DE102021206596A1 - Rotor for an electric machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine aufweisend eine Welle (1) mit einem ersten Wellenelement (2), wobei das erste Wellenelement (2) einen ersten Lagersitz (4) der Welle (1) und einen Fügeanschlag (7) aufweist, wobei auf dem ersten Wellenelement (2) Blechpakete (9) gegen den Fügeanschlag (7) gefügt sind.The invention relates to a rotor for an electrical machine having a shaft (1) with a first shaft element (2), the first shaft element (2) having a first bearing seat (4) of the shaft (1) and a joining stop (7), wherein laminated cores (9) are joined against the joining stop (7) on the first shaft element (2).
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine aufweisend eine Welle mit einem ersten Wellenelement, wobei das erste Wellenelement einen ersten Lagersitz der Welle und einen Fügeanschlag aufweist, wobei auf dem ersten Wellenelement Blechpakete gegen den Fügeanschlag gefügt sind.The invention relates to a rotor for an electrical machine having a shaft with a first shaft element, the first shaft element having a first bearing seat of the shaft and a joining stop, laminated cores being joined against the joining stop on the first shaft element.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit dem erfinderischen Rotor sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors.Furthermore, the invention relates to an electrical machine with the inventive rotor and a method for producing a rotor.
Bekannte Rotoren für elektrischen Maschinen weisen lamellierte Blechpakete auf, die auf einer Welle gefügt, fixiert und gegebenenfalls verspannt werden. Hierzu sind aufwendige Fügeprozesse mit einer Vielzahl von Zusatzelementen, wie zum Beispiel Distanzringe, Überwurfmuttern und Sicherungsringe, notwendig, um die Blechpakete zu fixieren und axial zu verspannen. Bei einem bekannten Reduzieren der Zusatzelemente durch zum Beispiel ein Ersetzen von Überwurfmuttern durch ein Verstemmen von Wuchtscheiben führt dies zu einer unsicheren Auslegung der axialen Verspannung, da die axiale Vorspannkraft bei einem Verstemmen eine größere Varianz aufweist.Known rotors for electrical machines have laminated stacks of laminations that are joined, fixed and, if necessary, braced on a shaft. This requires complex joining processes with a large number of additional elements, such as spacer rings, union nuts and retaining rings, in order to fix the laminated core and to brace it axially. In a known reduction of the additional elements, for example by replacing union nuts with caulking of balancing disks, this leads to an uncertain design of the axial tension, since the axial pretensioning force has a greater variance when caulking.
Ein Herstellverfahren und eine elektrische Maschine der genannten Art sind durch die
Aus der
Die
Aus der
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass ein Rotor mit einer geringeren Komponentenanzahl und in einem einfacheren, sicheren Prozess herstellbar wird.Against this background, the invention is based on the object of designing a rotor of the type mentioned at the outset in such a way that a rotor can be produced with a smaller number of components and in a simpler, safer process.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Stator gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einer elektrischen Maschine und einem Herstellverfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with a stator according to the features of patent claim 1 and an electrical machine and a production method according to the independent claims. The dependent claims relate to particularly useful developments of the invention.
Erfindungsgemäß ist also ein Rotor für eine elektrische Maschine vorgesehen, der eine Welle mit einem ersten Wellenelement aufweist, wobei das erste Wellenelement einen ersten Lagersitz der Welle und einen Fügeanschlag aufweist. Auf dem ersten Wellenelement sind Blechpakete gegen den Fügeanschlag gefügt und bevorzugt vormontiert, beispielweise in Form eines Querpressverbands, eines Längspressverbands oder mittels eines Formschlusses. Ein zweites Wellenelement ist mittels einer mechanischen Verbindung mit dem ersten Wellenelement verbunden, wobei das zweite Wellenelement die Blechpakete gegen den Fügeanschlag verspannt sowie einen zweiten Lagersitz der Welle aufweist.According to the invention, a rotor for an electrical machine is therefore provided which has a shaft with a first shaft element, the first shaft element having a first bearing seat of the shaft and a joining stop. On the first shaft element, laminated cores are joined against the joining stop and preferably preassembled, for example in the form of a transverse interference fit, a longitudinal interference fit or by means of a positive fit. A second shaft element is connected to the first shaft element by means of a mechanical connection, the second shaft element bracing the laminated cores against the joining stop and having a second bearing seat of the shaft.
Die beiden Wellenelemente bilden somit die Welle aus, beziehungsweise sie übernehmen die Funktion der Welle und von Zusatzelementen, indem sie die Blechpakete lagern, fixieren und verspannen und des Weiteren die Lagersitze der Welle ausbilden. Somit können Zusatzelemente wie Überwurfmuttern oder Distanzringe entfallen, wodurch die Herstellung vereinfacht wird und Kosten eingespart werden können.The two shaft elements thus form the shaft, or they assume the function of the shaft and additional elements by supporting, fixing and bracing the laminated cores and also forming the bearing seats of the shaft. This means that additional elements such as union nuts or spacer rings can be omitted, which simplifies production and saves costs.
Der Fügeanschlag ist bevorzugt als eine Wellenschulter, ein Sicherungsring oder ein Distanzring ausgebildet.The joining stop is preferably designed as a shaft shoulder, a locking ring or a spacer ring.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die mechanische Verbindung, die beide Wellenelemente miteinander verbindet, als ein Sicherungselement, bevorzugt als ein Stift oder ein Bajonettverschluss, ausgebildet ist. Hierdurch wird eine besonders kostengünstige sowie zuverlässige mechanische Verbindung ermöglicht.A preferred embodiment provides that the mechanical connection, which connects the two shaft elements to one another, is designed as a securing element, preferably as a pin or a bayonet lock. This enables a particularly cost-effective and reliable mechanical connection.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass das erste Wellenelement und/oder das zweite Wellenelement eine Außenverzahnung aufweist, da hierdurch auf weitere Komponenten, hier ein Zahnrad, verzichtet werden kann, wodurch der Herstellprozess weiter vereinfacht und vergünstigt wird.It has proven to be advantageous for the first shaft element and/or the second shaft element to have external teeth, since this means that additional components, in this case a gear wheel, are not required can be tet, whereby the manufacturing process is further simplified and reduced.
Bevorzugt weist das erste Wellenelement und/oder das zweite Wellenelement einen radialen Passsitz für eine Wuchtscheibe und/oder für Rotorpakete auf. Durch eine radiale Passung im Sinne einer Übergangspassung oder Presspassung der Wellenelemente mit einer Wuchtscheibe und/oder einem Rotorpaket wird eine definierte Position der Wuchtscheibe und/oder der Rotorpakete und eine geringe Unwucht des Stators ermöglicht.The first shaft element and/or the second shaft element preferably has a radial snug fit for a balancing disk and/or for rotor assemblies. A radial fit in the sense of a transition fit or press fit of the shaft elements with a balancing disk and/or a rotor stack enables a defined position of the balancing disk and/or the rotor stack and a slight imbalance in the stator.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Rotors hat ein erstes Wellenelement und/oder ein zweites Wellenelement, das eine Ölbohrung aufweist, sodass Öl zum Kühlen des Wickelkopfs axial entlang der Wellenelemente geleitet werden und radial aus den Wellenelementen austreten kann.A preferred embodiment of the rotor has a first shaft element and/or a second shaft element which has an oil bore so that oil for cooling the end winding can be guided axially along the shaft elements and can exit radially from the shaft elements.
Eine besonders praxisrelevante Ausführungsform weist ein erstes Wellenelement und/oder ein zweites Wellenelement auf, das Auswuchtflächen zum Entfernen und/oder zum Aufbringen von Material aufweist. Hierdurch kann die Funktion einer Wuchtscheibe in die Wellenelemente integriert und die Komponentenanzahl durch den Verzicht auf eine Wuchtscheibe weiter reduziert werden.A particularly practical embodiment has a first shaft element and/or a second shaft element, which has balancing surfaces for removing and/or applying material. As a result, the function of a balancing disk can be integrated into the shaft elements and the number of components can be further reduced by dispensing with a balancing disk.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Rotors weist ein Federelement zum axialen Verspannen der Blechpakete auf, das bevorzugt eine Tellerfeder ist. Hierdurch wird ein prozesssicheres Verspannen von Blechpaketen mit einer besonders geringer Kompressibilität auch bei hohen Fertigungstoleranzen ermöglicht.A preferred embodiment of the rotor has a spring element for axially bracing the laminated cores, which is preferably a cup spring. This enables process-reliable clamping of laminated cores with particularly low compressibility, even with high manufacturing tolerances.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das erste Wellenelement und das zweite Wellenelement Passungen aufweisen zum konzentrischen Ausrichten des ersten Wellenelements zum zweiten Wellenelement, da hierdurch geringe Toleranzen des Rotors, insbesondere eine geringe Unwucht, ermöglicht wird.It has turned out to be advantageous that the first shaft element and the second shaft element have fits for concentric alignment of the first shaft element to the second shaft element, since this enables small tolerances of the rotor, in particular a small imbalance.
Weiterhin weist eine elektrische Maschine einen erfindungsgemäßen Rotor auf.Furthermore, an electrical machine has a rotor according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Rotors dient bevorzugt zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rotors. Auf ein erstes Wellenelement werden Blechpakete gefügt, wobei die Blechpakete axial verspannt werden. Ein zweites Wellenelement wird mit dem ersten Wellenelement mechanisch verbunden, zum Verspannen der Blechpakete gegen einen Fügeanschlag des ersten Wellenelements.The method according to the invention for producing a rotor preferably serves to produce a rotor according to the invention. Laminated cores are joined onto a first shaft element, the laminated cores being axially braced. A second shaft element is mechanically connected to the first shaft element in order to brace the laminated core against a joining stop of the first shaft element.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
-
1 einen Rotor einer elektrischen Maschine im Schnitt.
-
1 a rotor of an electrical machine in section.
Die Blechpakete 9 sowie die Wuchtscheiben 8 werden gegen den Fügeanschlag 7 verspannt, wobei das zweite Wellenelement 3 mit einer mechanischen Verbindung 10, die als Bajonettverschluss ausgeführt ist, mit dem ersten Wellenelement 2 verbunden ist und die Blechpakete 9 und die Wuchtscheiben 8 gegen den Fügeanschlag 7 verspannt. Das zweite Wellenelement 3 bildet mit dem als Hohlwelle ausgebildeten Bereich und dem hiermit in Kontakt stehenden Bereich des ersten Wellenelements 2 eine Passung 11 aus, wodurch eine konzentrische Ausrichtung des ersten Wellenelements 2 mit dem zweiten Wellenelement 3 ermöglicht wird. Das zweite Wellenelement 3 bildet den zweiten Lagersitz 12 der Welle 1 aus zur Lagerung des Stators in der elektrischen Maschine. Des Weiteren weist das zweite Wellenelement 3 eine Ölbohrung 6 sowie eine Schnittstelle 13 zu einem Resolverrotor auf.The laminated
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- WelleWave
- 22
- erstes Wellenelementfirst wave element
- 33
- zweites Wellenelementsecond wave element
- 44
- erster Lagersitzfirst camp seat
- 55
- Außenverzahnung external teeth
- 66
- Ölbohrungoil drilling
- 77
- Fügeanschlagjoining stop
- 88th
- Wuchtscheibebalancing disc
- 99
- Blechpaketlaminated core
- 1010
- mechanische Verbindung mechanical connection
- 1111
- Passungfit
- 1212
- zweiter Lagersitzsecond bearing seat
- 1313
- Schnittstelleinterface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102018204436 A1 [0004]DE 102018204436 A1 [0004]
- JP 2005184957 A [0005]JP2005184957A [0005]
- DE 102016211246 A1 [0006]DE 102016211246 A1 [0006]
- DE 102019113596 A1 [0007]DE 102019113596 A1 [0007]
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DE102021206596.1A DE102021206596A1 (en) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | Rotor for an electric machine |
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DE102021206596.1A DE102021206596A1 (en) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | Rotor for an electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102021206596A1 true DE102021206596A1 (en) | 2022-12-29 |
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ID=84388705
Family Applications (1)
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DE102021206596.1A Pending DE102021206596A1 (en) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | Rotor for an electric machine |
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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DE102018204436A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for mounting lamella or laminated cores on a hollow shaft and a rotor produced in this way for an electrical machine |
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-
2021
- 2021-06-25 DE DE102021206596.1A patent/DE102021206596A1/en active Pending
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