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Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine mit einem Rotor und ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors.
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Elektrische Maschinen werden in zunehmendem Maße in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen und Hybridfahrzeugen eingesetzt, überwiegend als Elektromotoren für den Antrieb eines Rads oder einer Achse eines solchen Fahrzeugs. Bei den Elektromotoren kann es sich unter anderem um Synchronmotoren oder Asynchronmotoren handeln.
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Ein solcher Elektromotor ist zumeist mechanisch mit einem Getriebe zur Drehzahlanpassung gekoppelt. Daneben ist der Elektromotor in der Regel elektrisch mit einem Wechselrichter verbunden, der aus einer von einer Batterie gelieferten Gleichspannung eine Wechselspannung für den Betrieb des Elektromotors erzeugt, beispielsweise eine mehrphasige Wechselspannung.
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Es ist auch möglich, eine solche elektrische Maschine als Generator zur Rekuperation von Bewegungsenergie eines Fahrzeugs zu betreiben. Hierzu wird die Bewegungsenergie zunächst in elektrische Energie und dann in chemische Energie einer Fahrzeugbatterie umgewandelt.
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Der Rotor einer elektrischen Maschine verfügt normalerweise über eine Rotorwelle, die von einem zylinderförmigen Rotorpaket umschlossen ist, das aus gestapelten Elektroblechen gebildet ist. Zusätzlich kann der Rotor in dem Rotorpaket angeordnete Permanentmagnete, einen Rotorkäfig oder gewickelte Spulen aufweisen.
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Neben dem Rotor verfügt die elektrische Maschine in der Regel über einen Stator, gegenüber dem der Rotor drehbar ist. Der Stator besitzt zumeist ein Statorpaket, das aus gestapelten Elektroblechen gebildet ist. Daneben kann der Stator Wicklungen elektrischer Leiter aufweisen, zum Beispiel als Spulenwicklungen, Flachdrahtwicklungen (Hairpin Windings) oder Haarnadelwicklungen. Optional kann die Maschine mit einem Gehäuse ausgestattet sein, in dem der Rotor und der Stator aufgenommen sind.
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Bei der Herstellung der elektrischen Maschine ist es erforderlich, das Rotorpaket auf der Rotorwelle zu befestigen. Dazu wird die Rotorwelle durch eine zentrale Durchgangsöffnung beziehungsweise Bohrung des Rotorpakets geführt und drehfest mit dem Rotorpaket verbunden. Die Verbindung muss auch hohen Drehzahlen standhalten, so dass die Übertragung eines Drehmoments von dem Rotorpaket auf die Rotorwelle sichergestellt ist.
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Allerdings kann es bei hohen Drehzahlen aufgrund von Fliehkräften zu einer Aufweitung der axial verlaufenden Durchgangsöffnung kommen, so dass sich deren Durchmesser vergrößert. Die Größe der Aufweitung beträgt typischerweise ca. 0,2 mm. Das kann dazu führen, dass die Festigkeit der Verbindung des Rotorpakets mit der Rotorwelle nachlässt, wodurch das Rotorpaket auf der Rotorwelle verrutscht. Mit anderen Worten kommt es zu einer unerwünschten Relativbewegung zwischen dem Rotorpaket und der Rotorwelle.
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Um das Verrutschen zu vermeiden, kann die Rotorwelle gegenüber der Durchgangsöffnung des Rotorpakets (im unmontierten Zustand) ein besonders großes Übermaß besitzen. Dadurch ist das Rotorpaket (im montierten Zustand) besonders fest mit der Rotorwelle verbunden, wobei die Verbindung auch hohen Drehzahlen standhält.
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Zum Herstellen der Verbindung mit dem besonders großen Übermaß kann das Rotorpaket zunächst erwärmt werden. Dadurch wird die Durchgangsöffnung des Rotorpakets aufgeweitet, so dass sich die Rotorwelle trotz des Übermaßes durch die Durchgangsöffnung führen lässt. Beim anschließenden Abkühlen des Rotorpakets schrumpft das Rotorpaket auf die Rotorwelle auf.
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Alternativ zum Erwärmen des Rotorpakets kann die Rotorwelle abgekühlt werden. Dadurch wird der Durchmesser der Rotorwelle verringert, so dass sich die Rotorwelle trotz des Übermaßes durch die Durchgangsöffnung führen lässt. Ebenso ist es möglich das Erwärmen des Rotorpakets mit dem Abkühlen der Rotorwelle zu kombinieren.
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Allerdings verlängern sowohl das Erwärmen des Rotorpakets als auch das Abkühlen der Rotorwelle die Herstellungszeit. Ferner bewirken das besonders große Übermaß und die Temperaturänderungen unerwünschte mechanische Spannungen im Rotorpaket oder eine Deformation des Rotorpakets, die zu einer erhöhten Ausschussquote, Betriebsstörungen und einem erschwerten Recycling führen können.
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Eine elektrische Maschine kann sowohl in einem normalen Drehzahlbereich, der für den bestimmungsgemäßen Einsatz im Fahrzeug vorgesehen ist, als auch in einem erhöhten Drehzahlbereich, der für Testzwecke vorgesehen ist, betrieben werden. Das in dem erhöhten Drehzahlbereich zu übertragende Drehmoment fällt typischerweise geringer aus, als das in dem normalen Drehzahlbereich zu übertragende Drehmoment.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für eine elektrische Maschine anzugeben, dessen Rotorpaket auch bei hohen Drehzahlen ausreichend fest mit dessen Rotorwelle verbunden ist, ohne dass bei der Herstellung des Rotors ein Erwärmen des Rotorpakets oder Abkühlen der Rotorwelle erforderlich ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Rotor mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen.
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Der erfindungsgemäße Rotor umfasst eine Rotorwelle, die mehrere sich axial erstreckende gerändelte Oberflächenabschnitte aufweist, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Daneben umfasst der Rotor ein Rotorpaket mit einer zentralen Durchgangsöffnung, durch welche die Rotorwelle verläuft, wobei die Durchgangsöffnung mit den gerändelten Oberflächenabschnitten verzahnt ist.
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Der Begriff „gerändelte Oberflächenabschnitte“ bezeichnet Oberflächenabschnitte, die jeweils mit einer als „Rändelung“ bezeichneten Oberflächenstruktur versehen sind. Die Rändelung weist Erhebungen und Senken auf und ist mit einem als „Rändeln“ bezeichneten Fertigungsverfahren kostengünstig herstellbar. Beim Rändeln wird ein rundes Werkzeug gegen ein rundes Werkstück (Rotorwelle) gepresst und abgewälzt, wobei sich beide drehen. Dabei wird ein Profil des Werkzeugs auf das Werkstück übertragen, indem die Erhebungen des Profils in die Oberfläche des Werkstückes eingedrückt werden.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Verzahnung der gerändelten Oberflächenabschnitte mit der Durchgangsöffnung besteht eine drehfeste Verbindung des Rotorpakets mit der Rotorwelle. Der Begriff „Verzahnung“ bezeichnet eine formschlüssige Verbindung, bei der periphere Bereiche der gerändelten Oberflächenabschnitte in die Durchgangsöffnung beziehungsweise deren Innenfläche eingreifen. Bei einer drehzahlbedingten Aufweitung der Durchgangsöffnung wird zwar die Tiefe des Eingriffs etwas vermindert (typischerweise von ca. 0,4 mm auf ca. 0,3 mm), trotzdem bleibt der Eingriff bestehen. Dadurch wird ein Verdrehen des Rotorpakets bezüglich der Rotorwelle über den gesamten Drehzahlbereich vermieden.
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Die Verzahnung kann durch Einpressen der Rotorwelle in das Rotorpaket oder Aufpressen des Rotorpakets auf die Rotorwelle geschaffen werden, wobei die gerändelten Oberflächenabschnitte jeweils eine korrespondierende Kontur in das Rotorpaket einschneiden beziehungsweise eingraben. Hierzu ist kein Erwärmen des Rotorpakets beziehungsweise Abkühlen der Rotorwelle erforderlich. Stattdessen kann das Einpressen beziehungsweise Aufpressen bei normaler Umgebungstemperatur vorgenommen werden. Somit kann auf die Verfahrensschritte Erwärmung des Rotorpakets beziehungsweise Abkühlung der Rotorwelle verzichtet werden. Dadurch lässt sich der erfindungsgemäße Rotor kostengünstiger als ein herkömmlicher Rotor herstellen.
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Vorteilhafterweise sind die gerändelten Oberflächenabschnitte gehärtet, damit sich die korrespondierende Kontur besonders gut in das Rotorpaket einschneiden beziehungsweise eingraben lässt. Insbesondere sollten die gerändelten Oberflächenabschnitte härter als die Innenfläche der Durchgangsöffnung sein. Optional kann die gesamte Oberfläche der Rotorwelle gehärtet sein.
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Das Rotorpaket kann zylinderförmig ausgebildet sein, so dass es einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Ebenso kann die Rotorwelle zylinderförmig ausgebildet sein, zumindest im Bereich des Rotorpakets. Die Rotorwelle kann aber auch einen anderen Querschnitt besitzen.
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Bevorzugt ist das Rotorpaket aus gestapelten Elektroblechen beziehungsweise Einzelblechen gebildet. Die Elektrobleche können miteinander verklebt, miteinander verschweißt und/oder gegeneinander isoliert sein. Ferner kann das Rotorpaket Hohlräume besitzen, in die Permanentmagnete eingesetzt sind. Alternativ dazu kann in die Hohlräume Aluminium oder Kupfer im Druckgussverfahren eingebracht sein. Ferner können in das Rotorpaket Spulenwicklungen eingesetzt sein.
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Die Anzahl der gerändelten Oberflächenabschnitte beträgt zum Beispiel zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht. Es ist aber auch eine größere Anzahl gerändelter Oberflächenabschnitte verwendbar. Ferner kann die Anzahl der gerändelten Oberflächenabschnitte der Polpaarzahl des Rotors oder einem Vielfachen der Polpaarzahl entsprechen. Jeder der Oberflächenabschnitte erstreckt sich in Axialrichtung entlang der Außenseite der Rotorwelle. Vorzugsweise sind die Oberflächenabschnitte identisch ausgebildet und/oder äquidistant voneinander angeordnet.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rotors sieht vor, dass jedem der gerändelten Oberflächenabschnitte der Rotorwelle eine den Oberflächenabschnitt radial überdeckende Vertiefung der Innenfläche der Durchgangsöffnung des Rotorpakets gegenüberliegt. Folglich befindet sich die Vertiefung in Radialrichtung auswärts von dem Oberflächenabschnitt. Damit ist zwischen dem Oberflächenabschnitt und dem Rotorpaket ein sich axial erstreckender Spalt gebildet, dessen radiale Ausdehnung typischerweise ca. 0,5 mm beträgt.
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Weiterhin können die gerändelten Oberflächenabschnitte der Rotorwelle jeweils ein in Axialrichtung gleichbleibendes beziehungsweise konstantes Querschnittsprofil aufweisen. Das heißt, an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnete Querschnitte eines Oberflächenabschnittes stimmen überein beziehungsweise entsprechen einander. Die Herstellung eines derartigen Querschnittsprofils ist besonders einfach. Ferner lässt sich ein Oberflächenabschnitt mit einem solchen Querschnittsprofil besonders gut mit der Durchgangsöffnung verzahnen.
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Davon abweichend können einer oder mehrere der gerändelten Oberflächenabschnitte jeweils eine axiale Unterbrechung aufweisen. Folglich besitzt der jeweilige Oberflächenabschnitt in Axialrichtung einen gerändelten ersten Teilabschnitt, einen sich an den ersten Teilabschnitt anschließenden ungerändelten (zum Beispiel glatten) zweiten Teilabschnitt und einen sich an den zweiten Teilabschnitt anschließenden gerändelten dritten Teilabschnitt. Damit kann Schmutz aus dem gerändelten Bereich besonders gut abgeführt werden.
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Ein besonders sicherer Halt zwischen der Rotorwelle und dem Rotorpaket ergibt sich, wenn eines oder mehrere der Querschnittsprofile jeweils mehrere radial nach außen weisende Zacken besitzen. Eine solche Zacke kann in Form eines Dreiecks ausgebildet sein, wobei eine Ecke des Dreiecks radial nach außen weist. Die Ecke kann spitzwinklig, rechtwinklig oder stumpfwinklig sein. Ferner können die an der Ecke endenden Schenkel des Dreiecks gleichlang oder unterschiedlich lang sein.
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Zwischen benachbarten Zacken kann jeweils eine Senke angeordnet sein, zum Beispiel mit einem runden Querschnitt.
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Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Zacken eines Oberflächenabschnittes zwei bis zehn. Es können aber auch mehr als zehn Zacken pro Oberflächenabschnitt vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist eine Anzahl von vier Zacken pro Oberflächenabschnitt. Ebenso ist es möglich, dass sich die Oberflächenabschnitte hinsichtlich der Anzahl ihrer Zacken voneinander unterscheiden.
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Mit den Zacken lässt sich eine mit dem Querschnittsprofil korrespondierende Kontur besonders gut in das Rotorpaket einschneiden beziehungsweise eingraben.
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Alternativ zu der Zackenform beziehungsweise Dreiecksform können die Erhebungen eines Querschnittsprofils auch eine andere Form haben, zum Beispiel abgerundet sein oder jeweils eine Einbuchtung aufweisen. Zu bemerken ist, dass die beschriebenen Oberflächenabschnitte beziehungsweise Querschnittsprofile alternativ zum Rändeln auch mit einer anderen Technologie herstellbar sind.
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Außerdem kann die Rotorwelle zwischen den gerändelten Oberflächenabschnitten angeordnete glatte Oberflächenabschnitte aufweisen. Dazu kann die Rotorwelle zunächst mit einem kreisförmigen Querschnitt hergestellt werden. Anschließend können die gerändelten Oberflächenabschnitte durch Rändeln erzeugt werden.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann jedem der glatten Oberflächenabschnitte der Rotorwelle eine peripher im Rotorpaket angeordnete axiale Öffnung zugeordnet sein, die radial mit dem Oberflächenabschnitt fluchtet. Das heißt, die Öffnung befindet sich in Radialrichtung auswärts vom dem Oberflächenabschnitt. Damit werden unerwünschte mechanische Spannungen im Rotorpaket und eine Deformation des Rotorpakets vermieden, die ansonsten beim Einpressen der Rotorwelle in das Rotorpaket oder Aufpressen des Rotorpakets auf die Rotorwelle auftreten könnten, wenn die Rotorwelle an ihren glatten Oberflächenabschnitten gegenüber der Durchgangsöffnung des Rotorpakets Übermaß hat.
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Die axiale Öffnung im Rotorpaket kann als Langloch ausgebildet sein, dessen Längsrichtung der Umfangsrichtung entspricht. Die Öffnung kann aber auch eine andere Form aufweisen.
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Mit dem erwähnten Einpressen der Rotorwelle in das Rotorpaket beziehungsweise Aufpressen des Rotorpakets auf die Rotorwelle, wobei die Rotorwelle (an ihren glatten Oberflächenabschnitten) gegenüber der Durchgangsöffnung Übermaß hat, wird neben der von der Verzahnung bewirkten formschlüssigen Befestigung eine vom dem Übermaß bewirkte kraftschlüssige Befestigung des Rotorpakets an der Rotorwelle geschaffen.
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Wegen der formschlüssigen Befestigung kann die kraftschlüssige Befestigung aber vergleichsweise schwach ausgelegt werden. Insbesondere kann Kaltpressen ausreichen, wobei auf ein Erwärmen des Rotorpakets beziehungsweise Abkühlen der Rotorwelle verzichtet wird. Dadurch werden unerwünschte mechanische Spannungen im Rotorpaket beziehungsweise eine Deformation des Rotorpakets vermieden.
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Mit besonderem Vorteil wird die kraftschlüssige Befestigung des Rotorpakets auf der Rotorwelle so ausgelegt, dass die glatten Oberflächenabschnitte der Rotorwelle kraftschlüssig mit der Durchgangsöffnung des Rotorpakets verbunden sind, solange eine Drehzahl des Rotors einen vorgegebenen Drehzahlschwellenwert nicht überschreitet.
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Der Drehzahlschwellenwert kann den normalen Drehzahlbereich, in dem die elektrische Maschine bestimmungsgemäß betrieben wird, nach oben begrenzen. Mit dieser Auslegung ist sichergestellt, dass in dem normalen Drehzahlbereich ein hohes Drehmoment von dem Rotorpaket auf die Rotorwelle übertragen werden kann.
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Es ist insbesondere möglich, die kraftschlüssige Befestigung des Rotorpakets auf der Rotorwelle so auszulegen, dass die Befestigung bei oder nach Überschreiten des Drehzahlschwellenwertes gelockert beziehungsweise gelöst wird. Dann kann zwar kein hohes Drehmoment mehr übertragen werden, aufgrund der weiterhin bestehenden Verzahnung bleibt das Rotorpaket aber drehfest mit der Rotorwelle verbunden, so dass zum Beispiel ein vorgeschriebener Test der elektrischen Maschine absolvierbar ist.
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Die Auslegung der kraftschlüssigen Befestigung des Rotorpakets auf der Rotorwelle lässt sich vornehmen, indem der Außendurchmesser der Rotorwelle und/oder der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung (an den glatten Oberflächenabschnitten der Rotorwelle) geeignet dimensioniert werden (grundsätzlich muss der Außendurchmesser gegenüber dem Innendurchmesser ein Übermaß aufweisen, zum Beispiel ca. 0,1 mm). Außerdem kann für die Auslegung die Breite der glatten Oberflächenabschnitte in Umfangsrichtung in geeigneter Weise variiert werden.
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Das Rotorpaket kann mehrere Rotorsegmente aufweisen, die zum Beispiel in Axialrichtung aneinandergereiht sind und jeweils aus gestapelten Elektroblechen gebildet sind. Somit handelt es sich bei den Rotorsegmenten um Teilpakete des Rotorpakets.
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Optional können eines oder mehrere der Rotorsegmente gegenüber einem oder zwei benachbarten Rotorsegmenten in Umfangsrichtung um einen festgelegten Winkel verdreht sein, so dass das Rotorpaket gestaffelt ist. Der erfindungsgemäße Rotor zeichnet sich dadurch aus, dass die Rotorsegmente trotz der Verdrehung identisch, das heißt als Gleichteile, hergestellt werden können. Das liegt daran, dass die Rotorsegmente erst beim Aufpressen auf die Rotorwelle entsprechend der jeweils gewünschten Verdrehung verzahnt und damit individualisiert werden.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist es auch möglich, dass eines oder mehrere der Elektrobleche jeweils gegenüber einem oder zwei benachbarten Elektroblechen in Umfangsrichtung um einen festgelegten Winkel verdreht sind.
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Neben dem beschriebenen Rotor betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem solchen Rotor. Die Maschine zeichnet sich durch die mit dem Rotor verbundenen Vorteile aus.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors der beschriebenen Art. Bei dem Verfahren wird die Rotorwelle derart in die zentrale Durchgangsöffnung des Rotorpakets eingepresst, dass die Durchgangsöffnung mit den gerändelten Oberflächenabschnitten der Rotorwelle verzahnt wird. Dazu kann jeder der gerändelten Oberflächenabschnitte eine Kontur in die Durchgangsöffnung schneiden beziehungsweise graben, die mit dem Oberflächenabschnitt korrespondiert.
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Zu bemerken ist, dass anstelle des Einpressens der Rotorwelle in das Rotorpaket auch das Rotorpaket auf die Rotorwelle aufgepresst werden kann. Insbesondere können Rotorsegmente des Rotorpakets jeweils separat auf die Rotorwelle aufgepresst werden.
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Vorzugsweise werden beim Einpressen der Rotorwelle die glatten Oberflächenabschnitte der Rotorwelle kraftschlüssig mit der Durchgangsöffnung des Rotorpakets verbunden. Auf diese Weise wird zusätzlich zur von der Verzahnung bewirkten formschlüssigen Befestigung eine vom Übermaß der Rotorwelle an den glatten Oberflächenabschnitten bewirkte kraftschlüssige Befestigung des Rotorpakets auf der Rotorwelle geschaffen. Das ermöglicht das Übertragen besonders hoher Drehmomente von dem Rotorpaket auf die Rotorwelle.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Rotors,
- 2 eine perspektivische Ansicht der Rotorwelle des Rotors,
- 3 eine axiale Ansicht der Rotorwelle,
- 4 eine vergrößerte Ansicht der Verbindung zwischen der Rotorwelle und einem Rotorpaket des Rotors, und
- 5 eine erfindungsgemäße elektrische Maschine.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotor 1 für eine elektrische Maschine, der eine Rotorwelle 2 aufweist, die in ein zylinderförmiges Rotorpaket 3 gepresst ist. Das Rotorpaket 3 besteht aus fünf Rotorsegmenten 4, wobei jedes Rotorsegmente 4 aus gestapelten Elektroblechen zusammengesetzt ist. Ferner ist jedes Rotorsegment 4 gegenüber einem benachbarten Rotorsegment 4 in Umfangsrichtung um einen festgelegten Winkel verdreht.
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Das Rotorpaket 3 ist an seinen axialen Enden jeweils mit einer Endplatte 5, 6 versehen. Die Endplatten 5, 6 werden mit durch die Rotorsegmente 4 geführten Schrauben 7 und Muttern 8 zusammengehalten. Optional wird das Rotorpaket 3 mit den Endplatten 5, 6 zusammengepresst. Auf die Endplatten und/oder die Schrauben und Muttern kann aber auch verzichtet werden.
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2 zeigt die Rotorwelle 2 in einer perspektivischen Ansicht und 3 zeigt die Rotorwelle 2 in einer axialen Ansicht. Die Rotorwelle 2 hat eine zylinderförmige Grundform. Ein Abschnitt der Rotorwelle 2, auf dem sich im montierten Zustand das Rotorpaket 3 befindet, besitzt mehrere sich axial erstreckende gerändelte Oberflächenabschnitte 9, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei die Abstände zwischen den Oberflächenabschnitte 9 gleich groß sind. Die Oberflächenabschnitte 9 besitzen jeweils ein axial gleichbleibendes Querschnittsprofil, also einen in Axialrichtung konstanten Querschnitt.
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In 3 ist erkennbar, dass ein gerändelter Oberflächenabschnitt 9 beziehungsweise dessen Querschnittsprofil mehrere nach außen weisende Zacken 10 aufweist. In diesem Fall sind jeweils vier Zacken 10 vorhanden, welche unterschiedlich weit radial nach außen abstehen. Eine solche Zacke 10 kann einen Innenwinkel von etwa 60° bis 120° einschließen.
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Weiterhin sind die gerändelten Oberflächenabschnitte 9 gehärtet, so dass sich die Zacken 10 gut in das Rotorpaket eingraben.
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4 ist eine vergrößerte Ansicht der Verbindung zwischen der Rotorwelle 2 und dem Rotorpaket 3. Man erkennt dort, dass das Rotorpaket 3 eine zentrale Durchgangsöffnung 11 aufweist, in welche die Rotorwelle 2 eingepresst ist.
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An jeder Stelle der Rotorwelle 2, wo sich ein gerändelter Oberflächenabschnitt 9 befindet, weist die Durchgangsöffnung 11 an ihrer Innenfläche eine Vertiefung 12 auf. Die Vertiefung 12 ist als Ausnehmung ausgebildet, so dass dort der Durchmesser der Durchgangsöffnung 11 vergrößert ist. Mit anderen Worten ist dort die Innenfläche radial nach außen versetzt.
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Jedem gerändelten Oberflächenabschnitt 9 liegt eine zugehörige Vertiefung 12 der Durchgangsöffnung 11 des Rotorpakets 3 gegenüber, welche den Oberflächenabschnitt 9 radial überdeckt. Damit ist zwischen dem Rotorpaket 3 und der Rotorwelle 2 ein axial verlaufender Spalt gebildet.
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Zwischen den gerändelten Oberflächenabschnitten 9 sind glatte Oberflächenabschnitte 13 angeordnet. Da eine Vertiefung 12 in Umfangsrichtung breiter als der zugehörige gerändelte Oberflächenabschnitt 9 ausgebildet ist, erstreckt sich der zwischen dem Oberflächenabschnitt 9 und der Vertiefung 12 ausgebildete Spalt auch über einen Teil eines glatten Oberflächenabschnittes 13.
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Die Rotorwelle 2 wird bei der Herstellung des Rotors 1 in die Durchgangsöffnung 11 des Rotorpakets 3 eingepresst. Dabei verzahnen sich die Vertiefungen 12 der Durchgangsöffnung 11 des Rotorpakets 3 mit den gerändelten Oberflächenabschnitten 9. Hierzu ist der Außendurchmesser der Rotorwelle an den Zacken etwas größer ausgebildet, als der Innendurchmesser des Rotorpakets 3 an den Vertiefungen 12. Dadurch graben sich die Zacken 10 beim Einpressen in die Vertiefungen 12 des Rotorpakets 3 ein.
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5 zeigt schematisch eine elektrische Maschine 14 mit einem Gehäuse 15, in dem ein Stator 16 und der Rotor 1 aufgenommen sind. Auf das Gehäuse 15 kann aber auch verzichtet werden. Insbesondere lässt sich der Rotor auch durch andere Bauteile beziehungsweise konstruktive Lösungen im Stator zentrieren. Die elektrische Maschine 14 kann unter anderem zum Antreiben eines Rads oder einer Achse eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs dienen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotor
- 2
- Rotorwelle
- 3
- Rotorpaket
- 4
- Rotorsegment
- 5
- Endplatte
- 6
- Endplatte
- 7
- Schraube
- 8
- Mutter
- 9
- gerändelter Oberflächenabschnitt
- 10
- Zacke
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Vertiefung
- 13
- glatter Oberflächenabschnitt
- 14
- elektrische Maschine
- 15
- Gehäuse
- 16
- Stator
