DE102018205313B3

DE102018205313B3 - Rotor for an electric machine

Info

Publication number: DE102018205313B3
Application number: DE102018205313.8A
Authority: DE
Inventors: Holger Fröhlich
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2038-04-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (10) für eine elektrische Maschine, umfassend ein um eine Rotorachse (14) rotierbar ausgebildetes Rotorblechpaket (12) mit einer Mehrzahl von in axialer Richtung hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten (16), wobei jedes Blechpaketsegment (16) wenigstens eine in axialer Richtung angeordnete Winkelbuchsenaufnahme (26) und wenigstens eine Magnethaltetasche (28) aufweist, eine in die jeweilige Winkelbuchsenaufnahme (26) angeordnete Winkelbuchse (30), die eine Ankeraufnahmeöffnung (32) aufweist, und ein durch die Ankeraufnahmeöffnung (32) geführter Anker (22), der die Mehrzahl der Blechpaketsegmente (16) miteinander verbindet und in axialer Richtung vorspannt, wobei die Lage der Ankeraufnahmeöffnung (32) von denjenigen Winkelbuchsen (30), die in hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten (16) angeordnet sind, in Umfangsrichtung des Rotorblechpakets (12) voneinander versetzt angeordnet sind.The invention relates to a rotor (10) for an electric machine, comprising a rotor core (12) rotatable about a rotor axis (14) and having a plurality of laminations (16) arranged one behind the other in the axial direction, each laminations segment (16) comprising at least one angled sleeve receptacle (26) and at least one magnet retaining pocket (28) arranged in the axial direction, an angle bushing (30) which has an armature receiving opening (32) and an armature (22) guided through the armature receiving opening (32) ), which connects the majority of the laminated core segments (16) and biases in the axial direction, wherein the position of the armature receiving opening (32) of those angle sleeves (30) which are arranged in successively arranged laminated core segments (16) in the circumferential direction of the rotor laminated core (12 ) are arranged offset from each other.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, wobei der Rotor ein Rotorblechpaket mit einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten umfasst und die Blechpaketsegmente in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind und somit eine diskrete Schränkung aufweisen und/oder diskret geschränkt zueinander angeordnet sind.The invention relates to a rotor for an electric machine, wherein the rotor comprises a rotor core with a plurality of laminated core segments arranged one behind the other and the laminated core segments are arranged offset in the circumferential direction to each other and thus have a discrete set and / or discretely spaced from each other.

Rotoren für eine elektrische Maschine, die ein Rotorblechpaket mit einer Mehrzahl von Blechpaketsegmenten aufweisen, sind grundsätzlich bekannt. Weiterhin ist bekannt, dass entweder die einzelnen Bleche eines Blechpaketsegments oder die Blechpaketsegmente in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein können, so dass im ersten Fall das Rotorblechpaket eine kontinuierliche Schränkung oder im zweiten Fall eine diskrete Schränkung aufweist.Rotors for an electric machine, which have a rotor laminated core with a plurality of laminated core segments, are basically known. Furthermore, it is known that either the individual sheets of a laminated core segment or the laminated core segments can be arranged offset from each other in the circumferential direction, so that in the first case, the rotor core has a continuous setting or in the second case, a discrete setting.

Die einzelnen Bleche eines Blechpaketsegments bzw. die Blechpaketsegmente sind in der Regel identisch ausgebildet. Die DE 85 23 309 U1 beschreibt beispielsweise eine Paketierungsvorrichtung für Blechpakete, insbesondere für geschränkte Rotorblechpakete. Hierbei ist vorgesehen, dass die einzelnen Bleche auf eine entsprechende Paketierungsvorrichtung aufgesteckt werden, so dass die einzelnen Bleche kontinuierlich geschränkt angeordnet sind. Das Rotorblechpaket kann auf einer Rotorwelle aufgesteckt werden wodurch dieses dann rotationsfest mit der Rotorwelle verbunden wird.The individual sheets of a laminated core segment or the laminated core segments are formed identically in the rule. The DE 85 23 309 U1 describes, for example, a packaging device for laminated cores, in particular for restricted rotor laminated cores. It is provided that the individual sheets are attached to a corresponding packaging device, so that the individual sheets are arranged continuously restricted. The rotor laminated core can be plugged onto a rotor shaft, whereby it is then connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft.

Elektrische Maschinen im Automobilbereich, insbesondere zum Antrieb von elektrischen Fahrzeugen, werden mit hohen Drehzahlen von mehr als 20.000 U/min betrieben. Unter Fliehkrafteinfluss kann es somit zu Relativbewegungen der einzelnen Bleche kommen, so dass sich die Oberfläche bzw. der äußere Umfang des Blechpakets verändern kann. Um Verformungen der einzelnen Bleche entgegenzuwirken ist bekannt, dass die Bleche in axialer Richtung des Rotors vorgespannt werden. Bei gleich ausgebildeten Blechen ist dies jedoch nur dann möglich, wenn die Bleche nicht verschränkt zueinander angeordnet sind.Electric machines in the automotive sector, in particular for driving electric vehicles, are operated at high speeds of more than 20,000 rpm. Under the influence of centrifugal force, relative movements of the individual sheets may thus occur so that the surface or the outer circumference of the laminated core may change. To counteract deformations of the individual sheets is known that the sheets are biased in the axial direction of the rotor. For the same trained sheets, however, this is only possible if the sheets are not arranged entangled to each other.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Blechpakete mit Langlöchern ausgebildet werden, durch die ein Zuganker geführt werden kann, um die Blechpakte in axialer Richtung vorzuspannen. Eine derartige Lehre mit Länglöchern ist beispielsweise in der DE 10 2015 012 912 A1 gezeigt. Die JP 2004 - 248 442 A zeigt ein Blechpaket mit überlappenden Rundlöchern.From the prior art it is known that laminated cores are formed with slots through which a tie rod can be guided to bias the sheet metal pacts in the axial direction. Such a gauge with Länglöchern is for example in the DE 10 2015 012 912 A1 shown. The JP 2004 - 248 442 A shows a laminated core with overlapping round holes.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Rotor für eine elektrische Maschine bereitzustellen, der eine reduzierte Drehmomentenwelligkeit aufweist, eine erhöhte Rotations- und Biegesteifigkeit aufweist und preiswert herstellbar ist.It is the object of the invention to provide a rotor for an electric machine, which has a reduced torque ripple, increased rotational and bending stiffness and is inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Figuren und den Unteransprüchen beschrieben, wobei jedes Merkmal einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred embodiments of the invention are described in the description, the figures and the subclaims, wherein each feature individually or in combination may constitute an aspect of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Rotor für eine elektrische Maschine vorgesehen, umfassend ein um eine Rotorachse rotierbar ausgebildetes Rotorblechpaket mit einer Mehrzahl von in axialer Richtung hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten, wobei jedes Blechpaketsegment wenigstens eine in axialer Richtung angeordnete Winkelbuchsenaufnahme und wenigstens eine Magnethaltetasche aufweist, eine in die jeweilige Winkelbuchsenaufnahme angeordnete Winkelbuchse, die eine Ankeraufnahmeöffnung aufweist, und ein durch die Ankeraufnahmeöffnung geführter Anker, der die Mehrzahl der Blechpaketsegmente miteinander verbindet und in axialer Richtung vorspannt, wobei die Lage der Ankeraufnahmeöffnung von denjenigen Winkelbuchsen, die in hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten angeordnet sind, in Umfangsrichtung des Rotorblechpakets voneinander versetzt angeordnet sind.According to the invention, a rotor for an electric machine is provided, comprising a rotatable about a rotor axis formed rotor core with a plurality of axially arranged in a row Blechpaketsegmenten, each laminated core segment having at least one arranged in the axial direction Winkelbuchsenaufnahme and at least one Magnetethältasche, one in the respective angle socket arranged angle sleeve having an armature receiving opening, and guided through the armature receiving opening armature, which connects the majority of the laminated core segments and biases in the axial direction, wherein the position of the armature receiving opening of those angle sleeves, which are arranged in successively arranged laminated core segments, in the circumferential direction of the rotor core are arranged offset from each other.

Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der Erfindung, dass ein Rotor für eine elektrische Maschine bereitgestellt wird, wobei die elektrische Maschine vorzugsweise eine permanent erregte Synchronmaschine ist. Der Rotor umfasst ein Rotorblechpaket, das um eine Rotorachse rotierbar angeordnet und/oder ausgebildet ist. Das Rotorblechpaket wiederum umfasst eine Mehrzahl von Blechpaketsegmenten, die in axialer Richtung des Rotors hintereinander angeordnet sind. Die einzelnen Blechpaketsegmente umfassen in der Regel mehrere hintereinander angeordnete Bleche. Jedes Blechpaketsegment weist wenigstens eine in axialer Richtung des Rotors angeordnete Winkelbuchsenaufnahme und wenigstens eine Magnethaltetasche auf. In die Magnethaltetasche ist ein Permanentmagnet anordbar und/oder angeordnet.In other words, it is an aspect of the invention that a rotor for an electric machine is provided, wherein the electric machine is preferably a permanent-magnet synchronous machine. The rotor comprises a rotor laminated core, which is rotatably arranged and / or formed around a rotor axis. The rotor laminated core in turn comprises a plurality of laminated core segments, which are arranged one behind the other in the axial direction of the rotor. The individual laminated core segments generally comprise a plurality of plates arranged one behind the other. Each laminated core segment has at least one angular bushing receptacle arranged in the axial direction of the rotor and at least one magnet retaining pocket. In the magnetic holding pocket, a permanent magnet can be arranged and / or arranged.

Die Blechpaketsegmente sind vorzugsweise identisch hergestellt und/oder weisen eine gleiche Ausgestaltung auf. Dies bedeutet, dass auch die einzelnen Bleche eines Blechpaketsegments gleich ausgebildet sind.The laminated core segments are preferably produced identically and / or have the same configuration. This means that the individual sheets of a laminated core segment are the same design.

In die Winkelbuchsenaufnahme eines Blechpaketsegments ist jeweils eine Winkelbuchse angeordnet. Die Winkelbuchse wiederum weist eine Ankeraufnahmeöffnung auf, die vorzugsweise in axialer Richtung des Rotors ausgebildet ist. Durch die Ankeraufnahmeöffnung ist ein Anker geführt, der die Mehrzahl der Blechpaketsegmente miteinander verbindet und in axialer Richtung vorspannt. Auf diese Weise kann durch die Vorspannung der Blechpaketsegmente in axialer Richtung eine Relativbewegung der einzelnen Bleche bzw. der Blechpaketsegmente zueinander, insbesondere bei hohen Drehzahlen des Rotors, reduziert und/oder vermieden werden. Somit kann die Rotations- und Biegesteifigkeit des Rotors erhöht werden.In the angle sleeve receptacle of a laminated core segment an angle bushing is arranged in each case. The angle bushing in turn has an armature receiving opening, which is preferably formed in the axial direction of the rotor. By the Anchor receiving opening is guided an armature, which connects the majority of the laminated core segments together and biases in the axial direction. In this way, by the bias of the laminated core segments in the axial direction, a relative movement of the individual sheets or the laminated core segments to each other, in particular at high rotational speeds of the rotor, reduced and / or avoided. Thus, the rotational and bending stiffness of the rotor can be increased.

Die Lage der Ankeraufnahmeöffnung der jeweiligen Winkelbuchsen, die in hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten angeordnet sind, sind in Umfangsrichtung des Rotorblechpakets voneinander versetzt angeordnet. Dies bedeutet, dass die Grundgeometrie der Winkelbuchse zur Anordnung in der Winkelbuchsenaufnahme für alle Blechpaketsegmente gleich ist. Die Lage der Ankeraufnahmeöffnung innerhalb der Winkelbuchse unterscheidet sich jedoch für die jeweiligen hintereinander angeordneten Blechpaketsegmente. Auf diese Weise können die hintereinander geordneten Blechpaketsegmente aufgrund der unterschiedlichen Lage der Ankeraufnahmeöffnungen in den Winkelbuchsen, und aufgrund des durch die Ankeraufnahmeöffnung geführten Ankers in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet werden. Die Blechpaketsegmente werden somit diskret geschränkt zueinander angeordnet.The position of the armature receiving opening of the respective angle bushes, which are arranged in successively arranged laminated core segments, are arranged offset from one another in the circumferential direction of the rotor laminated core. This means that the basic geometry of the angle bushing for placement in the angle bushing receptacle is the same for all laminated core segments. However, the position of the armature receiving opening within the angle sleeve differs for the respective successively arranged laminated core segments. In this way, the successively arranged laminated core segments due to the different position of the armature receiving openings in the angle jacks, and due to the run through the armature receiving opening anchor circumferentially offset from one another. The laminated core segments are thus discretely spaced from each other.

Sind in den Magnettaschen Magnete eingesetzt, werden die Magnete eines Pols zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Somit kann in Folge der Schränkung der Blechpaketsegmente eine Verbesserung des Rotors hinsichtlich des Drehmomenttrippels, was eine Drehmomentenwelligkeit, beschreibt und der Laufgeräusche verbessert werden.Are used in the magnetic pockets magnets, the magnets of a pole are offset from each other in the circumferential direction. Thus, as a result of the skewing of the laminated core segments, an improvement of the rotor with respect to the torque ripple, which describes a torque ripple, and the running noise can be improved.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Winkelbuchsenaufnahme eine in Umfangsrichtung langlochförmigen Verlauf aufweist, und die Winkelbuchse eine zur Winkelbuchsenaufnahme korrespondierende Ausgestaltung umfasst. Durch den in Umfangsrichtung langlochförmigen Verlauf der Winkelbuchsenaufnahme und der entsprechend korrespondierenden Ausgestaltung der Winkelbuchse, wird die Geometrie der Winkelbuchse alleine auf die unterschiedlich mögliche Anordnung der Lage der Ankeraufnahmeöffnung in der Winkelbuchse reduziert.A preferred embodiment of the invention is that the angle bushing has a slot-shaped in the circumferential direction, and the angle bushing comprises a corresponding Eckbuchsenaufnahme configuration. Due to the slot-shaped in the circumferential direction course of the angle sleeve receptacle and the corresponding corresponding embodiment of the angle sleeve, the geometry of the angle sleeve is reduced solely to the different possible arrangement of the position of the armature receiving opening in the angle sleeve.

Grundsätzlich kann es ausreichen, dass in dem jeweiligen Blechpaketsegment nur eine Winkelbuchsenaufnahme zur Aufnahme einer Winkelbuchse ausgebildet ist. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Blechpaketsegmente eine Mehrzahl von Winkelbuchsenaufnahmen aufweisen. Auf diese Weise kann in die jeweilige Winkelbuchsenaufnahme eine korrespondierende Winkelbuchse mit einer Ankeraufnahmeöffnung angeordnet und/oder eingesetzt werden. Bei einer Mehrzahl von Winkelbuchsenaufnahmen und korrespondierenden Winkelbuchsen in den Blechpaketsegmenten, können die Blechpaketsegmente auch über eine Mehrzahl von Ankern in axialer Richtung vorgespannt werden. Auf diese Weise kann die Rotations- und/oder Biegesteifigkeit des Rotors erhöht werden.In principle, it may be sufficient that only one angle bushing receptacle for receiving an angle bushing is formed in the respective laminated core segment. A preferred embodiment of the invention is that the laminated core segments have a plurality of angle bushings. In this way, a corresponding angle bushing can be arranged and / or used with an armature receiving opening in the respective angle sleeve receptacle. In a plurality of angle socket receptacles and corresponding angle sockets in the laminated core segments, the laminated core segments can also be biased in the axial direction via a plurality of anchors. In this way, the rotational and / or bending stiffness of the rotor can be increased.

In diesem Zusammenhang liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Winkelbuchsenaufnahmen in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Winkelbuchsenaufnahmen vorzugsweise in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann aufgrund der gleichmäßig in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordneten Winkelbuchsenaufnahmen und der darin angeordneten Winkelbuchsen über die Anker eine in Umfangsrichtung gleichmäßige Vorspannung der Blechpaketsegmente in axialer Richtung ermöglicht werden. Somit kann die Rotations- und Biegesteifigkeit des Rotors erhöht werden.In this context, a preferred development of the invention is that the angle sleeve receptacles are arranged spaced from each other in the circumferential direction, wherein the angle sleeve receptacles are preferably arranged in the circumferential direction at regular intervals from each other. In this way, due to the evenly spaced circumferentially spaced angular socket receptacles and the angle sleeves arranged therein on the anchor a uniform circumferential bias of the laminated core segments in the axial direction are made possible. Thus, the rotational and bending stiffness of the rotor can be increased.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Blechpaketsegment eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordneten Lüftungsöffnungen aufweist, und die Winkelbuchsenaufnahme zwischen zwei Lüftungsöffnungen angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein Rotor bereitgestellt, bei dem die Blechpaketsegmente geschränkt zueinander angeordnet sind, der Rotor bzw. die Rotorblechpaketsegmente in axialer Richtung vorgespannt sind und zudem durch die Blechpaketsegmente ein Lüftungskanal ausgebildet wird. Auf diese Weise kann das Blechpaketsegment durch ein durchströmendes Medium, was Luft oder auch ein Öl sein kann, gekühlt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the laminated core segment has a plurality of circumferentially spaced-apart ventilation openings, and the angle sleeve receptacle is arranged between two ventilation openings. In this way, a rotor is provided, in which the laminated core segments are arranged mutually offset, the rotor or the rotor laminated core segments are biased in the axial direction and also a ventilation duct is formed by the laminated core segments. In this way, the laminated core segment can be cooled by a medium flowing through, which may be air or even an oil.

Der Anker, der durch die Ankeraufnahmeöffnungen geführt ist, kann vorzugweise derart ausgebildet sein, dass dieser dazu geeignet ist, die Blechpaketsegmente in axialer Richtung vorzuspannen. Der Anker kann vorzugsweise als Schraubanker ausgebildet sein, der zumindest an einem Endabschnitt ein Gewinde aufweist und an einem dem Gewinde abgewandten Endabschnitt einen Schraubenkopf umfasst. Auf diese Weise kann der Anker vorzugsweise mit dem Endabschnitt, der das Gewinde aufweist, voran durch die Blechpaketsegmente geführt werden. Zum Vorspannen der Blechpaketsegmente kann der Anker vorzugsweise mit dem Gewinde in eine stirnseitig auf das Rotorblechpaket angeordnete Druckscheibe eingreifen oder mit einer auf das Gewinde aufschraubbaren Mutter verschraubt werden.The armature, which is guided by the armature receiving openings, may preferably be designed such that it is suitable for biasing the laminated core segments in the axial direction. The armature may preferably be designed as a screw anchor, which has a thread at least at one end portion and comprises a screw head on an end portion facing away from the thread. In this way, the armature may preferably be guided through the laminated core segments with the end portion having the thread. For biasing the laminated core segments, the anchor can preferably engage with the thread in a frontally arranged on the rotor core packet thrust washer or be screwed with a screwed onto the nut thread.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Anker als Passdehnschraube ausgebildet ist. Eine Passdehnschraube ist dazu ausgebildet, mit einer hohen Vorspannkraft angezogen zu werden, um die Blechpaketsegmente in axialer Richtung vorzuspannen und somit ein Ausklaffen der einzelnen Blechpaketsegmente bzw. der einzelnen Bleche eines Blechpaketsegments zu vermeiden. Zur Erzielen der gewünscht großen Vorspannkraft wird die Passdehnschraube über den elastischen Grenzbereich in den plastischen Bereich hineinverformt. Das Anziehen der Passdehnschraube erfolgt dabei Drehwinkel- und/oder Streckgrenzen gesteuert.A preferred development of the invention is that the armature is designed as a Passdehnschraube. A Passdehnschraube is to designed to be attracted with a high biasing force to bias the laminated core segments in the axial direction, thus avoiding a Ausklaffen the individual laminated core segments or the individual sheets of a laminated core segment. To achieve the desired large biasing force, the Passdehnschraube is deformed over the elastic limit range in the plastic range. The tightening of the Passdehnschraube takes place while Drehwinkel- and / or yield points controlled.

In diesem Zusammenhang liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Passdehnschraube eine zumindest abschnittsweise zur Längsrichtung der Passdehnschraube koaxial verlaufende Innenbohrung aufweist. Auf diese Weise kann insbesondere in dem Bereich, in dem die Passdehnschraube eine axiale Bohrung aufweist, ein Querschnitt bereitgestellt werden, in dem die Passdehnschraube beim Anziehen vom elastischen in den plastischen Bereich übergeht.In this context, a preferred embodiment of the invention is that the Passdehnschraube has an at least partially to the longitudinal direction of the Passdehnschraube coaxially extending inner bore. In this way, in particular in the region in which the fitting screw has an axial bore, a cross-section can be provided, in which the fitting screw, when tightened, transitions from the elastic to the plastic region.

Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass an dem jeweiligen axialen Ende des Rotors eine Druckscheibe mit einem Wellenzapfen angeordnet ist, wobei der Wellenzapfen koaxial zur Rotorachse des Rotors ausgebildet ist. Die Wellenzapfen dienen zur Lagerung des Rotors in einem Gehäuse. Bevorzugt wird der wenigstens eine Anker durch die Druckscheiben geführt, so dass diese mit dem Rotorblechpaketen verbunden werden können.In principle it can be provided that at the respective axial end of the rotor, a thrust washer is arranged with a shaft journal, wherein the shaft journal is formed coaxially to the rotor axis of the rotor. The shaft journals serve to support the rotor in a housing. Preferably, the at least one armature is guided by the pressure discs, so that they can be connected to the rotor laminations.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass das Rotorblechpaket eine koaxial zur Rotorachse ausgebildete Wellenbohrung aufweist, und eine Rotorwelle durch die Wellenbohrung geführt ist und/oder das Rotorblechpaket auf die Rotorwelle aufgeschrumpft ist. Auf diese Weise kann das Rotorblechpaket drehfest auf der Rotorwelle angeordnet werden, um ein Drehmoment von dem Rotorblechpaket auf die Rotorwelle und umgekehrt zu übertragen.A preferred development of the invention is that the rotor laminated core has a shaft bore formed coaxially with the rotor axis, and a rotor shaft is guided through the shaft bore and / or the rotor laminated core is shrunk onto the rotor shaft. In this way, the rotor core can be rotatably mounted on the rotor shaft to transmit a torque from the rotor core to the rotor shaft and vice versa.

Die Erfindung betrifft zudem eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Rotor, wobei die elektrische Maschine vorzugsweise eine permanent erregte Synchronmaschine ist.The invention also relates to an electric machine with the rotor according to the invention, wherein the electric machine is preferably a permanent-magnet synchronous machine.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht als einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Der Anmelder behält sich vor, einzelne oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Figuren näher erläutert.Further features of the invention will become apparent from the dependent claims and the following embodiments. The embodiments are not to be construed as limiting, but rather as exemplary. They are to enable the skilled person to carry out the invention. The Applicant reserves the right to make individual or several of the features disclosed in the exemplary embodiments the subject matter of patent claims or to include such features in existing claims. The embodiments are explained in more detail with reference to figures.

In diesen zeigen:

1 eine Ansicht des Rotors,
2 eine Explosionsdarstellung eines Blechpaketsegments und der darin anordbaren Winkelbuchsen,
3 eine Ansicht der Winkelbuchse,
4 eine Draufsicht auf das Blechpaketsegment,
5 eine Ansicht mehrerer hintereinander geschränkt angeordneter Blechpaketsegmente,
6 ein Längsschnitt durch den Rotor,
7 ein Detailausschnitt des als Passdehnschraube ausgebildeten Ankers zur Vorspannung des Rotorblechpakets in axialer Richtung.

In these show:

1 a view of the rotor,
2 an exploded view of a laminated core segment and the angle sleeves can be arranged therein,
3 a view of the angle bush,
4 a plan view of the laminated core segment,
5 a view of several successively arranged staggered laminated core segments,
6 a longitudinal section through the rotor,
7 a detail of the trained as Passdehnschraube anchor for biasing the rotor core in the axial direction.

In 1 ist ein Rotor 10 für eine elektrische Maschine gezeigt, wobei die elektrische Maschine eine permanent erregte Synchronmaschine ist. Der Rotor 10 weist ein Rotorblechpaket 12 auf, das um eine Rotorachse 14 rotierbar ausgebildet ist. Das Rotorblechpaket 12 umfasst eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten 16. Die Blechpaketsegmente 16 weisen jeweils eine koaxial zur Rotorachse 14 ausgebildete Wellenbohrung 18 auf, durch die eine Rotorwelle 20 geführt ist. Die Blechpaketsegmente 16 sind vorzugsweise auf die Rotorwelle 20 thermisch aufgeschrumpft und somit drehfest mit der Rotorwelle 20 verbunden. Auf diese Weise kann ein Drehmoment zwischen der Rotorwelle 20 und dem Rotorblechpaket 12 übertragen werden.In 1 is a rotor 10 for an electric machine, wherein the electric machine is a permanent-magnet synchronous machine. The rotor 10 has a rotor core 12 on, that around a rotor axis 14 is designed rotatable. The rotor core 12 comprises a plurality of laminated core segments arranged one behind the other 16 , The laminated core segments 16 each have a coaxial with the rotor axis 14 trained shaft bore 18 on, through which a rotor shaft 20 is guided. The laminated core segments 16 are preferably on the rotor shaft 20 thermally shrunk and thus rotationally fixed to the rotor shaft 20 connected. In this way, a torque between the rotor shaft 20 and the rotor core 12 be transmitted.

Das Rotorblechpaket 12 ist über durch die Blechpaketsegmente 16 geführte Anker 22 in axialer Richtung vorgespannt. Über die axiale Vorspannung der Blechpaketsegmente 16 kann die Rotations- und Biegesteifigkeit des Rotorblechpakets 12 erhöht werden. Somit können insbesondere bei hohen Drehzahlen die Verformungen des Rotors 10 reduziert werden.The rotor core 12 is over through the laminated core segments 16 led anchors 22 biased in the axial direction. About the axial preload of the laminated core segments 16 can the rotational and bending stiffness of the rotor core 12 increase. Thus, especially at high speeds, the deformations of the rotor 10 be reduced.

In 2 ist eine Explosionsdarstellung eines Blechpaketsegments 16 gezeigt. Das Blechpaketsegment 16 weist neben der koaxial zur Rotorachse 14 angeordneten Wellenbohrung 18 eine Mehrzahl von Lüftungsöffnungen 24 auf, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet angeordnet sind. Zwischen den Lüftungsöffnungen 24 sind Winkelbuchsenaufnahmen 26 angeordnet, die einen in Umfangsrichtung langförmigen Verlauf aufweisen. Weiter radial nach außen gerichtet weist das Blechpaketsegment 16 eine Mehrzahl von Magnethaltetaschen 28 auf, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Magnethaltetaschen 28 sind dazu ausgebildet einen Permanentmagneten 29 aufzunehmen und darin zu fixieren.In 2 is an exploded view of a laminated core segment 16 shown. The laminated core segment 16 points next to the coaxial with the rotor axis 14 arranged shaft bore 18 a plurality of vents 24 on, which are arranged circumferentially spaced from each other at regular intervals. Between the vents 24 are angle jaw shots 26 arranged, which have a circumferentially long course. Further directed radially outward, the laminated core segment 16 a plurality of magnetic pockets 28 on, which are arranged circumferentially spaced from each other at regular intervals. The magnetic pockets 28 are designed to be a permanent magnet 29 to record and fix in it.

Das Blechpaketsegment 16 umfasst in der Regel mehrere hintereinander angeordnete einzelne Bleche 31, die allesamt identisch ausgebildet sind und zu einem Blechpaketsegment 16 angeordnet werden. The laminated core segment 16 usually includes several consecutively arranged individual sheets 31 All of which are identical and formed into a laminated core segment 16 to be ordered.

In die jeweilige Winkelbuchsenaufnahme 26 eines jeden Blechpaketsegments 16 wird jeweils eine Winkelbuchse 30 angeordnet. Die Winkelbuchse 30 weist demnach eine entsprechend zur Winkelbuchsenaufnahme 26 korrespondierende Struktur und/oder Ausgestaltung auf. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass die Winkelbuchse 30 eine zur in Umfangsrichtung langlochförmigen Ausgestaltung der Winkelbuchsenaufnahme 26 korrespondierende Ausgestaltung aufweist. Die Winkelbuchse 30 wiederum weist eine Ankeraufnahmeöffnung 32 auf, durch die der Anker 22 geführt wird.Into the respective angle socket receptacle 26 of each laminated core segment 16 each becomes an angle bush 30 arranged. The angle socket 30 therefore has a corresponding to the angle socket recording 26 corresponding structure and / or configuration. For the present embodiment, this means that the angle sleeve 30 one for slot-shaped in the circumferential direction configuration of the angle sleeve receptacle 26 having corresponding configuration. The angle socket 30 in turn has an anchor receiving opening 32 on, through which the anchor 22 to be led.

Die Lage der Ankeraufnahmeöffnung 32 von denjenigen Winkelbuchsen 30, die in hintereinander angeordneten Blechpaketsegmenten 16 angeordnet sind, ist in Umfangrichtung des Rotorblechpakets 12 versetzt angeordnet und somit von denjenigen Winkelbuchsen 30 eines benachbarten Blechpaketsegments 16 verschieden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Winkelbuchse einen langlochförmigen Querschnitt auf. Die Ankeraufnahmeöffnung 32 ist dabei im Randbereich der langlochförmig ausgebildeten Winkelbuchse 30 angeordnet. Die Winkelbuchse 30 eines an das Blechpaketsegment 16 angrenzenden Blechpaketsegments 16 weist Winkelbuchsen 30 auf, deren Ankeraufnahmeöffnung 32 in Umfangsrichtung des Rotorblechpakets 16 versetzt angeordnet sind. Dies bedeutet, dass im Vergleich zu den dargestellten Winkelbuchsen 30 mit den Ankeraufnahmeöffnungen 32, die Ankeraufnahmeöffnung 32 nicht im seitlichen Bereich, sondern in Umfangsrichtung des Blechpaketsegments 16 weiter mittig angeordnet ist.The location of the anchor receiving opening 32 from those angle sockets 30 , in successively arranged laminated core segments 16 are arranged, is in the circumferential direction of the rotor core 12 arranged offset and thus of those angle sockets 30 an adjacent laminated core segment 16 different. In the present embodiment, the angle bushing has a slot-shaped cross-section. The anchor receiving opening 32 is in the edge region of the oblong-shaped angle bushing 30 arranged. The angle socket 30 one to the laminated core segment 16 adjacent laminated core segment 16 has angle sockets 30 on whose anchor receiving opening 32 in the circumferential direction of the rotor core 16 are arranged offset. This means that compared to the illustrated angle sockets 30 with the anchor receiving openings 32 , the anchor receiving opening 32 not in the lateral area, but in the circumferential direction of the laminated core segment 16 is arranged further in the middle.

Werden die einzelnen Blechpaketsegmente 16 hintereinander angeordnet, wie dies in 1 gezeigt ist, und wird ein Anker 22 durch die Ankeraufnahmeöffnung 32 der Winkelbuchsen 30 geführt, so werden die Blechpaketsegmente 16 in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Dies führt dazu, dass die Magnethaltetaschen 28 ebenfalls in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet werden. Dies bedeutet, dass die Permanentmagnete 29 eines Pols in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet werden. Durch die Schränkung bzw. die versetzte Anordnung der Permanentmagnete 29 in Umfangsrichtung kann eine Verbesserung des Rotors 10 hinsichtlich eines Drehmomenttrippels, was eine Drehmomentenwelligkeit beschreibt, und des Laufgeräusches verbessert werden.Be the individual laminated core segments 16 arranged one after another, as in 1 is shown and becomes an anchor 22 through the anchor receiving opening 32 the angle sockets 30 led, so are the laminated core segments 16 offset from each other in the circumferential direction. This causes the magnetic pockets 28 are also arranged offset in the circumferential direction to each other. This means that the permanent magnets 29 a pole are arranged offset in the circumferential direction to each other. Due to the Schränkung or the staggered arrangement of the permanent magnets 29 in the circumferential direction can improve the rotor 10 with respect to a torque ripple, which describes a torque ripple, and the running noise are improved.

In 3 ist eine Detailansicht der Winkelbuchse 30 gezeigt. Die Winkelbuchse 30 weist in ihren Querschnitt einen langlochförmigen Verlauf auf. Vorliegend ist die in der Winkelbuchse 30 angeordnete Ankeraufnahmeöffnung 32 im seitlichen Bereich angeordnet. Die Winkelbuchse 30 eines Blechpaketsegments 16, das an ein Blechpaketsegment 16 mit der in 3 gezeigten Winkelbuchse 30 angrenzt, weist eine Ankeraufnahmeöffnung 32 deren Lage versetzt zu der dargestellten Lage der Ankeraufnahmeöffnung 32 ist. Dies bedeutet, dass die Grundgeometrie, das heißt die Außenform der Winkelbuchse 30 für alle Blechpaketsegmente 16 gleich ist. Die Lage der Winkelaufnahmeöffnung 32 variiert jedoch über den Querschnitt der Winkelbuchse in Umfangsrichtung des Blechpaktsegments 16 für die unterschiedlichen Blechpaketsegmente 16.In 3 is a detail view of the angle bush 30 shown. The angle socket 30 has a slot-shaped course in its cross section. The present is in the angle socket 30 arranged anchor receiving opening 32 arranged in the lateral area. The angle socket 30 a laminated core segment 16 attached to a laminated core segment 16 with the in 3 shown angle socket 30 adjacent, has an anchor receiving opening 32 their position offset to the illustrated position of the armature receiving opening 32 is. This means that the basic geometry, that is the outer shape of the angle sleeve 30 for all laminated core segments 16 is equal to. The position of the angle receiving opening 32 However, it varies over the cross section of the angle sleeve in the circumferential direction of the sheet metal pact segment 16 for the different laminated core segments 16 ,

In 4 ist eine Aufsicht auf das Blechpaketsegment 16 gezeigt. Die Winkelbuchse 30 ist in axialer Richtung des Blechpaketsegments 16 in die Winkelbuchsenaufnahme 26 eingesteckt. In der Aufsicht wird der in Umfangsrichtung des Blechpaketsegments 16 langlochförmiger Verlauf der Winkelbuchse 30 ersichtlich. Die Ankeraufnahmeöffnung 32 in der jeweiligen Winkelbuchse 30 ist in Umfangsrichtung an einem seitlichen Ende der Winkelbuchse 30 angeordnet.In 4 is a plan view of the laminated core segment 16 shown. The angle socket 30 is in the axial direction of the laminated core segment 16 in the angle socket receptacle 26 plugged in. In the plan view of the circumferential direction of the laminated core segment 16 slot-shaped course of the angle bushing 30 seen. The anchor receiving opening 32 in the respective angle socket 30 is in the circumferential direction at a lateral end of the angle sleeve 30 arranged.

In 5 ist das Blechpaketsegment 16 nochmals in der Aufsicht gezeigt, wie dies schon aus 4 bekannt ist, wobei nunmehr eine Mehrzahl von Blechpaketsegmenten 16 in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind. Die Lage der Ankeraufnahmeöffnung 32 innerhalb der Winkelbuchsen 30 in den aufeinanderfolgenden Blechpaketsegmenten 16 unterscheidet sich jeweils. In 5 is the laminated core segment 16 again shown in the supervision, as already done 4 is known, wherein now a plurality of laminated core segments 16 are arranged one behind the other in the axial direction. The location of the anchor receiving opening 32 within the angle sockets 30 in the successive laminated core segments 16 differs in each case.

Auf diese Weise werden die Blechpaketsegmente 16 in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet, so dass diese eine geschränkte Anordnung 33 aufweisen. Wird ein Permanentmagnet 29 in die Magnettasche 28 eingeführt, so werden die Magnete eines Pols zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Auf diese Weise kann eine Verbesserung des Rotors 10 hinsichtlich eines Drehmomenttrippels, was eine Drehmomentenwelligkeit beschreibt, und des Laufgeräusches optimiert werden.In this way, the laminated core segments 16 arranged offset in the circumferential direction to each other, so that this is a restricted arrangement 33 respectively. Becomes a permanent magnet 29 in the magnet pocket 28 introduced, the magnets of a pole are arranged offset to one another in the circumferential direction. In this way, an improvement of the rotor 10 with regard to a torque ripple, which describes a torque ripple, and the running noise can be optimized.

In 6 ist ein Längsschnitt durch den Rotor 10 gezeigt. Die Blechpaketsegmente 16 sind in axialer Richtung des Rotors 10 hintereinander angeordnet. Ein Anker 22, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Passdehnschraube 34 ausgebildet ist, ist durch die Ankeraufnahmeöffnung 32 der in der Winkelbuchsenaufnahme 26 angeordneten Winkelbuchse 30 eingeführt und verspannt die Blechpaketsegmente 16 in axialer Richtung. Durch das Verspannen des Rotorblechpakets 12 bzw. der Mehrzahl der hintereinander angeordneten Blechpaketsegmente 16 in axialer Richtung kann die Rotations- und Biegesteifigkeit des Rotors 10 erhöht werden. Auf diese Weise können Verformungen der Blechpaketsegmente 16 und/oder der einzelnen Bleche 31 eines Blechpaketsegments 16 insbesondere unter Fliehkrafteinfluss reduziert werden.In 6 is a longitudinal section through the rotor 10 shown. The laminated core segments 16 are in the axial direction of the rotor 10 arranged one behind the other. An anchor 22 , in the present embodiment as Passdehnschraube 34 is formed, is through the armature receiving opening 32 the one in the angle sleeve receptacle 26 arranged angle socket 30 introduced and clamped the laminated core segments 16 in the axial direction. By clamping the rotor core 12 or the plurality of successively arranged laminated core segments 16 in the axial direction, the rotational and bending stiffness of the rotor 10 increase. In this way, deformations of the laminated core segments 16 and / or the individual sheets 31 a laminated core segment 16 be reduced especially under the influence of centrifugal force.

In 7 ist eine Detailansicht der Passdehnschraube 34 gezeigt. Die Passdehnschraube 34 weist eine zumindest abschnittsweise zur Längsrichtung 36 der Passdehnschraube 34 koaxial verlaufende Innenbohrung 38 auf. Auf diese Weise kann beim Anziehen der Passdehnschraube bzw. beim Vorspannen der Blechpaketsegmente in axialer Richtung ein Bereich bereitgestellt werden, bei dem durch das Aufbringen der Vorspannkraft die Passdehnschraube über ihren elastischen Grenzbereich in den plastischen Bereich hinein verformt wird. Somit kann eine entsprechend groß gewünschte Vorspannkraft zum Vorspannen der Blechpaketsegmente 16 in axialer Richtung bereitgestellt werden. Die Passdehnschraube 34 hat ein geringes Passungsspiel zur Ankeraufnahmeöffnung 32 der Winkelbuchse 30 und richtet somit die Blechpaketsegmente 16 axial formschlüssig aus, so dass die hintereinander angeordnete Blechpaketsegmente 16 in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind und somit eine diskrete Schränkung aufweisen. Entscheidend hierbei ist, dass die in den aufeinanderfolgenden Blechpaketsegmenten 16 angeordneten Winkelbuchsen 30 jeweils eine in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Ankeraufnahmeöffnung 32 aufweisen. Die in Umfangsrichtung versetzte Anordnung der Ankeraufnahmeöffnung 32 innerhalb der Winkelbuchsen 30 der hintereinander angeordneten Blechpaketsegmente 16 kann der 5 entnommen werden.In 7 is a detailed view of the fitting screw 34 shown. The fitting screw 34 has an at least partially to the longitudinal direction 36 the fitting screw 34 coaxial inner bore 38 on. In this way, when tightening the Passdehnschraube or when preloading the laminated core segments in the axial direction, a region can be provided, in which by the application of the biasing force, the Passdehnschraube is deformed beyond its elastic limit range in the plastic region. Thus, a correspondingly large desired biasing force for biasing the laminated core segments 16 be provided in the axial direction. The fitting screw 34 has a slight clearance clearance to the armature receiving opening 32 the angle socket 30 and thus directs the laminated core segments 16 axial positive fit, so that the successively arranged sheet metal packet segments 16 circumferentially offset from each other and thus have a discrete setting. The decisive factor here is that in the successive laminated core segments 16 arranged angle sockets 30 each one in the circumferential direction offset from each other arranged anchor receiving opening 32 respectively. The circumferentially offset arrangement of the armature receiving opening 32 within the angle sockets 30 the successively arranged laminated core segments 16 can he 5 be removed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Rotorrotor
1212: RotorblechpaketLaminated core
1414: Rotorachserotor axis
1616: BlechpaketsegmentLaminated core segment
1818: Wellenbohrungshaft bore
2020: Rotorwellerotor shaft
2222: Ankeranchor
2424: Lüftungsöffnungenvents
2626: WinkelbuchsenaufnahmeAngle jack receptacle
2828: MagnethaltetascheMagnetic holding bag
2929: Permanentmagnetpermanent magnet
3030: Winkelbuchseangle jack
3131: Einzelne BlecheIndividual sheets
3232: AnkeraufnahmeöffnungAnchor receiving opening
3333: Geschränkte Anordnung der BlechpaketsegmenteRestricted arrangement of the laminated core segments
3434: PassdehnschraubePassdehnschraube
3636: Längsrichtung des AnkersLongitudinal direction of the anchor
3838: Innenbohrunginternal bore

Claims

Rotor (10) for an electrical machine, comprising a rotor laminated core (12) rotatable around a rotor axis (14) and having a plurality of laminations (16) arranged one behind the other in the axial direction, each laminar segment (16) having at least one angular bushing receptacle (26) arranged in the axial direction and at least one magnet retaining pocket (28) having, a in the respective angle sleeve receptacle (26) arranged angle bushing (30) having an armature receiving opening (32), and a through the armature receiving opening (32) guided armature (22) which connects the plurality of laminated core segments (16) together and biases in the axial direction, wherein the position of the armature receiving opening (32) of those angle sockets (30) arranged in successively arranged laminated core segments (16) is arranged offset from one another in the circumferential direction of the rotor laminated core (12).

Rotor after Claim 1 , characterized in that the angle bushing receptacle (26) has an elongated slot-shaped course in the circumferential direction, and the angle bushing (30) comprises a configuration corresponding to the angle bushing receptacle (26).

Rotor after Claim 1 or 2 , characterized in that the laminated core segments (16) has a plurality of angle bushing receptacles (26).

Rotor after Claim 3 , characterized in that the angle bushing receptacles (26) are arranged spaced from each other in the circumferential direction.

Rotor after one of Claims 3 or 4 , characterized in that the angle sleeve receptacles (26) are arranged spaced apart in the circumferential direction at regular intervals.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the laminated core segment (16) has a plurality of spaced circumferentially spaced ventilation openings (24), and the angle bushing receptacle (26) between two ventilation openings (24) is arranged.

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the armature (22) is a Passdehnschraube (34).

Rotor after Claim 7 , characterized in that the Passdehnschraube (34) has an at least partially in the longitudinal direction (36) of the Passdehnschraube (34) coaxially extending inner bore (38).

Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor laminated core (12) has a coaxial with the rotor axis (14) formed shaft bore (18), and a rotor shaft (20) through the shaft bore (18) is guided and / or the rotor core ( 12) is shrunk onto the rotor shaft (20).

Electric machine with a rotor (10) according to one of Claims 1 to 9 ,