DE102019208099A1 - Rotor for an electrical machine, method for producing a rotor and electrical machine with a rotor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor (10) für eine elektrische Maschine, mit einem in axialer Richtung des Rotors (10) angeordneten Blechpaket (16), das eine erste Stirnseite (20) und eine zur ersten Stirnseite (20) in axialer Richtung des Blechpakets (16) beanstandet angeordnete zweite Stirnseite (22) aufweist, einer auf der ersten Stirnseite (20) angeordneten ersten Endscheibe (24), und einer auf der zweiten Stirnseite (22) angeordneten zweiten Endscheibe (26), wobei die erste Endscheibe (24), das Blechpaket (16) und die zweite Endscheibe (26) jeweils eine parallel zur Rotorachse (12) des Rotors (10) verlaufende Ankeraufnahmeöffnung (28) aufweisen, und einem durch die Ankeraufnahmeöffnung (28) der ersten Endscheibe (24), des Blechpakets (16) und der zweiten Endscheibe (26) geführten Zuganker (30) zur Verspannung des Blechpakets (16) in axialer Richtung, wobei der Zuganker (30) an einem distalen Endabschnitt (31) wenigstens einen Verankerungsabschnitt (32) mit einem darauf angeordneten Schließring (46) aufweist, wobei der Verankerungsabschnitt (32) derart ausgebildet ist, dass der Schließring (46) unlösbar mit dem Verankerungsabschnitt (32) verbunden ist.The invention relates to a rotor (10) for an electrical machine, with a laminated core (16) arranged in the axial direction of the rotor (10), which has a first end face (20) and one to the first end face (20) in the axial direction of the laminated core ( 16) has a second end face (22) arranged spaced apart, a first end disk (24) arranged on the first end face (20), and a second end disk (26) arranged on the second end face (22), the first end disk (24), the laminated core (16) and the second end disk (26) each have an armature receiving opening (28) running parallel to the rotor axis (12) of the rotor (10), and one through the armature receiving opening (28) of the first end disk (24), the laminated core ( 16) and the second end plate (26) guided tie rods (30) for bracing the laminated core (16) in the axial direction, wherein the tie rod (30) at a distal end section (31) has at least one anchoring section (32) with one arranged thereon Has locking ring (46), the anchoring section (32) being designed such that the locking ring (46) is permanently connected to the anchoring section (32).
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, wobei der Rotor ein Blechpaket aufweist, das über einen Zuganker in axialer Richtung verspannt ist. An einem distalen Endabschnitt des Zugankers ist ein Verankerungsabschnitt ausgebildet, auf dem ein Schließring angeordnet ist, wobei der Schließring unlösbar mit dem Verankerungsabschnitt verbunden ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines in axialer Richtung vorgespannten Rotors, mit einem durch ein Blechpaket des Rotors geführten Zuganker zur axialen Verspannung des Blechpakets, wobei der Zuganker unlösbar mit eine Schließring zur Verspannung des Blechpakets verankert wird. Überdies betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Rotor.The invention relates to a rotor for an electrical machine, the rotor having a laminated core which is braced in the axial direction via a tie rod. On a distal end section of the tie rod, an anchoring section is formed, on which a locking ring is arranged, the locking ring being permanently connected to the anchoring section. The invention also relates to a method for producing an axially preloaded rotor with a tie rod guided through a laminated core of the rotor for axially bracing the laminated core, the tie rod being permanently anchored to a locking ring for bracing the laminated core. The invention also relates to an electrical machine with the rotor according to the invention.
Rotoren für elektrische Maschinen, insbesondere zur Anwendung in der Elektromobilität, sind grundsätzlich bekannt. Die bekannten Rotoren weisen in der Regel eine Rotorwelle auf, auf denen ein Rotorblechpaket angeordnet ist. Bekannt ist weiterhin, dass endseitig auf dem Rotorblechpaket eine Endscheibe angeordnet wird. Endscheiben werden für gewöhnlich auch als Druckscheiben bezeichnet. Durch das Rotorblechpaket und die Endscheiben können Zuganker zur Vorspannung des Blechpakets geführt sein. Eine Vorspannung des Blechpakets kann vorteilhaft sein, um die Drehmomentenwelligkeit des Rotors, insbesondere bei hohen Drehzahlen, zu reduzieren.Rotors for electrical machines, in particular for use in electromobility, are known in principle. The known rotors generally have a rotor shaft on which a laminated rotor core is arranged. It is also known that an end disk is arranged on the end of the laminated rotor core. End plates are also commonly referred to as thrust washers. Tie rods for prestressing the laminated core can be guided through the laminated rotor core and the end disks. Pre-tensioning the laminated core can be advantageous in order to reduce the torque ripple of the rotor, in particular at high speeds.
Derartig bekannte Zuganker werden in der Regel durch die Endscheiben und das Rotorblechpaket geführt und durch eine endseitig auf den Zuganker aufgeschraubte Mutter in axialer Richtung vorgespannt, um das Rotorblechpaket in axialer Richtung des Rotors zu verspannen. Die langen Zuganker lassen sich in der Regel gut über die aufgeschraubte Mutter spannen. Sie können allerdings aufgrund ihrer Einbaulage und der hohen Rotordrehzahlen von mehr als 14.000 U/min ein ungünstiges Biegemoment erfahren, das zusammen mit Vibrationen, bedingt durch Restunwuchten des Rotors, und durch Temperaturänderungen zu einem Lösen der Schraubverbindungen führen kann.Known tie rods of this type are usually passed through the end disks and the laminated rotor core and are preloaded in the axial direction by a nut screwed onto the tie rod at the end in order to clamp the laminated rotor core in the axial direction of the rotor. The long tie rods can usually be easily tightened over the screwed-on nut. However, due to their installation position and the high rotor speeds of more than 14,000 rpm, they can experience an unfavorable bending moment, which, together with vibrations, caused by residual imbalances in the rotor and temperature changes, can lead to loosening of the screw connections.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Rotor für eine elektrische Maschine bereitzustellen, der eine sichere und dauerhafte Verspannung des Blechpakets in axialer Richtung aufweist.It is the object of the invention to provide a rotor for an electrical machine which has a secure and permanent bracing of the laminated core in the axial direction.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und/oder Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen angegeben, wobei jedes Merkmal sowohl einzeln aus auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann.This object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred developments and / or configurations of the invention are specified in the description, the drawings and the subclaims, each feature being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination.
Erfindungsgemäß ist ein Rotor für eine elektrische Maschine vorgesehen, mit einem in axialer Richtung des Rotors angeordneten Blechpaket, das eine erste Stirnseite und eine zur ersten Stirnseite in axialer Richtung des Blechpakets beabstandet angeordnete zweite Stirnseite aufweist, einer auf der ersten Stirnseite angeordneten ersten Endscheibe, und einer auf der zweiten Stirnseite angeordneten zweiten Endscheibe, wobei die erste Endscheibe, das Blechpaket und die zweite Endscheibe jeweils eine parallel zur Rotorachse bzw. Längsachse des Rotors verlaufende Ankeraufnahmeöffnung aufweisen, und einen durch die Ankeraufnahmeöffnung der ersten Endscheibe des Blechpakets und der zweiten Endscheibe geführten Zuganker zur Verspannung des Blechpakets in axialer Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuganker an einem distalen Endabschnitt wenigstens einen Verankerungsabschnitt mit einem darauf angeordneten Schließring aufweist, wobei der Verankerungsabschnitt derart ausgebildet ist, dass der Schließring unlösbar mit dem Verankerungsabschnitt verbunden ist.According to the invention, a rotor for an electrical machine is provided, with a laminated core arranged in the axial direction of the rotor, which has a first end face and a second end face arranged at a distance from the first end face in the axial direction of the laminated core, a first end plate arranged on the first end face, and a second end disk arranged on the second end face, the first end disk, the laminated core and the second end disk each having an armature receiving opening running parallel to the rotor axis or longitudinal axis of the rotor, and a tie rod guided through the armature receiving opening of the first end disk of the laminated core and the second end disk for bracing the laminated core in the axial direction, characterized in that the tie rod has at least one anchoring section with a locking ring arranged thereon at a distal end section, the anchoring section being designed such that the Closing ring is inextricably connected to the anchoring section.
Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass ein Rotor für eine elektrische Maschine bereitgestellt wird. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise zur Verwendung in einem zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug eingerichtet und/oder ausgebildet. Insbesondere findet die elektrische Maschine vorzugsweise Anwendung im Antriebsstrang des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.In other words, it is an aspect of the present invention that a rotor is provided for an electrical machine. The electrical machine is preferably set up and / or designed for use in an at least partially electrically driven motor vehicle. In particular, the electrical machine is preferably used in the drive train of the at least partially electrically driven motor vehicle.
Der Rotor der elektrischen Maschine weist ein Blechpaket auf. Für gewöhnlich wird das Blechpaket auch als Rotorblechpaket bezeichnet. Das Blechpaket wird vorzugsweise auf einer Rotorwelle oder auf einem Blechpaketträger einer gebauten Welle drehfest angeordnet. Die Rotorwelle ist vorzugsweise einteilig ausgebildet. Die gebaute Welle weist in der Regel einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Blechpaketträger mit endseitig auf dem Blechpaketträger angeordneten und/oder angeflanschten Wellenzapfen auf.The rotor of the electrical machine has a laminated core. The laminated core is usually also referred to as the laminated rotor core. The laminated core is preferably arranged non-rotatably on a rotor shaft or on a laminated core carrier of a built shaft. The rotor shaft is preferably designed in one piece. The assembled shaft generally has a hollow cylinder-shaped laminated core carrier with shaft journals arranged and / or flanged on the end of the laminated core carrier.
Das Blechpaket kann ein oder mehrere Blechpaketsegmente aufweisen, die in axialer Richtung des Rotors hintereinander angeordnet sind. Ein Blechpaketsegment wiederrum umfasst vorzugsweise mehrere hintereinander angeordnete Bleche. Das Blechpaket des Rotors weist eine erste Stirnseite und eine zur ersten Stirnseite in axialer Richtung des Blechpakets beabstandet angeordnete zweite Stirnseite auf. Auf der ersten Stirnseite ist eine erste Endscheibe angeordnet und auf der zweiten Stirnseite ist eine zweite Endscheibe angeordnet. Eine Endscheibe wird für gewöhnlich auch als Druckscheibe bezeichnet. Das Blechpaket ist folglich zwischen der ersten Endscheibe und der zweiten Endscheibe angeordnet.The laminated core can have one or more laminated core segments which are arranged one behind the other in the axial direction of the rotor. A laminated core segment in turn preferably comprises several sheets arranged one behind the other. The laminated core of the rotor has a first end face and a second end face arranged at a distance from the first end face in the axial direction of the laminated core. A first end plate is arranged on the first end face and a second end plate is arranged on the second end face. An end plate is also commonly called a thrust washer designated. The laminated core is consequently arranged between the first end disk and the second end disk.
Parallel zur Rotorachse bzw. Längsachse des Rotors verlaufend weisen die erste Endscheibe, das Blechpaket und die zweite Endscheibe wenigstens eine Ankeraufnahmeöffnung auf. Durch die Ankeraufnahmeöffnung der ersten Endscheibe, des Blechpakets und der zweiten Endscheibe ist ein Zuganker geführt, um das Blechpaket in axialer Richtung zu verspannen. Vorzugsweise weist der Rotor durch die erste Endscheibe, das Blechpaket und die zweite Endscheibe eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnete Ankeraufnahmeöffnungen auf, durch die jeweils ein Zuganker geführt ist.Running parallel to the rotor axis or longitudinal axis of the rotor, the first end disk, the laminated core and the second end disk have at least one armature receiving opening. A tie rod is passed through the armature receiving opening of the first end disk, the laminated core and the second end disk in order to brace the laminated core in the axial direction. The rotor preferably has, through the first end disk, the laminated core and the second end disk, a plurality of armature receiving openings arranged at a distance from one another in the circumferential direction, through which a tie rod is guided in each case.
Der Zuganker weist an einem distalen Endabschnitt wenigstens einen Verankerungsabschnitt mit einem darauf angeordneten Schließring auf. Besonders bevorzugt greift der Verankerungsabschnitt des Zugankers in den Schließring ein. Vorzugsweise ist der Schließring auf den Verankerungsabschnitt aufgepresst. Der Verankerungsabschnitt ist derart ausgebildet, dass der Schließring unlösbar mit dem Verankerungsabschnitt verbunden ist. Dies bedeutet, dass selbst mit einer Umdrehung des Schließrings um die Längsachse des Zugankers kein Verlust der Vorspannung des Blechpakets einhergeht. Demnach wird ein Rotor für eine elektrische Maschine bereitgestellt, der eine dauerhafte Verspannung des Blechpakets bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten - selbst bei Erschütterungen, Vibrationen und/oder Temperaturschwankungen des Rotors - gewährleisten kann.On a distal end section, the tie rod has at least one anchoring section with a locking ring arranged thereon. The anchoring section of the tie rod particularly preferably engages in the locking ring. The locking ring is preferably pressed onto the anchoring section. The anchoring section is designed such that the locking ring is permanently connected to the anchoring section. This means that even with one rotation of the locking ring around the longitudinal axis of the tie rod, there is no loss of the prestressing of the laminated core. Accordingly, a rotor for an electrical machine is provided which can ensure permanent tensioning of the laminated core at high rotational speeds - even in the event of shocks, vibrations and / or temperature fluctuations of the rotor.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Schließring eine zumindest teilweise bzw. abschnittsweise plastisch verformbare, auf dem Verankerungsabschnitt aufsteckbare Hülse ist. Mit anderen Worten kann der Schließring auf den Verankerungsabschnitt aufgesteckt und nach dem Vorspannen des Zugankers und/oder des Blechpakets über ein Schließringformwerkzeug zumindest teilweise bzw. abschnittsweise plastisch verformt werden, so dass ein Formschluss zwischen dem Schließring und dem Verankerungsabschnitt des Zugankers einhergeht, um die Vorspannkraft des Zugankers über den Schließring und die Endscheiben auf das Blechpaket zu übertragen.An advantageous development of the invention is that the locking ring is an at least partially or sectionally plastically deformable sleeve that can be plugged onto the anchoring section. In other words, the locking ring can be slipped onto the anchoring section and, after the tensioning of the tie rod and / or the laminated core, can be plastically deformed at least partially or in sections using a locking ring forming tool, so that a form fit between the locking ring and the anchoring section of the tie rod is associated with the pretensioning force of the tie rod to be transferred to the laminated core via the locking ring and the end plates.
Alternativ dazu liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass der Schließring einstückig mit der ersten Endscheibe und/oder der zweiten Endscheibe verbunden ist. Auf diese Weise kann eine Relativverdrehung des Schließrings zur ersten Endscheibe und/oder zweiten Endscheibe unterbunden.Alternatively, a preferred development of the invention is that the locking ring is integrally connected to the first end plate and / or the second end plate. In this way, relative rotation of the locking ring to the first end disk and / or the second end disk can be prevented.
Der Schließring ist vorzugsweise auf eine dem Blechpaket abgewandten Seite der ersten Endscheibe und/oder der zweiten Endscheibe angeordnet. Auf diese Weise kann der Schließring in einfacher Weise über ein Schließringformwerkzeug zumindest teilweise bzw. abschnittsweise, vorzugsweise vollständig plastisch verformt werden, um einen Formschluss mit dem Verankerungsabschnitt des Zugankers eingehen zu können.The locking ring is preferably arranged on a side of the first end disk and / or the second end disk facing away from the laminated core. In this way, the locking ring can be plastically deformed at least partially or in sections, preferably completely, in a simple manner by means of a locking ring molding tool, in order to be able to enter into a form fit with the anchoring section of the tie rod.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schließring zumindest abschnittsweise plastisch verformt ist. Dies bedeutet, dass der Schließring nicht über seine gesamte axiale Länge, in der er auf dem Verankerungsabschnitt aufgesteckt ist, verformt ist. Es reicht vollkommen aus, wenn zumindest ein Teil des Schließrings plastisch verformt ist und einen Formschluss mit dem Verankerungsabschnitt des Zugankers einhergeht.In an advantageous development of the invention it is provided that the locking ring is plastically deformed at least in sections. This means that the locking ring is not deformed over its entire axial length in which it is slipped onto the anchoring section. It is completely sufficient if at least part of the locking ring is plastically deformed and a form fit is associated with the anchoring section of the tie rod.
Grundsätzlich kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Schließring über seine gesamte axiale Länge plastisch verformt ist, um den Formschluss mit dem Verankerungsabschnitt des Zugankers einzugehen. Auf diese Weise kann eine erhöhte Vorspannkraft des Zugankers über den Formschluss zwischen Schließring und Verankerungsabschnitt übertragen werden, um das Blechpaket in axialer Richtung zu verspannen.In principle, it can advantageously be provided that the locking ring is plastically deformed over its entire axial length in order to enter into the form fit with the anchoring section of the tie rod. In this way, an increased prestressing force of the tie rod can be transmitted via the form fit between the locking ring and anchoring section in order to brace the laminated core in the axial direction.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Schließring zumindest abschnittsweise eine kegelförmig ausgebildete äußere Mantelfläche aufweist, die in Richtung eines freien Endes des Verankerungsabschnitts zulaufend bzw. querschnittsverjüngend ausgebildet ist. Auf diese Weise kann über ein entsprechendes Schließringformwerkzeug, das auf die kegelförmig ausgebildete Mantelfläche aufgesetzt und/oder aufgepresst wird, der Schließring zumindest abschnittsweise plastisch verformt werden.A preferred further development of the invention is that the locking ring has, at least in sections, a conical outer jacket surface which tapers or tapers in cross-section in the direction of a free end of the anchoring section. In this way, the locking ring can be plastically deformed, at least in sections, by means of a corresponding locking ring molding tool that is placed and / or pressed onto the conically designed outer surface.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass der Verankerungsabschnitt derart ausgebildet ist, dass bei einem Formschluss des Verankerungsabschnitts mit dem Schließring, selbst bei einer Umdrehung des Schließrings um die Längsachse des Zugankers ein Lösen des Schließrings von dem Zuganker unterbunden ist.In principle, it can be provided that the anchoring section is designed in such a way that when the anchoring section is positively locked with the locking ring, even when the locking ring rotates around the longitudinal axis of the tie rod, the locking ring is prevented from becoming detached from the tie rod.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Zugankerabschnitt wenigstens eine in Umfangsrichtung des Zugankers ausgebildete umlaufende Vertiefung, Rille und/oder Nut aufweist. Dies bedeutet, dass der Verankerungsabschnitt kein Gewinde mit einer Steigung aufweist, sondern die Vertiefung, Rille und/oder Nut in Umfangsrichtung als eine axialsymmetrische, um die Längsachse rotierende Vertiefung ausgebildet ist. Sollte sich der Schließring, sofern dies möglich ist, um die Längsachse des Zugankers drehen können, so würde dieser durch die in Umfangsrichtung ausgebildete umlaufende Vertiefung, Rille und/oder Nut keine Verlagerung des Zugankers und/oder Schließrings in axialer Richtung bewirken. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass bei einer Verdrehung des Zugankers um dessen Längsachse relativ zum Schließring kein Verlust der Vorspannung des Blechpakets einhergeht.A preferred development of the invention is that the tie rod section has at least one circumferential depression, groove and / or groove formed in the circumferential direction of the tie rod. This means that the anchoring section does not have a thread with a pitch, but rather the recess, groove and / or groove is designed in the circumferential direction as an axially symmetrical recess rotating about the longitudinal axis. If the locking ring should be positioned around the longitudinal axis of the Can rotate the tie rod, this would not cause any displacement of the tie rod and / or locking ring in the axial direction due to the circumferential recess, groove and / or groove formed in the circumferential direction. In this way it can be prevented that, when the tie rod is rotated about its longitudinal axis relative to the locking ring, there is no loss of the prestress of the laminated core.
In diesem Zusammenhang liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass der Verankerungsabschnitt eine Mehrzahl von umlaufenden Vertiefungen, Rillen und/oder Nuten aufweist, die in axialer Richtung des Zugankers hintereinander und/oder in axialer Richtung des Zugankers zueinander beabstandet abgeordnet sind. Der Schließring greif somit in die Vielzahl bzw. Mehrzahl der umlaufenden Vertiefungen, Rillen und/oder Nuten ein, um mit diesen einen Formschluss zu bilden. Durch diesen ausgeprägten Formschluss zwischen Schließring und der Mehrzahl der Vertiefungen, Rillen und/oder Nuten kann eine erhöhte Vorspannkraft des Zugankers über den Schließring in die Endscheiben und somit in das Blechpaket eingeleitet werden.In this context, a preferred development of the invention is that the anchoring section has a plurality of circumferential depressions, grooves and / or grooves that are arranged one behind the other in the axial direction of the tie rod and / or spaced apart from one another in the axial direction of the tie rod. The locking ring thus engages in the plurality or plurality of circumferential depressions, grooves and / or grooves in order to form a form fit with them. Due to this pronounced form fit between the locking ring and the majority of the depressions, grooves and / or grooves, an increased prestressing force of the tie rod can be introduced into the end plates and thus into the laminated core via the locking ring.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Zuganker, angrenzend an den Verankerungsabschnitt, einem freien Ende des Zugankers zugewandt, eine Spannkeilaufnahme zur Verrastung mit einer Zugankerspanneinrichtung aufweist. Die Spannkeilaufnahme ist vorzugsweise eine in radialer Richtung nach außen ausgebildete Aufkantung. Die Aufkantung kann vorzugsweise abschnittsweise und ganz besonders bevorzugt umlaufend ausgebildet sein. Eine umlaufende Ausgestaltung der Spannkeilaufnahme kann den Vorteil haben, dass die Zugankerspanneinrichtung in einfacher Weise, also unabhängig sich von der Lage des Zugankers in der Aufnahmeöffnung mit der Spannkeilaufnahme verrasten kann.An advantageous further development of the invention is that the tie rod, adjacent to the anchoring section, facing a free end of the tie rod, has a clamping wedge receptacle for latching with a tie rod clamping device. The clamping wedge receptacle is preferably an upstand formed outward in the radial direction. The upstand can preferably be designed in sections and very particularly preferably all around. A circumferential configuration of the tensioning wedge receptacle can have the advantage that the tie rod tensioning device can lock onto the tensioning wedge receptacle in a simple manner, that is to say independently of the position of the tension rod in the receiving opening.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zuganker an einem den Verankerungsabschnitt abgewandten Ende einen Ankerkopf aufweist, und die erste Endscheibe oder die zweite Endscheibe ein Ankerkopfaufnahme aufweist, und durch die jeweils andere Endscheibe der Verankerungsabschnitt des Zugankers geführt ist. Mit anderen Worten weist der Zuganker an einem Ende einen Ankerkopf auf und an dem anderen Ende den Verankerungsabschnitt. Der Zuganker wird mit dem Verankerungsabschnitt voran durch die Ankeraufnahmeöffnung der ersten Endscheibe, des Blechpakets und der zweiten Endscheibe geführt. Die erste Endscheibe weist vorzugsweise eine zum Ankerkopf korrespondierende Ankerkopfaufnahme auf, in die der Ankerkopf eingreift.In an advantageous development of the invention it is provided that the tie rod has an anchor head at an end facing away from the anchoring section, and the first end disk or the second end disk has an anchor head receptacle, and the anchoring section of the tie rod is passed through the other end disk. In other words, the tie rod has an anchor head at one end and the anchoring section at the other end. The tie rod is guided with the anchoring section first through the anchor receiving opening of the first end plate, the laminated core and the second end plate. The first end plate preferably has an anchor head receptacle which corresponds to the anchor head and in which the anchor head engages.
Grundsätzlich kann es sein, dass der Ankerkopf derart in der Ankerkopfaufnahme angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass der Zuganker nicht drehbar in der Ankeraufnahme angeordnet ist. Der Ankerkopf kann beispielsweise mit einer Nut und/oder einem Vorsprung ausgebildet sein, und die Ankerkopfaufnahme kann eine korrespondierende Ausgestaltung zur Nut und/oder Ausnehmung aufweisen, so dass auf dieser Weise ein Formschluss zwischen Ankerkopf und Ankerkopfaufnahme entsteht, so dass der Anker, wenn der Ankerkopf in der Ankerkopfaufnahme angeordnet ist, nicht mehr um seine Längsachse drehbar ist.In principle, it can be the case that the anchor head is arranged and / or designed in the anchor head receptacle in such a way that the tie rod is not rotatably arranged in the anchor receptacle. The anchor head can be designed, for example, with a groove and / or a projection, and the anchor head receptacle can have a design corresponding to the groove and / or recess, so that in this way a form fit is created between the anchor head and anchor head receptacle, so that the anchor when the Anchor head is arranged in the anchor head receptacle, is no longer rotatable about its longitudinal axis.
Wenn in diesem Zusammenhang auch der Schließring einstückig mit der zweiten Endscheibe verbunden ist, kann eine Verdrehung des Schließrings zum Zuganker um dessen Längsachse unterbunden werden.If, in this context, the locking ring is also connected in one piece to the second end disk, a rotation of the locking ring relative to the tie rod about its longitudinal axis can be prevented.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Ankerkopf eine kegelförmige Ausgestaltung aufweist, die in Richtung des Verankerungsabschnitts zulaufend ausgebildet ist, und die Ankerkopfaufnahme korrespondierend zum Ankerkopf ausgebildet ist. Der Ankerkopf ist demnach senkkopfartig ausgebildet und die Ankerkopfaufnahme entsprechend korrespondierend. Durch den als Senkkopf ausbildeten Ankerkopf und der formschlüssigen Verbindung des Verankerungsabschnitts mit dem Schließring kann ein durch Fliehkräfte bedingtes Biegemoment in dem Zuganker sicher aufgenommen werden.A preferred development of the invention lies in the fact that the anchor head has a conical configuration which tapers in the direction of the anchoring section, and the anchor head receptacle is configured to correspond to the anchor head. The anchor head is accordingly designed like a countersunk head and the anchor head receptacle correspondingly corresponds. The anchor head, which is designed as a countersunk head, and the form-fitting connection of the anchoring section with the locking ring, allows a bending moment caused by centrifugal forces to be safely absorbed in the tie rod.
Die Erfindung betrifft zudem eine elektrische Maschine, vorzugsweise zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend den erfindungsgemäßen Rotor.The invention also relates to an electrical machine, preferably for arrangement in a drive train of an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising the rotor according to the invention.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Rotors, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen eines Blechpakets;
- - Anordnen einer ersten Endscheibe auf einer ersten Stirnseite des Blechpakets;
- - Anordnen einer zweiten Endscheibe auf einer zweiten Stirnseite des Blechpakets;
- - Anordnen eines Zugankers durch eine Ankeraufnahmeöffnung der ersten Endscheibe, des Blechpakets und der zweiten Endscheibe, wobei der Zuganker zumindest mit der ersten Endscheibe rückverankert ist, und ein Verankerungsabschnitt des Zugankers durch die zweite Endscheibe und durch eine Schließring geführt ist;
- - Vorspannen des Zugankers und des Blechpakets in axialer Richtung des Blechpakets und/oder des Zugankers;
- - Zumindest abschnittsweise plastische Verformung des Schließrings, so dass diese unlösbar mit dem Verankerungsabschnitt des Zugankers verbunden wird.
- - Providing a laminated core;
- - Arranging a first end plate on a first end face of the laminated core;
- - Arranging a second end plate on a second end face of the laminated core;
- Arranging a tie rod through an armature receiving opening of the first end disk, the laminated core and the second end disk, wherein the tie rod is anchored back at least to the first end disk, and an anchoring section of the tie rod is guided through the second end disk and through a locking ring;
- - Pre-tensioning the tie rod and the laminated core in the axial direction of the laminated core and / or the tie rod;
- - At least in sections, plastic deformation of the locking ring, so that it is permanently connected to the anchoring section of the tie rod.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass zum Vorspannen des Zugankers eine Zugankerspanneinrichtung auf einen freien Endabschnitt des Zugankers aufgesetzt wird, mit einer Spannkeilaufnahme des Zugankers verrastet wird, und der Zuganker und das Blechpaket in axialer Richtung durch eine Verlagerung der Zugankerspanneinrichtung vorgespannt werden. Auf diese Weise wird der Zuganker vorgespannt, indem die Zugankerspanneinrichtung mit der Spannkeilaufnahme des Zugankers verrastet und in axialer Richtung zum Blechpaket verlagert wird. Bedingt dadurch, dass sich die Zugankerspanneinrichtung an dem Blechpaket abstützt, wird auch das Blechpaket durch die axiale Verlagerung der Zugankerspanneinrichtung vorgespannt.A preferred further development of the invention is that, to pretension the tie rod, a tie rod tensioning device is placed on a free end section of the tie rod, locked with a clamping wedge receptacle of the tie rod, and the tie rod and the laminated core are preloaded in the axial direction by shifting the tie rod tensioning device. In this way, the tie rod is pretensioned in that the tie rod tensioning device engages with the tension wedge receptacle of the tie rod and is shifted in the axial direction to the laminated core. Due to the fact that the tie-rod tensioning device is supported on the laminated core, the laminated core is also pretensioned by the axial displacement of the tie-rod tensioning device.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass zur zumindest teilweisen plastischen Verformung des Schließrings ein koaxial zur Zugankerspanneinrichtung verlagerbar angeordnetes Schließringformwerkzeug auf dem Schließring aufgesetzt und/oder aufgepresst wird und der Schließring zumindest abschnittsweise plastisch verformt wird. Auf diese Weise kann durch eine Verlagerung des koaxial zur Zugankerspanneinrichtung angeordneten Schließringformwerkzeugs der auf dem Verankerungsabschnitt aufsitzende Schließring in einfacher Weise zumindest abschnittsweise plastisch verformt werden.An advantageous development of the invention is that for at least partial plastic deformation of the locking ring, a locking ring forming tool that is arranged coaxially to the tie-rod tensioning device is placed and / or pressed onto the locking ring and the locking ring is at least partially plastically deformed. In this way, by displacing the locking ring forming tool arranged coaxially to the tie rod tensioning device, the locking ring seated on the anchoring section can be plastically deformed in a simple manner, at least in sections.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patenansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Further features and advantages of the present invention emerge from the subclaims and the following exemplary embodiments. The exemplary embodiments are not to be understood as restrictive, but rather as examples. They are intended to enable those skilled in the art 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 of patent claims or to include such features in existing patent claims. The exemplary embodiments are explained in more detail with reference to drawings.
In diesen zeigen:
-
1 eine dreidimensionale Ansicht eines Rotors für eine elektrische - Maschine, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
2 einen Zuganker zum Vorspannen eines Blechpakets des Rotors, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 einen Verankerungsabschnitt des Zugankers, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4 eine Längsansicht des Rotors, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
5 einen Schnitt durch den Rotor im Bereich einer ersten Endscheibe und eines Blechpakets, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
6 einen Schnitt durch den Rotor im Bereich einer zweiten Endscheibe und dem Blechpaket, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
7 -10 ein Verfahren zum Vorspannen des Zugankers und zum plastischen Verformen eines Schließrings auf dem Verankerungsabschnitt des Zugankers, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a three-dimensional view of a rotor for an electrical - Machine, according to an embodiment of the invention;
-
2 a tie rod for prestressing a laminated core of the rotor, according to a preferred embodiment of the invention; -
3 an anchoring portion of the tie rod, according to the preferred embodiment of the invention; -
4th a longitudinal view of the rotor, according to the preferred embodiment of the invention; -
5 a section through the rotor in the area of a first end disk and a laminated core, according to the preferred embodiment of the invention; -
6th a section through the rotor in the area of a second end plate and the laminated core, according to the preferred embodiment of the invention; -
7th -10 a method for prestressing the tie rod and for the plastic deformation of a locking ring on the anchoring section of the tie rod, according to the preferred embodiment of the invention.
In
Der Rotor
Das Blechpaket
Die erste Endscheibe
Die Ankeraufnahmeöffnungen
Der Zuganker
Die erste Endscheibe
In
Eine Detailansicht des Verankerungsabschnitts
Die
Die Zugankerspanneinrichtung
In
In
Schließring
Locking
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