mit großem Verschnitt hergestellt und aufwändig hohlgebohrt. Derartige Werkstoffe sind in der Regel nicht mehr konventionell schmelzschweißbar und werden insbesondere reibgeschweißt. Hierfür sind aufwändige Vorrichtungen erforderlich. Die Qualität einer solchen Schweißverbindung ist allerdings häufig nicht ausreichend. Zudem bedarf es einer aufwändigen Nachbearbeitung eines Fügebereichs der Hohlwelle, insbesondere einer Entfernung einer Reibschweißwulst. Insgesamt ergeben sich hohe Kosten zur Herstellung bekannter Hohlwellen der angesprochenen Art.Typically, high-load and high-speed shafts are designed as hollow shafts to reduce their weight and thus the accelerated mass. In units, in particular in electric motors and transmissions, a hollow shaft may also be provided for passing a fluid, for example for cooling thereof. In this case, a sufficient rigidity of the hollow shaft is required to prevent in particular deflections and widening. This is usually ensured by elaborately designed hollow shafts and / or complex process chains for their production. For example, hollow shafts are then made of high-quality and therefore very expensive materials, for example 42CrMo4, in one piece with a large waste and elaborately hollow drilled. Such materials are usually no longer conventionally melt-weldable and are in particular friction-welded. For this purpose, expensive devices are required. However, the quality of such a welded joint is often insufficient. In addition, a complex post-processing of a joining region of the hollow shaft, in particular a removal of a Reibschweißwulst required. Overall, there are high costs for producing known hollow shafts of the type mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hohlwelle für einen Rotor eines hochdrehenden Elektromotors und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide a hollow shaft for a rotor of a high-speed electric motor and a method for their preparation, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Hohlwelle für einen Rotor eines hochdrehenden Elektromotors geschaffen wird, welche zumindest ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil fest zu der Hohlwelle miteinander verbunden sind. Unter hochdrehend sollen Rotationsgeschwindigkeiten verstanden werden, die 5000 Umdrehungen pro Minute übersteigen. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eines der Bauteile aus einem höherkohlenstoffhaltigen Stahl mit einem Anteil von zumindest 0,35 Gewichtsprozent Kohlenstoff besteht oder diesen aufweist. Erfindungsgemäß sind die beiden Bauteile mittels eines Strahlschweißverfahrens miteinander verschweißt. Zudem ist die Hohlwelle vollständig oder bereichsweise gehärtet und zumindest im Fügebereich, insbesondere entlang der Schweißnahtstelle zusätzlich wärmebehandelt.The object is achieved in particular by providing a hollow shaft for a rotor of a high-speed electric motor, which has at least a first component and a second component, wherein the first component and the second component are firmly connected to one another to the hollow shaft. By high-revving rotational speeds are meant to exceed 5000 revolutions per minute. It is provided that at least one of the components consists of a steel with a higher carbon content and contains at least 0.35 percent by weight carbon. According to the invention, the two components are welded together by means of a beam welding process. In addition, the hollow shaft is completely or partially cured and additionally heat-treated, at least in the joining region, in particular along the weld seam.

Die Hohlwelle weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil mittels eines Strahlschweißverfahrens miteinander verschweißt sind, ist die Hohlwelle kostengünstig und zudem modular ausgestaltbar. Zudem kann mittels des Strahlschweißverfahrens ein örtlich eng begrenzter Wärmeeintrag realisiert werden, wodurch sich ein besonders enger Fügebereich, in welchem das erste und das zweite Bauteil insbesondere miteinander verschweißt sind, ergibt. Weiterhin kann vorzugsweise ein Verzug der beiden Bauteile verhindert oder zumindest signifikant verringert werden. Je geringer der Verzug der Bauteile ist, umso weniger müssen durch Zerspanen oder sogar Richtoperationen ein Rundlauf, eine Unwucht, usw. korrigiert werden. Gerade bei Elektromotoren ist dies aufgrund der hohen Drehzahlen besonders wichtig. Die erfindungsgemäße Hohlwelle ist auf diese Weise kostengünstiger und einfacher als bekannte Hohlwellen herstellbar. Es treten auch gegenüber dem Reibschweißen keine Wulste nach außen und nach innen auf, welche aufwändig entfernt werden müssen bzw. innen nicht entfernt werden können. Letzteres Manko birgt die Gefahr einer Restschmutzverschleppung und hindert auch die funktionelle Verwendung des Innenraums der Hohlwelle. Im Gegensatz zum Reibschweißen sind auch bauteilzentrierte Schweißungen prozesssicher möglich.The hollow shaft has advantages over the prior art. The fact that the first component and the second component are welded together by means of a beam welding process, the hollow shaft is inexpensive and modular ausgestaltbar. In addition, by means of the beam welding method, a locally narrow heat input can be realized, resulting in a particularly narrow joining region, in which the first and the second component are in particular welded together. Furthermore, preferably, a delay of the two components can be prevented or at least significantly reduced. The lower the distortion of the components, the less must be corrected by machining or even straightening operations a concentricity, an imbalance, and so on. Especially with electric motors, this is particularly important because of the high speeds. The hollow shaft according to the invention is cheaper and easier to manufacture than known hollow shafts in this way. There are also no beads to the outside and inward with respect to the friction welding, which must be removed consuming or inside can not be removed. The latter shortcoming carries the risk of a residual dirt carryover and also hinders the functional use of the interior of the hollow shaft. In contrast to friction welding, component-centered welds are also reliably possible.

Aufgrund der hohen Anforderungen an die Grundfestigkeit der Hohlwelle besteht erfindungsgemäß zumindest eines der Bauteile aus einem höherkohlenstoffhaltigen Stahl mit einem Kohlenstoffgewichtsanteil von zumindest 0,35%, besonders bevorzugt von mindestens 0,45%, oder weist diesen Stahl auf. Vorzugsweise wird ein Stahl mit der Bezeichnung C50E oder C50R verwendet.Due to the high demands on the basic strength of the hollow shaft, according to the invention, at least one of the components consists of a steel with a higher carbon content and a carbon weight fraction of at least 0.35%, particularly preferably at least 0.45%, or has this steel. Preferably, a steel called C50E or C50R is used.

Gleichzeitig ist diese Werkstoffverwendung des höherkohlenstoffhaltigen Stahls für eine zumindest lokale Härtung der Welle vorteilhaft, wenn dort bestimmte Bereiche besonders hoch mechanisch beansprucht werden wie beispielsweise Lagerstellen. Bevorzugt weisen das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil außerhalb des Fügebereichs zumindest einen martensitisch und/oder bainitisch gehärteten Bereich auf.At the same time, this material use of the higher carbon steel for an at least local hardening of the shaft is advantageous if certain areas are subjected to particularly high mechanical stress, such as bearings. The first component and / or the second component preferably have at least one martensitic and / or bainitic hardened region outside the joining region.

Weiterhin zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Hohlwelle zumindest im Fügebereich, insbesondere entlang der Schweißnaht wärmebehandelt ist. Hierdurch werden die Rissanfälligkeit und die Kerbempfindlichkeit entscheidend reduziert, so dass eine besonders haltbare Hohlwelle realisiert ist.Furthermore, the invention is characterized in that the hollow shaft is heat-treated at least in the joining region, in particular along the weld. As a result, the susceptibility to cracking and the notch sensitivity are significantly reduced, so that a particularly durable hollow shaft is realized.

Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Hohlwelle über das erste Bauteil und das zweite Bauteil hinaus mindestens ein weiteres Bauteil aufweist, welches insbesondere mit dem ersten und/oder dem zweiten Bauteil mittels des Strahlschweißverfahrens verschweißt ist. Das erste Bauteil und das zweite Bauteil sind insbesondere permanent und/oder starr miteinander verbunden. Insbesondere sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil stoffschlüssig miteinander verbunden. Bei dem Strahlschweißverfahren handelt es sich insbesondere um ein Schweißverfahren, bei welchem eine für das Schweißen erforderliche Energie über einen Strahl transportiert wird. It is preferably provided that the hollow shaft has at least one further component beyond the first component and the second component, which is welded in particular to the first and / or the second component by means of the beam welding method. The first component and the second component are in particular permanently and / or rigidly connected to each other. In particular, the first component and the second component are integrally connected to one another. In particular, the beam welding method is a welding method in which an energy required for welding is transported via a jet.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Hohlwelle bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Strahlschweißverfahren ein Laserstrahlschweißverfahren ist. Alternativ ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Strahlschweißverfahren ein Elektronenstrahlschweißverfahren ist. Mittels derartiger technologisch reifer Schweißverfahren kann eine besonders effiziente und prozesssichere Verbindung der beiden Bauteile miteinander hergestellt werden.An embodiment of the hollow shaft is preferred, which is characterized in that the beam welding method is a laser beam welding method. Alternatively, it is preferably provided that the beam welding method is an electron beam welding method. By means of such technologically mature welding methods, a particularly efficient and process-reliable connection of the two components can be produced with one another.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Hohlwelle bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das erste Bauteil einen ersten Hohlraum aufweist, wobei das zweite Bauteil einen zweiten Hohlraum aufweist, und wobei der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum in der Hohlwelle einen zusammenhängenden Hohlraum ausbilden. Vorzugsweise ist der zusammenhängende Hohlraum, insbesondere in dem Bereich, in welchem der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum aufeinandertreffen, fluiddicht gegenüber einer Umgebung der Hohlwelle ausgebildet. Mittels des zusammenhängenden Hohlraums und der hindernisfreien geometrischen Ausbildung ist es einfach möglich, einen Kühlkanal, eine Kühleinrichtung oder dergleichen in der Hohlwelle anzuordnen.An embodiment of the hollow shaft is preferred, which is characterized in that the first component has a first cavity, wherein the second component has a second cavity, and wherein the first cavity and the second cavity in the hollow shaft form a coherent cavity. Preferably, the continuous cavity, in particular in the region in which the first cavity and the second cavity meet, is formed fluid-tight with respect to an environment of the hollow shaft. By means of the continuous cavity and the obstacle-free geometric design, it is easily possible to arrange a cooling channel, a cooling device or the like in the hollow shaft.

Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Hohlwelle für einen Rotor eines Elektromotors geschaffen wird. Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens eine erfindungsgemäße Hohlwelle nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele hergestellt. Im Rahmen des Verfahrens werden zuerst zwei Bauteile bereitgestellt, von denen zumindest eines aus einem Stahl mit einem Anteil von zumindest 0,35 Gewichtsprozent Kohlenstoff besteht oder diesen aufweist. Dann werden zumindest ein erstes Bauteil der Hohlwelle und ein zweites Bauteil der Hohlwelle aneinander angeordnet, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil in einem Fügebereich der Hohlwelle aneinander angrenzen. Anschließend wird das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil in dem Fügebereich mittels eines Strahlschweißverfahrens verschweißt, wobei im Zuge des Verschweißprozesses die Hohlwelle zumindest im Fügebereich, insbesondere entlang der Schweißnahtstelle wärmebehandelt wird. Zudem erfolgt vor, während oder nach dem Schweißprozess vollständiges oder bereichsweises Härten der Hohlwelle. Im Rahmen des Verfahrens ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Hohlwelle erläutert wurden.The object is also achieved in particular by providing a method for producing a hollow shaft for a rotor of an electric motor. Within the scope of the method, a hollow shaft according to the invention is particularly preferably produced according to one of the previously described exemplary embodiments. As part of the process, first of all two components are provided, at least one of which consists of or comprises a steel with a content of at least 0.35% by weight of carbon. Then, at least a first component of the hollow shaft and a second component of the hollow shaft are arranged against each other, wherein the first component and the second component in a joining region of the hollow shaft adjacent to each other. Subsequently, the first component is welded to the second component in the joining region by means of a beam welding method, wherein in the course of the welding process, the hollow shaft is heat treated at least in the joining region, in particular along the weld seam. In addition, before or during the welding process, complete or partial hardening of the hollow shaft takes place. In the context of the method, in particular, the advantages that have already been explained in connection with the hollow shaft arise.

Der Fügebereich ist insbesondere ein Bereich der Hohlwelle, in welchem das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil durch eine während des Verschweißens eingebrachte Wärme verändert, insbesondere aufgeschmolzen werden. Der Fügebereich, insbesondere die Schweißnahtstelle, umfasst einerseits eine Zone, die im Zuge des Schweißens örtlich aufgeschmolzen wird, also eine sogenannte Schmelzzone. Benachbart zu dieser Schmelzzone treten zudem im ersten und/oder zweiten Bauteil während des Schweißprozesses hohe Temperaturen auf, die zu einer Gefügeveränderung von bezüglich der Schmelzzone benachbarten Zonen des ersten bzw. zweiten Bauteils führen. Diese benachbarten Zonen werden Wärmeeinflusszonen genannt. Der Fügebereich umfasst somit die Schmelzzone und die jeweiligen Wärmeeinflusszonen des ersten bzw. zweiten Bauteils.The joining region is in particular a region of the hollow shaft in which the first component and / or the second component are changed, in particular melted, by a heat introduced during the welding. The joining region, in particular the weld seam, on the one hand comprises a zone which is locally melted in the course of the welding, that is to say a so-called melting zone. Adjacent to this melting zone, high temperatures which occur in the first and / or second component during the welding process lead to a structural change of zones of the first or second component which are adjacent to the melting zone. These adjacent zones are called heat affected zones. The joining region thus comprises the melting zone and the respective heat-affected zones of the first or second component.

Insbesondere ist der Fügebereich ein Bereich der Hohlwelle, in welchem das erste Bauteil und das zweite Bauteil stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Vorzugsweise sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil in dem Fügebereich miteinander fluchtend verbunden, wobei vorzugsweise das erste und das zweite Bauteil fluiddicht miteinander verbunden sind.In particular, the joining region is a region of the hollow shaft in which the first component and the second component are connected to one another in a material-locking manner. Preferably, the first component and the second component in the joining region are connected in alignment, wherein preferably the first and the second component are fluid-tightly interconnected.

Bei Verwendung von Stählen mit einem Kohlenstoffgewichtsanteil von mehr als 0,35%, wie es erfindungsgemäß vorzugsweise vorgesehen ist, treten durch den Schweißprozess üblicherweise hohe Aufhärtungen auf. In Vickershärte HV1 ausgedrückt sind dies Aufhärtungen mit typischerweise mehr als 600 HV1. Durch die Prozessführung im Zuge des Schweißprozesses an der erfindungsgemäßen Hohlwelle weist die verschweißte Hohlwelle im Fügebereich, also in der früheren Schmelzzone und in der mindestens einen Wärmeeinflusszone, jeweils im Mittel im Wesentlichen eine Härte von weniger als 500 HV1, vorzugsweise von weniger als 450 HV1, besonders bevorzugt von weniger als 400 HV1 auf.When using steels with a carbon weight fraction of more than 0.35%, as is preferably provided according to the invention, usually occur by the welding process high levels of hardening. Expressed in terms of Vickers hardness HV1, these are cures with typically more than 600 HV1. As a result of the process control in the course of the welding process on the hollow shaft according to the invention, the welded hollow shaft in the joining region, that is to say in the earlier melting zone and in the at least one heat-affected zone, in each case has on average essentially a hardness of less than 500 HV1, preferably of less than 450 HV1, more preferably less than 400 HV1.

Erfindungsgemäß erfolgt dann ein Härten der Hohlwelle und – vorher und/oder nachher – eine Wärmebehandlung der Hohlwelle zumindest im Fügebereich, insbesondere entlang der Schweißnahtstelle.According to the invention, then hardening of the hollow shaft and - before and / or after - a heat treatment of the hollow shaft at least in the joining region, in particular along the weld seam.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil jeweils zumindest in dem späteren Fügebereich, insbesondere entlang der Schweißnahtstelle vor dem Verschweißen des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil zumindest bereichsweise vorgewärmt wird, beziehungsweise werden. Die Vorwärmung erfolgt bevorzugter Weise in einer Anordnung, bei der das erste und das zweite Bauteil im Wesentlichen bereits in einer späteren Fügeanordnung zueinander positioniert sind. Eine Vorwärmtemperatur ist insbesondere abhängig vom verwendeten Stahl, jedoch vorzugsweise so gewählt, dass die Vorwärmtemperatur im Wesentlichen mindestens 450° Celsius, insbesondere mindestens 500° Grad Celsius beträgt, aber geringer ist als eine Austenitisierungstemperatur der jeweiligen Stähle der zu fügenden Bauteile. Der Begriff Austenitisierungstemperatur meint in diesem Zusammenhang eine Mindesttemperatur, ab der ein nennenswerter Gefügeanteil des jeweiligen Stahles in die Austenitphase umwandelt.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the first component and / or the second component in each case at least in the subsequent joining region, in particular along the weld seam before Welding of the first component with the second component is at least partially preheated, or be. The preheating is preferably carried out in an arrangement in which the first and the second component are already substantially positioned in a later joining arrangement to each other. A preheating temperature is particularly dependent on the steel used, but preferably chosen so that the preheating temperature is substantially at least 450 ° C, in particular at least 500 ° C, but is less than an austenitizing temperature of the respective steels of the components to be joined. In this context, the term austenitizing temperature means a minimum temperature at which a significant proportion of the respective steel transforms into the austenite phase.

Vorzugsweise werden das Vorwärmen des ersten und des zweiten Bauteils und das Verschweißen des ersten und des zweiten Bauteils miteinander in der gleichen Aufspannung der Hohlwelle durchgeführt. Durch das Vorwärmen können die Eigenschaften der beiden Bauteile insbesondere in Zusammenhang mit dem Verschweißen signifikant verbessert werden. Die Vorwärmung erfolgt hierbei mittels zumindest einer Wärmequelle, beispielsweise mittels einer induktiven Wärmequelle, mittels mindestens einer Heizlampe oder eines Heizstrahlers, mittels mindestens einer Flamme, mittels mindestens einer Laserstrahlquelle, mittels mindestens einer Elektronenstrahlquelle, eines Plasmastrahls oder einer Kombination der genannten Wärmequellen.Preferably, the preheating of the first and the second component and the welding of the first and the second component are carried out together in the same clamping of the hollow shaft. By the preheating, the properties of the two components, in particular in connection with the welding can be significantly improved. The preheating takes place here by means of at least one heat source, for example by means of an inductive heat source, by means of at least one heating lamp or by means of at least one flame, by means of at least one laser beam source, by means of at least one electron beam source, a plasma jet or a combination of said heat sources.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Hohlwelle zumindest in dem Fügebereich, insbesondere entlang der Schweißnahtstelle unmittelbar nach dem Verschweißen des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil zumindest bereichsweise besonders bevorzugt kurzzeitig über eine Zeitdauer von mindestens 1 Sekunde vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 400° Celsius bis höchstens 720° Celsius, vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 450° Celsius bis höchstens 720° Celsius, vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 500° Celsius bis höchstens 700° Celsius nachgewärmt wird. Das heißt mit anderen Worten, dass die Hohlwelle zumindest im Fügebereich nach dem Verschweißen für eine gewisse Zeit gezielt warmgehalten wird. Die aktive Nachwärmung erfolgt hierbei mittels zumindest einer Wärmequelle, beispielsweise mittels einer induktiven Wärmequelle, mittels mindestens einer Heizlampe, mittels mindestens einer Flamme, mittels mindestens einer Laserstrahlquelle, mittels mindestens einer Elektronenstrahlquelle oder einer Kombination der genannten Wärmequellen.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the hollow shaft, at least in the joining region, in particular along the weld seam immediately after welding of the first component to the second component at least partially particularly preferably for a short time over a period of at least 1 second, preferably at a temperature of at least 400 ° Celsius to at most 720 ° Celsius, preferably at a temperature of at least 450 ° Celsius to at most 720 ° Celsius, preferably at a temperature of at least 500 ° Celsius to at most 700 ° Celsius is reheated. In other words, that means that the hollow shaft is selectively kept warm for a certain time, at least in the joint area after welding. Active reheating takes place here by means of at least one heat source, for example by means of an inductive heat source, by means of at least one heating lamp, by means of at least one flame, by means of at least one laser beam source, by means of at least one electron beam source or a combination of said heat sources.

Bei der/den Wärmequelle(n) für die Nachwärmung kann es sich um dieselbe bzw. dieselben Wärmequelle(n) handeln, wie beim Vorwärmen.The reheating heat source (s) may be the same or the same heat source (s) as preheating.

Besonders bevorzugt werden das Nachwärmen der Hohlwelle und das Verschweißen des ersten und des zweiten Bauteils miteinander in der gleichen Aufspannung der Hohlwelle durchgeführt. Besonders bevorzugt werden das Vorwärmen, das Verschweißen und das Nachwärmen des ersten und des zweiten Bauteils in der gleichen Aufspannung der Hohlwelle durchgeführt. Durch das Vor- und/oder Nachwärmen der Hohlwelle können die Eigenschaften der Hohlwelle signifikant verbessert werden, insbesondere hinsichtlich einer Gefügeausbildung, Aufhärtungen, einer Eigenspannungssituation und einer Verringerung beziehungsweise Vermeidung einer Rissbildung im Fügebereich. Sofern das Vor- und Nachwärmen und der Schweißprozess mit Laserstrahlquellen durchgeführt werden, werden innerhalb einer Aufspannung der Hohlwelle vorzugsweise eine oder mehrere Optiken, Strahlquellen oder Laserarten, insbesondere bezüglich einer Wellenlänge und/oder einer Fokussierung verschiedene Laserstrahleigenschaften, vorzugsweise für das Vorwärmen, Verschweißen und Nachwärmen vorgesehen.Particularly preferably, the reheating of the hollow shaft and the welding of the first and the second component are carried out together in the same clamping of the hollow shaft. Particularly preferably, the preheating, the welding and the reheating of the first and the second component are carried out in the same clamping of the hollow shaft. By pre-heating and / or reheating the hollow shaft, the properties of the hollow shaft can be significantly improved, in particular with regard to a structural formation, hardening, a residual stress situation and a reduction or prevention of cracking in the joining area. If the pre-heating and reheating and the welding process are performed with laser beam sources, preferably one or more optics, beam sources or laser types, in particular with respect to a wavelength and / or a focus different laser beam properties, preferably for preheating, welding and reheating within a clamping of the hollow shaft intended.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass vor dem Verschweißen des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil mehrere lamellenförmige Bleche auf dem ersten Bauteil oder dem zweiten Bauteil, vorzugsweise auf dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil, angeordnet werden. Vorzugsweise werden die mehreren lamellenförmigen Bleche unmittelbar vor dem Vorwärmen und/oder dem Verschweißen des ersten und des zweiten Bauteils miteinander auf dem ersten und/oder dem zweiten Bauteil angeordnet. Die mehreren lamellenförmigen Bleche sind vorzugsweise als Lamellenpaket ausgebildet. Vorzugsweise sind die mehreren lamellenförmigen Bleche Teil eines Ankers und/oder eines Kommutators des Elektromotors. Vorzugsweise werden die mehreren lamellenförmigen Bleche auf das erste und/oder das zweite Bauteil aufgepresst, wobei die mehreren Bleche das erste und/oder das zweite Bauteil in einer Umfangsrichtung der Hohlwelle vorzugsweise zumindest abschnittsweise umgreifen. Auf diese Weise können eine Montage der mehreren lamellenförmigen Bleche an dem ersten und/oder dem zweiten Bauteil sowie ein Verschweißen der beiden Bauteile miteinander in einem Montageprozess der Hohlwelle integriert werden. Weiterhin ist es durch ein dem Anordnen der mehreren lamellenförmigen Bleche nachgelagertes Verschweißen der beiden Bauteile miteinander möglich, Ölführungselemente an oder in der Hohlwelle vorzusehen. Weiterhin können Restschmutzanforderungen bezüglich der Hohlwelle sicher eingehalten werden. Weiterhin kann eines der zu verschweißenden Bauteile so ausgebildet sein, dass über einen am Umfang angebrachten Steg, Erhebung oder ähnliches die lamellenförmigen Bleche in ihrer Position gehalten oder verpresst werden. Durch das Verschweißen der Bauteile wird diese Halterung oder Verpressung dann dauerhaft fixiert.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that a plurality of lamellar plates are arranged on the first component or the second component, preferably on the first component and the second component, before the first component is welded to the second component. Preferably, the plurality of lamellar sheets are placed on each other on the first and / or the second component immediately before the preheating and / or the welding of the first and the second component. The plurality of lamellar sheets are preferably formed as a plate pack. Preferably, the plurality of lamellar sheets are part of an armature and / or a commutator of the electric motor. Preferably, the plurality of lamellar sheets are pressed onto the first and / or the second component, wherein the plurality of sheets preferably surround the first and / or the second component in a circumferential direction of the hollow shaft, at least in sections. In this way, an assembly of the plurality of lamellar sheets on the first and / or the second component and a welding of the two components can be integrated with one another in a mounting process of the hollow shaft. Furthermore, it is possible by an arrangement of the plurality of laminar plates downstream welding of the two components with each other to provide oil guide elements on or in the hollow shaft. Furthermore, residual dirt requirements with respect to the hollow shaft can be safely met. Furthermore, one of the components to be welded can so be formed so that the lamellar sheets are held or pressed in position via a circumferentially mounted web, survey or the like. By welding the components, this holder or compression is then permanently fixed.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das erste Bauteil oder das zweite Bauteil, vorzugsweise das erste Bauteil und das zweite Bauteil außerhalb des Fügebereichs, zumindest bereichsweise oder auch im gesamten Volumen bevorzugt martensitisch und/oder bainitisch gehärtet werden. Dies ist insbesondere bei Lagerstellen vorteilhaft. Dieser Härteprozess wird mit Hilfe einer Energiequelle durchgeführt. Bei dieser Energiequelle kann es sich beispielsweise um eine induktive Energiequelle und/oder um mindestens eine Laserstrahlquelle und/oder um mindestens eine Elektronenstrahlquelle und/oder um einen Ofen handeln. Besonders bevorzugt werden das erste Bauteil oder das zweite Bauteil, vorzugsweise das erste Bauteil und das zweite Bauteil, mittels eines Laserstrahls gehärtet. Vorzugsweise werden das erste und/oder das zweite Bauteil jeweils in mechanisch und/oder tribologisch hochbeanspruchten Bereichen gehärtet. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Bauteil zumindest bereichsweise in einer Randschicht derselben/desselben gehärtet werden/wird oder – bezogen auf ein Volumen des ersten und/oder des zweiten Bauteils – durchgehärtet werden/wird. Die erzielbare Härte an der zumindest lokal zu härtenden Zone ist tendenziell umso höher, je höher der Kohlenstoffgehalt des verwendeten ersten und/oder zweiten Bauteils ist.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the first component or the second component, preferably the first component and the second component outside the joint area, at least partially or even in the entire volume are hardened preferably martensitic and / or bainitic. This is particularly advantageous for bearings. This hardening process is carried out with the help of an energy source. This energy source may be, for example, an inductive energy source and / or at least one laser beam source and / or at least one electron beam source and / or an oven. Particularly preferably, the first component or the second component, preferably the first component and the second component, hardened by means of a laser beam. Preferably, the first and / or the second component in each case hardened in mechanically and / or tribologically highly stressed areas. It is preferably provided that the first and / or the second component is at least partially hardened in an edge layer of the same or is hardened / is based on a volume of the first and / or the second component. The attainable hardness at the at least locally to be cured zone tends to be higher, the higher the carbon content of the first and / or second component used.

Ein Härten des ersten und/oder des zweiten Bauteils wird vorzugsweise vor, während oder nach dem Verschweißen dieser beiden Bauteile miteinander durchgeführt. Durch das Härten, mittels mindestens einer Energiequelle, kann eine Gestalt- und/oder Modalfestigkeitssteigerung der Hohlwelle zumindest bereichsweise realisiert werden, wobei insbesondere Druckeigenspannungen in der Hohlwelle gezielt verändert werden können. Zudem kann durch das Härten ein wirksamer Verschleißschutz realisiert werden. Weiterhin wird in vorteilhafter Weise eine Dimensionierung eines gehärteten Bereichs insbesondere in Abhängigkeit von Festigkeitsanforderungen oder Verschleißanforderungen realisiert.A hardening of the first and / or the second component is preferably carried out before, during or after the welding of these two components together. By hardening, by means of at least one energy source, a structural and / or modal increase in strength of the hollow shaft can be realized at least in regions, in particular compressive stresses in the hollow shaft can be selectively changed. In addition, can be realized by curing an effective wear protection. Furthermore, a dimensioning of a hardened area is realized in an advantageous manner, in particular as a function of strength requirements or wear requirements.

Ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gehärteter Bereich des ersten und/oder des zweiten Bauteils weist vorzugsweise Merkmale einer Durchhärtung und/oder Randschichthärtung auf, beispielsweise hergestellt durch Induktivhärten, Laserstrahlhärten, Elektronenstrahlhärten oder Ofenhärtung oder einer Kombination der genannten Verfahren. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass Bauteilbereiche des ersten und/oder zweiten Bauteils zusätzlich oder alternativ Merkmale einer thermochemischen Wärmebehandlung, beispielweise Nitrieren, Plasmanitrieren oder Nitrocarburieren und/oder einer durchgehenden Wärmebehandlung, beispielsweise Weichglühen, Vergüten oder Normalisieren aufweisen.A region of the first and / or the second component hardened by means of the method according to the invention preferably has characteristics of through hardening and / or surface hardening, for example produced by inductive hardening, laser beam hardening, electron beam hardening or oven hardening or a combination of said methods. In principle, it is also conceivable that component regions of the first and / or second component additionally or alternatively have features of a thermochemical heat treatment, for example nitriding, plasma nitriding or nitrocarburizing and / or a continuous heat treatment, for example soft annealing, quenching or normalizing.

Vorzugsweise können durch den Einsatz von Energiequellen wie induktive Energiequellen, Laserstrahlquellen und Elektronenstrahlquellen kurze Prozesszeiten beim Härten, insbesondere beim Randschichthärten, realisiert werden. Damit kann insbesondere im Vergleich zum Einsatzhärten eine Prozesskette einfacher und kostengünstiger ausgestaltet sein. Insbesondere ist es im Vergleich zum Einsatzhärten nicht erforderlich, die Hohlwelle aus einem Montageprozess, insbesondere einer Fertigungslinie, auszuschleusen, bei hoher Temperatur und langer Haltezeit aufzukohlen, anschließend eine Aufkohlungszone in einem Schweißbereich zu entfernen und die Hohlwelle dann wieder in den Montageprozess, insbesondere in die Fertigungslinie einzuschleusen. Vielmehr ist es in vorteilhafter Weise möglich, das Härten in der Fertigungslinie durchzuführen. Weiterhin kann mittels Laserhärten im Vergleich zum Einsatzhärten ein Verzug der Hohlwelle signifikant reduziert oder gar verhindert werden.Preferably, by the use of energy sources such as inductive energy sources, laser beam sources and electron beam sources short process times during curing, in particular during surface hardening, can be realized. Thus, in particular compared to case hardening, a process chain can be made simpler and less expensive. In particular, compared to case hardening, it is not necessary to remove the hollow shaft from an assembly process, in particular a production line, to carburize at high temperature and a long holding time, then to remove a carburizing zone in a welding area and then return the hollow shaft to the assembly process, in particular into the assembly process To introduce the production line. Rather, it is advantageously possible to carry out the curing in the production line. Furthermore, by means of laser hardening compared to case hardening, warpage of the hollow shaft can be significantly reduced or even prevented.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Schweißen mittels eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls durchgeführt wird, wobei das Vorwärmen und/oder das Nachwärmen mittels eines Laserstrahls durchgeführt wird, oder das Schweißen, Vor- und Nachwärmen mittels eines Elektronenstrahls durchgeführt wird, was anlagentechnisch vorteilhaft ist, weil nur eine Laserkabine bzw. Vakuumkammer erforderlich ist.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the welding is carried out by means of a laser beam or an electron beam, wherein the preheating and / or reheating is carried out by means of a laser beam, or the welding, pre-heating and post-heating by means of an electron beam is performed, which is technically advantageous because only a laser cabin or vacuum chamber is required.

Bevorzugt werden eines der beiden Bauteile mittels eines Massivumformverfahrens, insbesondere Schmiedens, und das andere Bauteil mittels eines Blechumformverfahrens hergestellt. Denkbar ist es auch, dass beide Bauteile mit einem der beiden Verfahren hergestellt werden. Die Bauteile können auch mittels spanender Prozesse aus Stangen- oder Rohrmaterial erzeugt werden. Aus Festigkeits- und Verschweißbarkeitsgründen des erzeugten Bauteils sind Massivumformverfahren wie Schmieden in der Verwendung besonders vorteilhaft.Preferably, one of the two components is produced by means of a massive forming process, in particular forging, and the other component by means of a sheet metal forming process. It is also conceivable that both components are produced by one of the two methods. The components can also be produced by means of cutting processes of rod or tube material. For reasons of strength and weldability of the component produced, massive forming processes such as forging are particularly advantageous in use.

Die Beschreibung des Verfahrens einerseits sowie der Hohlwelle andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Hohlwelle beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Merkmale der Hohlwelle, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Hohlwelle. Das Verfahren zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels der Hohlwelle bedingt ist. Die Hohlwelle zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.The description of the method on the one hand and the hollow shaft on the other hand are to be understood complementary to each other. In particular, method steps that have been explicitly or implicitly described in connection with the hollow shaft, preferably individually or combined together steps of a preferred embodiment of the method. Features of the hollow shaft, which explains explicitly or implicitly in connection with the method are preferably singly or combined with each other features of a preferred embodiment of the hollow shaft. The method is preferably characterized by at least one method step, which is caused by at least one feature of an inventive or preferred embodiment of the hollow shaft. The hollow shaft is preferably characterized by at least one feature, which is due to at least one step of a preferred embodiment of the method according to the invention or preferred embodiment.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hohlwelle in einer Schrägansicht, und 1 a first embodiment of a hollow shaft in an oblique view, and

2 ein erstes Bauteil eines zweiten Ausführungsbeispiels der Hohlwelle in einem Längsschnitt. 2 a first component of a second embodiment of the hollow shaft in a longitudinal section.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hohlwelle 1 für einen Rotor eines Elektromotors in einer Schrägansicht. Die Hohlwelle 1 weist zumindest ein erstes Bauteil 3 und ein zweites Bauteil 5 auf. Das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 sind hier jeweils – bezüglich einer Längsachse 7 der Hohlwelle 1 – rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. 1 shows a first embodiment of a hollow shaft 1 for a rotor of an electric motor in an oblique view. The hollow shaft 1 has at least a first component 3 and a second component 5 on. The first component 3 and the second component 5 are here respectively - with respect to a longitudinal axis 7 the hollow shaft 1 - formed rotationally symmetrical and coaxial with each other.

Das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 sind fest miteinander verbunden. Das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 sind mittels eines Strahlschweißverfahrens miteinander verschweißt. Das erste Bauteil 3 der Hohlwelle 1 und das zweite Bauteil 5 der Hohlwelle 1 sind aneinander und/oder ineinander überlappend angeordnet, wobei das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 in einem Fügebereich 9 aneinander angrenzen. Das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 sind in dem Fügebereich 9 mittels des Strahlschweißverfahrens miteinander verschweißt.The first component 3 and the second component 5 are firmly connected. The first component 3 and the second component 5 are welded together by means of a beam welding process. The first component 3 the hollow shaft 1 and the second component 5 the hollow shaft 1 are arranged adjacent to each other and / or overlapping each other, wherein the first component 3 and the second component 5 in a joining area 9 adjoin one another. The first component 3 and the second component 5 are in the joining area 9 welded together by means of the beam welding process.

Der Fügebereich 9 ist in 1 schematisch als gestrichelte Linie dargestellt. Vorzugsweise weist der Fügebereich 9 jedoch eine Erstreckung sowohl in axialer Richtung, als auch – bezüglich der Längsachse 7 – in radialer Richtung auf. Bei dem Fügebereich 9 handelt es sich insbesondere um den Bereich, in welchem das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 miteinander verschweißt, vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise umfasst der Fügebereich 9 auch eine Wärmeeinflusszone der Hohlwelle 1, in welcher insbesondere bei dem Verschweißen jeweils ein Werkstoffgefüge des ersten Bauteils 3 und/oder des zweiten Bauteils 5 verändert wird beziehungsweise werden.The joining area 9 is in 1 schematically shown as a dashed line. Preferably, the joining area 9 but an extension both in the axial direction, as well as - with respect to the longitudinal axis 7 - in the radial direction. At the joining area 9 it is in particular the area in which the first component 3 and the second component 5 welded together, preferably cohesively connected to each other. Preferably, the joining area comprises 9 also a heat affected zone of the hollow shaft 1 in which, in particular in the welding, in each case a material structure of the first component 3 and / or the second component 5 is or will be changed.

Ein Durchmesser des ersten Bauteils 3 weitet sich hier von einem, dem Fügebereich 9 entgegengesetzten ersten axialen Ende 10 des ersten Bauteils 3 in Richtung eines in dem Fügebereich 9 liegenden zweiten axialen Endes 10' des ersten Bauteils 3 auf. Insbesondere weitet sich der Durchmesser in dem ersten Bauteil 3 in einem ersten Durchmessersprungbereich 10'' sprunghaft auf. Ein Durchmesser des zweiten Bauteils 5 weitet sich hier von einem dem Fügebereich 9 entgegengesetzten ersten axialen Ende 11 des zweiten Bauteils 5 in Richtung eines in dem Fügebereich 9 liegenden zweiten axialen Endes 11' des zweiten Bauteils 5 auf. Insbesondere weitet sich der Durchmesser in dem zweiten Bauteil 5 in einem zweiten Durchmessersprungbereich 11'' sprunghaft auf.A diameter of the first component 3 expands here from one, the joining area 9 opposite first axial end 10 of the first component 3 in the direction of one in the joint area 9 lying second axial end 10 ' of the first component 3 on. In particular, the diameter widens in the first component 3 in a first diameter jump range 10 '' jump up. A diameter of the second component 5 expands here from a joining area 9 opposite first axial end 11 of the second component 5 in the direction of one in the joint area 9 lying second axial end 11 ' of the second component 5 on. In particular, the diameter widens in the second component 5 in a second diameter jump range 11 '' jump up.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist ein axialer Abstand zwischen dem ersten Durchmessersprungbereich 10'' und dem Fügebereich 9 länger als ein axialer Abstand zwischen dem zweiten Durchmessersprungbereich 11'' und dem Fügebereich 9.In the embodiment according to 1 is an axial distance between the first diameter jump area 10 '' and the joining area 9 longer than an axial distance between the second diameter jump area 11 '' and the joining area 9 ,

Alternativ kann der Fügebereich 9 aber auch in anderer Weise zwischen dem ersten Ende 10 und dem ersten Ende 11, vorzugsweise zwischen dem ersten Durchmessersprungbereich 10'' und dem zweiten Durchmessersprungbereich 11'' angeordnet sein. Optional kann die Hohlwelle 1 auch ohne den ersten Durchmessersprungbereich 10'' und/oder ohne den zweiten Durchmessersprungbereich 11'' ausgebildet sein. Optional kann die Hohlwelle 1 auch ohne den angesprochenen, sich verändernden Durchmesser des ersten Bauteils 3 und/oder des zweiten Bauteils 5 ausgebildet sein.Alternatively, the joining area 9 but also in a different way between the first end 10 and the first end 11 , preferably between the first diameter jump area 10 '' and the second diameter jump area 11 '' be arranged. Optionally, the hollow shaft 1 even without the first diameter jump range 10 '' and / or without the second diameter jump range 11 '' be educated. Optionally, the hollow shaft 1 even without the mentioned, changing diameter of the first component 3 and / or the second component 5 be educated.

Der Durchmesser des ersten Bauteils 3 an dem zweiten Ende 10' und der Durchmesser des zweiten Bauteils 5 an dem zweiten Ende 11' sind hier gleich groß ausgebildet. Insbesondere fluchten hier die beiden Bauteile 3, 5 zumindest in dem Fügebereich 9 miteinander. Genauso ist vorstellbar, dass der Durchmesser des ersten Bauteils 3 an dem zweiten Ende 10' und der Durchmesser des zweiten Bauteils 5 an dem zweiten Ende 11' ungleich groß ausgebildet sind.The diameter of the first component 3 at the second end 10 ' and the diameter of the second component 5 at the second end 11 ' are the same size here. In particular, the two components are aligned here 3 . 5 at least in the joining area 9 together. It is equally conceivable that the diameter of the first component 3 at the second end 10 ' and the diameter of the second component 5 at the second end 11 ' are formed unequal size.

Vorzugsweise liegt der Fügebereich 9 im Wesentlichen in einer Ebene, welche senkrecht zu der Längsachse 7 angeordnet ist. Der Fügebereich 9 erstreckt sich insbesondere entlang einer Umfangsrichtung der Hohlwelle 1, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Hohlwelle 1.Preferably, the joining area is located 9 essentially in a plane which is perpendicular to the longitudinal axis 7 is arranged. The joining area 9 extends in particular along a circumferential direction of the hollow shaft 1 , preferably around the entire circumference of the hollow shaft 1 ,

Vorzugsweise ist das Strahlschweißverfahren ein Laserstrahl- oder Elektronenstrahlschweißverfahren.Preferably, the beam welding process is a laser beam or electron beam welding process.

Das erste Bauteil 3 weist einen ersten Hohlraum 12 auf, welcher in 1 allerdings nicht sichtbar ist. Der erste Hohlraum 12 erstreckt sich in einem Inneren des ersten Bauteils 3 in axialer Richtung zwischen dem ersten Ende 10 und dem zweiten Ende 10'. Das zweite Bauteil 5 weist einen zweiten Hohlraum 13 auf, welcher sich in axialer Richtung zwischen dem ersten Ende 11 und dem zweiten Ende 11' erstreckt. Der erste Hohlraum 12 und der zweite Hohlraum 13 bilden in der Hohlwelle 1 einen zusammenhängenden Hohlraum aus. Insbesondere grenzen der erste Hohlraum 12 und der zweite Hohlraum 13 in der Ebene, in welcher der Fügebereich 9 im Wesentlichen liegt, aneinander. Der zusammenhängende Hohlraum erstreckt sich also insbesondere zwischen dem ersten Ende 10 des ersten Bauteils 3 und dem ersten Ende 11 des zweiten Bauteils 5. The first component 3 has a first cavity 12 on which in 1 however not visible. The first cavity 12 extends in an interior of the first component 3 in the axial direction between the first end 10 and the second end 10 ' , The second component 5 has a second cavity 13 on, which is in the axial direction between the first end 11 and the second end 11 ' extends. The first cavity 12 and the second cavity 13 form in the hollow shaft 1 a coherent cavity. In particular, the first cavity adjoin 12 and the second cavity 13 in the plane in which the joining area 9 essentially lies against each other. The coherent cavity therefore extends in particular between the first end 10 of the first component 3 and the first end 11 of the second component 5 ,

Vorzugsweise weisen das erste Bauteil 3 und/oder das zweite Bauteil 5 einen Stahl auf oder bestehen aus einem Stahl. Vorzugsweise weist der Stahl einen Kohlenstoffgewichtsanteil von mindestens 0,35%, besonders bevorzugt von mindestens 0,45% auf. Beispielsweise wird ein Stahl mit der Bezeichnung C50E oder C50R verwendet.Preferably, the first component 3 and / or the second component 5 a steel on or consist of a steel. Preferably, the steel has a carbon weight fraction of at least 0.35%, more preferably at least 0.45%. For example, a steel called C50E or C50R is used.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen der Hohlwelle 1 für einen Rotor eines Elektromotors beschrieben. Im Rahmen des Verfahrens werden zumindest das erste Bauteil 3 der Hohlwelle 1 und das zweite Bauteil 5 der Hohlwelle 1 aneinander beziehungsweise teilweise überlappend angeordnet, wobei das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 in dem Fügebereich 9 der Hohlwelle 1 aneinander angrenzen. Anschließend wird das erste Bauteil 3 mit dem zweiten Bauteil 5 in dem Fügebereich 9 mittels des Strahlschweißverfahrens verschweißt.The following is an embodiment of a method for producing the hollow shaft 1 for a rotor of an electric motor described. As part of the process, at least the first component 3 the hollow shaft 1 and the second component 5 the hollow shaft 1 arranged one another or partially overlapping, wherein the first component 3 and the second component 5 in the joining area 9 the hollow shaft 1 adjoin one another. Subsequently, the first component 3 with the second component 5 in the joining area 9 welded by means of the beam welding process.

Vorzugsweise wird die Hohlwelle 1, insbesondere das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5, während des Verschweißens um die Längsachse 7 gedreht. Eine solche Drehung ist in 1 schematisch durch den Pfeil 15 dargestellt. Die Hohlwelle 1 wird also gemäß 1 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Ein mittels des Strahlschweißverfahrens erzeugter Schweißstrahl ist in 1 schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet. Der Schweißstrahl 17 ist in Richtung eines Pfeils 19 auf einen Schweißstrahlfokusbereich 20 im Bereich des Fügebereichs 9 oder den Fügebereich 9 gerichtet, wobei dort insbesondere ein Aufschmelzen des ersten Bauteils 3 und des zweiten Bauteils 5 bewirkt wird. Insbesondere handelt es sich bei dem Schweißstrahl 17 um einen Laserstrahl.Preferably, the hollow shaft 1 , in particular the first component 3 and the second component 5 during welding around the longitudinal axis 7 turned. Such a turn is in 1 schematically by the arrow 15 shown. The hollow shaft 1 So is according to 1 turned counterclockwise. A welding beam generated by means of the beam welding process is known in 1 shown schematically and with the reference numeral 17 designated. The welding beam 17 is in the direction of an arrow 19 on a welding beam focus area 20 in the area of the joining area 9 or the joining area 9 directed, there in particular a melting of the first component 3 and the second component 5 is effected. In particular, it is the welding beam 17 around a laser beam.

Alternativ kann die Hohlwelle 1 auch entgegen der Richtung des Pfeils 15, also im Uhrzeigersinn gedreht werden.Alternatively, the hollow shaft 1 also contrary to the direction of the arrow 15 , so be turned clockwise.

Alternativ ist es möglich, dass beim Schweißprozess der Schweißstrahl 17 relativ zu den zu fügenden Bauteilen 3, 5 bewegt wird.Alternatively, it is possible that during the welding process, the welding beam 17 relative to the components to be joined 3 . 5 is moved.

Ferner ist vorstellbar, dass sich sowohl das erste Bauteil 3, das zweite Bauteil 5 und der Schweißstrahl 17 bewegen. Dabei ist wichtig, dass eine Relativbewegung zwischen dem Strahlstrahl 17 einerseits und den zu fügenden Bauteilen 3, 5 stattfindet.Furthermore, it is conceivable that both the first component 3 , the second component 5 and the welding beam 17 move. It is important that a relative movement between the beam 17 on the one hand and the components to be joined 3 . 5 takes place.

Vorzugsweise wird die Hohlwelle 1, insbesondere das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5, während des Verschweißens in Richtung oder in Gegenrichtung des Pfeils 15 gedreht, sodass ein Verschweißen des ersten Bauteils 3 mit dem zweiten Bauteil 5 in dem Fügebereich 9 realisiert wird. Vorzugsweise wird die Hohlwelle 1 mindestens um 360° um die Längsachse 7 gedreht, sodass ein Verschweißen über den gesamten Umfang der Hohlwelle 1 bewirkt wird.Preferably, the hollow shaft 1 , in particular the first component 3 and the second component 5 during welding in the direction of or in the opposite direction of the arrow 15 rotated, so that welding of the first component 3 with the second component 5 in the joining area 9 is realized. Preferably, the hollow shaft 1 at least 360 ° around the longitudinal axis 7 rotated, so that welding over the entire circumference of the hollow shaft 1 is effected.

Insbesondere wenn das erste Bauteil 3 und/oder das zweite Bauteil 5 aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffgewichtsanteil von mehr als 0,35% besteht bzw. bestehen, werden das erste Bauteil 3 und/oder das zweite Bauteil 5 vorzugsweise zumindest jeweils in dem Fügebereich 9 vor dem Verschweißen des ersten Bauteils 3 mit dem zweiten Bauteil 5 zumindest bereichsweise vorgewärmt und/oder nach dem Verschweißen nachgewärmt.In particular, when the first component 3 and / or the second component 5 made of a steel with a carbon weight fraction of more than 0.35%, is the first component 3 and / or the second component 5 preferably at least in each case in the joining region 9 before welding the first component 3 with the second component 5 at least partially preheated and / or reheated after welding.

Der Vorwärmprozess dient insbesondere dazu, den nach dem Schweißen stattfindenden Nachwärmprozess vorzubereiten. Die Vorwärmung erfolgt hierbei mittels zumindest einer Energiequelle, beispielsweise mittels einer induktiven Wärmequelle, mittels einer Heizlampe, mittels einer Flamme, mittels einer mindestens Laserstrahlquelle, mittels einer mindestens Elektronenstrahlquelle oder einer Kombination der genannten Wärmequellen.The preheating process serves, in particular, to prepare the post-welding process which takes place after welding. The preheating takes place here by means of at least one energy source, for example by means of an inductive heat source, by means of a heating lamp, by means of a flame, by means of an at least laser beam source, by means of an at least electron beam source or a combination of said heat sources.

Als sehr vorteilhaft stellt sich das Vorwärmen als ein lokales Vorwärmen des Fügebereiches 9 heraus. Daher ist auch in 1 ist die Energiequelle zum Vorwärmen als ein Vorwärmstrahl schematisch eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 21 versehen. Der Vorwärmstrahl 21 ist in Richtung eines Pfeils 23 auf einen Vorwärmstrahlfokusbereich 24 im Bereich des Fügebereichs 9 oder den Bereich des Fügebereichs 9 gerichtet, wobei dort ein Erwärmen des ersten Bauteils 3 und des zweiten Bauteils 5 bewirkt wird. Indem die Hohlwelle 1 während einer durch den Vorwärmstrahl 21 bewirkten Energieeinwirkung um die Längsachse 7 gedreht wird, kann die Hohlwelle 1 in dem Fügebereich 9 entlang der Umfangsrichtung vorgewärmt werden. Neben der schematisierten Darstellung der Energieeinwirkung in Form des Vorwärmstrahls 21 ist es auch vorteilhaft, die Hohlwelle 1 um die Längsachse 7 zu drehen, während eine Energieeinwirkung beispielsweise mit einer die Hohlwelle 1 teilweise oder vollständig umfassenden Wärmequelle erfolgt, so dass die Hohlwelle 1 im Fügebereich 9 entlang ihrer Umfangsrichtung vorgewärmt wird. Eine solche im Wesentlichen die Hohlwelle 1 umfassende Wärmequelle kann beispielsweise eine Induktionsspule sein oder eine die Hohlwelle 1 umgebende Anordnung von Laserstrahlquellen.Preheating turns out to be very advantageous as a local preheating of the joining area 9 out. Therefore, also in 1 the energy source for preheating is schematically shown as a preheating jet and denoted by the reference numeral 21 Mistake. The preheat jet 21 is in the direction of an arrow 23 to a preheat beam focus area 24 in the area of the joining area 9 or the area of the joining area 9 directed, there being a heating of the first component 3 and the second component 5 is effected. By the hollow shaft 1 while passing through the preheat jet 21 caused energy impact around the longitudinal axis 7 is rotated, the hollow shaft 1 in the joining area 9 to be preheated along the circumferential direction. In addition to the schematic representation of the effect of energy in the form of Vorwärmstrahls 21 it is also advantageous to the hollow shaft 1 around the longitudinal axis 7 to turn while an energy exposure, for example, with a hollow shaft 1 partially or completely comprehensive heat source takes place, so that the hollow shaft 1 in the joining area 9 is preheated along its circumferential direction. One such essentially the hollow shaft 1 comprehensive heat source may be, for example, an induction coil or a hollow shaft 1 surrounding arrangement of laser beam sources.

Bei entsprechend hoher Umdrehungsgeschwindigkeit der Hohlwelle 1 – in oder entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 15 – kann hierbei im Fügebereich 9 ein relativ gleichmäßiges Vorwärmfeld erzeugt werden.At a correspondingly high rotational speed of the hollow shaft 1 - in or opposite to the direction of the arrow 15 - can in this case in the joining area 9 a relatively uniform preheat field are generated.

Gleichermaßen ist grundsätzlich auch vorstellbar, dass der Vorwärmstrahl 21 um die Hohlwelle 1 bewegt wird, so dass dadurch ein relativ gleichmäßiges Vorwärmfeld erzeugt wird.Similarly, it is also conceivable that the preheat beam 21 around the hollow shaft 1 is moved, so that thereby a relatively uniform preheating field is generated.

Nach dem Vorwärmen oder teilweise zeitlich parallel zum Vorwärmen findet der Schweißprozess statt. Hierbei wird die Hohlwelle 1 vorzugsweise mit einem Schweißstrahl 17 beaufschlagt, während die Hohlwelle 1 in Richtung oder in Gegenrichtung des Pfeils 15 vorzugsweise um mindestens 360° um die Längsachse 7 gedreht wird. Auf diese Weise kann in genau einer Aufspannung der Hohlwelle 1 ein Vorwärmen und ein Verschweißen der beiden Bauteile 3, 5 besonders effizient realisiert werden.After preheating or partially parallel to the preheating time, the welding process takes place. This is the hollow shaft 1 preferably with a welding beam 17 acted upon while the hollow shaft 1 in the direction of or in the opposite direction of the arrow 15 preferably at least 360 ° about the longitudinal axis 7 is turned. In this way, in exactly one clamping of the hollow shaft 1 a preheating and welding of the two components 3 . 5 be implemented particularly efficiently.

Vorzugsweise wird die Hohlwelle 1 zumindest in dem Fügebereich 9 nach dem Verschweißen des ersten Bauteils 3 mit dem zweiten Bauteil 5 zumindest bereichsweise nachgewärmt. Das Nachwärmen findet nach dem Schweißprozess statt oder beginnt bereits zeitlich parallel zum Schweißprozess. Die Nachwärmung erfolgt hierbei mittels zumindest einer Energiequelle, beispielsweise mittels einer induktiven Wärmequelle, mittels einer Heizlampe, mittels einer Flamme, mittels mindestens einer Laserstrahlquelle, mittels mindestens einer Elektronenstrahlquelle oder einer Kombination der genannten Wärmequellen.Preferably, the hollow shaft 1 at least in the joining area 9 after welding the first component 3 with the second component 5 reheated at least in certain areas. The reheating takes place after the welding process or already starts parallel to the welding process. The reheating takes place here by means of at least one energy source, for example by means of an inductive heat source, by means of a heating lamp, by means of a flame, by means of at least one laser beam source, by means of at least one electron beam source or a combination of said heat sources.

Als sehr vorteilhaft stellt sich das Nachwärmen als ein lokales Nachwärmen, also ein lokales Warmhalten des Fügebereiches 9 heraus. Daher ist in 1 die Energiequelle zum Nachwärmen als ein Nachwärmstrahl schematisch eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 25 versehen. Der Nachwärmstrahl 25 ist in Richtung eines Pfeils 27 auf einen – hier nur angedeuteten – Nachwärmstrahlfokusbereich 28 im Bereich des Fügebereichs 9 oder auf den Bereich des Fügebereichs 9 gerichtet, wobei dort ein Warmhalten des ersten Bauteils 3 und/oder des zweiten Bauteils 5 bewirkt wird.As very advantageous, the reheating turns as a local reheating, so a local keeping warm the joining area 9 out. Therefore, in 1 the energy source for reheating as a Nachwärmstrahl schematically drawn and with the reference numeral 25 Mistake. The reheat jet 25 is in the direction of an arrow 27 to a - here only hinted - Nachwärmstrahlfokusbereich 28 in the area of the joining area 9 or on the area of the joining area 9 directed, there keeping warm the first component 3 and / or the second component 5 is effected.

Indem die Hohlwelle 1 während einer Energieeinwirkung um die Längsachse 7 – in oder entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 15 – gedreht wird, kann die Hohlwelle 1 in dem Fügebereich 9 entlang der Umfangsrichtung nachgewärmt werden. Neben der schematisierten Darstellung der Energieeinwirkung in Form des Nachwärmstrahls 25 ist es auch vorteilhaft, die Hohlwelle 1 um die Längsachse 7 zu drehen, während eine Energieeinwirkung beispielsweise mit Hilfe einer die Hohlwelle 1 teilweise oder vollständig umfassenden Wärmequelle erfolgt, so dass die Hohlwelle 1 im Fügebereich 9 entlang der Umfangsrichtung nachgewärmt wird. Diese im Wesentlichen die Hohlwelle 1 teilweise oder vollständig umfassende Wärmequelle kann beispielsweise eine Induktionsspule sein oder eine die Hohlwelle 1 umgebende Anordnung von Laserstrahlquellen.By the hollow shaft 1 during an energy action around the longitudinal axis 7 - in or opposite to the direction of the arrow 15 - Is rotated, the hollow shaft 1 in the joining area 9 to be reheated along the circumferential direction. In addition to the schematic representation of the energy effect in the form of Nachwärmstrahls 25 it is also advantageous to the hollow shaft 1 around the longitudinal axis 7 to turn while an energy exposure, for example, using a hollow shaft 1 partially or completely comprehensive heat source takes place, so that the hollow shaft 1 in the joining area 9 is reheated along the circumferential direction. This essentially the hollow shaft 1 Partially or completely comprehensive heat source may be, for example, an induction coil or the hollow shaft 1 surrounding arrangement of laser beam sources.

Bei entsprechend hoher Umdrehungsgeschwindigkeit der Hohlwelle 1 kann hierbei im Fügebereich 9 ein relativ gleichmäßiges Nachwärmfeld erzeugt werden. Die Nachwärmtemperatur wird vorzugsweise in einem Temperaturbereich von mindestens 400° Celsius bis höchstens 720° Celsius, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von mindestens 450° Celsius bis höchstens 720° Celsius, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von mindestens 500° Celsius bis höchstens 700° Celsius vorzugsweise über eine Zeitdauer von mindestens 1 Sekunde gehalten. Abhängig vom verwendeten Stahl können auch Haltezeiten von mehreren Sekunden oder Minuten erforderlich sein.At a correspondingly high rotational speed of the hollow shaft 1 can in this case in the joining area 9 a relatively uniform Nachwärmfeld be generated. The reheating temperature is preferably in a temperature range of at least 400 ° C to at most 720 ° C, preferably in a temperature range of at least 450 ° C to at most 720 ° C, preferably in a temperature range of at least 500 ° C to at most 700 ° C preferably via a Duration of at least 1 second held. Depending on the steel used, holding times of several seconds or minutes may be required.

Da der Schweißprozess und der Nachwärmprozess vorzugsweise mit der gleichen Aufspannung der Hohlwelle 1 erfolgen, wird ein besonders effizienter Fügeprozess realisiert.As the welding process and the Nachwärmprozess preferably with the same clamping of the hollow shaft 1 take place, a particularly efficient joining process is realized.

Gleichermaßen ist grundsätzlich auch vorstellbar, dass sich der Nachwärmstrahl 25 um die Hohlwelle 1 bewegt, so dass dadurch ein relativ gleichmäßiges Nachwärmfeld erzeugt wird.Similarly, it is also conceivable that the Nachwärmstrahl 25 around the hollow shaft 1 moves, so that thereby a relatively uniform Nachwärmfeld is generated.

Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass in einer einzigen Aufspannung der Hohlwelle 1 ein Vorwärmen des Fügebereiches 9, ein Verschweißen und ein Nachwärmen des Fügebereiches 9 der Hohlwelle 1 realisiert wird, wodurch ein besonders effizientes und prozesssicheres Verschweißen der beiden Bauteile 3, 5 realisiert wird. Die Hohlwelle 1 wird in Richtung des Pfeils 15, alternativ in Gegenrichtung des Pfeils 15, gedreht und erfährt zeitlich hintereinander oder zeitlich überlappend den Vorwärmprozess zumindest im Fügebereich 9, den Schweißprozess und den Nachwärmprozess zumindest im Fügebereich 9. Für die Dauer des eigentlichen Schweißprozesses wird die Hohlwelle 1 vorteilhafterweise um mindestens 360° um die Längsachse 7 gedreht. Zum Zwecke des Vorwärm- und/oder des Nachwärmprozesses können sehr hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten vorteilhaft sein. Insbesondere ist es zum Zwecke des Vor- und/oder Nachwärmens günstig, dass die Hohlwelle 1 jeweils mehrere Umdrehungen um die Längsachse 7 erfährt.It is preferably provided that in a single clamping of the hollow shaft 1 a preheating of the joining area 9 , a welding and a reheating of the joining area 9 the hollow shaft 1 is realized, whereby a particularly efficient and reliable welding of the two components 3 . 5 is realized. The hollow shaft 1 will be in the direction of the arrow 15 , alternatively in the opposite direction of the arrow 15 , rotated and experiencing time after another or temporally overlapping the preheating process, at least in the joint area 9 , the welding process and the reheating process at least in the joint area 9 , For the duration of the actual welding process, the hollow shaft 1 advantageously at least 360 ° about the longitudinal axis 7 turned. For the purpose of preheating and / or Nachwärmprozesses very high rotational speeds can be advantageous. In particular, it is favorable for the purpose of preheating and / or reheating that the hollow shaft 1 several revolutions around the longitudinal axis 7 experiences.

Vorzugsweise können/kann das Vorwärmen, das Verschweißen und/oder das Nachwärmen jeweils auch durchgeführt werden, indem die Energiequelle(n) zum Vorwärmen, in 1 schematisch als Vorwärmstrahl 21 dargestellt, und/oder der Schweißstrahl 17 und/oder die Energiequelle(n) zum Nachwärmen, in Figur schematisch als Nachwärmstrahl 25 dargestellt, entsprechend um die Hohlwelle 1 herumgeführt werden/wird.Preferably, the preheating, the welding and / or the reheating can each also be carried out by preheating the energy source (s) 1 schematically as Vorwärmstrahl 21 represented, and / or the welding beam 17 and / or the energy source (s) for reheating, in figure schematically as Nachwärmstrahl 25 represented, according to the hollow shaft 1 be led around / will.

Auch ist vorteilhaft, wenn die Energiequelle zum Vorwärmen und/oder die Energiequelle zum Nachwärmen stationäre Wärmequellen sind, welche die Hohlwelle 1 im Wesentlichen teilweise oder vollständig umfassen.It is also advantageous if the energy source for preheating and / or the energy source for reheating are stationary heat sources, which the hollow shaft 1 essentially partially or completely.

Optional werden vor dem Verschweißen des ersten Bauteils 3 mit dem zweiten Bauteil 5 mehrere – in 1 nicht dargestellte – lamellenförmige Bleche auf dem ersten Bauteil 3 und/oder auf dem zweiten Bauteil 5 angeordnet, vorzugsweise aufgepresst. Vorzugsweise sind die lamellenförmigen Bleche als Lamellenpaket des Elektromotors ausgebildet, welches auf dem ersten Bauteil 3 und/oder dem zweiten Bauteil 5 angeordnet, vorzugsweise aufgepresst wird.Optionally, before welding the first component 3 with the second component 5 several - in 1 not shown - lamellar sheets on the first component 3 and / or on the second component 5 arranged, preferably pressed. Preferably, the lamellar sheets are formed as a plate pack of the electric motor, which on the first component 3 and / or the second component 5 arranged, preferably pressed.

Bei einer hier nicht dargestellten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das erste Bauteil 3 und/oder das zweite Bauteil 5, insbesondere außerhalb des Fügebereichs 9, zumindest bereichsweise gehärtet werden. Als Härteverfahren kommen hierbei das Induktivhärten, das Laserstrahlhärten oder das Elektronenstrahlhärten, oder eine Kombination der genannten Verfahren in Frage. Der Härteprozess kann dabei vor dem Schweißprozess, während des Schweißprozesses oder nach dem Schweißprozess erfolgen.In an embodiment of the method, not shown here, it is provided that the first component 3 and / or the second component 5 , especially outside the joining area 9 , at least partially hardened. In this case, hardening methods include inductive hardening, laser beam hardening or electron beam hardening, or a combination of the methods mentioned. The hardening process can take place before the welding process, during the welding process or after the welding process.

Optional wird das Schweißen mittels eines Elektronenstrahls durchgeführt, wobei das Vorwärmen und/oder das Nachwärmen mittels eines Laserstrahls durchgeführt wird. Alternativ wird das Schweißen, Vor- und Nachwärmen mittels eines Elektronenstrahls durchgeführt. Bevorzugt werden das erste Bauteil 3 mit einem Massivumformverfahren und das zweite Bauteil 5 mit einem Blechumformverfahren hergestellt, oder das erste Bauteil 3 mit einem Blechumformverfahren und das zweite Bauteil 5 mit einem Massivumformverfahren hergestellt. Die Herstellung beider Bauteile 3 und 5 mittels des gleichen genannten Umformverfahrens oder mittels spanender Prozesse aus Stangen- oder Rohrmaterial ist ebenso denkbar.Optionally, the welding is carried out by means of an electron beam, wherein the preheating and / or the reheating is carried out by means of a laser beam. Alternatively, the welding, pre-heating and post-heating is carried out by means of an electron beam. The first component is preferred 3 with a massive forming process and the second component 5 produced by a sheet metal forming process, or the first component 3 with a sheet metal forming process and the second component 5 produced by a massive forming process. The production of both components 3 and 5 By means of the same mentioned forming process or by cutting processes of rod or tube material is also conceivable.

2 zeigt das erste Bauteil 3 eines zweiten Ausführungsbeispiels der Hohlwelle 1 in einem Längsschnitt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. In 2 ist der erste Hohlraum 12 des ersten Bauteils 3 dargestellt, welcher sich axial zwischen dem ersten Ende 10 und dem zweiten Ende 10' des ersten Bauteils 3 erstreckt. Insbesondere wird zum Verschweißen des ersten Bauteils 3 mit dem – hier nicht dargestellten – zweiten Bauteil 5 das zweite Bauteil 5 – aus Sicht des Betrachters gesehen – links an dem ersten Bauteil 3 angeordnet, wobei das zweite Ende 11' des zweiten Bauteils 5 an das zweite Ende 10' des ersten Bauteils 3 angrenzt. Der – hier nur angedeutete – Fügebereich 9 befindet sich dann im Bereich des zweiten Endes 10'. 2 shows the first component 3 a second embodiment of the hollow shaft 1 in a longitudinal section. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. In 2 is the first cavity 12 of the first component 3 shown, which is axially between the first end 10 and the second end 10 ' of the first component 3 extends. In particular, for welding the first component 3 with the - not shown here - second component 5 the second component 5 - seen from the perspective of the beholder - on the left side of the first component 3 arranged, the second end 11 ' of the second component 5 to the second end 10 ' of the first component 3 borders. The - here only hinted - joining area 9 is then in the area of the second end 10 ' ,

Insgesamt zeigt sich, dass mittels der Hohlwelle 1 und dem Verfahren zum Herstellen der Hohlwelle 1 eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung und Realisierung der Hohlwelle 1 möglich ist. Dabei kann die Hohlwelle 1 prozesssicher und kosteneffizient mit hoher Qualität realisiert werden. Im Übrigen können die Bauteile 3 und 5 jeweils aus zumindest zwei Schalen ausgebildet und entsprechend der oben geschilderten Verfahrenstechnik hergestellt sein, wobei die gefügten Schalen den erwähnten Hohlraum 12, 13 bilden.Overall, it turns out that by means of the hollow shaft 1 and the method for producing the hollow shaft 1 a particularly simple and inexpensive design and realization of the hollow shaft 1 is possible. In this case, the hollow shaft 1 process-reliable and cost-efficient with high quality. Incidentally, the components can 3 and 5 each formed from at least two shells and be prepared according to the above-described process technology, wherein the joined shells said cavity 12 . 13 form.

Claims (10)

Hohlwelle (1) für einen Rotor eines hochdrehenden Elektromotors, insbesondere eines elektrischen Traktionsmotors, mit – zumindest einem ersten Bauteil (3) und einem zweiten Bauteil (5), wobei – das erste Bauteil (3) und das zweite Bauteil (5) zu einer Hohlwelle (1) fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest eines der Bauteile (3, 5) aus einem Stahl mit einem Anteil von zumindest 0,35 Gewichtsprozent Kohlenstoff besteht oder diesen aufweist, – das erste Bauteil (3) und das zweite Bauteil (5) mittels eines Strahlschweißverfahrens miteinander verschweißt sind, – die Hohlwelle (1) vollständig oder bereichsweise gehärtet und zumindest im Fügebereich (9), insbesondere entlang der Schweißnahtstelle zusätzlich wärmebehandelt ist.Hollow shaft ( 1 ) for a rotor of a high-speed electric motor, in particular an electric traction motor, with - at least a first component ( 3 ) and a second component ( 5 ), wherein - the first component ( 3 ) and the second component ( 5 ) to a hollow shaft ( 1 ) are firmly connected, characterized in that - at least one of the components ( 3 . 5 ) consists of or comprises a steel containing at least 0.35% by weight of carbon, - the first component ( 3 ) and the second component ( 5 ) are welded together by means of a beam welding process, - the hollow shaft ( 1 ) completely or partially hardened and at least in the joining area ( 9 ), in particular heat-treated along the weld seam. Hohlwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (3) einen ersten Hohlraum (12) aufweist, wobei das zweite Bauteil (5) einen zweiten Hohlraum (13) aufweist, und wobei der erste Hohlraum (12) und der zweite Hohlraum (13) in der Hohlwelle (1) einen zusammenhängenden Hohlraum ausbilden.Hollow shaft ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first component ( 3 ) a first cavity ( 12 ), wherein the second component ( 5 ) a second cavity ( 13 ), and wherein the first cavity ( 12 ) and the second cavity ( 13 ) in the hollow shaft ( 1 ) form a coherent cavity. Hohlwelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammenhängende Hohlraum einen Kühlkanal für ein Kühlfluid bildet.Hollow shaft ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the contiguous cavity forms a cooling channel for a cooling fluid. Hohlwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (3) und/oder das zweite Bauteil (5) außerhalb des Fügebereichs (9) zumindest einen martensitisch und/oder bainitisch gehärteten Bereich aufweisen. Hollow shaft ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first component ( 3 ) and / or the second component ( 5 ) outside the joining area ( 9 ) have at least one martensitic and / or bainitic hardened area. Verfahren zum Herstellen einer Hohlwelle (1) für einen Rotor eines hochdrehenden Elektromotors, insbesondere eines elektrischen Traktionsmotors, insbesondere einer Hohlwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches die Verfahrensschritte aufweist: – zuerst Bereitstellen zweier Bauteile (3, 5), von denen zumindest eines aus einem Stahl mit einem Anteil von zumindest 0,35 Gewichtsprozent Kohlenstoff besteht oder diesen aufweist, – dann Anordnen des ersten Bauteils (3) der Hohlwelle (1) und des zweiten Bauteils (5) der Hohlwelle (1) aneinander, wobei das erste Bauteil (3) und das zweite Bauteil (5) in einem Fügebereich (9) der Hohlwelle (1) aneinander angrenzen, – Verschweißen des ersten Bauteils (3) mit dem zweiten Bauteil (5) in dem Fügebereich (9) mittels eines Strahlschweißverfahrens unter Bildung der Hohlwelle (1), wobei im Zuge des Verschweißprozesses die Hohlwelle (1) zumindest im Fügebereich (9), insbesondere entlang der Schweißnahtstelle wärmebehandelt wird, – vor, während oder nach dem Schweißprozess vollständiges oder bereichsweises Härten der Hohlwelle (1).Method for producing a hollow shaft ( 1 ) for a rotor of a high-speed electric motor, in particular an electric traction motor, in particular a hollow shaft ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, comprising the method steps: - first providing two components ( 3 . 5 ), at least one of which consists of or comprises a steel with a content of at least 0.35% by weight of carbon, - then arranging the first component ( 3 ) of the hollow shaft ( 1 ) and the second component ( 5 ) of the hollow shaft ( 1 ), wherein the first component ( 3 ) and the second component ( 5 ) in a joining area ( 9 ) of the hollow shaft ( 1 ) adjoin one another, - welding of the first component ( 3 ) with the second component ( 5 ) in the joining area ( 9 ) by means of a beam welding process to form the hollow shaft ( 1 ), wherein in the course of the welding process, the hollow shaft ( 1 ) at least in the joining area ( 9 ), in particular heat treatment along the weld seam, - before, during or after the welding process complete or regional hardening of the hollow shaft ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (3) und/oder das zweite Bauteil (5) jeweils in dem Fügebereich (9), insbesondere entlang der Schweißnahtstelle vor dem Verschweißen des ersten Bauteils (3) mit dem zweiten Bauteil (5) zumindest bereichsweise vorgewärmt wird/werden und/oder unmittelbar nach dem Schweißen nachgewärmt wird/werden.Method according to claim 5, characterized in that the first component ( 3 ) and / or the second component ( 5 ) in each case in the joining area ( 9 ), in particular along the weld seam prior to welding of the first component ( 3 ) with the second component ( 5 ) is at least partially preheated / and / or reheated immediately after welding is / are. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (1) zumindest in dem Fügebereich (9) nach dem Verschweißen des ersten Bauteils (3) mit dem zweiten Bauteil (5) zumindest bereichsweise nachgewärmt wird, vorzugsweise kurzzeitig über eine Zeitspanne von mindestens 1 Sekunde in einem Temperaturbereich zwischen 450°C und 720°C, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 500°C und 700°C.Method according to one of claims 5 and 6, characterized in that the hollow shaft ( 1 ) at least in the joining area ( 9 ) after welding the first component ( 3 ) with the second component ( 5 ) is at least partially reheated, preferably briefly over a period of at least 1 second in a temperature range between 450 ° C and 720 ° C, in particular in a temperature range between 500 ° C and 700 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verschweißen des ersten Bauteils (3) mit dem zweiten Bauteil (5) mehrere lamellenförmige Bleche auf dem ersten Bauteil (3) und/oder dem zweiten Bauteil (5) angeordnet werden.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that before the welding of the first component ( 3 ) with the second component ( 5 ) several lamellar sheets on the first component ( 3 ) and / or the second component ( 5 ) to be ordered. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (3) und/oder das zweite Bauteil (5) außerhalb des Fügebereichs (9) zumindest bereichsweise gehärtet werden/wird.Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that the first component ( 3 ) and / or the second component ( 5 ) outside the joining area ( 9 ) at least partially hardened / is. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Bauteile (3, 5) mittels eines Massivumformverfahrens und das andere Bauteil (5, 3) mittels eines Blechumformverfahrens oder beide Bauteile (3, 5) mit einem der beiden Verfahren hergestellt wird.Method according to one of claims 5 to 9, characterized in that one of the two components ( 3 . 5 ) by means of a massive forming process and the other component ( 5 . 3 ) by means of a sheet metal forming process or both components ( 3 . 5 ) is produced by one of the two methods.
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