DE102019217404A1

DE102019217404A1 - Rotor of an electrical machine and electrical machine with a rotor

Info

Publication number: DE102019217404A1
Application number: DE102019217404.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Baur; Axel Michael MÜLLER; Norbert Feuchtner; Dominik Langner; Migen Bebeti
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2021-05-12

Abstract

Es wird ein Rotor (10) einer elektrischen Maschine (1) beschrieben mit einem Rotorkern (12), welcher um eine Rotationsachse (A) des Rotors (10) ausgebildet ist und sich entlang dieser Rotationsachse (A) erstreckt, wobei der Rotorkern (12) mehrere am Umfang verteilte Nuten (15) aufweist, welche sich in axialer Richtung durch Stirnseiten (16a, 16b) des Rotorkerns (12) hindurch erstrecken und dort jeweils einen radial inneren Nutgrund (15a) ausbilden. Der Rotor (10) weist weiter einen Rotorkäfig (18) auf mit in den Ausnehmungen (15) angeordneten Leiterstäben (18a) und an den Stirnseiten (16a, 16b) angeordneten Kurzschlussringen (18b, 18c). Es wird zur Vermeidung einer mechanischen Überbeanspruchung des Rotors (10) vorgeschlagen, an einem Nutgrund (15a) im Bereich von zumindest einer der Stirnseiten (16a, 16b) des Rotorkerns (12) einen Öffnungsbereich (15c) vorzusehen, an welchen sich ein Querschnitt (20) des Nutgrunds (15a) in axialer Richtung zu dieser Stirnseite (16a, 16b) hin stetig vergrößert und wobei der Rotorkäfig (18) formschlüssig an dem Öffnungsbereich (15c) anliegt. Des Weiteren wird eine elektrische Maschine (1) mit einem derartigen Rotor (10) vorgeschlagen.A rotor (10) of an electrical machine (1) is described with a rotor core (12) which is formed around an axis of rotation (A) of the rotor (10) and extends along this axis of rotation (A), the rotor core (12 ) has a plurality of grooves (15) distributed around the circumference, which extend in the axial direction through end faces (16a, 16b) of the rotor core (12) and each form a radially inner groove base (15a) there. The rotor (10) also has a rotor cage (18) with conductor bars (18a) arranged in the recesses (15) and short-circuit rings (18b, 18c) arranged on the end faces (16a, 16b). To avoid mechanical overloading of the rotor (10), it is proposed to provide an opening area (15c) on a groove base (15a) in the area of at least one of the end faces (16a, 16b) of the rotor core (12), on which a cross section ( 20) of the groove base (15a) is steadily enlarged in the axial direction towards this end face (16a, 16b) and the rotor cage (18) rests positively on the opening area (15c). Furthermore, an electrical machine (1) with such a rotor (10) is proposed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine elektrische Maschine gemäß Patentanspruch 6.The invention relates to a rotor of an electrical machine according to the preamble of patent claim 1 and to an electrical machine according to patent claim 6.

Derartige gattungsgemäße Rotoren mit einem Rotorkäfig sind üblicherweise Bestandteil von Asynchronmotoren, wobei dort insbesondere der Rotorkäfig mittels eines Gießverfahrens aus einem Aluminiumwerkstoff in einen aus Fe-Blechlamellen gebildeten Rotorkern eingegossen wird. Dabei werden die Leiterstäbe und die stirnseitig am Rotor befindlichen Kurzschlussringe in einem Vorgang erzeugt. Beispielhaft wird hierzu auf die DE 10 2004 056 876 A1 verwiesen.Such generic rotors with a rotor cage are usually part of asynchronous motors, where in particular the rotor cage is cast from an aluminum material into a rotor core formed from Fe sheet metal lamellas by means of a casting process. The conductor bars and the short-circuit rings on the front of the rotor are produced in one process. The DE 10 2004 056 876 A1 referenced.

Es hat sich herausgestellt, dass der Rotorkäfig unter besonderen Umständen, zum Beispiel bei einem großen Rotordurchmesser in Verbindung mit hohen Drehzahlen zur Ausbildung von Rissen neigen kann, welche bevorzugt am Übergangsbereich von den Leiterstäben zu den Kurzschlussringen auftreten. Diese Risse können sich stirnseitig vom Rotorkern ausgehend durch den Rotorkäfig ausbreiten und im ungünstigsten Fall ein Aufbrechen und Ablösen des Kurzschlussrings vom Rotorkern bewirken.It has been found that under special circumstances, for example with a large rotor diameter in conjunction with high speeds, the rotor cage can tend to form cracks, which preferably occur at the transition area from the conductor bars to the short-circuit rings. These cracks can spread out through the rotor cage at the end of the rotor core and, in the worst case, cause the short-circuit ring to break open and detach from the rotor core.

Davon ausgehend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die Betriebsfestigkeit eines gattungsgemäßen Rotors zu verbessern.On this basis, the invention has the object of improving the operational stability of a generic rotor.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch einen Rotor der eingangs genannten Art mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmbar.The above-mentioned object is achieved by a rotor of the type mentioned at the beginning with the features specified in claim 1. Advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims and in the following description of the figures.

Demnach wird ein Rotor einer elektrischen Maschine vorgeschlagen mit einem Rotorkern, welcher um eine Rotationsachse des Rotors ausgebildet ist und sich entlang dieser Rotationsachse erstreckt. Der Rotorkern weist mehrere am Umfang verteilte Nuten auf, welche sich in axialer Richtung durch Stirnseiten des Rotorkerns hindurch erstrecken und welche am Rotorkern jeweils einen radial inneren Nutgrund ausbilden. Der Rotor trägt weiter einen Rotorkäfig, welcher in den Nuten angeordnete Leiterstäbe und an den Stirnseiten angeordnete Kurzschlussringe umfasst, wobei die Leiterstäbe mit den Kurzschlussringen verbunden sind.Accordingly, a rotor of an electrical machine is proposed with a rotor core which is formed around an axis of rotation of the rotor and extends along this axis of rotation. The rotor core has a plurality of grooves distributed on the circumference, which extend in the axial direction through the end faces of the rotor core and which each form a radially inner groove base on the rotor core. The rotor also carries a rotor cage which comprises conductor bars arranged in the grooves and short-circuit rings arranged on the end faces, the conductor bars being connected to the short-circuit rings.

Gemäß der Erfindung zeichnet sich der Rotor dadurch aus, dass zumindest ein vorgenannter Nutgrund im Bereich von zumindest einer der Stirnseiten des Rotorkerns einen Öffnungsbereich aufweist, an welchen sich ein Querschnitt des Nutgrunds in axialer Richtung zu dieser Stirnseite hin stetig vergrößert. Der Rotorkäfig liegt dabei in den Nuten formschlüssig an dem Öffnungsbereich an.According to the invention, the rotor is characterized in that at least one aforementioned groove base has an opening region in the area of at least one of the end faces of the rotor core, at which a cross section of the groove base increases steadily in the axial direction towards this end face. The rotor cage lies in the grooves in a form-fitting manner on the opening area.

Bei dem hier erläuterten Rotor kann der Rotorkern aus gestapelten Blechlamellen aus einem Elektroblech oder alternativ aus einem Vollmaterial beispielweise aus einem Sinterkörper bestehen. Der Rotorkäfig bzw. die Rotorwicklung kann insbesondere aus einem Aluminiumwerkstoff oder einem Kupferwerkstoff hergestellt sein und liegt insbesondere am Nutgrund der Nuten am Rotorkern an. Die Nuten können radial außen geschlossen oder alternativ auch offen sein. Die am Rotorkern vorgesehenen Öffnungsbereiche können insbesondere trichterförmig ausgebildet sein. An einem solchen Öffnungsbereich vergrößert sich der Querschnitt des Nutgrunds von einem Ausgangswert in einem mittleren Bereich des Rotorkörpers ausgehend zu einem Endwert an einer der Stirnseiten des Rotorkörpers. Als Ausgangswert liegt ein Querschnitt des Nutgrunds zugrunde, der über einen axial mittleren Bereich der Nut konstant ist. Vorzugsweise kann der Übergang von dem mittleren Bereich zu dem Öffnungsbereich mit einer stetigen Kontur verlaufen. Die Öffnungsbereiche können grundsätzlich bspw. mit einer konischen oder einer stetig gekrümmten Fläche ausgebildet werden.In the case of the rotor explained here, the rotor core can consist of stacked sheet-metal lamellas made of electrical steel or, alternatively, of a solid material, for example a sintered body. The rotor cage or the rotor winding can in particular be made of an aluminum material or a copper material and lies in particular on the groove base of the grooves on the rotor core. The grooves can be closed radially on the outside or alternatively also be open. The opening areas provided on the rotor core can in particular be funnel-shaped. At such an opening region, the cross section of the groove base increases from an initial value in a central region of the rotor body to an end value on one of the end faces of the rotor body. The base value is a cross-section of the groove base that is constant over an axially central region of the groove. The transition from the central area to the opening area can preferably run with a continuous contour. The opening areas can in principle, for example, be designed with a conical or a continuously curved surface.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine eingangs erläuterte Rissbildung am Rotor ihre Ursache in der stirnseitigen Ausbildung des Rotorkerns am Übergang von den Leiterstäben zu den Kurzschlussringen hat. Durch das Vorsehen von Öffnungsbereichen an einer oder beiden stirnseitigen Enden einer Nut wird eine bisher dort bekannte scharfe, in der Regel rechtwinklige Übergangskante vermieden. Dadurch können bei Drehung des Rotors fliehkraftbedingte lokale mechanische Spannungsspitzen und insbesondere eine daraus resultierende plastische Dehnung abgemildert werden. Die an den kritischen Bereichen des Rotorkäfigs auftretenden verformungsbedingten Kräfte können infolge des Öffnungsbereichs auf einen größeren Raumbereich des Rotorkäfigs verteilt und durch eine unkritische elastische Verformung aufgenommen bzw. abgebaut werden. Eine bisher aufgrund der Übergangskante auftretende Kerbwirkung an einem Rotorkäfig, insbesondere an einem Gusskäfig kann vermieden bzw. zumindest stark reduziert werden. Im Ergebnis hält durch diese Maßnahme der Rotor höheren Drehzahlen stand und kann ebenso eine höhere Lebensdauer erreichen.The invention is based on the knowledge that the initially explained crack formation on the rotor has its cause in the frontal formation of the rotor core at the transition from the conductor bars to the short-circuit rings. By providing opening areas at one or both of the end faces of a groove, a sharp, generally right-angled transition edge previously known there is avoided. As a result, when the rotor rotates, local mechanical stress peaks caused by centrifugal force and, in particular, a plastic strain resulting therefrom can be mitigated. The deformation-related forces occurring in the critical areas of the rotor cage can, as a result of the opening area, be distributed over a larger spatial area of the rotor cage and absorbed or reduced by an uncritical elastic deformation. A notch effect that has hitherto occurred on a rotor cage, in particular on a cast cage, due to the transition edge can be avoided or at least greatly reduced. As a result of this measure, the rotor withstands higher speeds and can also achieve a longer service life.

Insbesondere hat es sich davon ausgehend als zweckmäßig erwiesen, die Öffnungsbereiche mit einer konstanten Krümmung auszubilden, was beispielweise mittels einer torusförmigen oder donatförmigen Fläche erreicht werden kann.In particular, proceeding from this, it has proven to be expedient to design the opening areas with a constant curvature, which can be achieved, for example, by means of a toroidal or donut-shaped surface.

Bevorzugt kann der Rotorkern eine Stapelung von Blechlamellen mit zumindest einer stirnseitig daran angeordneten Endscheibe aufweisen, wobei die Endscheibe gegenüber einer Blechlamelle mit einer größeren Dicke ausgebildet ist und wobei die Öffnungsbereiche an der Endscheibe vorgesehen sind. Die Kontur des Öffnungsbereichs kann dadurch vollständig an einer Endscheibe ausgebildet sein. Die Endscheibe kann vorzugsweise aus einem Eisen- oder einem Aluminiumwerkstoff gefertigt werden.The rotor core can preferably have a stack of sheet metal lamellas with at least one end plate arranged on the end face, the end plate being designed with a greater thickness than a sheet metal lamella, and the opening areas being provided on the end plate. The contour of the opening area can thereby be formed entirely on an end disk. The end disk can preferably be made of an iron or an aluminum material.

Alternativ zu der Verwendung von separaten Endscheiben können die vorgeschlagenen stirnseitigen Öffnungsbereiche an einem mittels einer Stapelung von Blechlamellen gefertigten Rotorkern axial auch über mehrere Blechlamellen ausgebildet werden, welche gegenüber den Blechlamellen in einem axial mittleren Bereich des Rotorkörpers dieselbe Blechdicke ausweisen. Dazu können mehrere Lamellen mit einem am Nutgrund voneinander abweichenden Querschnitt so gestapelt werden, dass sich der Querschnitt des dadurch gebildeten Öffnungsbereichs in axialer Richtung stufenweise nach außen hin vergrößert. Die Öffnungsbereiche können jedoch auch nachträglich stirnseitig in einen lamellierten Rotorkörper bspw. durch eine Blechumformung oder durch eine spanende Bearbeitung eingebracht werden.As an alternative to the use of separate end plates, the proposed end-face opening areas on a rotor core made by stacking sheet-metal lamellae can also be axially formed over several sheet-metal lamellae, which have the same sheet-metal thickness as the sheet-metal lamellae in an axially central area of the rotor body. For this purpose, several lamellas with a cross-section deviating from one another at the groove base can be stacked in such a way that the cross-section of the opening area formed thereby increases in steps outward in the axial direction. The opening areas can, however, also be introduced into a laminated rotor body at the end, for example by forming sheet metal or by machining.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Rotors können die Leiterstäbe und/oder die Kurzschlussringe als Gussteil, insbesondere durch ein Spritz- oder Druckgießen am Rotorkern ausgebildet werden. Auf diese Weise entspricht im Ergebnis die Kontur des Rotorkäfigs zumindest nahezu exakt einer Kontur des erläuterten Öffnungsbereichs des Rotorkerns. Der Rotorkern und der Rotorkäfig befinden sich dadurch auch in den stirnseitigen Übergangsbereichen der Leiterstäbe zu den Kurzschlussringen in einer formschlüssig besonders gut ausgebildeten gegenseitigen Anlage. Eine bei Rotation erzeugte Aufweitung bzw. eine Dehnung des Rotorkörpers kann ohne Schaden als eine Druckspannung über die Öffnungsbereiche an den dort flächig anliegenden Bereichen des Rotorkäfigs eingeprägt werden.According to a further preferred embodiment of the rotor, the conductor bars and / or the short-circuit rings can be formed as a cast part, in particular by injection molding or pressure molding on the rotor core. In this way, the result is that the contour of the rotor cage corresponds at least almost exactly to a contour of the explained opening area of the rotor core. As a result, the rotor core and the rotor cage are also located in the end-face transition areas of the conductor bars to the short-circuit rings in a form-fitting, particularly well-designed mutual contact. An expansion or expansion of the rotor body produced during rotation can be impressed without damage as a compressive stress over the opening areas on the areas of the rotor cage that lie flat there.

Weiter wird eine elektrische Maschine mit einem wie vorstehend erläutert ausgebildeten Rotor und mit einem diesen umgebenden Stator vorgeschlagen.Furthermore, an electrical machine with a rotor designed as explained above and with a stator surrounding it is proposed.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in den Figuren dargestellten Ausführungsform beispielhaft erläutert.The invention is explained by way of example below with reference to an embodiment shown in the figures.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Asynchronmaschine mi einem Rotor und einem Stator;
2 ein vergrößerter Ausschnitt des Rotors von 1 mit einer Endscheibe,
3 eine Darstellungen einer Endscheibe des Rotors von 1;
4a, b ausschnittweise Vergrößerungen der Endscheibe von 3 in zwei Ansichten.

Show it:

1 a schematic representation of an electrical asynchronous machine with a rotor and a stator;
2 an enlarged section of the rotor from 1 with an end plate,
3rd a representation of an end disk of the rotor of 1 ;
4a, b partial enlargements of the endplate of 3rd in two views.

In 1 ist eine als Asynchronmaschine ausgebildete elektrische Maschine 1 dargestellt, welche als Antrieb eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges dienen kann. Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 mit einem Statorblechpaket 4 und mit einer daran angeordneten Statorwicklung 6 und einen innerhalb des Stators 2 angeordneten und um eine Rotationsachse A drehbaren Rotor 10 auf. Der Rotor 10 umfasst hier einen aus einzelnen Fe-Blechlamellen 13 gefertigten trommelförmigen Rotorkern 12, welcher um die Rotationsachse A ausgebildet ist und sich entlang dieser Rotationsachse A erstreckt. Im Bereich der Stirnseiten 16a, 16b ist jeweils zu den Fe-Blechlamellen 13 benachbart eine Endscheibe 24a, 24b aus einem metallischen Werkstoff vorgesehen. Wie in 1 sichtbar, sind die Endscheiben 24a, 24b gegenüber den Blechlamellen 13 in Achsrichtung mit einer größeren Dicke ausgebildet.In 1 is an electrical machine designed as an asynchronous machine 1 shown, which can serve as a drive for an electric or hybrid vehicle. The electric machine 1 has a stator 2 with a stator core 4th and with a stator winding arranged thereon 6th and one inside the stator 2 arranged and around an axis of rotation A. rotatable rotor 10 on. The rotor 10 here includes one made of individual Fe sheet metal lamellas 13th manufactured drum-shaped rotor core 12th , which around the axis of rotation A. is formed and extends along this axis of rotation A. extends. In the area of the front sides 16a , 16b is in each case to the Fe sheet metal lamellas 13th adjacent an end plate 24a, 24b made of a metallic material. As in 1 The end disks 24a, 24b opposite the sheet metal lamellas are visible 13th formed in the axial direction with a greater thickness.

Wie aus einer Zusammenschau der 1 und 3 entnehmbar, sind an jeder Blechlamelle 13 und an den Endscheiben 24a, b mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Ausnehmungen 14 vorgesehen, welche durch eine deckungsgleiche Stapelung der Blechlamellen 13 und der Endscheiben 24a, b in axialer Richtung Nuten 15 ausbilden. Die Nuten 15 erstrecken sich durch die Stirnseiten 16a, 16b, also durch die Endscheiben 24a, 24b des Rotorkerns 12 hindurch. Die Ausnehmungen 14 sind an den Blechlamellen 13 und den Endscheiben 24a, b bzw. am Rotorkern 12 radial ausgerichtet und weisen jeweils einen Innenbereich 14a und einen hier geschlossenen Außenbereich 14b aus. Die Gesamtheit der Innenbereiche 14a bildet gemeinsam einen Nutgrund 15a der Nut 15.As if from a synopsis of the 1 and 3rd removable, are on each sheet metal lamella 13th and a plurality of recesses evenly distributed around the circumference on the end disks 24a, b 14th provided, which by congruent stacking of the sheet metal lamellas 13th and the end disks 24a, b have grooves in the axial direction 15th form. The grooves 15th extend through the end faces 16a , 16b , i.e. through the end disks 24a, 24b of the rotor core 12th through. The recesses 14th are on the sheet metal lamellas 13th and the end disks 24a, b or on the rotor core 12th aligned radially and each have an inner area 14a and an outside area closed here 14b out. The entirety of the interiors 14a together form a groove base 15a the groove 15th .

Der Rotor 10 trägt weiter eine als Rotorkäfig 18 mit Leiterstäben 18a und Kurzschlussringen 18b, 18c ausgeführte Wicklung, welche in den Rotorkern 12 mittels eines Spritzgussverfahrens aus einem Aluminiumwerkstoff an- bzw. eingespritzt ist. Beim Spritzgießen werden die Leiterstäbe 18a in den Nuten 15 und die Kurzschlussringe 18b, 18c an den Stirnseiten 16a, 16b des Rotorkerns 12 gleichzeitig als ein stofflich zusammenhängender Bereich erzeugt, wobei die Kurzschlussringe 18b, 18c die einzelnen Leiterstäbe 18a miteinander verbinden.The rotor 10 also carries one as a rotor cage 18th with ladder bars 18a and short-circuit rings 18b , 18c executed winding, which in the rotor core 12th is injected or injected from an aluminum material by means of an injection molding process. In injection molding, the ladder bars are 18a in the grooves 15th and the short-circuit rings 18b , 18c on the front sides 16a , 16b of the rotor core 12th at the same time as a materially coherent area, the short-circuit rings 18b , 18c the individual ladder bars 18a connect with each other.

Zur Reduzierung einer unerwünschten plastischen Dehnung und zur Vermeidung eines Aufbrechens des Rotorkäfigs 18 beim Betreiben der elektrischen Maschine sind im Bereich beider Stirnseiten 16a, 16b des Rotorkerns 12 jeweils am Nutgrund 15a der Nuten 15 Öffnungsbereiche 15c vorgesehen. Im hier besprochenen Ausführungsbeispiel sind diese Öffnungsbereiche 15c an beiden Endscheiben 24a, 24b ausgebildet. Die Öffnungsbereiche 15c sind so ausgestaltet, dass sich ein Querschnitt 20 des Nutgrunds 15a von einem zwischen den Endblechen 24a, 24b befindlichen axial mittleren Bereich 15b der Nuten 15 ausgehenden Ausgangswert 20a nach axial außen hin stetig bzw. kontinuierlich zu einem Endwert 20b vergrößert. Der axial mittlere Bereich 15b wird durch die Blechlamellen 13 des Blechpakets 4 gebildet und weist einen axial verlaufenden Nutgrund 15 mit einem hier etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf, von dem etwa parallel verlaufende Nutwände 15d, e ausgehen.To reduce undesired plastic expansion and to avoid the rotor cage breaking open 18th when operating the electrical machine are in the area of both end faces 16a , 16b of the rotor core 12th each at the bottom of the groove 15a of the grooves 15th Opening areas 15c intended. In the embodiment discussed here, these are opening areas 15c formed on both end disks 24a, 24b. The opening areas 15c are designed so that there is a cross-section 20th of the groove base 15a from an axially central region located between the end plates 24a, 24b 15b of the grooves 15th outgoing output value 20a is steadily or continuously increased toward an end value 20b axially outward. The axially middle area 15b is through the sheet metal lamellas 13th of the laminated core 4th formed and has an axially extending groove base 15th with an approximately semicircular cross-section here, of which approximately parallel groove walls 15d , e go out.

Vorliegend sind die Öffnungsbereiche 15c von dem Blechpaket 4 ausgehend torusförmig ausgebildet und am Rotorkern 12 nach außen gewölbt. In der Ansicht von 4b ist erkennbar, dass sich der Nutgrund 15a an der Endscheibe 24a kreisförmig erweitert. Der angespritzte bzw. angegossene Rotorkäfig 18 liegt formschlüssig in den Nuten 15 an, so dass dieser insbesondere auch an den Stirnseiten 16a, 16b flächig an den Öffnungsbereichen 15c anliegt und diese mit dem Gusswerkstoff ausfüllt. In der Ansicht von 4a weist ein Öffnungsbereich 15c zwischen dem Nutgrund 15a bzw. dem Innenbereich 14a und der Stirnseite 16a des Rotorkerns 12 eine konstante Krümmung mit einem Krümmungsradius R auf. Es hat sich gezeigt, dass an dieser Position ein Radius R im Bereich von etwa 1,5mm bis etwa 3mm eine deutliche Spannungsreduzierung bewirken und ein Aufbrechen des Rotorkäfigs vermeiden kannHere are the opening areas 15c from the laminated core 4th starting out in a toroidal shape and on the rotor core 12th arched outwards. In the view of 4b it can be seen that the bottom of the groove 15a at the end plate 24a expanded in a circular manner. The molded or cast rotor cage 18th lies positively in the grooves 15th so that this also applies to the end faces 16a , 16b flat on the opening areas 15c and fills it with the cast material. In the view of 4a has an opening area 15c between the groove base 15a or the interior 14a and the front 16a of the rotor core 12th has a constant curvature with a radius of curvature R. It has been shown that at this position a radius R in the range from about 1.5 mm to about 3 mm can bring about a significant reduction in tension and prevent the rotor cage from breaking open

Alternativ können die stirnseitigen Öffnungsbereiche 15c bei einem Verzicht auf separate Endscheiben 24a, 24b auch axial über mehrere Blechlamellen 13 ausgebildet werden, wobei sich der Querschnitt 20 stufenförmig beim Übergang zu einer benachbarten Blechlamelle 13 verändert und axial nach außen vergrößert.Alternatively, the front opening areas 15c if separate end disks 24a, 24b are dispensed with, also axially over several sheet metal lamellas 13th be formed, with the cross-section 20th stepped at the transition to an adjacent sheet metal lamella 13th changed and enlarged axially outwards.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: elektrische Maschineelectric machine
22: Statorstator
44th: StatorblechpaketStator laminated core
66th: StatorwicklungStator winding
1010: Rotorrotor
1111: Statorstator
1212th: RotorkernRotor core
1313th: BlechlamellenSheet metal lamellas
1414th: AusnehmungRecess
14a14a: InnenbereichIndoor
14b14b: AußenbereicheOutdoor areas
1515th: NutGroove
15a15a: NutgrundGroove base
15b15b: mittlerer Bereichmiddle area
15c15c: ÖffnungsbereichOpening range
15d,e15d, e: NutwandGroove wall
16a16a: StirnseiteFront side
16b16b: StirnseiteFront side
1818th: RotorkäfigRotor cage
18a18a: LeiterstabLadder stick
18b18b: KurzschlussringShort-circuit ring
18c18c: KurzschlussringShort-circuit ring
2020th: Querschnittcross-section
2424: EndscheibeEnd disk
AA.: RotationsachseAxis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102004056876 A1 [0002]

Claims

A rotor (10) of an electrical machine (1) with - a rotor core (12) which is formed around an axis of rotation (A) of the rotor (10) and extends along this axis of rotation (A), wherein - the rotor core (12) has several has grooves (15) distributed around the circumference, which extend in the axial direction through the end faces (16a, 16b) of the rotor core (12) and which each form a radially inner groove base (15a) on the rotor core (12), furthermore with a rotor cage (18), which comprises conductor bars (18a) arranged in the grooves (15) and short-circuit rings (18b, 18c) arranged on the end faces (16a, 16b), the conductor bars (18a) being connected to the short-circuit rings (18b, 8c) , characterized in that - at least one of the aforementioned groove base (15a) in the area of at least one of the end faces (16a, 16b) of the rotor core (12) has an opening area (15c) on which a cross-section (20) of the groove base (15a) is in the axial direction to this end face (16a , 16b) steadily enlarged and wherein - the rotor cage (18) rests positively on the opening area (15c).

Rotor after Claim 1 , characterized in that the opening area (15c) is formed with a constant curvature.

Rotor after Claims 1 or 2 , characterized in that the rotor core (12) has a stack of sheet metal lamellas (13) with at least one end plate (24) arranged on the end face, the end plate (24) being designed with a greater thickness than a sheet metal lamella (13) and wherein the Opening area (15c) is provided on the end plate (24).

Rotor after Claim 1 or 2 , characterized in that the rotor core (12) has a stack of sheet metal lamellas (13), the opening region (15c) being formed axially over several sheet metal lamellas (13).

Rotor after one of the Claims 1 - 4th , characterized in that the conductor bars (18a) and / or the short-circuit rings (18b) are formed as a cast part on the rotor core (12).

Electric machine (1) with a rotor (10) which, according to one of the Claims 1 - 5 is formed and with a surrounding stator (11).