DE102018119573A1

DE102018119573A1 - Rotor with z-shaped segments for an electric machine and hybrid module

Info

Publication number: DE102018119573A1
Application number: DE102018119573.7A
Authority: DE
Inventors: Massimo Merola; Alexander Rose; Michael Schimetzki
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine Elektromaschine, mit einer Vielzahl an in Axialrichtung (2) übereinander angeordneten, kreisförmigen Rotorblechen (3), die zum Befestigen an einem Rotorträger (4) ausgelegt sind, wobei ein Rotorblech (3) in Umfangsrichtung (5) in wenigstens zwei Rotorblecheinzelsegmente (6) unterteilt ist, wobei die Rotorblecheinzelsegmente (6) eine in Axialrichtung (2) gesehen im wesentlichen Z-förmige Geometrie besitzen. Die Erfindung betrifft auch ein Hybridmodul für eine Elektromaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem solchen Rotor (1) .The invention relates to a rotor (1) for an electric machine, with a plurality of circular rotor plates (3) arranged one above the other in the axial direction (2) and designed for fastening to a rotor carrier (4), a rotor plate (3) in the circumferential direction (5) is subdivided into at least two individual rotor plate segments (6), the individual rotor plate segments (6) having an essentially Z-shaped geometry when viewed in the axial direction (2). The invention also relates to a hybrid module for an electric machine of a motor vehicle, with such a rotor (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Elektromaschine, mit einer Vielzahl an in axialer Richtung übereinander angeordneten, kreisringförmigen Rotorblechen, die zum Befestigen an einem Rotorträger ausgelegt sind.The present invention relates to a rotor for an electric machine, with a plurality of annular rotor plates arranged one above the other in the axial direction, which are designed for fastening to a rotor carrier.

Aus dem Stand der Technik DE 101 10 466 A1 ist bereits eine Baugruppe einer elektrischen Maschine mit wenigstens zwei aneinander anliegenden kreisring- oder kreisscheibenförmigen Blechlagen bekannt. Jede der Blechlagen ist aus mehreren kreisring- oder kreisscheibenförmigen Blechsegmenten gebildet, die um eine Mittelachse konzentrisch angeordnet sind, von denen jeweils zwei unter Bildung einer Verbindungsfuge aneinander stoßen, und die jeweils eine vorbestimmte minimale Querschnittsfläche in radialer Richtung aufweisen, und wobei die Blechsegmente aneinander anliegender Blechlagen einander in Umfangsrichtung teilweise überlappen und mit entlang der Umfangsfläche verteilt angeordneten Schweißstellen verbunden sind, wobei die Anzahl der Schweißstellen zwischen einer Verbindungsfuge zweier Blechsegmente einer Blechlage und einer Verbindungsfuge zweier Blechsegmente einer benachbarten Blechlage so bemessen ist, dass die Summe der effektiven Flächen dieser Schweißstellen wenigstens annähernd gleich der vorbestimmten minimalen Querschnittsfläche der Blechsegmente ist.From the state of the art DE 101 10 466 A1 An assembly of an electrical machine with at least two sheet-metal layers in the form of annular rings or circular disks lying against one another is already known. Each of the sheet metal layers is formed from a plurality of annular or circular disk-shaped sheet metal segments, which are arranged concentrically around a central axis, two of which abut each other to form a connecting joint, and each have a predetermined minimum cross-sectional area in the radial direction, and wherein the sheet metal segments abut one another Sheet metal layers partially overlap each other in the circumferential direction and are connected to welding points distributed along the circumferential surface, the number of welding points between a connecting joint of two sheet metal segments of one sheet metal layer and a connecting joint of two sheet metal segments of an adjacent sheet metal layer being dimensioned such that the sum of the effective areas of these welding points is at least is approximately equal to the predetermined minimum cross-sectional area of the sheet metal segments.

Des Weiteren betrifft der Stand der Technik DE 10 2006 000 426 A1 einen geschichteten bzw. laminierten Kern einer rotierenden elektrischen Maschine, der eine erste Anzahl n von Magnetpolen, wobei die erste Anzahl eine natürliche durch zwei teilbare Zahl ist, und eine Vielzahl von bogenförmigen Einzelkernen umfasst. Jeder der Einzelkerne des laminierten Kerns weist eine zweite Anzahl m von Magnetpolen auf, wobei die zweite Anzahl eine natürliche Zahl mit Ausnahme eines aliquoten Teils der ersten Anzahl ist, wobei die Einzelkerne entsprechend einer vorbestimmten Anzahl in einer derartigen Weise gewickelt und geschichtet werden, dass ein axialer Schichtungsbetrag der Einzelkerne entsprechend einer Gleichung gemäß X = O t/360 erhalten wird, wobei X der axiale Schichtungsbetrag, Θ ein Wicklungswinkel der Einzelkerne und T eine Dicke des Einzelkerns ist, und wobei die zueinander benachbarten Einzelkerne in der Umfangsrichtung miteinander an einem Teil eines Außenumfangs derselben verbunden sind.Furthermore, the prior art relates DE 10 2006 000 426 A1 a layered or laminated core of a rotating electrical machine, which comprises a first number n of magnetic poles, the first number being a natural number divisible by two, and a multiplicity of arc-shaped individual cores. Each of the individual cores of the laminated core has a second number m of magnetic poles, the second number being a natural number with the exception of an aliquot of the first number, the individual cores being wound and stacked according to a predetermined number in such a manner that a the axial stratification amount of the single cores is obtained according to an equation according to X = O t / 360, where X is the axial stratification amount, Θ a winding angle of the single cores and T is a thickness of the single core, and wherein the mutually adjacent single cores are part of one another in the circumferential direction The outer periphery of the same are connected.

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik DE 10 2008 063 045 A1 ein Rotor für eine elektrische Maschine bekannt, mit einem Grundkörper und einer Mehrzahl von am Grundkörper befestigten, Permanentmagneten tragenden Tragkörpern, wobei zwei voneinander beabstandete erste Tragkörper eine Aufnahme für einen zweiten Tragkörper bilden.Furthermore, is from the prior art DE 10 2008 063 045 A1 a rotor for an electrical machine is known, with a base body and a plurality of support bodies attached to the base body and carrying permanent magnets, wherein two spaced-apart first support bodies form a receptacle for a second support body.

Der Stand der Technik DE 10 2011 115 454 A1 betrifft eine magnetische Baugruppe, insbesondere für eine elektrische Maschine, umfassend mindestens zwei hartmagnetische Segmente zur Erzeugung eines Magnetfeldes und mindestens zwei weichmagnetische Segmente zur Führung des Magnetfeldes, bei welchem die weichmagnetischen Segmente durch eine unmagnetische Haltestruktur zusammengehalten sind. Um die Baugruppe kostengünstig und in Serienproduktion herstellen zu können, ist ein hartmagnetisches Segment über einen Kontaktspalt an einem weichmagnetischen Segment zu einem ersten Baugruppensegment angeordnet, wobei das erste Baugruppensegment mit einem zweiten Baugruppensegment über einen Toleranzspalt verbunden ist und der Toleranzspalt eine größere Breite als der Kontaktspalt aufweist.The state of the art DE 10 2011 115 454 A1 relates to a magnetic assembly, in particular for an electrical machine, comprising at least two hard magnetic segments for generating a magnetic field and at least two soft magnetic segments for guiding the magnetic field, in which the soft magnetic segments are held together by a non-magnetic holding structure. In order to be able to produce the assembly inexpensively and in series production, a hard magnetic segment is arranged via a contact gap on a soft magnetic segment to form a first assembly segment, the first assembly segment being connected to a second assembly segment via a tolerance gap and the tolerance gap being wider than the contact gap having.

Des Weiteren betrifft der Stand der Technik DE 10 2014 219 231 A1 eine Baugruppe für den Einsatz in einer elektrischen Maschine als Läufer oder Stator, wobei die Baugruppe einzelne Kernsegmente aufweist, die zumindest teilweise an einen Träger montierbar sind, wobei Freiräume zwischen den Kernsegmenten für Permanentmagnete oder für unmagnetische Zwischensegmente eingehalten sind oder die Permanentmagnete oder die unmagnetischen Zwischensegmente zwischen den Kernsegmenten angeordnet sind, wobei die Baugruppe erste Kernsegmente eines ersten Kernsegmenttyps und zweite Kernsegmente eines zweiten Kernsegmenttyps aufweist. Ein erster Anteil der abgewandten Fläche, der durch Oberflächen aller ersten Kernsegmente gebildet ist, ist größer, als ein zweiter Anteil der abgewandten Fläche, der durch Oberflächen aller zweiten Kernsegmente gebildet ist und ein erster Anteil der Luftspaltfläche, der durch Oberflächen aller zweiten Kernsegmente gebildet ist, ist größer, als ein zweiter Anteil der Luftspaltfläche, der durch Oberflächen aller ersten Kernsegmente gebildet ist.Furthermore, the prior art relates DE 10 2014 219 231 A1 an assembly for use in an electrical machine as a rotor or stator, the assembly having individual core segments which can be at least partially mounted on a carrier, with free spaces between the core segments for permanent magnets or for non-magnetic intermediate segments or the permanent magnets or the non-magnetic intermediate segments are arranged between the core segments, the assembly having first core segments of a first core segment type and second core segments of a second core segment type. A first portion of the facing surface, which is formed by surfaces of all first core segments, is larger than a second portion of the facing surface, which is formed by surfaces of all second core segments, and a first portion of the air gap surface, which is formed by surfaces of all second core segments , is larger than a second portion of the air gap area, which is formed by surfaces of all first core segments.

Aus dem Stand der Technik JP 2009/060 738 A ist bereits ein Rotor einer rotierenden Elektromaschine bekannt, der aus einem Rotorkern besteht, der durch Laminieren mehrerer geteilter Kernplatten, welche ringförmig angeordnet sind, gebildet wird, einer Welle, die in den Rotorkern eingesetzt ist, und einem Magneten, der in ein in den geteilten Kernplatten ausgebildetes Magnetloch eingesetzt ist, wobei mehrere Vorsprünge auf der Innenumfangsseite der geteilten Kernplatten vorgesehen sind, während die Mittellinie aus dem Magnetloch in Richtung des Innendurchmessers verschoben wird, die seitlichen Endabschnitte der Vorsprünge abwechselnd und ungleichmäßig entlang der axialen Richtung des Rotorkerns laminiert sind, und die seitlichen Endabschnitte der jeweiligen geteilten Kernplatten abwechselnd und ungleichmäßig auf der Welle angebracht sind.From the state of the art JP 2009/060 738 A A rotor of a rotating electrical machine is already known, which consists of a rotor core which is formed by laminating a plurality of divided core plates which are arranged in a ring, a shaft which is inserted in the rotor core, and a magnet which is inserted into one in the divided Core plate-formed magnetic hole is inserted, wherein a plurality of projections are provided on the inner circumferential side of the divided core plates, while the center line is shifted from the magnetic hole toward the inner diameter, the side end portions of the projections are laminated alternately and unevenly along the axial direction of the rotor core, and the lateral end portions of the respective divided core plates are alternately and unevenly attached to the shaft.

Die aktuelle Geometrie eines Rotorblechpakets bzw. Rotorstacks führt bei der in Serie produzierten Variante des Hybridmoduls zu einem sehr hohen Materialausschuss. Ein Rotorblech Paket ist 11 mm breit und besteht aus ca. 30 einzelnen 0,35 mm dicken Elektroblechen. Die einzelnen Bleche werden derzeit durch Stanzpaketierung, Laser verschweißen und Einkleben der Magnete miteinander verbunden. Hierbei beträgt der Außendurchmesser 208 mm und der Innendurchmesser 182 mm. Aufgrund dieser Geometrie, gibt es einen Materialausschussanteil von ca. 80 %. Das bedeutet, dass erhebliche Kosten anfallen, da die Elektrobleche aus spezifischen Legierungen bestehen und teurer sind als üblicher Baustahl.The current geometry of a rotor laminated core or rotor stack leads to a very high material waste in the series production of the hybrid module. A rotor sheet package is 11 mm wide and consists of approx. 30 individual 0.35 mm thick electrical sheets. The individual sheets are currently connected to one another by punching packaging, laser welding and gluing the magnets together. The outer diameter is 208 mm and the inner diameter is 182 mm. Due to this geometry, there is a material scrap rate of approx. 80%. This means that considerable costs are incurred because the electrical sheets are made of specific alloys and are more expensive than conventional structural steel.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben oder zumindest zu mildern, und insbesondere einen Rotor zur Verfügung zu stellen, welcher sowohl in der Herstellung als auch in der Montage kostensenkend und materialsparend ausgelegt ist. Zudem soll die Funktion des Rotors nicht eingeschränkt sein.It is therefore the object of the invention to remedy or at least alleviate the disadvantages of the prior art, and in particular to provide a rotor which is designed to reduce costs and save material, both in terms of production and assembly. In addition, the function of the rotor should not be restricted.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rotorblecheinzelsegmente eine in Umfangsrichtung gesehen im Wesentlichen Z-förmige Geometrie besitzen. Das heißt, dass die jeweiligen Rotorbleche in Umfangsrichtung segmentiert werden, um so zu ermöglichen, dass kleinere Rotorblecheinzelsegmente / Rotorblechabschnitte mit einem Stanzwerkzeug hergestellt werden können. Dadurch kann der Materialausschuss erheblich reduziert werden, was zugleich ein Kostenersparnis mit sich bringt. Dies ist von Vorteil, da die Rotorblecheinzelsegmente mit demselben Werkzeug hergestellt werden und somit die Toleranzkette neutral gehalten wird, da alle Teile identische Maße haben. Durch die Z-förmige Ausgestaltung der Rotorblecheinzelsegmente ist eine geeignete Geometrie für die gestanzten Rotorstacks. In anderen Worten bedeutet das, dass die Verwendung von Rotorblecheinzelsegmenten eine wirtschaftlichere Herstellung im Vergleich zum ringförmigen Rotorblech in einem Stück ist.The object of the invention is achieved according to the invention in a generic device in that the individual rotor blade segments have a substantially Z-shaped geometry when viewed in the circumferential direction. This means that the respective rotor laminations are segmented in the circumferential direction, in order to enable smaller rotor laminate segments / rotor laminate sections to be produced using a punching tool. As a result, material waste can be reduced considerably, which also results in cost savings. This is advantageous because the individual rotor blade segments are produced with the same tool and the tolerance chain is kept neutral, since all parts have identical dimensions. The Z-shaped configuration of the individual rotor plate segments makes it suitable for the stamped rotor stacks. In other words, this means that the use of individual rotor plate segments is a more economical production compared to the annular rotor plate in one piece.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn jedes Rotorblecheinzelsegment eine um die in Axialrichtung weisende Symmetrieachse gebogene / geschwungene / gerundete Form besitzt. Das heißt, dass die zwei Horizontalschenkel des Z-förmigen Rotorblecheinzelsegments gekrümmt sind. Die Krümmung eines jeden Horizontalschenkels ist derart ausgebildet, dass beim Zusammensetzen der Rotorblecheinzelsegmente ein geschlossener Ring gebildet wird. Dies ist vorteilhaft, da die Form der Rotorblecheinzelsegmente so gewählt ist, dass auftretende Fliehkräfte und Umfangskräfte unter den Segmenten diese gegenseitig abstützten und/oder übertragen.In this context, it is particularly advantageous if each individual rotor plate segment has a curved / curved / rounded shape around the axis of symmetry pointing in the axial direction. This means that the two horizontal legs of the Z-shaped rotor plate individual segment are curved. The curvature of each horizontal leg is designed in such a way that a closed ring is formed when the individual rotor plate segments are assembled. This is advantageous since the shape of the individual rotor plate segments is selected such that centrifugal forces and circumferential forces occurring between the segments support and / or transmit them to one another.

Es ist von Vorteil, wenn die Rotorblecheinzelsegmente miteinander verschweißt sind und/oder schichtübergreifend miteinander verschweißt sind. Somit werden die Rotorblecheinzelsegmente zusammengeschweißt und bilden einen Ring, welcher dem Rotorblech / Rotorstack entspricht.It is advantageous if the individual rotor plate segments are welded to one another and / or are welded to one another across layers. Thus, the individual rotor plate segments are welded together and form a ring which corresponds to the rotor plate / rotor stack.

Auch ist bevorzugt, wenn die Rotorblecheinzelsegmente Schweißpunkte am Außendurchmesser aufweisen. Durch die Z-förmige Geometrie der Rotorblecheinzelsegmente werden diese beim Zusammenführen in Position gehalten, um zusammengeschweißt zu werden. In anderen Worten, um die Rotorblecheinzelsegmente zusammenzuführen, sind abgestimmte Adaptionen / Vorrichtungen / Masken nötig, welche die Rotorblecheinzelsegmente in Position halten, um verschweißt zu werden. Somit werden die Rotorblecheinzelsegmente über Schweißpunkte am Außendurchmesser mittels spezieller Adaption / Vorrichtungen / Masken zusammengeführt und bilden zum Schluss die notwendige Geometrie des Rotorblechs / Rotorstacks. Ein Vorteil, dass die Schweißpunkte am Außendurchmesser angebracht sind, ist ebenfalls, dass diese während der Herstellung leicht zugänglich sind.It is also preferred if the individual rotor plate segments have welding spots on the outer diameter. The Z-shaped geometry of the individual rotor blade segments keeps them in position when they are brought together so that they can be welded together. In other words, in order to bring together the individual rotor blade segments, coordinated adaptations / devices / masks are required which hold the individual rotor blade segments in position in order to be welded. Thus, the individual rotor plate segments are brought together via welding points on the outer diameter using special adaption / devices / masks and finally form the necessary geometry of the rotor plate / rotor stack. Another advantage that the welding spots are attached to the outer diameter is that they are easily accessible during manufacture.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die zusammengefügten Rotorblecheinzelsegmente mit Überlappung im Querpressverband verbunden sind. Das heißt, dass der Z-Schenkel des einen Rotorblecheinzelsegments, welcher in Radialrichtung näher zur Axialachse angeordnet ist und am Ende den Innenumfangsradius definiert, mit dem Z-Schenkel des benachbarten Rotorblecheinzelsegments, welcher in Radialrichtung weiter entfernt von der Axialachse angeordnet ist und am Ende den Außenumfangsradius definiert, in Anlage gebracht wird. Dies bedeutet wiederum, dass der Innenradius des in Radialrichtung gesehen weiter außen liegenden Z-Schenkels dem Außenradius des in Radialrichtung gesehen weiter innen liegenden Z-Schenkels entspricht und auch die Länge eines jeden Z-Schenkels die gleiche Länge besitzt. Durch eine solche Überlappung wird die Stabilität des ringförmigen Rotorblechs / Rotorstacks weiter erhöht.Furthermore, it is expedient if the assembled rotor sheet individual segments are connected with an overlap in the transverse press fit. This means that the Z-leg of one rotor plate single segment, which is arranged closer to the axial axis in the radial direction and at the end defines the inner circumferential radius, with the Z-leg of the adjacent rotor plate individual segment, which is arranged further away from the axial axis in the radial direction and at the end Outer circumference radius defined, is brought into contact. This in turn means that the inner radius of the Z-leg located further out in the radial direction corresponds to the outer radius of the Z-leg lying further inward in the radial direction and the length of each Z-leg also has the same length. Such an overlap further increases the stability of the annular rotor plate / rotor stack.

Die zusammengefügten Rotorbleche werden in Serie auf einem Rotorträger angebracht. Alternativ zu einer Querpressverbandverbindung, können die Rotorbleche / Rotorstacks wahlweise mit dem Rotorträger verklebt, oder per Feder-Nut-Prinzip und zusätzlicher axialer Vorspannkraft verbunden werden. Zweckmäßigerweise beinhaltet ein Rotorblech / Rotorstack mehrere Rotorblecheinzelsegmente, vorzugsweise 8 oder 16. Somit ist es vorteilhaft, dass die Anzahl der Rotorblecheinzelsegmente je nach Anwendungsfall und Wirtschaftlichkeit angepasst wird.The assembled rotor sheets are attached in series on a rotor carrier. As an alternative to a cross-dressing connection, the rotor sheets / rotor stacks can be used with the Rotor carrier glued, or connected using the tongue and groove principle and additional axial preload. A rotor plate / rotor stack expediently contains a plurality of rotor plate individual segments, preferably 8 or 16. It is therefore advantageous that the number of rotor plate individual segments is adapted depending on the application and economy.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn jedes Rotorblecheinzelsegment als spanlosgefertigtes Metallelement, welches Eisen enthält, ausgebildet ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn dieses Metallelement als ein Stanzteil ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Platine für die Stanzteile deutlich verkleinert und der Materialausschuss reduziert werden, was wiederum ein niedrigeres Kostenpotenzial zur Folge hat. In anderen Worten heißt das, dass durch die Segmentierung des Rotorblechs die Materialausschöpfung erheblich gesteigert werden und die Auswahl des Rohlings hinsichtlich der Geometrie dementsprechend angepasst werden kann.Furthermore, it is advantageous if each individual rotor blade segment is designed as a non-cutting metal element that contains iron. It is particularly advantageous if this metal element is designed as a stamped part. In this way, the blank for the stamped parts can be significantly reduced and the material waste can be reduced, which in turn results in lower cost potential. In other words, the segmentation of the rotor plate significantly increases the material utilization and the selection of the blank can be adapted accordingly with regard to the geometry.

Ein weiterer Vorteil hierbei ist, dass die Rotorblecheinzelsegmente aus einem Stanzwerkzeug gefertigt werden und dadurch die Bauteiltoleranzen bzw. Toleranzketten neutral bleiben. In anderen Worten bedeutet das, dass die Fehlerwahrscheinlichkeit der Abmaße eines jeden Rotorblecheinzelsegments bei jedem Stanzprozess gleich ist.A further advantage here is that the individual rotor plate segments are manufactured from a punching tool and the component tolerances or tolerance chains thereby remain neutral. In other words, this means that the error probability of the dimensions of each individual rotor blade segment is the same for every stamping process.

Es ist bevorzugt, wenn die Rotorbleche dazu ausgelegt sind, Rotorblechpakete auszubilden. Hierbei besteht ein Rotorblechpaket aus zumindest zwei übereinander geschichteten Rotorblechen. Diese können dann in Serie auf dem Rotorträger mit Überdeckung im Querpressverband oder Feder-Nut-Prinzip und zusätzlicher axialer Vorspannkraft angebracht werden.It is preferred if the rotor laminations are designed to form rotor laminated cores. Here, a rotor laminated core consists of at least two laminated rotor laminations. These can then be attached in series on the rotor support with overlap in the cross-press fit or tongue-and-groove principle and additional axial preload.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn sich die Z-förmigen Rotorblecheinzelsegmente eines Rotorblechs dachziegelartig überlappen. In anderen Worten bedeutet dass, das sich die Z-förmigen Rotorblecheinzelsegmente eines Rotorblechs der einen Schicht des Rotors bzw. Rotorblechpakets mit dem Rotorblech der nächsten Schicht des Rotors bzw. Rotorblechpakets dachziegelartig überlappen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass dem Rotor bzw. bereits den Rotorblechpaketen mehr Eigenstabilität verliehen wird.Furthermore, it is expedient if the Z-shaped rotor plate individual segments of a rotor plate overlap like roof tiles. In other words, this means that the Z-shaped rotor plate individual segments of a rotor plate of one layer of the rotor or rotor plate stack overlap like a roof tile with the rotor plate of the next layer of the rotor or rotor plate stack. This has the advantage that the rotor or already the rotor laminated core is given more inherent stability.

Auch ist es von Vorteil, wenn jedes Rotorblecheinzelsegment auf der Ober- und Unterseite eine in Radialrichtung verlaufende Stufe besitzt. Eine solche Stufe definiert die Z-förmige Geometrie eines jeden Rotorblecheinzelsegments und ist vorzugsweise mittig von jedem Rotorblecheinzelsegment vorgesehen.It is also advantageous if each individual rotor blade segment has a step running in the radial direction on the top and bottom. Such a step defines the Z-shaped geometry of each individual rotor plate segment and is preferably provided in the center of each individual rotor plate segment.

Es ist weiter bevorzugt, wenn die Rotorblecheinzelsegmente Aussparungen aufweisen. Diese Aussparungen können im Einzelfall mitgestanzt werden und dienen der Aufnahme von Magneten, insbesondere Permanentmagneten.It is further preferred if the individual rotor blade segments have cutouts. In individual cases, these cutouts can also be punched out and serve to hold magnets, in particular permanent magnets.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hybridmodul für eine Elektromaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Rotor gemäß einem der vorstehenden Aspekte.Furthermore, the invention relates to a hybrid module for an electric machine of a motor vehicle, with a rotor according to one of the above aspects.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung erläutert: Es zeigt:

1 eine Draufsicht eines zusammengesetzten Rotors;
2 eine Draufsicht eines Rotorblecheinzelsegments;
3 eine Draufsicht eines 16-teiligen Rotorblechs;
4 eine Draufsicht eines 8-teiligen Rotorblechs; und
5 einen Rohling zum Ausstanzen der Rotorblecheinzelsegmente.

The invention is explained below with the aid of a drawing: It shows:

1 a plan view of an assembled rotor;
2 a plan view of a single rotor segment;
3 a plan view of a 16-piece rotor plate;
4 a plan view of an 8-piece rotor plate; and
5 a blank for punching out the individual rotor plate segments.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only schematic in nature and serve only to understand the invention. The same elements are provided with the same reference symbols.

1 zeigt eine Draufsicht eines zusammengesetzten Rotors 1. Der Rotor 1 ist mit einer Vielzahl an in Axialrichtung 2 übereinander angeordneten, kreisförmigen Rotorblechen 3 vorgesehen. Die Rotorbleche 3 sind dazu ausgelegt, auf einem Rotorträger 4 befestigt zu werden. Ein Rotorblech 3 ist in Umfangsrichtung 5 in wenigstens zwei Rotorblecheinzelsegmente 6 unterteilt. Die Rotorblecheinzelsegmente 6 besitzen eine in Axialrichtung 2 gesehene im Wesentlichen Z-förmige Geometrie. Die Z-förmige Geometrie wird in 2 näher beschrieben. 1 shows a top view of a composite rotor 1 , The rotor 1 is with a variety of in the axial direction 2 circular rotor plates arranged one above the other 3 intended. The rotor sheets 3 are designed on a rotor carrier 4 to be attached. A rotor plate 3 is in the circumferential direction 5 in at least two individual rotor blade segments 6 divided. The individual rotor blade segments 6 have one in the axial direction 2 essentially Z-shaped geometry seen. The Z-shaped geometry is in 2 described in more detail.

Wie in 1 gezeigt, werden Rotorbleche / Rotorstacks 3 dachziegelartig übereinander angeordnet. Auf diese Weise ist jedes Rotorblecheinzelsegment 6 des einen Rotorblechs 3 zu dem Rotorblecheinzelsegment 6 eines Rotorblechs 3 einer nächsten Schicht versetzt zueinander angeordnet. Mehrere Rotorbleche 3 werden als ein Rotorblechpaket 7 bezeichnet. Sowohl die Rotorbleche 3 als auch die Rotorblechpakete 7 können in Serie auf dem Rotorträger 4 befestigt werden.As in 1 are shown, rotor sheets / rotor stacks 3 arranged on top of each other like roof tiles. In this way, each rotor sheet segment is 6 of one rotor plate 3 to the single rotor segment 6 of a rotor plate 3 the next layer is staggered. Several rotor plates 3 are called a rotor laminated core 7 designated. Both the rotor sheets 3 as well as the rotor laminations 7 can be in series on the rotor carrier 4 be attached.

2 zeigt eine Draufsicht eines Rotorblecheinzelsegments 6. Das Rotorblecheinzelsegment 6 weist eine Z-förmige Geometrie auf. Die Z-förmige Geometrie ist über zwei horizontale Z-Schenkel 8 und 9 definiert. Hierbei liegt der Z-Schenkel 8 in Radialrichtung 10 gesehen von der Axialachse 11 weiter entfernt und definiert mit dessen äußeren Krümmung den Außendurchmesser 12 (wie in 3 gezeigt) des später zusammengesetzten Rotorblechs 3. Der Z-Schenkel 8 liegt in Radialrichtung 10 gesehen näher an der Axialachse 11 und definiert mit dessen inneren Krümmung den Innendurchmesser 13 (wie in 3 gezeigt) des später zusammengesetzten Rotorblechs 3. Mittig von jedem Rotorblecheinzelsegment 6 befindet sich eine Stufe 14, welche sich entlang der Radialrichtung 10 erstreckt und die Z-Schenkel 8 und 9 miteinander verbindet. 2 shows a plan view of a rotor blade single segment 6 , The single rotor segment 6 has a Z-shaped geometry. The Z-shaped geometry is over two horizontal Z-legs 8th and 9 Are defined. Here lies the Z leg 8th in the radial direction 10 seen from the axial axis 11 further removes and defines the outer diameter with its outer curvature 12 (as in 3 shown) of the later assembled rotor plate 3 , The Z-leg 8th lies in the radial direction 10 seen closer to the axial axis 11 and defines the inner diameter with its inner curvature 13 (as in 3 shown) of the later assembled rotor plate 3 , In the middle of each rotor sheet segment 6 is a level 14 which are along the radial direction 10 extends and the Z-legs 8th and 9 connects with each other.

3 zeigt eine Draufsicht eines 16-teiligen Rotorblechs 3. Beim Zusammenfügen des Rotorblechs 3 werden die Z-förmigen Rotorblecheinzelsegmente 6 so aneinander angeordnet, dass die innere Krümmung des Z-Schenkels 8 des einen Rotorblecheinzelsegments 6 in Anlage mit der äußeren Krümmung des Z-Schenkel 9 des benachbarten Rotorblecheinzelsegments 6 ist. 3 shows a plan view of a 16-piece rotor plate 3 , When assembling the rotor plate 3 become the Z-shaped rotor sheet segments 6 arranged so that the inner curvature of the Z-leg 8th of a single rotor blade segment 6 in contact with the outer curvature of the Z-leg 9 of the adjacent rotor sheet individual segment 6 is.

Gemäß der Ausführungsform aus 3 bilden 16 Rotorblecheinzelsegmente 6 ein ringförmiges Rotorblech 3 bzw. einen ringförmigen Rotorstack 3. 3 zeigt sowohl den Außendurchmesser 10 als auch den Innendurchmesser 11 eines zusammengesetzten Rotorblechs 3. Sowohl der Außendurchmesser 10 als auch der Innendurchmesser 11 können je nach Anzahl, vorzugsweise 8 oder 16, der Rotorblecheinzelsegmente 6 und Abmaße der jeweiligen Rotorblecheinzelsegmente 6 variieren. In 4 ist als eine weitere Ausführungsform eine Draufsicht eines 8-teiligen Rotorblechs 3 gezeigt.According to the embodiment 3 form 16 individual rotor blade segments 6 an annular rotor plate 3 or an annular rotor stack 3 , 3 shows both the outside diameter 10 as well as the inside diameter 11 of a composite rotor plate 3 , Both the outside diameter 10 as well as the inside diameter 11 can, depending on the number, preferably 8 or 16, of the individual rotor segments 6 and dimensions of the respective rotor plate individual segments 6 vary. In 4 is a top view of an 8-piece rotor sheet as another embodiment 3 shown.

Des Weiteren zeigt 4 am Außendurchmesser 12 des Rotorblechs 3 Schweißpunkte 15 zum Verbinden der jeweils benachbarten Rotorblecheinzelsegmente 6, als auch zum Verbinden der einzelnen Schichten der übereinander angeordneten Rotorbleche 3.Furthermore shows 4 on the outside diameter 12 of the rotor plate 3 welds 15 for connecting the adjacent rotor blade individual segments 6 , as well as for connecting the individual layers of the rotor plates arranged one above the other 3 ,

5 zeigt einen Rohling 16 zum Ausstanzen der Rotorblecheinzelsegmente 6. Durch die in 5 dargestellte Anordnung der auszustanzenden Rotorblecheinzelsegmente 6, kann die Materialausschöpfung erheblich gesteigert werden und der Rohling 16 kann hinsichtlich der Geometrie angepasst werden. 5 shows a blank 16 for punching out the individual rotor plate segments 6 , By in 5 shown arrangement of the individual rotor segments to be punched out 6 , the material utilization can be increased considerably and the blank 16 can be adjusted in terms of geometry.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rotorrotor
22: Axialrichtungaxially
33: Rotorblechrotor sheet
44: Rotorträgerrotorarm
55: Umfangsrichtungcircumferentially
66: RotorblecheinzelsegmentRotor sheet single segment
77: RotorblechpaketLaminated core
88th: Äußerer Z-SchenkelOuter Z-leg
99: Innerer Z-SchenkelInner Z-leg
1010: Radialrichtungradial direction
1111: Axialachseaxial axis
1212: Außendurchmesserouter diameter
1313: InnendurchmesserInner diameter
1414: Stufestep
1515: Schweißpunktewelds
1616: Rohlingblank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10110466 A1 [0002]
DE 102006000426 A1 [0003]
DE 102008063045 A1 [0004]
DE 102011115454 A1 [0005]
DE 102014219231 A1 [0006]
JP 2009060738 A [0007]

Claims

Rotor (1) for an electric machine, with a plurality of circular rotor plates (3) arranged one above the other in the axial direction (2) and designed for fastening to a rotor support (4), a rotor plate (3) in the circumferential direction (5) in at least two individual rotor plate segments (6) are subdivided, characterized in that the individual rotor plate segments (6) have an essentially Z-shaped geometry when viewed in the axial direction (2).

Rotor (1) according to Claim 1 , characterized in that each individual rotor blade segment (6) has a shape bent around the axis of symmetry pointing in the axial direction (2).

Rotor (1) according to Claim 2 , characterized in that the rotor plate individual segments (6) of a rotor plate (3) are welded to one another and / or are welded to one another across layers.

Rotor (1) according to Claim 3 , characterized in that the rotor plate individual segments (6) have welding spots (15) on the outer diameter (12).

Rotor (1) according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the assembled rotor plate individual segments (6) are connected to form a rotor plate (3) with an overlap in the transverse press fit.

Rotor (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that each rotor plate individual segment (6) is designed as a non-cutting metal element.

Rotor (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the rotor plates (3) are designed to form rotor plate packs (7).

Rotor (1) according to Claim 7 , characterized in that the Z-shaped rotor plate individual segments (6) of a rotor plate (3) overlap like a roof tile.

Rotor (1) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that each individual rotor blade segment (6) has a step (14) running on the top and bottom in the radial direction (10).

Hybrid module for an electric machine of a motor vehicle, with a rotor (1) according to one of the preceding claims.