DE102018104074A1

DE102018104074A1 - Rotor, rotor shaft and electric machine

Info

Publication number: DE102018104074A1
Application number: DE102018104074.1A
Authority: DE
Inventors: Alex Meier
Original assignee: ThyssenKrupp AG
Current assignee: Jheeco eDrive AG Liechtenstein
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-22

Abstract

Rotor für eine elektrische Maschine mit einem Lamellenpaket (10), das um eine Drehachse drehbar ist, Druckscheiben (11a, 11b), die beidseitig mit dem Lamellenpaket (10) verbunden sind und mit diesem einen Pressverband bilden, und axialen Endstücken (12a, 12b), die mit den Druckscheiben (11a, 11b) koaxial verbunden sind, wobei die Endstücke (12a, 12b) und ein dazwischen angeordnetes, zylindrisches Mittelstück (13) fest verbunden sind und eine Rotorwelle (14) entlang der Drehachse bilden, wobei wenigstens eine Verbindungsstelle (15a, 15b), insbesondere mehrere Verbindungsstellen (15a, 15b), an denen die Druckscheiben (11a, 11b) und die Endstücke (12a, 12b) verbunden sind, jeweils auf der Höhe der Stirnseiten (16) des Mittelstückes (13) oder jeweils axial weiter außen als die Stirnseiten (16) des Mittelstückes (13) angeordnet sind.

Rotor for an electric machine with a disk pack (10) which is rotatable about a rotation axis, pressure disks (11a, 11b) which are connected on both sides with the disk pack (10) and form a press fit therewith, and axial end pieces (12a, 12b ) coaxially connected to said thrust washers (11a, 11b), said end pieces (12a, 12b) and a cylindrical center piece (13) interposed therebetween being fixedly connected to form a rotor shaft (14) along the axis of rotation, at least one Connection point (15a, 15b), in particular a plurality of connection points (15a, 15b), at which the pressure discs (11a, 11b) and the end pieces (12a, 12b) are connected, in each case at the level of the end faces (16) of the middle piece (13) or each axially further outwardly than the end faces (16) of the central piece (13) are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ein derartiger Rotor ist beispielsweise aus DE 10 2012 110 157 A1 bekannt. Die Erfindung betrifft ferner eine Rotorwelle und eine elektrische Maschine.The invention relates to a rotor for an electric machine having the features of the preamble of claim 1. Such a rotor is made, for example DE 10 2012 110 157 A1 known. The invention further relates to a rotor shaft and an electric machine.

Rotoren für elektrische Maschinen sollen generell bei hoher Passgenauigkeit einfach fertigbar sein, aus wenigen Teilen bestehen, möglichst biege- und verdrehsteif sein und ggf. eine leistungsstarke Kühlung aufweisen. Diese unterschiedlichen Anforderungen führen zu Zielkonflikten, die in der Praxis nur teilweise behoben werden können.Rotors for electrical machines should generally be easily manufacturable with high accuracy of fit, consist of a few parts, be as bending and torsionally stiff as possible and possibly have a powerful cooling. These different requirements lead to conflicting goals, which can only be partially resolved in practice.

Beispielhaft ist in DE 10 2009 051 651 A1 ein Permanentmagnet-Rotor für eine Windkraftanlage angegeben, der innerhalb einer Hohlwelle über zwei weitere Rohre verfügt, welche zusammen mit der Hohlwelle zwei Ringspalte ausbilden, über die ein geschlossener Kühlkreislauf realisiert werden kann. Wenigstens ein Rohr kann dabei auch der zusätzlichen Versteifung des Rotors dienen. Dieser Rotor ist aufwändig gebaut.Exemplary is in DE 10 2009 051 651 A1 a permanent magnet rotor specified for a wind turbine, which has two further tubes within a hollow shaft, which together with the hollow shaft form two annular gaps, via which a closed cooling circuit can be realized. At least one tube can also serve the additional stiffening of the rotor. This rotor is elaborately built.

Die eingangs genannte DE 10 2012 110 157 A1 schlägt einen wellenlosen Rotor mit einem axialen Pressverband vor. Zur Verspannung der als Druckscheiben ausgebildeten Wellenstummeln werden durch das Rotorblechpaket führende Zuganker oder ein zentraler Spannbolzen entlang der Drehachse verwendet. Die Torsions- und Biegestabilität dieser Rotoren ist nicht ausreichend.The aforementioned DE 10 2012 110 157 A1 proposes a shaftless rotor with an axial interference fit. For tensioning the shaft stubs designed as thrust washers, leading tension anchors or a central tension bolt along the axis of rotation are used by the rotor laminated core. The torsional and bending stability of these rotors is not sufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Rotor für eine elektrische Maschine anzugeben, der einerseits möglichst kompakt aufgebaut und andererseits möglichst steif ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Rotorwelle sowie eine elektrische Maschine anzugeben.The invention is based on the object to provide a rotor for an electrical machine, on the one hand as compact as possible and on the other hand as stiff as possible. The invention is further based on the object to provide a rotor shaft and an electric machine.

Mit Blick auf den Rotor wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1, hinsichtlich der Rotorwelle erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 14 und mit Blick auf die elektrische Maschine erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 15 gelöst.With regard to the rotor, the object is achieved according to the invention by the subject matter of claim 1, with respect to the rotor shaft according to the invention by the subject of claim 14 and with a view to the electric machine according to the invention by the subject of claim 15.

Konkret wird die Aufgabe durch einen Rotor für eine elektrische Maschine gelöst, der ein Lamellenpaket aufweist, das um eine Drehachse drehbar ist. Der Rotor weist Druckscheiben auf, die beidseitig mit dem Lamellenpaket verbunden sind und mit diesem einen Pressverband bilden. Der Rotor weist axiale Endstücke auf, die mit den Druckscheiben koaxial verbunden sind. Die Endstücke und ein dazwischen angeordnetes, d.h. zwischen den Endstücken angeordnetes, zylindrisches Mittelstück sind mittels geeigneter Verbindungen, z.B. Pressverband oder Schrumpfverband, fest verbunden. Die Endstücke und das Mittelstück bilden eine Rotorwelle entlang der Drehachse.Specifically, the object is achieved by a rotor for an electric machine having a disk set which is rotatable about a rotation axis. The rotor has thrust washers, which are connected on both sides with the disk set and form a press fit with this. The rotor has axial end pieces which are coaxially connected to the pressure disks. The end pieces and an interposed, i. between the end pieces arranged cylindrical center piece are by means of suitable connections, e.g. Press dressing or shrinkage bandage, firmly connected. The end pieces and the center piece form a rotor shaft along the axis of rotation.

Wenigstens eine Verbindungsstelle, an der eine der Druckscheiben und das zugehörige Endstücke verbunden sind, ist auf der Höhe einer der Stirnseiten des Mittelstückes oder axial weiter außen als die Stirnseite des Mittelstückes angeordnet.At least one connection point at which one of the thrust washers and the associated end pieces are connected is arranged at the level of one of the end faces of the middle piece or axially further outwards than the end face of the middle piece.

Bei mehreren Verbindungsstellen, insbesondere zwei Verbindungsstellen, an denen die Druckscheiben und die Endstücke verbunden sind, sind diese jeweils auf der Höhe der Stirnseiten des Mittelstückes oder jeweils axial weiter außen als die Stirnseiten des Mittelstückes angeordnet.In the case of several connecting points, in particular two connecting points at which the thrust washers and the end pieces are connected, these are each arranged at the level of the end faces of the middle piece or in each case axially further outwards than the end faces of the middle piece.

Bei dem erfindungsgemäßen Rotor handelt es sich um einen Rotor mit einer Rotorwelle, also nicht um einen wellenlosen Rotor. Die Rotorwelle sorgt für die Steifigkeit des Rotors, insbesondere für die Torsions- und Biegesteifigkeit des Rotors.The rotor according to the invention is a rotor with a rotor shaft, that is not a shaftless rotor. The rotor shaft ensures the rigidity of the rotor, in particular for the torsional and bending stiffness of the rotor.

Der erfindungsgemäße Rotor hat den weiteren Vorteil, dass dieser eine im Vergleich zu bekannten Rotoren kurze Baulänge aufweist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Druckscheiben relativ weit axial außen bezogen auf das Mittelstück angeordnet sind. Konkret ist vorgesehen, dass die Verbindungsstellen, an denen die Druckscheiben und die Endstücke verbunden sind, jeweils auf der Höhe der Stirnseiten des Mittelstückes angeordnet sind. Alternativ sind die Verbindungsstellen, an denen die Druckscheiben und die Endstücke verbunden sind, jeweils axial weiter außen als die Stirnseiten des Mittelstückes angeordnet. Die Länge der Rotorwelle wird dadurch für die Lagerung des Lamellenpaketes optimal ausgenutzt, sodass insgesamt eine vergleichsweise kurze Baulänge des Rotors realisiert werden kann.The rotor according to the invention has the further advantage that it has a short overall length in comparison to known rotors. This is inventively achieved in that the pressure plates are arranged relatively far axially outside relative to the center piece. Specifically, it is provided that the connection points at which the pressure discs and the end pieces are connected, are respectively arranged at the level of the end sides of the central piece. Alternatively, the connection points at which the thrust washers and the end pieces are connected are each arranged axially further outward than the end faces of the middle piece. The length of the rotor shaft is thereby optimally utilized for the storage of the disk set, so that a total of a comparatively short length of the rotor can be realized.

Es ist auch möglich, dass nur eine einzige Verbindungsstelle auf der Höhe der entsprechenden Stirnseite des Mittelstückes bzw. axial weiter außen als die Stirnseite des Mittelstückes angeordnet ist. Auch dadurch wird eine Verkürzung der Baulänge erreicht. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn, wie vorstehend erläutert, beide Verbindungsstellen erfindungsgemäß angeordnet sind.It is also possible that only a single connection point at the height of the corresponding end face of the middle piece or axially further outside than the end face of the middle piece is arranged. Also, a shortening of the overall length is achieved. This effect is enhanced if, as explained above, both connection points are arranged according to the invention.

Die Anordnung der Verbindungsstellen auf der Höhe der Stirnseiten des Mittelstückes bedeutet, dass die Verbindungsstellen an beiden axialen Enden des Mittelstückes mit den Stirnseiten des Mittelstückes überlappen. Mit anderen Worten schneiden die Verbindungsstellen jeweils die durch die Stirnseiten des Mittelstückes definierten Ebenen senkrecht zur Drehachse. Diese Position der Verbindungsstellen in Bezug auf die Rotorwelle, konkret das Mittelstück, ist die Minimalposition, bei der die Verbindungsstellen in axialer Richtung voneinander beabstandet sind.The arrangement of the joints at the level of the end faces of the center piece means that the joints on both axial ends of the center piece overlap with the end faces of the center piece. In other words, the connection points each cut the planes defined by the end faces of the middle piece perpendicular to the axis of rotation. This position of the joints with respect to the rotor shaft, specifically the Centerpiece, is the minimum position at which the joints are spaced apart in the axial direction.

Die Verbindungsstellen sind alternativ jeweils axial weiter außen als die Stirnseiten des Mittelstückes angeordnet. Im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen Position der Verbindungsstellen sind in diesem Fall die Verbindungsstellen weiter in axialer Richtung voneinander beabstandet. Mit anderen Worten sind die Verbindungsstellen jeweils rechts und links von den Stirnseiten des Mittelstückes bzw. von der durch die Stirnseiten jeweils gebildeten senkrechten Ebene, d.h. axial weiter außen, angeordnet. Das Mittelstück liegt vollständig zwischen den beiden Verbindungsstellen. Dadurch wird eine im Vergleich zur vorhergehenden Position weitere Verkürzung der Baulänge des Rotors erreicht.The connection points are alternatively arranged axially further outward than the end faces of the middle piece. In this case, as compared with the above-described position of the joints, the joints are further spaced from each other in the axial direction. In other words, the connection points are each to the right and left of the end faces of the middle piece or of the vertical plane respectively formed by the end faces, i. axially further out, arranged. The middle piece lies completely between the two connection points. As a result, a further shortening of the overall length of the rotor is achieved compared to the previous position.

Nur zur Klarstellung wird ausgeführt, dass sich die Verbindungsstellen in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse des Rotors erstrecken.For clarification only, it is stated that the connection points extend in the axial direction, ie parallel to the axis of rotation of the rotor.

Der erfindungsgemäße Rotor kann vorteilhafterweise mit Zugankern ausgestattet sein, die sich parallel zur Rotorwelle erstrecken und auf dem Umfang der Rotorwelle von diesem radial beabstandet angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass ein stabiler Pressverband des Lamellenpakets erreicht wird.The rotor according to the invention can advantageously be equipped with tie rods, which extend parallel to the rotor shaft and are arranged on the circumference of the rotor shaft radially spaced therefrom. This has the advantage that a stable interference fit of the disk set is achieved.

Im Rahmen der Erfindung wird zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Rotor eine Rotorwelle für eine elektrische Maschine als solche, d.h. eine Rotorwelle ohne das Lamellenpaket beansprucht. Der Aufbau der Rotorwelle, insbesondere die Position der Verbindungsstellen, an denen die Druckscheiben für das Lamellenpaket und die Endstücke koaxial verbunden oder koaxial verbindbar sind, entspricht dem vorstehend erläuterten Aufbau der Rotorwelle im Zusammenhang mit dem Rotor. Zu den Vorteilen dieser Rotorwelle wird auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen.In the context of the invention, in addition to the rotor according to the invention, a rotor shaft for an electric machine as such, i. a rotor shaft claimed without the disk set. The structure of the rotor shaft, in particular the position of the connection points at which the pressure disks for the disk set and the end pieces are coaxially connected or coaxially connectable, corresponds to the above-described construction of the rotor shaft in connection with the rotor. For the advantages of this rotor shaft, reference is made to the above explanations.

Im Rahmen der Erfindung wird ferner eine elektrische Maschine, beispielsweise ein Elektromotor oder ein elektrischer Generator, mit einem erfindungsgemäßen Rotor offenbart und beansprucht.In the context of the invention, an electric machine, for example an electric motor or an electric generator, with a rotor according to the invention is further disclosed and claimed.

Die Erfindung, insbesondere der erfindungsgemäße Rotor, ist generell für elektrische Maschinen, insbesondere für elektrische Motoren geeignet. Der erfindungsgemäße Rotor kann beispielsweise bei Asynchronmotoren oder Synchronmotoren, besonders Hybridsynchronmotoren eingesetzt werden.The invention, in particular the rotor according to the invention, is generally suitable for electrical machines, in particular for electric motors. The rotor according to the invention can be used for example in asynchronous or synchronous motors, especially hybrid synchronous motors.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.

So können die Endstücke Wellenstummel der Rotorwelle bilden und Lagersitze zur Lagerung der Rotorwelle aufweisen. Die Druckscheiben sind zwischen den Lagersitzen und den Stirnseiten des Mittelstückes angeordnet. Diese Position der Druckscheiben axial außen bezogen auf die Stirnseiten des Mittelstückes ermöglicht eine weitere Verkürzung der Baulänge des Rotors.Thus, the end pieces can form stub shafts of the rotor shaft and have bearing seats for mounting the rotor shaft. The pressure disks are arranged between the bearing seats and the end faces of the middle piece. This position of the thrust washers axially outside with respect to the end faces of the middle piece allows a further shortening of the overall length of the rotor.

Der Innendurchmesser der Druckscheiben kann kleiner als der Durchmesser des Mittelstückes sein. Dies hat den Vorteil, dass das bezogen auf die Druckscheiben radial größere Mittelstück die Biege- und Torsionsteifigkeit erhöht.The inner diameter of the pressure discs may be smaller than the diameter of the center piece. This has the advantage that the radially larger center piece, relative to the pressure disks, increases the bending and torsional rigidity.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Endstücke jeweils einen Flansch auf, der mit dem Mittelstück fest verbunden ist. Dadurch wird die Fertigung aufgrund der einfachen Verbindung der Teile erleichtert.In a preferred embodiment, the end pieces each have a flange which is fixedly connected to the middle piece. As a result, the production is facilitated due to the simple connection of the parts.

Die Endstücke, insbesondere deren Flansche, können radial außen mit dem Mittelstück verbunden sein. Dadurch wird die Montagefreundlichkeit verbessert, weil die Endstücke beidseitige axiale Anschläge bilden. Die Endstücke, insbesondere deren Flansche können alternativ radial innen mit dem Mittelstück verbunden sein. Dadurch wird die Fertigung vereinfacht. Außerdem können bei dieser Ausführungsform die Druckscheiben und Endstücke einteilig ausgebildet sein. Eine Einstellung des Abstands der Druckscheiben ist bei dieser Ausführungsform einfach möglich.The end pieces, in particular their flanges, may be connected radially on the outside to the middle piece. As a result, the ease of assembly is improved because the end pieces form axial stops on both sides. The end pieces, in particular their flanges, can alternatively be connected radially inwards to the middle piece. This simplifies manufacturing. In addition, in this embodiment, the pressure discs and end pieces may be integrally formed. An adjustment of the distance of the pressure plates is easily possible in this embodiment.

Wenn die Endstücke jeweils eine axiale Durchgangsöffnung aufweisen, der einen Strömungskanal bildet, kann ein integriertes Kühlsystem des Rotors ausgebildet werden.If the end pieces each have an axial passage opening which forms a flow channel, an integrated cooling system of the rotor can be formed.

Eine besonders kompakte Ausführung des Rotors ist möglich, wenn eines der Endstücke integral mit einem Abtriebselement der Rotorwelle ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein Antriebselement integral mit dem Endstück ausgebildet sein.A particularly compact embodiment of the rotor is possible if one of the end pieces is formed integrally with an output element of the rotor shaft. Alternatively, a drive element may also be formed integrally with the end piece.

Vorzugsweise umfassen die Verbindungsstellen eine Fügeverbindung und/oder eine stoffschlüssige Verbindung und/oder eine einstückige Verbindung. Die Fügeverbindung hat den Vorteil, dass die Position der Druckplatten einstellbar ist. Die stoffschlüssige bzw. einstückige Verbindung ist einfach herstellbar. Eine Kombination der gefügten oder einstückigen bzw. stoffschlüssigen Verbindung ist möglich.Preferably, the connection points comprise a joint connection and / or a material connection and / or a one-piece connection. The joint connection has the advantage that the position of the pressure plates is adjustable. The cohesive or one-piece connection is easy to produce. A combination of the joined or one-piece or cohesive connection is possible.

Vorzugsweise ist eine erste Verbindungsstelle durch eine Fügeverbindung, insbesondere eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung und eine zweite Verbindungsstelle durch eine Rollierverbindung oder eine Setzverbindung gebildet. Dadurch ist der Abstand zwischen den Druckscheiben zur Bildung des Pressverbandes einstellbar.Preferably, a first connection point is formed by a joint connection, in particular a non-positive and / or positive connection, and a second connection point by a roller joint or a setting connection. As a result, the distance between the pressure plates to form the interference fit is adjustable.

Mit Setzverbindung ist eine Pressverbindung gemeint. Unter Rollierverbindung ist eine Pressverbindung gemeint, bei der eine Fügefläche vor dem Fügevorgang rolliert wird, so dass eine texturierte Oberfläche erzeugt wird, bei der durch reine Umformung Materialerhebungen gebildet werden, die über die ursprüngliche Materialoberfläche hinausragen. Während der Verbindung werden diese Materialerhebungen verquetscht und ein Pressverband gebildet, der einen Kraftschluss und gegebenenfalls sogar einen Formschluss bildet. By setting compound is meant a press connection. Rolling connection means a press connection in which a joining surface is rolled prior to the joining operation, so that a textured surface is produced in which material elevations are formed by mere deformation that protrude beyond the original material surface. During the connection these material surveys are squeezed and formed a press fit, which forms a traction and possibly even a positive connection.

Das Mittelstück kann ein Rohr, d.h. einen Hohlzylinder, oder einen Vollzylinder umfassen.The middle piece can be a pipe, i. a hollow cylinder, or a solid cylinder.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Ringspalt zwischen dem Mittelstück und dem Lamellenpaket als Kühlkanal ausgebildet, sodass das Lamellenpaket von innen gekühlt werden kann.In a particularly preferred embodiment, an annular gap between the middle piece and the disk set is designed as a cooling channel, so that the disk set can be cooled from the inside.

Dabei können der Ringspalt und das als Rohr ausgebildete Mittelstück zur Ausbildung eines Kühlsystems, insbesondere eines Kühlkreislaufes fluidverbunden sein.In this case, the annular gap and the pipe formed as a central piece to form a cooling system, in particular a cooling circuit be fluidly connected.

Vorzugsweise weist wenigstens eine der Druckscheiben ein Fördermittel zur Förderung eines Fluidstromes, insbesondere eines Kühlmittelstromes, durch die Druckscheibe auf.Preferably, at least one of the pressure disks has a conveying means for conveying a fluid flow, in particular a coolant flow, through the pressure disk.

Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the attached schematic drawings.

In diesen zeigen

1 einen Blechzuschnitt für ein Lamellenpaket eines Asynchron-Rotors
2 einen Blechzuschnitt für ein Lamellenpaket eines Hybridsynchron-Rotors
3 den Schnitt eines Rotors nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel entlang der Längsachse
4 - 9 Fertigungsschritte für den Zusammenbau des Rotors nach 3
10 den Schnitt eines Rotors nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel entlang der Längsachse mit innenliegender Aufnahme des zu verbindenden Hohlzylinders
11 eine Druckscheibe für einen Rotor nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
12 ein Lüfterrad für einen Rotor nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
13 einen durch Verbindungsstege mit einem Innenring verbundenen Außenring und
14 einen Schnitt durch das Lüfterrad gemäß 12 und durch die Druckscheibe gemäß 11.

In this show

1 a sheet metal blank for a disk set of an asynchronous rotor
2 a sheet metal blank for a disk pack of a hybrid synchronous rotor
3 the section of a rotor according to an embodiment of the invention along the longitudinal axis
4 - 9 Manufacturing steps for the assembly of the rotor to 3
10 the section of a rotor according to another embodiment of the invention along the longitudinal axis with internal recording of the hollow cylinder to be connected
11 a pressure plate for a rotor according to an embodiment of the invention
12 a fan for a rotor according to an embodiment of the invention
13 a connected by connecting webs with an inner ring outer ring and
14 a section through the fan according to 12 and by the pressure plate according to 11 ,

1 zeigt einen beispielhaften Blechzuschnitt für ein Lamellenpaket 10 eines Asynchron-Rotor mit Nuten 22 zur Aufnahme von Kurzschlussstäben sowie Aussparungen 23 zur Aufnahme von Zugankern. 2 zeigt beispielhaft einen Blechzuschnitt für ein Lamellenpaket 10 für eine Hybridsynchronmaschine mit V-förmige Aussparungen 24 zur Aufnahme von Magnetelementen (Magnettaschen) sowie Aussparungen 23 zur Aufnahme von Zugankern. Eine Hybridsynchronmaschine (HSM) ist eine Kombination aus Permanentsychron- und Reluktanzmaschine, die die Wirkung der elektromagnetischen Reluktanz und der Wirkung von Permanentmagneten zur Drehmomentbildung vereint. 1 shows an exemplary sheet metal blank for a disk pack 10 an asynchronous rotor with grooves 22 for receiving short-circuit bars and recesses 23 for holding tie rods. 2 shows an example of a sheet metal blank for a disk pack 10 for a hybrid synchronous machine with V-shaped recesses 24 for holding magnetic elements (magnetic pockets) and recesses 23 for holding tie rods. A hybrid synchronous machine (HSM) is a combination of permanent synchronous and reluctance machine that combines the effect of electromagnetic reluctance and the effect of permanent magnets on torque generation.

Andere elektrische Maschinen können mit dem nachfolgend näher beschriebenen Rotor ausgestattet sein.Other electrical machines may be equipped with the rotor described in more detail below.

Der Aufbau des Rotors ist in 3 dargestellt. Der Rotor umfasst das Lamellenpaket 10 aus einzelnen Lamellen bzw. Blechzuschnitten, die beispielhaft in 1, 2 dargestellt sind. Die Lamellen weisen Nuten 22 bzw. Taschen 23 auf, in denen Kurzschlussstäbe oder Magnetelemente, je nach Art der elektrischen Maschine angeordnet sind. Die Lamellen bzw. Blechzuschnitte weisen ferner Aussparungen 24 auf, in denen Zuganker 25 zur Unterstützung der axialen Presskraft angeordnet sind, die auf das Lamellenpaket 10 von beiden Seiten wirkt. Zu den Blechzuschnitten für die Asynchronmaschine wird auf 1 und für die Hybridsynchronmaschine auf 2 verwiesen. Der in 3 gezeigte Rotor ist für beide Maschinenarten geeignet.The structure of the rotor is in 3 shown. The rotor comprises the disk pack 10 from individual slats or sheet metal blanks, the example in 1 . 2 are shown. The slats have grooves 22 or bags 23 on, in which short-circuit bars or magnetic elements, depending on the type of electrical machine are arranged. The fins or sheet metal blanks also have recesses 24 on, in which tie rods 25 arranged in support of the axial pressing force acting on the disk pack 10 works from both sides. To the sheet metal blanks for the asynchronous machine is on 1 and for the hybrid synchronous machine 2 directed. The in 3 shown rotor is suitable for both types of machines.

Der Rotor ist drehfest mit einer Rotorwelle 14 verbunden, die um eine Drehachse D drehbar gelagert ist bzw. um die Drehachse D drehbar gelagert werden kann. Dazu weist die Rotorwelle 14 an beiden axialen Enden ein Wälzlager 26 auf. Druckscheiben 11a, 11b sind in axialer Richtung auf beiden Seiten des Lamellenpakets 10 angeordnet und mit diesem kraftschlüssig verbunden. Die Druckscheiben 11a, 11b üben in axialer Richtung, d.h. parallel zur Drehachse D eine Presskraft auf das Lamellenpaket 10 aus und bilden so mit diesem einen Pressverband.The rotor is non-rotatable with a rotor shaft 14 connected, which is rotatably mounted about a rotation axis D and about the axis of rotation D can be rotatably mounted. For this purpose, the rotor shaft 14 at both axial ends a rolling bearing 26 on. pressure washers 11a . 11b are in the axial direction on both sides of the disk pack 10 arranged and positively connected with this. The pressure discs 11a . 11b practice in the axial direction, ie parallel to the axis of rotation D a pressing force on the disk pack 10 out and form so with this a Pressverband.

Die Druckscheiben 11a, 11b sind koaxial zu Endstücken 12a, 12b angeordnet und mit diesen drehfest verbunden. Die Endstücke 12a, 12b bilden Wellenstummel der Rotorwelle 14 und begrenzen diese in axialer Richtung. Die Endstücke weisen Lagersitze 17 auf, die mit Wälzlagern 26 verbunden sind.The pressure discs 11a . 11b are coaxial with end pieces 12a . 12b arranged and rotatably connected with these. The tails 12a . 12b form shaft stubs of the rotor shaft 14 and limit this in the axial direction. The end pieces have bearing seats 17 on that with rolling bearings 26 are connected.

Die axialen Endstücke 12a, 12b und ein zwischen den beiden Endstücken 12a, 12b angeordnetes, zylindrisches Mittelstück 13 bilden die Rotorwelle 14. Das Mittelstück 13 und die beiden Endstücke 12a, 12b sind koaxial angeordnet und fest miteinander verbunden. Die Drehachse D bildet die Mittelachse der Rotorwelle 14 bzw. der vorstehend genannten Einzelkomponenten der Rotorwelle 14. Das Mittelstück 13 ist als Rohr ausgebildet. Die Endstücke 12a, 12b sind ebenfalls hohl. Bei der Rotorwelle 14 handelt es sich um eine Hohlwelle. The axial end pieces 12a . 12b and one between the two end pieces 12a . 12b arranged, cylindrical centerpiece 13 form the rotor shaft 14 , The middle piece 13 and the two tails 12a . 12b are arranged coaxially and firmly connected. The rotation axis D forms the central axis of the rotor shaft 14 or the above-mentioned individual components of the rotor shaft 14 , The middle piece 13 is designed as a tube. The tails 12a . 12b are also hollow. At the rotor shaft 14 it is a hollow shaft.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind die Endstücke 12a, 12b und die zugehörigen Druckscheiben 11a, 11b gefügt, d.h. als gesonderte Bauteile ausgebildet. Dazu weisen die Endstücke 12a, 12b Verbindungsstellen 15a, 15b auf, an denen die Druckscheiben 11a, 11b mit den Endstücke 12a, 12 verbunden sind. Die Verbindungsstellen 15a ist als Polygonprofil, genauer einem 6-Kant-Profil ausgeführt. Die Verbindungsstelle15b ist als axialer, rotationssymmetrischer Abschnitt ausgeführt, der sich parallel zur Drehachse D erstreckt. Die Länge der Verbindungsstellen 15a, 15b entspricht mindestens der Wandstärke der Druckscheiben 11a, 11b im Bereich der Verbindungsstellen 15a, 15b. Die Verbindungsstellen 15a, 15b können länger als die Wandstärke der Druckscheiben 11a, 11b sein, wie in 3 bspw. die rechte Verbindungsstelle 15b.In the embodiment according to 3 are the tails 12a . 12b and the associated pressure discs 11a . 11b joined, ie formed as separate components. For this purpose, the tails 12a . 12b joints 15a . 15b on where the pressure washers 11a . 11b with the tails 12a . 12 are connected. The connection points 15a is designed as a polygonal profile, more precisely a hexagonal profile. The connection point 15b is designed as an axial, rotationally symmetric section, which is parallel to the axis of rotation D extends. The length of the joints 15a . 15b corresponds at least to the wall thickness of the pressure disks 11a . 11b in the area of joints 15a . 15b , The connection points 15a . 15b can last longer than the wall thickness of the pressure plates 11a . 11b be like in 3 eg the right connection point 15b ,

Es ist möglich, dass eine der beiden Verbindungsstellen 15a, 15b eine einstückige Verbindung, d.h. eine monolithische Verbindung zwischen der Druckscheibe 11a, 11b und dem zugehörigen Endstück 12a, 12b bildet. Die andere Verbindungsstelle 15a, 15b ist eine Fügeverbindung. Dadurch kann der Abstand zwischen den beiden Verbindungsstellen 15a, 15b zur Bildung des Pressverbandes eingestellt werden. Die Fügeverbindung wird weiter unten näher beschrieben. Es ist auch möglich, dass beide Verbindungsstellen 15a, 15b jeweils eine einstückige Verbindung, d.h. eine monolithische Verbindung zwischen der Druckscheibe 11a, 11b und dem zugehörigen Endstück 12a, 12b bilden. Um die für den Pressverband erforderliche an Presskraft aufzubringen, ist die Verbindung zwischen den Endstücken 12a, 12b und dem Mittelstück 13 mit einstellbaren Abstand zu gestalten, wie am Beispiel gemäß 10 weiter und näher erläutert.It is possible that one of the two connection points 15a . 15b a one-piece connection, ie a monolithic connection between the thrust washer 11a . 11b and the associated tail 12a . 12b forms. The other connection point 15a . 15b is a joint connection. This allows the distance between the two connection points 15a . 15b be set to form the Press Association. The joint connection will be described in more detail below. It is also possible that both connection points 15a . 15b in each case an integral connection, ie a monolithic connection between the thrust washer 11a . 11b and the associated tail 12a . 12b form. In order to apply the pressing force required for the press fit, the connection between the end pieces 12a . 12b and the middle piece 13 with adjustable distance, as in the example according to 10 further and explained in more detail.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind beide Verbindungsstellen 15a, 15b axial weiter außen als die Stirnseiten 16 des Mittelstücks 13 angeordnet. Damit ist der Abstand zwischen den Verbindungsstellen 15a, 15b größer als die Länge des Mittelstücks 13, d.h. der Abstand zwischen den beiden Stirnflächen 16. Der Abstand zwischen den Druckplatten 11a, 11b ist größer als die Länge des Mittelstücks 13. Bei dem Beispiel gemäß 3 ist zwischen den Stirnseiten 16 und der jeweiligen Verbindungsstelle 15a, 15b ein Abstand ausgebildet.In the embodiment according to 3 are both connection points 15a . 15b axially further outward than the end faces 16 of the centerpiece 13 arranged. This is the distance between the joints 15a . 15b greater than the length of the middle piece 13 ie the distance between the two faces 16 , The distance between the printing plates 11a . 11b is greater than the length of the middle piece 13 , In the example according to 3 is between the end faces 16 and the respective connection point 15a . 15b formed a distance.

Durch die Anordnung der Verbindungsstellen 15a, 15b axial weiter außen als die Stirnseiten 16 des Mittelstücks 13 wird die Länge der Rotorwelle 14 für den Bauraum der des Lamellenpakets 10 optimal ausgenutzt.By the arrangement of the connection points 15a . 15b axially further outward than the end faces 16 of the centerpiece 13 becomes the length of the rotor shaft 14 for the space of the lamella package 10 optimally utilized.

Es ist möglich, dass nur eine der beiden Verbindungsstellen 15a, 15b axial außerhalb des Mittelstücks 13 angeordnet ist. Die andere Verbindungsstellen 15a, 15b kann vollständig oder teilweise im Mittelstück 10 angeordnet sein. Ferner können eine oder beide Verbindungsstellen 15a, 15b auf der Höhe der jeweiligen Stirnseiten 16 des Mittelstücks 13 angeordnet sein. Damit wird jeweils eine Verkürzung der Baulänge des Rotors erreicht. Die beste Ausnutzung wird durch die in 3 dargestellte Anordnung erreicht, bei der beide Verbindungsstellen 15a, 15b axial weiter außen als die Stirnseiten 16 des Mittelstücks 13 angeordnet sind.It is possible that only one of the two connection points 15a . 15b axially outside the middle piece 13 is arranged. The other connection points 15a . 15b can be completely or partially in the middle piece 10 be arranged. Furthermore, one or both connection points 15a . 15b at the height of the respective end faces 16 of the centerpiece 13 be arranged. Thus, a shortening of the overall length of the rotor is achieved in each case. The best exploitation is through the in 3 achieved arrangement shown in the two connection points 15a . 15b axially further outward than the end faces 16 of the centerpiece 13 are arranged.

Bei dem Beispiel gemäß 3 ist zu sehen, dass die Verbindungsstellen 15a, 15b und damit die Druckscheiben 11a, 11b zwischen den Lagersitzen 17 der Endstücke 12a, 12b und den Stirnseiten 16 des Mittelstücks 13 angeordnet sind. Damit ist die Lage der Verbindungsstellen 15a, 15b eindeutig vorgegeben.In the example according to 3 you can see that the connection points 15a . 15b and thus the pressure discs 11a . 11b between the bearing seats 17 the tails 12a . 12b and the front ends 16 of the centerpiece 13 are arranged. This is the location of the joints 15a . 15b clearly specified.

Wie weiter in 3 zu sehen, ist der Innendurchmesser der Druckscheiben 11a, 11b kleiner als der Durchmesser, insbesondere der Innendurchmesser bzw. der Außendurchmesser, des Mittelstücks 13. In Bezug auf die Endstücke 15a, 15b weist das Mittelstück 13 einen größeren Durchmesser auf, wodurch die Torsions- und Biegesteifigkeit des Rotors verbessert wird.As in further 3 to see is the inner diameter of the pressure disks 11a . 11b smaller than the diameter, in particular the inner diameter or the outer diameter of the center piece 13 , In terms of the end pieces 15a . 15b has the middle piece 13 a larger diameter, whereby the torsional and bending stiffness of the rotor is improved.

Die Endstücke 12a, 12b sind im Längsschnitt im Wesentlichen Z-förmig ausgebildet und weisen auf ihrer jeweils innenangeordneten Seite einen Flansch 18 auf. Der Flansch 18 ist an den Durchmesser des Mittelstücks 13 angepasst, wie in 3 zu sehen, und mit diesem verbunden. Konkret entspricht der Innendurchmesser des Flansches 18 dem Außendurchmesser des Mittelstücks 13. Dabei umfasst der Flansch 18 das Mittelstück 13 radial außen. Die Innenseite der beiden Endstücke 12a 12b bildet einen Anschlag, an dem die Stirnseiten 16 des Mittelstücks 13 anliegen. Alternativ kann der Außendurchmesser des Flansches 18 dem Innendurchmesser des Mittelstücks 13 entsprechen. Der Flansch 18 ist innen liegend, d.h. im Inneren des Mittelstücks 13 angeordnet.The tails 12a . 12b are formed in a longitudinal section substantially Z-shaped and have on their respective inner side arranged a flange 18 on. The flange 18 is at the diameter of the middle piece 13 adapted, as in 3 to see and connected with this. Specifically, the inner diameter of the flange corresponds 18 the outer diameter of the center piece 13 , In this case, the flange comprises 18 the middle piece 13 radially outside. The inside of the two end pieces 12a 12b forms a stop at which the end faces 16 of the centerpiece 13 issue. Alternatively, the outer diameter of the flange 18 the inner diameter of the middle piece 13 correspond. The flange 18 is lying inside, ie inside the middle piece 13 arranged.

Die Wandstärke der sich radial, d.h. senkrecht zur Drehachse D, erstreckenden Innenwand 27 des Endstücks 12a Beziehung des Endstücks 12b bestimmt den Abstand der jeweiligen Verbindungsstelle 15a, 15b von der dazugehörigen Stirnseiten 16 des Mittelstücks 13.The wall thickness of the radially, ie perpendicular to the axis of rotation D, extending inner wall 27 of the tail 12a Relationship of the tail 12b determines the distance of each junction 15a . 15b from the associated end faces 16 of the centerpiece 13 ,

Die vorstehenden Erläuterungen gelten für beide Flansche 18.The above explanations apply to both flanges 18 ,

Wie in 3 gezeigt, sind die beiden Druckscheiben 11a, 11b und die beiden Endstücke 12a, 12b im Bereich der Verbindungsstellen 15a, 15b gefügt. Konkret ist eine der beiden, im Beispiel gemäß 3 die linke Verbindungsstelle 15a kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig gefügt. Bei der anderen Verbindungsstelle 15b, im Beispiel gemäß 3 bei der rechten Verbindungsstelle 15b handelt es sich um eine Verbindung, die durch Rollieren und Verpressen (im Folgenden nur Rollierverbindung) in der äußeren Oberfläche des Endstücks 12b gebildet wird.As in 3 shown are the two pressure disks 11a . 11b and the two tails 12a . 12b in the area of joints 15a . 15b together. Specifically, one of the two, according to the example 3 the left junction 15a non-positively and / or positively and / or cohesively joined. At the other junction 15b , in the example according to 3 at the right junction 15b it is a compound by rolling and pressing (hereafter only rolling connection) in the outer surface of the tail 12b is formed.

Beim Rollieren wird die Oberfläche der Verbindungsstelle 15a, 15b plastisch verformt. Wie in 3 angedeutet, wird eine Rillenstruktur in die Oberfläche der Verbindungsstelle 15a, 15b eingebracht. Auf diese Oberfläche wird anschließend der Fügepartner, hier die Druckscheibe 11a, 11b unter Übermaß gepresst, so dass sich die Oberfläche elastisch-plastisch verformt. Die Druckscheibe 11b wird bei der Montage über den Einführbereich 20 auf die rollierte Verbindungsstelle 15b aufgeschoben, bis die gewünschte Axialkraft auf das Lamellenpaket 10 wirkt und die Druckscheibe 11b drehfest mit dem zugehörigen Endstück 15b verbunden ist.When rolling, the surface of the joint 15a . 15b plastically deformed. As in 3 indicated, a groove structure in the surface of the joint 15a . 15b brought in. On this surface then the joining partner, here the thrust washer 11a . 11b pressed under excess, so that the surface deforms elastically-plastically. The pressure disc 11b is used during assembly over the insertion area 20 on the rolled joint 15b deferred until the desired axial force on the disk set 10 acts and the pressure washer 11b rotatably with the associated tail 15b connected is.

Die Oberflächenstruktur nach dem Pressen ist in 8 im Detail dargestellt. Die Erhebungen der Rillenstruktur sind über annähernd die gesamte Verbindungsfläche zwischen Verbindungsstelle 15a,15b und Fügepartner 11a,11b elastisch-plastisch umgebogen. Im axial inneren Bereich weist der Fügepartner 11a, 11b eine Fase als Einführbereich 20 auf, weshalb im axial inneren Bereich einige Erhebungen der Rillenstruktur nur teilweise oder gar nicht umgebogen sind. Dies sorgt für eine besonders sichere axiale Fixierung.The surface structure after pressing is in 8th shown in detail. The elevations of the groove structure are over almost the entire interface between joint 15a . 15b and joining partners 11a . 11b bent over elastically and plastically. In the axially inner region, the joining partner 11a . 11b a chamfer as an insertion area 20 on why some elevations of the groove structure are only partially or not bent in the axially inner region. This ensures a particularly secure axial fixation.

Andere Fügeverbindungen sind möglich.Other joints are possible.

Zur Bildung eines Kühlkreislaufes weisen die beiden hohlen Endstücke 12a, 12b erste Durchgangsöffnungen 19a in axialer Richtung auf, die mit der hohlen Rotorwelle 14 einen Strömungskanal bilden. Der Fluss der Strömung des Kühlmittels (gasförmig oder flüssig) ist durch die Pfeile im Mittelstück 13 (von rechts nach links) angedeutet. Die Strömungsrichtung kann nach Bedarf variieren.To form a cooling circuit, the two hollow end pieces 12a . 12b first passages 19a in the axial direction, with the hollow rotor shaft 14 form a flow channel. The flow of the flow of the refrigerant (gaseous or liquid) is indicated by the arrows in the center piece 13 (from right to left) indicated. The flow direction can vary as needed.

Die beiden Druckplatten 11a, 11b weisen zweite Durchgangsöffnungen 19b auf, die sich im Wesentlichen parallel zur Drehachse D erstrecken. Die zweiten Durchgangsöffnungen 19b stehen in Fluidverbindung mit einem Ringspalt 21 zwischen dem Mittelstück 13 und der Innenseite des Lamellenpakets 10. Wie in 3 zu sehen, ist das Lamellenpaket 10 in radialer Richtung vom Mittelstück 13 beabstandet und bildet so den Ringspalt 21 aus. Der zur Kühlung des Lamellenpakets 10 den Rotor durchströmende Kühlmittelfluss ist mit den von links nach rechts weisenden Pfeilen (beispielhaft) in 3 dargestellt. Zur Bildung eines Kühlmittelkreislaufes ist der aus dem Ringspalt 21 und den beiden zweiten Durchgangsöffnungen 19b gebildete Strömungskanal mit dem durch die ersten Durchgangsöffnungen 19a und das Mittelstück 13 gebildeten Strömungskanal fluidverbunden.The two printing plates 11a . 11b have second passage openings 19b on, which are essentially parallel to the axis of rotation D extend. The second through holes 19b are in fluid communication with an annular gap 21 between the middle piece 13 and the inside of the disk pack 10 , As in 3 to see is the disk pack 10 in the radial direction from the middle piece 13 spaced and thus forms the annular gap 21 out. The for cooling the disk pack 10 The coolant flow flowing through the rotor is indicated by the arrows pointing from left to right in FIG 3 shown. To form a coolant circuit is the out of the annular gap 21 and the two second through holes 19b formed flow channel with the through the first through holes 19a and the middle piece 13 formed flow channel fluidly connected.

Es ist möglich, wenigstens die zweiten Durchgangsöffnungen 19b mit einem Fördermittel für die Kühlmittelflüssigkeit zu verbinden. Auf dieses Ausführungsbeispiel wird weiter unten näher eingegangen.It is possible to have at least the second passage openings 19b to connect with a conveyor for the coolant liquid. This embodiment will be discussed in more detail below.

Nachstehend wird anhand der 4 bis 9 ein Fertigungsverfahren zur Herstellung des Rotors nach 3 erläutert.The following is based on the 4 to 9 a manufacturing method for producing the rotor according to 3 explained.

Bei dem Fertigungsverfahren wird, wie in 4 gezeigt, zunächst die Rotorwelle 14 montiert. Dazu werden die beiden Endstücke 12a, 12b und das Mittelstück 13 zusammengesetzt, wie durch die beiden Pfeile gezeigt. Die Flansche 18 der Endstücke 12a, 12b werden dabei über die axialen Enden des Mittelstücks 13 geschoben. Die Verbindung von Druckplatte 11a und Endstück 12a ist als Polygonprofil mit zumindest leichter Übermaßpassung ausgeführt.In the manufacturing process, as in 4 shown, first the rotor shaft 14 assembled. These are the two end pieces 12a . 12b and the middle piece 13 composed as shown by the two arrows. The flanges 18 the tails 12a . 12b are doing over the axial ends of the middle piece 13 pushed. The connection of pressure plate 11a and tail 12a is designed as a polygonal profile with at least slight interference fit.

Dann wird, wie in 5 gezeigt, eines der beiden Endstücke 12a, 12b, insbesondere das nicht-rollierte Endstück 12a mit der zugehörigen Druckscheibe 11a verbunden. Dabei wird das Lamellenpaket 10 durch Einschieben der Zuganker 25 mit der Druckscheibe 11a verbunden.Then, as in 5 shown one of the two end pieces 12a . 12b , in particular the non-rolled tail 12a with the associated pressure disc 11a connected. This is the disk set 10 by inserting the tie rods 25 with the pressure disk 11a connected.

Wie in 6 gezeigt, wird dann das so vormontierte Lamellenpaket 10 mit der anderen der beiden Druckscheiben 11b verbunden. Dazu wird die Druckscheibe 11b einerseits auf das freie Ende der Zuganker 25 und andererseits auf den Einführbereich 20 der rollierten Verbindungsstelle 15b in Pfeilrichtung, d.h. in Richtung der anderen Druckscheibe 11a aufgeschoben.As in 6 is shown, then the pre-assembled disc pack 10 with the other of the two pressure disks 11b connected. This is the thrust washer 11b on the one hand to the free end of the tie rods 25 and on the other hand on the insertion area 20 the rolled joint 15b in the direction of the arrow, ie in the direction of the other pressure disc 11a postponed.

Im nächsten Schritt gemäß 7 wird das Lamellenpaket 10 verspannt, indem die Zuganker angezogen werden. Dadurch wird die in 7 rechte Druckscheibe 11b, d.h. die auf der rollierten Verbindungsstelle 15b angeordnete Druckscheibe 12b weiter auf das Endstück 11b gezogen, sodass die Anpresskraft zur Bildung des Pressverbandes erhöht wird.In the next step according to 7 becomes the disk pack 10 clamped by the tie rods are tightened. This will make the in 7 right pressure disk 11b ie on the rolled joint 15b arranged pressure disk 12b continue on the tail 11b pulled, so that the contact pressure is increased to form the interference fit.

Abschließend wird, wie in 9 gezeigt, die Lagerung montiert. Dazu werden die beiden Wälzlager 26 auf die Lagersitze 17 aufgeschoben und beispielsweise kraftschlüssig mit diesen verbunden. In conclusion, as in 9 shown, the storage mounted. These are the two rolling bearings 26 on the bearing seats 17 deferred and, for example, positively connected with these.

10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors, bei dem die Endstücke 12a, 12b und die Druckplatten 11a, 11b einstückig, d.h. monolithisch, gefertigt sind. Die Verbindungsstellen 15a, 15b zwischen den Endstücken 12a, 12b und den Druckplatten 11a, 11b sind im Gegensatz zu der Fügeverbindung keine diskreten Verbindungsstellen zwischen 2 gesonderten Bauteilen. Die beiden Verbindungsstellen 15a, 15b sind vielmehr werkstoffschlüssig bzw. monolithisch ausgebildet. Mit anderen Worten gehen die beiden Endstücke 12a, 12b kontinuierlich in die beiden Druckplatten 11a, 11b über. 10 shows a further embodiment of a rotor according to the invention, in which the end pieces 12a . 12b and the printing plates 11a . 11b in one piece, ie monolithic, are made. The connection points 15a . 15b between the tails 12a . 12b and the printing plates 11a . 11b are in contrast to the joint connection no discrete connection points between 2 separate components. The two connection points 15a . 15b are rather formed materially or monolithic. In other words, the two end pieces go 12a . 12b continuously in the two printing plates 11a . 11b about.

Die Lage der Verbindungsteilen 15a, 15b befindet sich jeweils dort, wo die in axialer Richtung sich erstreckenden Endstücke 12a, 12b in die radialen bzw. senkrecht zur Drehachse D erstreckenden Druckscheiben 11a, 11b übergehen. Dieser Übergang bzw. die Lage der beiden Verbindungsstellen 15a, 15b befindet sich in etwa auf der Höhe des Durchmessers des Mittelstücks 13. Andere Positionen sind möglich.The location of the connecting parts 15a . 15b is located where the axially extending end pieces 12a . 12b in the radial or perpendicular to the axis of rotation D extending pressure discs 11a . 11b pass. This transition or the location of the two connection points 15a . 15b is approximately at the height of the diameter of the center piece 13 , Other positions are possible.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 befindet sich die Position der beiden Verbindungsstellen 15a, 15b in axialer Richtung weiter außerhalb als in die Stirnflächen 16 des Mittelstücks 13. Mit anderen Worten ist der Abstand zwischen den Druckplatten 11a, 11b größer als die Länge des Mittelstücks 13.As in the embodiment according to 3 is the position of the two connection points 15a . 15b in the axial direction further outside than in the end faces 16 of the centerpiece 13 , In other words, the distance between the printing plates 11a . 11b greater than the length of the middle piece 13 ,

Ein weiterer Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 und dem Beispiel gemäß 10 besteht darin, dass die beiden Flansche 18 der Endstücke 12a, 12b am Innendurchmesser des Mittelstücks 13 anliegen. Dabei ist die Länge der beiden Flansche 18 so bemessen, dass zwischen der Stirnseite 16 und der Druckplatte 11b des einen Endstücks 12b ein freier Abstand besteht, sodass dieses Endstück 12b beim Verspannen des Lamellenpakets 10 in axialer Richtung entlang der Drehachse D bewegt werden kann. Der zugehörige Flansch 18 gleitet auf der Innenfläche des Mittelstücks 13, bis die gewünschte Anpresskraft durch die Zuganker 25 erreicht ist.Another difference between the embodiment according to 3 and the example according to 10 is that the two flanges 18 the tails 12a . 12b at the inner diameter of the middle piece 13 issue. Here is the length of the two flanges 18 so dimensioned that between the front page 16 and the printing plate 11b of the one tail 12b there is a free space, so this tail 12b when clamping the plate pack 10 in the axial direction along the axis of rotation D can be moved. The associated flange 18 slides on the inner surface of the center piece 13 until the desired contact force by the tie rods 25 is reached.

Im Übrigen wird auf die Merkmale und Ausführungen dazu im Zusammenhang mit 3 verwiesen.Incidentally, the features and designs related to it 3 directed.

Eine weitere Verbesserung des Kühlmittelkreislaufes ist durch die in den 11 bis 14 gezeigten Fördermittel 28 für das Kühlmittel möglich.A further improvement of the coolant circuit is through in the 11 to 14 shown funding 28 possible for the coolant.

In 11 ist eine Druckplatte 11a, 11b mit integriertem Fördermittel 28 dargestellt. Das Fördermittel 28 weist ein Lüfterrad 29 mit auf dem Umfang des Lüfterrades 29 angeordneten Schaufeln 30 auf. Das Lüfterrad 29 ist drehfest mit der Druckplatte 11a, 11b verbunden, so dass bei einer Drehbewegung der Druckplatte 11a, 11 b bzw. der Rotorwelle 14die Schaufeln 30 des Lüfterrades 29 eine Zwangsströmung des Kühlmittels durch die Druckplatte 11a, 11b bewirken.In 11 is a printing plate 11a . 11b with integrated conveyor 28 shown. The funding 28 has a fan 29 with on the circumference of the fan wheel 29 arranged blades 30 on. The fan wheel 29 is non-rotatable with the pressure plate 11a . 11b connected, so that during a rotational movement of the pressure plate 11a . 11 b or the rotor shaft 14 the blades 30 of the fan wheel 29 a forced flow of the coolant through the pressure plate 11a . 11b effect.

In den 12 bis 14 ist eine Variante des Fördermittel 28 gezeigt, bei der das Lüfterrad 29 ein gesondertes Bauteil ist, das mit der Druckplatte 11a, 11b zusammengefügt wird. Das Lüfterrad 29 ist in 12 dargestellt. Das Lüfterrad 29 ist in die Durchgangsöffnung 19b der Druckplatte 11a, 11b einsetzbar und mit dieser verbindbar.In the 12 to 14 is a variant of the funding 28 shown at the fan wheel 29 a separate component is that with the pressure plate 11a . 11b is joined together. The fan wheel 29 is in 12 shown. The fan wheel 29 is in the through hole 19b the printing plate 11a . 11b can be used and connected with this.

Die Durchgangsöffnungen 19b ist als Ringspalt ausgebildet, der koaxial zur Drehachse D angeordnet ist. In 13 ist gezeigt, dass der Ringspalt bzw. die zweite Durchgangsöffnungen 19b zwischen einem Außenring 31 und einem Innenring 32 der Druckplatte 11a, 11b ausgebildet ist. Die beiden Ringe 31, 32 sind durch Verbindungsstege 33 verbunden, die in radialer Richtung sich erstrecken. Zwischen den Verbindungsstegen 33 sind Öffnungen, durch die das Fluid, bzw. das Kühlmittel, im Gebrauch strömen kann.The passage openings 19b is formed as an annular gap coaxial with the axis of rotation D is arranged. In 13 is shown that the annular gap or the second through holes 19b between an outer ring 31 and an inner ring 32 the printing plate 11a . 11b is trained. The two rings 31 . 32 are through connecting bridges 33 connected, which extend in the radial direction. Between the connecting bridges 33 are openings through which the fluid, or the coolant, can flow in use.

Wie in 14 dargestellt, wird bei der Montage das Lüfterrad 29 in die zweite Durchgangsöffnungen 19b eingesetzt, sodass die Schaufeln 30 des Lüfterrades 29 in einer Ebene vor den Verbindungsstegen 33 angeordnet sind.As in 14 shown, is the fan during assembly 29 in the second passages 19b used, so the blades 30 of the fan wheel 29 in a plane in front of the connecting bridges 33 are arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Lamellenpaketdisk pack
11a11a: erste Druckscheibefirst pressure disk
11b11b: zweite Druckscheibesecond thrust washer
12a12a: erstes Endstückfirst tail
12b12b: zweites Endstücksecond tail
1313: Mittelstückcenterpiece
1414: Rotorwellerotor shaft
15a15a: erste Verbindungsstellefirst connection point
15b15b: zweite Verbindungsstellesecond connection point
1616: Stirnseitenfront sides
1717: Lagersitzebearing seats
1818: Flanscheflanges
19a19a: erste Durchgangsöffnungfirst passage opening
19b19b: zweite Durchgangsöffnungsecond passage opening
20 20: Einführbereichinsertion
2121: Ringspaltannular gap
2222: Nuten für KurschlussstäbeGrooves for shortcuts
2323: Aussparungen zur Aufnahme von ZugankernRecesses for receiving tie rods
2424: Aussparungen zur Aufnahme von MagnetelementenRecesses for receiving magnetic elements
2525: Zugankertie rods
2626: WälzlagerRolling
2727: Innenwandinner wall
2828: Fördermittelfunding
2929: Lüfterradfan
3030: Schaufelnshovel
3131: Außenringouter ring
3232: Innenringinner ring
3333: Verbindungsstegeconnecting webs

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012110157 A1 [0001, 0004]
DE 102009051651 A1 [0003]

Claims

Rotor for an electric machine with a disk pack (10) which is rotatable about a rotation axis, pressure disks (11a, 11b) which are connected on both sides with the disk pack (10) and form a press fit therewith, and axial end pieces (12a, 12b ) coaxially connected to the thrust washers (11a, 11b), characterized in that the end pieces (12a, 12b) and a cylindrical center piece (13) arranged therebetween are fixedly connected and form a rotor shaft (14) along the axis of rotation, wherein at least one connection point (15a, 15b), in particular a plurality of connection points (15a, 15b), at which the pressure discs (11a, 11b) and the end pieces (12a, 12b) are connected, respectively at the level of the end faces (16) of the middle piece (13) or each axially further outwardly than the end faces (16) of the central piece (13) are arranged.

Rotor after Claim 1 characterized in that the end pieces (12a, 12b) form shaft stubs of the rotor shaft (14) and bearing seats (17) for supporting the rotor shaft (14), wherein the pressure discs (11a, 11b) between the bearing seats (17) and the end faces ( 16) of the middle piece (13) are arranged.

Rotor after Claim 1 or 2 characterized in that the inner diameter of the pressure discs (11a, 11b) is smaller than the diameter of the center piece (13).

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the end pieces (12a, 12b) each have a flange (18) which is fixedly connected to the center piece (13).

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the end pieces (12a, 12b), in particular their flanges (18), are connected radially outside or radially inward with the center piece (13).

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the end pieces (12a, 12b) each have an axial passage opening (19) which forms a flow channel.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that one of the end pieces (12a, 12b) is formed integrally with an output element of the rotor shaft.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the connection points (15a, 15b) comprise a joint connection and / or a material connection and / or a one-piece connection.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that a first connection point (15a) by a joint connection, in particular a non-positive and / or positive connection and a second connection point (15b) is formed by a Rollierverbindung or a setting connection.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the central piece (13) comprises a tube or a solid cylinder.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that an annular gap (21) between the middle piece (13) and the disk set (10) is designed as a cooling channel.

Rotor after Claim 11 characterized in that the annular gap (21) and the pipe formed as a central piece (13) for forming a cooling system, in particular a cooling circuit are fluidly connected.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the pressure discs (11a, 11b) has a conveying means (28) for conveying a fluid flow, in particular coolant flow, through the pressure disc (11a, 11b).

A rotor shaft for an electric machine having end pieces (12a, 12b) and a cylindrical center piece (13) interposed therebetween, fixedly connected to the end pieces (12a, 12b), respectively, with connection points (15a, 15b) to which thrust washers (11a , 11b) for a disk set (10) and the end pieces (12a, 12b) are coaxially connected or coaxially connectable, respectively at the level of the end faces (16) of the middle piece (13) or axially further outwardly than the end faces (16) of the Middle piece (13) are arranged.

Electric machine with a rotor behind Claim 1 ,