DE102019211467A1

DE102019211467A1 - Die-cast rotor of an electrical machine

Info

Publication number: DE102019211467A1
Application number: DE102019211467.9A
Authority: DE
Inventors: Vyacheslav Brushkivskyy
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-02-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckgussrotor (2) einer elektrischen Maschine, umfassend ein Blechpaket (4) mit mehreren gestapelten Einzelblechen, die zwischen zwei Endblechen (6, 8) angeordnet sind. Die gestapelten Einzelbleche und die Endbleche (6, 8) weisen jeweils mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Öffnungen (16) auf. An den Stirnseiten des Blechpakets (4) ist jeweils ein Kurzschlussring (10, 12) angeordnet. Es ist vorgesehen, dass die in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen (16) der Endbleche (6, 8) an der dem jeweiligen Kurzschlussring (10, 12) zugewandten Seite des Endblechs (6, 8) eine gebrochene Kante (18) aufweisen.The invention relates to a die-cast rotor (2) of an electrical machine, comprising a laminated core (4) with a plurality of stacked individual laminations which are arranged between two end laminations (6, 8). The stacked individual sheets and the end sheets (6, 8) each have a plurality of openings (16) distributed in the circumferential direction. A short-circuit ring (10, 12) is arranged on each of the end faces of the laminated core (4). It is provided that the openings (16) of the end plates (6, 8), which are arranged distributed in the circumferential direction, have a broken edge (18) on the side of the end plate (6, 8) facing the respective short-circuit ring (10, 12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckgussrotor einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Maschine umfassend einen erfindungsgemäßen Druckgussrotor sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine.The present invention relates to a die-cast rotor of an electrical machine. The present invention further relates to an electrical machine comprising a die-cast rotor according to the invention and a motor vehicle with such an electrical machine.

Asynchronmaschinen mit sogenannten Käfigläuferrotoren werden beispielsweise als Antriebe von Elektro- und Hybridfahrzeugen eingesetzt. In einem Gehäuse der Asynchronmaschine befindet sich in der Regel ein Stator mit einer Drehstromwicklung. Der Stator erzeugt bei entsprechender Bestromung ein Drehfeld, welches einen Rotor in Bewegung versetzt. Der Rotor besteht normalerweise aus einem aus Blechen geschichteten Blechpaket, in das Stäbe eingebettet sind. Diese werden stirnseitig mit Kurzschlussringen miteinander verbunden.Asynchronous machines with so-called squirrel cage rotors are used, for example, as drives for electric and hybrid vehicles. A stator with a three-phase winding is usually located in a housing of the asynchronous machine. When the current is supplied, the stator generates a rotating field which sets a rotor in motion. The rotor normally consists of a laminated core made of laminations, in which rods are embedded. These are connected to one another at the front with short-circuit rings.

Als Fertigungsverfahren für den Rotor stehen unter anderem Druckgussverfahren zur Verfügung. Bei einem Druckgussverfahren kann der Rotorkäfig bestehend aus den einzelnen Rotorstäben und den beiden Kurzschlussringen in das Rotorblechpaket hineingegossen werden.The manufacturing process for the rotor includes die casting processes. In a die-casting process, the rotor cage consisting of the individual rotor bars and the two short-circuit rings can be cast into the rotor core.

Am Übergang von den Rotorstäben zu den Kurzschlussringen entsteht durch den Gussprozess eine scharfe Kante, die an dieser Stelle unter Fliehkrafteinfluss eine Kerbwirkung entfaltet und damit die mechanische Festigkeit des Rotors herabsetzt. Nach dem Gießen ist diese Stelle normalerweise nicht mehr zuganglich und somit nicht mehr bearbeitbar. Die Maximaldrehzahlen von Druckgussrotoren sind damit mechanisch begrenzt.At the transition from the rotor bars to the short-circuit rings, the casting process creates a sharp edge which, under the influence of centrifugal force, develops a notch effect at this point and thus reduces the mechanical strength of the rotor. After casting, this point is usually no longer accessible and therefore no longer editable. The maximum speeds of die-cast rotors are therefore mechanically limited.

Ansätze, die Drehzahl einer Asynchronmaschine zu erhöhen, sind aus dem Dokument DE 10 2012 214 772 A1 bekannt. Es wird ein Rotor für eine Asynchronmaschine offenbart, der ein Blechpaket trägt, in dem ein vollständiger im Druckgussverfahren gebildeter Käfig, der Streben und entsprechende die Streben verbindende Kurzschlussringe aufweist, aufgenommen ist. Gemäß der DE 10 2012 214 772 A1 ist vorgesehen, dass im Übergangsbereich zwischen Rotorstreben und Kurzschlussring eine oder mehrere Stufen ausgebildet werden.Approaches to increase the speed of an asynchronous machine are from the document DE 10 2012 214 772 A1 known. A rotor for an asynchronous machine is disclosed, which carries a laminated core in which a complete die-cast cage, which has struts and corresponding short-circuit rings connecting the struts, is received. According to the DE 10 2012 214 772 A1 it is provided that one or more steps are formed in the transition area between rotor struts and short-circuit ring.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgussrotor einer elektrischen Maschine mit erhöhter mechanischer Festigkeit zu schaffen. Zudem sollen eine elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine angegeben werden.The present invention is based on the object of creating a die-cast rotor of an electrical machine with increased mechanical strength. In addition, an electrical machine and a motor vehicle with an electrical machine are to be specified.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Druckgussrotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine elektrische Maschine ist zudem Gegenstand von Patentanspruch 11. Hinsichtlich eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine wird auf den Patentanspruch 14 verwiesen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.The object is achieved by a die-cast rotor with the features of patent claim 1. An electrical machine is also the subject matter of patent claim 11. With regard to a motor vehicle with an electrical machine, reference is made to patent claim 14. Advantageous further developments are the subject of the subclaims and the following description.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Druckgussrotor einer elektrischen Maschine umfassend ein Blechpaket mit mehreren gestapelten Einzelblechen, die zwischen zwei Endblechen angeordnet sind, vorgeschlagen. Die gestapelten Einzelbleche und die Endbleche weisen jeweils mehrere in Umfangsrichtung verteilte Öffnungen auf. An den Stirnseiten des Blechpakets ist jeweils ein Kurzschlussring angeordnet. Die Kurzschlussringe und Rotorstäbe des Druckgussrotors sind an das Blechpaket angegossen.According to the present invention, a die-cast rotor of an electrical machine comprising a laminated core with several stacked individual laminations, which are arranged between two end plates, is proposed. The stacked individual sheets and the end sheets each have a plurality of openings distributed in the circumferential direction. A short-circuit ring is arranged on each of the end faces of the laminated core. The short-circuit rings and rotor bars of the die-cast rotor are cast onto the laminated core.

Die Endbleche können Teil des Blechpakets sein oder als zusätzliche Elemente des Druckgussrotors am Blechpaket angebracht werden. Die gestapelten Einzelbleche des Blechpakets können eine Blechdicke im Bereich von 0,2 bis 0,5 mm aufweisen, insbesondere eine Blechdicke von 0,35 mm. Die Endbleche hingegen können eine Blechdicke im Bereich von 1 bis 5 mm aufweisen, insbesondere eine Blechdicke von 2 mm. Dadurch, dass die Endbleche eine stärkere Blechdicke aufweisen, können die gestapelten Einzelbleche des Blechpakets beim Herstellungsprozess besser in einem zum Gießen des Druckgussrotors vorgesehenen Druckgusswerkzeug gehalten werden.The end plates can be part of the laminated core or be attached to the laminated core as additional elements of the die-cast rotor. The stacked individual sheets of the laminated core can have a sheet thickness in the range from 0.2 to 0.5 mm, in particular a sheet thickness of 0.35 mm. The end plates, on the other hand, can have a plate thickness in the range from 1 to 5 mm, in particular a plate thickness of 2 mm. Because the end plates have a greater plate thickness, the stacked individual plates of the laminated core can be better held in a die-casting tool provided for casting the die-cast rotor during the manufacturing process.

Die gestapelten Einzelbleche des Blechpakets sowie die beiden Endbleche können beispielsweise aus Stahl gefertigt sein. Der Kurzschlusskäfig, also die Rotorstäbe mit den Kurzschlussringen hingegen können beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer oder einer Legierung, beispielsweise einer Aluminium-Legierung oder einer KupferLegierung gefertigt sein. Durch die unterschiedlichen Werkstoffe entstehen bereits beim Gießprozess Zugspannungen im Übergangsbereich von den Rotorstäben zu den Kurzschlussringen. Mittels Druckgussverfahren kann der aus Rotorstäben und Kurzschlussringen bestehende Kurzschlusskäfig als ein Stück gegossen werden. Im Bereich der Rotorstäbe dient das Blechpaket selbst mit seinen Öffnungen als Gießform, während die nach dem Gießen freiliegenden Kurzschlussringe durch spezielle, wiederverwendbare Gießformen geformt werden.The stacked individual sheets of the laminated core and the two end sheets can be made of steel, for example. The short-circuit cage, that is to say the rotor bars with the short-circuit rings, on the other hand, can be made of aluminum or copper or an alloy, for example an aluminum alloy or a copper alloy. The different materials already cause tensile stresses in the casting process Transition area from the rotor bars to the short-circuit rings. The squirrel cage, which consists of rotor bars and short-circuit rings, can be cast as one piece using a die-casting process. In the area of the rotor bars, the laminated core itself with its openings serves as a casting mold, while the short-circuit rings exposed after casting are formed using special, reusable casting molds.

Es ist vorgesehen, dass die in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen der Endbleche an der dem jeweiligen Kurzschlussring zugewandten Seite des Endblechs eine gebrochene Kante aufweisen. Dadurch, dass die Öffnungen der Endbleche auf der dem Kurzschlussring zugewandten Seite eine gebrochene Kante aufweisen, kann ein scharfkantiger Übergangsbereich von den Rotorstäben zu den Kurzschlussringen vermieden werden, wodurch reduzierte Kerbwirkungen und somit geringere Spannungsspitzen in dem Übergangsbereich vorherrschen. Der Übergangsbereich von den einzelnen Rotorstäben zu dem jeweiligen Kurzschlussring wird beim Herstellungsprozess mittels Druckgießen somit stumpf ausgebildet, beispielsweise verrundet oder abgeflacht. Durch die dadurch erzielte höhere mechanische Festigkeit des Druckgussrotors kann dieser mit höheren Drehzahlen oder bei höheren Temperaturen betrieben werden. Die Öffnungen der Endbleche können vor oder nach einem Anordnen der Endbleche an das Rotorblechpaket mit der gebrochenen Kante versehen werden.It is provided that the openings of the end plates, which are arranged distributed in the circumferential direction, have a broken edge on the side of the end plate facing the respective short-circuit ring. Because the openings in the end plates have a broken edge on the side facing the short-circuit ring, a sharp-edged transition area from the rotor bars to the short-circuit rings can be avoided, which results in reduced notch effects and thus lower voltage peaks in the transition area. The transition area from the individual rotor bars to the respective short-circuit ring is thus formed butt during the manufacturing process by means of die casting, for example rounded or flattened. Due to the higher mechanical strength of the die-cast rotor achieved in this way, it can be operated at higher speeds or at higher temperatures. The openings in the end plates can be provided with the broken edge before or after the end plates are arranged on the rotor core.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass alle in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen auf der dem Kurzschlussring zugewandten Seite eine gebrochene Kante aufweisen. In einer alternativen Ausführungsform kann jedoch auch vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Öffnungen auf der dem Kurzschlussring zugewandten Seite eine gebrochene Kante aufweisen, beispielsweise nur jede zweite oder jede dritte Öffnung. Beide Ausführungsformen bewirken, dass eine geringere Kerbwirkung am Übergangsbereich von den Rotorstäben zu den Kurzschlussringen vorherrscht, wodurch eine höhere mechanische Festigkeit des Druckgussrotors gegeben ist. Je mehr Öffnungen eine gebrochene Kante aufweisen, desto höher ist die Festigkeit des Druckgussrotors.In one embodiment of the invention it is provided that all openings arranged distributed in the circumferential direction have a broken edge on the side facing the short-circuit ring. In an alternative embodiment, however, it can also be provided that only some of the openings on the side facing the short-circuit ring have a broken edge, for example only every second or every third opening. Both embodiments have the effect that a lower notch effect prevails at the transition area from the rotor bars to the short-circuit rings, which results in a higher mechanical strength of the die-cast rotor. The more openings that have a broken edge, the higher the strength of the die-cast rotor.

Die gebrochene Kante kann über den gesamten Umfang der Öffnungen gleichmäßig stark gebrochen ausgebildet sein. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die gebrochene Kante lediglich in einem radial inneren Bereich der Öffnungen ausgebildet ist. Dadurch müssen die Öffnungen der Endbleche lediglich in einem Teilbereich bearbeitet werden, die Spannungsspitzen in dem Übergangsbereich von den Rotorstäben zum Kurzschlussring können dennoch effektiv verringert werden.The broken edge can be made uniformly and severely broken over the entire circumference of the openings. As an alternative to this, it can be provided that the broken edge is only formed in a radially inner region of the openings. As a result, the openings in the end plates only have to be machined in a partial area; the voltage peaks in the transition area from the rotor bars to the short-circuit ring can nevertheless be effectively reduced.

Auch kann die gebrochene Kante der Öffnungen der Endbleche in einem radial inneren Bereich der Öffnungen stärker ausgebildet sein, als in einem radial äußeren Bereich der Öffnungen. Eine Kantenlänge der gebrochenen Kante nimmt von radial au-ßen nach radial innen zu, wenn die gerochene Kante in dem radial inneren Bereich der Öffnungen stärker ausgebildet ist, als in dem radial äußeren Bereich der Öffnungen. Dadurch ergibt sich in dem radial inneren Bereich der Öffnungen ein vergrößerter Übergangsbereich von den Rotorstäben zum Kurzschlussring. Dies führt zu einer höheren Festigkeit des Druckgussrotors.The broken edge of the openings of the end plates can also be made thicker in a radially inner region of the openings than in a radially outer region of the openings. An edge length of the broken edge increases from radially outward to radially inward if the nodular edge is made thicker in the radially inner region of the openings than in the radially outer region of the openings. This results in an enlarged transition area from the rotor bars to the short-circuit ring in the radially inner area of the openings. This leads to a higher strength of the die-cast rotor.

Die gebrochene Kante an den in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen der Endbleche kann beispielsweise verrundet oder abgeflacht ausgebildet sein. Wird die gebrochene Kante verrundet ausgebildet, dann werden die Öffnungen im Enblech mit einer Rundung mit entsprechendem Übergangsradius versehen. Je größer der Übergangsradius gewählt wird, umso größer ist auch der Übergangsbereich zwischen Rotorstäben und Kurzschlussringen. Der Übergangsradius kann beispielsweise der Blechdicke eines Endblechs entsprechen. Dadurch erhöht sich die Festigkeit des Druckgussrotors. Wird die gebrochene Kante abgeflacht ausgebildet, dann können die Öffnung im Endblech mit einer Fase versehen werden. Durch die dabei an den Öffnungen entstandene abgeschrägte Fläche ergibt sich ein größerer Übergangsbereich zwischen Rotorstäben und Kurzschlussringen, was wiederum zu einer höheren Festigkeit des Druckgussrotors führt. Die Fase kann dabei derart ausgebildet sein, dass die abgeschrägte Fläche ausgehend von den Öffnungen eines Endblechs in einem Bereich des radial inneren Kreisumfangs des Kurzschlussrings mündet. Die Fase kann sich hierbei über die gesamte Blechdicke des Endblechs erstrecken.The broken edge on the openings of the end plates which are arranged distributed in the circumferential direction can, for example, be rounded or flattened. If the broken edge is rounded, then the openings in the end plate are rounded with a corresponding transition radius. The larger the transition radius selected, the larger the transition area between rotor bars and short-circuit rings. The transition radius can, for example, correspond to the sheet metal thickness of an end sheet. This increases the strength of the die-cast rotor. If the broken edge is designed to be flattened, then the opening in the end plate can be provided with a bevel. The inclined surface created at the openings results in a larger transition area between rotor bars and short-circuit rings, which in turn leads to a higher strength of the die-cast rotor. The bevel can be designed in such a way that the beveled surface, starting from the openings of an end plate, opens into a region of the radially inner circular circumference of the short-circuit ring. The bevel can extend over the entire sheet metal thickness of the end sheet.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen in den Endblechen zusätzlich noch größer ausgebildet sind, als die in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen in den Einzelblechen des Blechpakets. Dadurch erhöht sich der Querschnitt der Rotorstäbe im Übergangsbereich der Rotorstäbe zu den Kurzschlussringen, wodurch die im Übergangsbereich auftretenden Spannungen weiter reduziert werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the openings arranged distributed in the circumferential direction in the end plates are additionally designed to be even larger than the openings arranged distributed in the circumferential direction in the individual plates of the laminated core. This increases the cross section of the rotor bars in the transition area between the rotor bars and the short-circuit rings, whereby the stresses occurring in the transition area are further reduced.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine mit einem zuvor beschriebenen Druckgussrotor. Die elektrische Maschine umfasst neben dem erfindungsgemäßen Druckgussrotor ein Gehäuse in welchem ein Stator und der erfindungsgemäße Druckgussrotor angeordnet sind. Der Stator kann aus einem Statorblechpaket gebildet sein. Durch das Statorblechpaket werden Wicklungen geführt, an welche Drehstromphasen angelegt werden können. Radial innerhalb des Ständers befindet sich der erfindungsgemäße Druckgussrotor, welcher die elektrische Energie in eine rotatorische Bewegung umsetzt. Der Stromfluss im Rotor wird dabei über eine im Statorfeld induzierte Spannung hervorgerufen.The invention also relates to an electrical machine with a die-cast rotor described above. In addition to the die-cast rotor according to the invention, the electrical machine comprises a housing in which a stator and the die-cast rotor according to the invention are arranged. The stator can be formed from a laminated stator core. Windings to which three-phase phases can be applied are passed through the stator core. The die-cast rotor according to the invention, which converts the electrical energy into a rotary movement, is located radially within the stator. The current flow in the rotor is caused by a voltage induced in the stator field.

Die elektrische Maschine kann als Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs eingesetzt werden. Die elektrische Maschine kann als Asynchronmaschine ausgebildet sein. Die elektrische Maschine kann als Innenläufermotor mit einem außen liegenden Stator und einem innen liegenden Rotor ausgebildet sein. Die elektrische Maschine kann auch als Außenläufermotor mit einem innen liegenden Stator und einem außen liegenden Rotor ausgebildet sein. Die elektrische Maschine kann als elektrischer Generator verwendet werden.The electric machine can be used as a drive motor of a motor vehicle, for example an electric vehicle or a hybrid vehicle. The electrical machine can be used as an asynchronous machine be trained. The electrical machine can be designed as an internal rotor motor with an external stator and an internal rotor. The electrical machine can also be designed as an external rotor motor with an internal stator and an external rotor. The electric machine can be used as an electric generator.

Ein Kraftfahrzeug umfassend eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Druckgussrotor ist Gegenstand des Patentanspruchs 14.A motor vehicle comprising an electrical machine with a die-cast rotor designed according to the invention is the subject of patent claim 14.

Im Folgenden wird die Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen zulässt, an Hand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Druckgussrotors einer elektrischen Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Druckgussrotors von 1 und
3 eine weitere Teilansicht des erfindungsgemäßen Druckgussrotors von 1.

In the following, the invention, which permits several embodiments, is explained in greater detail using drawings. Show it:

1 a schematic representation of a die-cast rotor of an electrical machine according to an embodiment of the invention,
2 a partial view of the die-cast rotor according to the invention from FIG 1 and
3 a further partial view of the die-cast rotor according to the invention from FIG 1 .

1 zeigt einen Druckgussrotor 2 einer elektrischen Maschine umfassend eine Rotorwelle 24 und ein auf der Rotorwelle 24 angeordnetes Blechpaket 4. Das Blechpaket 4 weist eine Vielzahl von gestapelten Einzelblechen auf, welche zwischen zwei Endblechen 6, 8 angeordnet sind. Die Endbleche 6, 8 weisen eine stärkere Blechdicke auf, als die gestapelten Einzelbleche. Sowohl die gestapelten Einzelbleche als auch die Endbleche 6, 8 weisen jeweils mehrere in Umfangsrichtung verteilte Öffnungen 16 auf. Die Öffnungen 16 der gestapelten Einzelbleche und der Endbleche 6, 8 sind derart zueinander ausgerichtet, dass sich in dem Blechpaket 4 eine Vielzahl von Durchlässen ausbildet. An den Stirnseiten des Blechpakets 4 ist jeweils ein Kurzschlussring 10, 12 angeordnet. Die Kurzschlussringe 10, 12 und Rotorstäbe 14 des Druckgussrotors 2 sind an das Blechpaket 4 angegossen. 1 shows a die-cast rotor 2 an electrical machine comprising a rotor shaft 24 and one on the rotor shaft 24 arranged laminated core 4th . The sheet metal package 4th has a plurality of stacked individual sheets, which are between two end sheets 6 , 8th are arranged. The end plates 6 , 8th have a thicker sheet metal than the stacked individual sheets. Both the stacked individual sheets and the end sheets 6 , 8th each have several openings distributed in the circumferential direction 16 on. The openings 16 the stacked single sheets and the end sheets 6 , 8th are aligned with one another in such a way that in the laminated core 4th forms a variety of passages. On the front sides of the laminated core 4th is each a short-circuit ring 10 , 12 arranged. The short-circuit rings 10 , 12 and rotor bars 14th of the die-cast rotor 2 are attached to the laminated core 4th cast on.

Mittels Druckgussverfahren kann der aus Rotorstäben 14 und Kurzschlussringen 10, 12 bestehende Kurzschlusskäfig 22 einstückig hergestellt werden. Im Bereich der Rotorstäbe 14 dient das Blechpaket 4 selbst mit seinen Öffnungen 16 als Gießform, während die nach dem Gießen freiliegenden Kurzschlussringe 10, 12 durch spezielle, wiederverwendbare Gießformen geformt werden. Die in Umfangsrichtung verteilten Öffnungen 16 der Endbleche 6, 8 weisen an der dem jeweiligen Kurzschlussring 10, 12 zugewandten Seite eine gebrochene Kante 18 auf. Dadurch, kann ein scharfkantiger Übergangsbereich 20 von den Rotorstäben 14 zu den Kurzschlussringen 10, 12 vermieden werden.Using a die-casting process, the rotor can be made from rotor bars 14th and short-circuit rings 10 , 12 existing squirrel cage 22nd be manufactured in one piece. In the area of the rotor bars 14th is used by the laminated core 4th even with its openings 16 as a casting mold, while the short-circuit rings exposed after casting 10 , 12 be shaped by special, reusable molds. The openings distributed in the circumferential direction 16 the end plates 6 , 8th point to the respective short-circuit ring 10 , 12 facing side a broken edge 18th on. This can create a sharp-edged transition area 20th from the rotor bars 14th to the short-circuit rings 10 , 12 be avoided.

2 zeigt eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Druckgussrotors 2. Hier ist vorgesehen, dass alle der in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Öffnungen 16 auf der dem Kurzschlussring 10 zugewandten Seite eine gebrochene Kante 18 aufweisen. Die gebrochenen Kanten 18 sind in der dargestellten Ausführungsform verrundet ausgebildet und weisen einen entsprechenden Übergangsradius auf. Der Übergangsradius ist in der dargestellten Ausführungsform über den gesamten Umfang der Öffnungen 16 gleichmäßig stark ausgebildet. 2 shows a partial view of the die-cast rotor according to the invention 2 . It is provided here that all of the openings arranged distributed in the circumferential direction 16 on the short-circuit ring 10 facing side a broken edge 18th exhibit. The broken edges 18th are rounded in the embodiment shown and have a corresponding transition radius. In the embodiment shown, the transition radius is over the entire circumference of the openings 16 evenly developed.

Ein Übergangsbereich 20 von den Rotorstäben 14 zu einem Kurzschlussring 10 eines Kurzschlusskäfigs 22 des Druckgussrotors 2 wird durch die Teilansicht gemäß 3 ersichtlich. Der Kurzschlusskäfig 22 ist mittels eines Druckgussverfahrens einstückig hergestellt und umfasst sowohl die Rotorstäbe 14 als auch die Kurzschlussringe 10, 12, welche hier nur teilweise dargestellt sind.A transition area 20th from the rotor bars 14th to a short-circuit ring 10 a short circuit cage 22nd of the die-cast rotor 2 is by the partial view according to 3 evident. The short circuit cage 22nd is manufactured in one piece by means of a die-casting process and includes both the rotor bars 14th as well as the short-circuit rings 10 , 12 which are only partially shown here.

Dadurch, dass, wie in 2 dargestellt, die Öffnungen 16 der Endbleche 6, 8 auf der dem Kurzschlussring 10, 12 zugewandten Seite mit einem Übergangsradius versehen sind, kann eine scharfe im Übergangsbereich 20 von den Rotorstäben 14 zu dem Kurzschlussring 10 vermieden werden. Der Übergangsbereich 20 von den einzelnen Rotorstäben 14 zu dem jeweiligen Kurzschlussring 10, 12 wird beim Herstellungsprozess mittels Druckgießen somit stumpf ausgebildet, wodurch reduzierte Kerbwirkungen und somit geringere Spannungsspitzen in dem Übergangsbereich 20 vorherrschen. Dadurch erhöht sich die Festigkeit des Druckgussrotors, welcher folglich mit höheren Drehzahlen betrieben werden kann.Because, as in 2 shown, the openings 16 the end plates 6 , 8th on the short-circuit ring 10 , 12 facing side are provided with a transition radius, a sharp one in the transition area 20th from the rotor bars 14th to the short-circuit ring 10 be avoided. The transition area 20th of the individual rotor bars 14th to the respective short-circuit ring 10 , 12 is thus formed butt during the manufacturing process by means of die casting, which means reduced notch effects and thus lower stress peaks in the transition area 20th prevalence. This increases the strength of the die-cast rotor, which can consequently be operated at higher speeds.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: DruckgussrotorDie-cast rotor
44th: BlechpaketLaminated core
66th: EndblechEnd plate
88th: EndblechEnd plate
1010: KurzschlussringShort-circuit ring
1212: KurzschlussringShort-circuit ring
1414th: RotorstäbeRotor bars
1616: Öffnungenopenings
1818th: gebrochene Kantebroken edge
2020th: ÜbergangsbereichTransition area
2222nd: KurzschlusskäfigShort circuit cage
2424: RotorwelleRotor shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102012214772 A1 [0005]

Claims

Die-cast rotor (2) of an electrical machine comprising a laminated core (4) with a plurality of stacked individual laminations, which are arranged between two end laminations (6, 8), the stacked individual laminations and the end laminations (6, 8) each having a plurality of openings ( 16) and a short-circuit ring (10, 12) is arranged on each of the end faces of the laminated core (4), characterized in that the openings (16) of the end plates (6, 8) arranged distributed in the circumferential direction on the respective short-circuit ring (10 , 12) facing side of the end plate (6, 8) have a broken edge (18).

Die-cast rotor (2) according to an electrical machine Claim 1 , characterized in that the broken edge (18) is formed only in a radially inner region of the openings (16).

Die-cast rotor (2) according to an electrical machine Claim 1 , characterized in that the broken edge (18) is made stronger in a radially inner region of the openings (16) than in a radially outer region of the openings (16).

Die-cast rotor (2) according to an electrical machine Claim 1 , characterized in that the broken edge (18) over the circumference of the openings (16) is designed to be uniformly strongly broken.

Die-cast rotor (2) of an electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the broken edge (18) is rounded or chamfered.

Die-cast rotor (2) according to an electrical machine Claim 5 , characterized in that a transition radius of the rounded broken edge (18) corresponds to the sheet thickness of an end sheet (6, 8).

Die-cast rotor (2) according to an electrical machine Claim 5 , characterized in that a bevel of the chamfered broken edge (18) extends over the entire sheet thickness of an end sheet (6, 8).

Die-cast rotor (2) according to an electrical machine Claim 5 or 7th , characterized in that a bevel of the chamfered broken edge (18) opens out in a region of a radially inner circumference of the short-circuit ring (10, 12).

Die-cast rotor (2) of an electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the openings (16) arranged distributed in the circumferential direction in the end plates (6, 8) are larger than the openings (16) arranged distributed in the circumferential direction in the Single sheets.

Die-cast rotor (2) of an electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that a short-circuit cage (22) of the die-cast rotor (2) consisting of rotor bars (14) and the short-circuit rings (10, 12) is made of copper or aluminum or an alloy .

Electrical machine comprising a die-cast rotor (2) according to one of the Claims 1 to 8th .

Electric machine after Claim 11 , characterized in that the electrical machine is designed as an asynchronous machine.

Electric machine after Claim 11 , characterized in that the electrical machine is designed as an internal rotor motor or an external rotor motor.

Motor vehicle with an electrical machine according to one of the Claims 11 to 13 .