DE102022125699A1

DE102022125699A1 - Rotor für eine elektrische Maschine mit vereinfachter axialer Fixierung eines Rotorblechpakets

Info

Publication number: DE102022125699A1
Application number: DE102022125699.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Englert; Christoph Wieczorek; David Förster; Florian Volkmuth; Nikolas Seubert; Sebastian Beetz
Original assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2022-10-05
Filing date: 2022-10-05
Publication date: 2024-04-11

Abstract

Es wird ein Rotor (3a..3c) für eine elektrische Maschine (1, 1a..1c) angegeben, welcher ein Rotorblechpaket (12, 12a..12c) mit mehreren axial aufeinander gestapelten Rotorblechen (14) umfasst, welche Ausnehmungen aufweisen, die ein axial durch das Rotorblechpaket (12, 12a..12c) führendes Loch (15, 15a..15c) bilden. Weiterhin umfasst der Rotor (3a..3c) ein sich in dem Loch (15, 15a..15c) axial erstreckendes Halteelement (16) zum Zusammenhalten der Rotorbleche (14) sowie einen in dem Loch (15, 15a..15c) angeordneten Dübel (17, 17a..17d), der das Halteelement (16) aufnimmt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine (1, 1a..1c) mit einem Rotor (3a..3c) der genannten Art, ein Fahrzeug (22) mit einer solchen elektrischen Maschine (1, 1a..1c), sowie ein Herstellungsverfahren für einen solchen Rotor (3a..3c).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, welcher ein Rotorblechpaket mit mehreren axial aufeinander gestapelten Rotorblechen umfasst, wobei die Rotorbleche Ausnehmungen aufweisen, die ein axial durch das Rotorblechpaket führendes Loch bilden. Die Rotorbleche bilden dabei einen Rotorblech-Stapel als Teil des Rotorblechpakets, welcher eine erste Stirnseite und eine axial gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist. Weiterhin umfasst der Rotor ein sich in dem Loch axial erstreckendes Halteelement zum Zusammenhalten der Rotorbleche. Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Rotor der oben genannten Art und ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors der genannten Art.
STAND DER TECHNIK
Ein Rotor, eine elektrische Maschine, ein Fahrzeug sowie ein Herstellungsverfahren der genannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Dabei werden die Rotorbleche zu einem Rotorblech-Stapel aufeinandergestapelt, und dann wird der Rotorblech-Stapel mit Hilfe von Halteelementen, welche durch die Löcher des Rotorblech-Stapels geführt werden, beidseitig axial fixiert. Dadurch wird einem Auseinanderwandern des Rotorblechpakets im Betrieb der elektrischen Maschine entgegengewirkt.
In aller Regel werden für diesen Zweck Schrauben oder Gewindestifte als Halteelemente eingesetzt. Mit Schraubenmuttern, welche auf die Schrauben oder Gewindestifte aufgeschraubt werden, wird das Rotorblechpaket axial fixiert. In bekannter Weise müssen auf beiden Seiten des Rotorblechpakets Mittel zum Halten beziehungsweise Drehen der Schrauben oder Muttern vorgesehen sein. Das axiale Fixieren ist daher relativ aufwändig und bedingt vergleichsweise aufwändige Vorrichtungen für eine maschinelle Herstellung des Rotorblechpakets.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Rotor, eine verbesserte elektrische Maschine, ein verbessertes Fahrzeug sowie ein verbessertes Herstellungsverfahren für einen Rotor einer elektrischen Maschine anzugeben. Insbesondere soll die axiale Sicherung des Rotorblechpakets vereinfacht werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Rotor der eingangs genannten Art gelöst, welcher einen in dem Loch angeordneten Dübel aufweist, der das Halteelement aufnimmt. Das Loch im Rotorblechpaket weist dabei zumindest ein axiales Ende an einer der Stirnseiten des Rotorblech-Stapels beziehungsweise Rotorblechpakets auf, und der Dübel ist insbesondere an dem genannten axialen Ende angeordnet.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch eine elektrische Maschine mit einem Rotor der oben genannten Art gelöst. Der Rotor kann insbesondere eine Rotorwelle aufweisen, auf welcher das Rotorblechpaket montiert ist, sowie mehrere im Rotorblechpaket angeordnete Rotormagnete oder Rotorwicklungen. Die elektrische Maschine kann insbesondere ein Gehäuse und einen im Gehäuse angeordneten Stator sowie den im Stator angeordneten und um eine Rotorachse im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor der oben genannten Art umfassen.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Fahrzeug gelöst, welches eine elektrische Maschine der oben genannten Art aufweist, die zum Antreiben des Fahrzeugs vorgesehen ist.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:

- Herstellen des Rotorblechpakets mittels Aufeinanderstapeln der Rotorbleche,
- Einsetzen der Dübel in die Löcher und
- Einführen der Halteelemente in die Dübel.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen entfällt das beidseitige Fixieren beziehungsweise Drehen der Schrauben und/oder Muttern. Stattdessen kann eine axiale Fixierung des Rotorblechpakets von einer Seite des Rotorblechpakets her erfolgen, da der in das Loch eingesetzte Dübel nicht eigens mit einem Werkzeug gegen Verdrehung und/oder Verschiebung gesichert werden muss. Die Herstellung eines Rotorblechpakets und die dazu nötigen Vorrichtungen für eine maschinelle Fertigung werden dadurch wesentlich vereinfacht.
In der Regel ist ein einziges Halteelement nicht ausreichend für die axiale Fixierung eines Rotorblechpakets. Daher kann in einer Ausführungsvariante ein Rotor mit mehreren dem Loch entsprechenden Löchern vorgesehen sein, mehreren dem Halteelement entsprechenden Halteelementen, die sich jeweils in einem der Löcher axial erstrecken, und mehreren dem Dübel entsprechenden Dübeln, die jeweils in einem der Löcher angeordnet sind und eines der Halteelemente aufnehmen. Beispielsweise können die Dübel und Halteelemente mit demselben Radialabstand zu einer Rotorachse und somit auf einem Kreis angeordnet sein.
Das Halteelement kann ein Gewinde aufweisen. Zum Beispiel kann das Haltelement als Schraube oder Gewindestift ausgebildet sein, welche oder welcher in den Dübel eingeschraubt wird. Denkbar ist aber auch, dass das Haltelement als Nagel ausgebildet ist und in den Dübel eingeschlagen wird. Demnach können die die Halteelemente generell in die Dübel eingeschraubt oder eingeschlagen werden.
In einer Ausführungsvariante werden die Dübel und die Halteelemente von derselben Stirnseite des Rotorblechpakets her eingesetzt. Dadurch ist nur ein einseitiger Zugang zu dem Loch im Rotorblechpaket erforderlich, was beispielsweise von Vorteil ist, wenn das Rotorblechpaket auf einem Tisch einer Spannvorrichtung aufliegt.
In einer weiteren Ausführungsvariante werden die Dübel von einer ersten Stirnseite des Rotorblechpakets her eingesetzt und die Halteelemente von einer zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets. Dadurch muss der Dübel nicht durch das ganze Rotorblechpaket geschoben werden, wodurch sich Vorteile beim Einsetzen des Dübels ergeben.
In noch einer weiteren Ausführungsvariante ist beim Einsetzen eines Dübels bereits ein Halteelement teilweise in den Dübel eingesetzt, wobei die Halteelemente nach dem Einsetzen der Dübel in das Loch im Rotorblechpaket vollständig eingesetzt (d.h. vollständig eingeschraubt oder eingeschlagen) werden. Das heißt, das Halteelement und der Dübel bilden bereits vor dem Einschieben in das Loch eine gemeinsame Anordnung, welche in das Loch eingeschoben wird. Die Herstellung des Rotors kann dadurch weiter vereinfacht werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
In einer Ausführungsvariante kann der Dübel eine Spreizhülse aufweisen oder durch eine solche gebildet sein. Beispielsweise kann die Spreizhülse in Längsrichtung geschlitzt sein, um eine Spreizung zu ermöglichen. Insbesondere kann die Spreizhülse aus Metall gefertigt sein. Denkbar ist auch, dass der Dübel respektive die Spreizhülse außenseitig gerändelt ist. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Verankerung im Loch des Rotorblechpakets.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Halteelement und/oder der Dübel jeweils einen Kunststoff, einen faserverstärkten Kunststoff und/oder ein Metall aufweisen oder aus diesen gefertigt sind. Als Fasern in dem faserverstärkten Kunststoff kommen insbesondere Glasfasern, Aramidfasern, Kevlarfasern oder Kohlenstofffasern in Betracht. Als Metall kommt beispielsweise Stahl, insbesondere rostfreier Stahl in Betracht. Denkbar sind auch Verbundwerkstoffe, in denen die oben genannten Materialien in Kombination angewendet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Halteelement und/oder der Dübel jeweils eine außerhalb des Rotorblechpakets angeordnete Verdickung aufweisen. Beispielsweise kann der Dübel an einem Ende einen Bund beziehungsweise eine Schulter aufweisen, welcher oder welche außerhalb des Rotorblechpakets angeordnet ist. Ist das Haltelement als Schraube oder als Nagel ausgebildet, so ist die Verdickung durch den Schrauben- oder Nagelkopf gebildet. Grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Verdickung möglich. Durch die Verdickung wird eine formschlüssige Verbindung zwischen Halteelement und Rotorblechpaket oder zwischen Dübel und Rotorblechpaket bewirkt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Dübel eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur aufweist.
Denkbar ist darüber hinaus, dass das Loch ein Durchgangsloch oder ein Sackloch ist. Ist das Loch als Durchgangsloch ausgebildet, so weisen alle Rotorbleche eine entsprechende Ausnehmung auf. Ist das Loch als Sackloch ausgebildet, dann fehlt bei einem oder mehreren Rotorblechen die entsprechende Ausnehmung. Durchgangslöcher bieten den Vorteil, dass das Loch von beiden Seiten zugänglich ist und zum Beispiel der Dübel von einer ersten Stirnseite des Rotorblechpakets und das Halteelement von einer zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets eingeführt werden kann. Sacklöcher bieten dagegen den Vorteil, dass der Dübel gut vor Verschmutzung und gegebenenfalls vor Korrosion geschützt ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Halteelement durch eine an einer Axialseite das Rotorblechpakets angeordnete Endplatte führt. Durch das Vorsehen einer Endplatte gelingen die Fixierung des Dübels und die axiale Sicherung des Rotorblechpakets besonders gut. Die Endplatte weist dazu Löcher auf, welche mit den Löchern im Rotorblech-Stapel korrespondieren. Das heißt, die Löcher führen in diesem Fall durch die Rotorbleche des Rotorblech-Stapels und durch die Endplatte. Denkbar ist insbesondere auch, dass an beiden Axialseiten des Rotorblechpakets jeweils eine Endplatte angeordnet ist. Die zweite Endplatte weist dann ebenfalls Löcher auf, welche mit den Löchern im Rotorblech-Stapel korrespondieren.
Besonders vorteilhaft ist es in obigem Zusammenhang auch, wenn der Dübel in der Endplatte angeordnet ist. Dadurch wird von der Endplatte axialer Druck auf den Rotorblech-Stapel ausgeübt, wodurch dieser besonders gut axial gesichert wird. Der Dübel kann ausschließlich in der ersten Endplatte angeordnet sein oder teilweise im Rotorblech-Stapel und teilweise in der Endplatte angeordnet sein.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn einer der Dübel an einer Axialseite des Rotorblechpakets angeordnet ist und ein anderer der Dübel an der gegenüberliegenden Axialseite des Rotorblechpakets angeordnet ist. Dadurch kann das Rotorblechpaket von zwei Seiten zusammengezogen werden und wird damit besonders gut axial fixiert. Insbesondere können die Dübel alternierend an jeweils gegenüberliegenden Enden des Rotorblech-Stapels angeordnet sein. Denkbar ist alternativ auch, dass alle Dübel am selben Ende des Rotorblech-Stapels angeordnet sind.
Besonders vorteilhaft ist es schließlich, wenn die Halteelemente und Dübel in demselben radialen Bereich angeordnet sind wie Rotormagnete oder Rotorwicklungen des Rotors. Zwischen Rotormagneten ergibt sich - von der Stirnseite des Rotorblechpakets her gesehen - insbesondere ein dreieckförmiger oder trapezförmiger Bereich für die Anordnung der Halteelemente und Dübel. Durch die radial weit außen liegenden Halteelemente und Dübel gelingt die axiale Fixierung des Rotorblechpakets besonders gut. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Halteelemente und/oder Dübel einen Kunststoff, einen faserverstärkten Kunststoff und/oder einen rostfreien Stahl aufweisen oder daraus gefertigt sind, da diese Materialien das von den Rotormagneten oder Rotorwicklungen erzeugte Magnetfeld und daher auch den magnetischen Fluss innerhalb des Rotorblech-Stapels nicht oder nur wenig beeinflussen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:

1 eine schematisch im Halbschnitt dargestellte, beispielhafte elektrische Maschine;
2 eine schematisch im Halbschnitt dargestellte, beispielhafte elektrische Maschine mit axialen Endplatten auf dem Rotorblech-Stapel;
3 wie 2, jedoch mit einem Dübel mit einer außenseitigen Verdickung;
4 einen geschlitzten Dübel beziehungsweise eine geschlitzte Spreizhülse in Schrägansicht;
5 wie 4, nur mit einer als Bund beziehungsweise Schulter ausgebildeten, einseitigen Verdickung;
6-7 eine Illustration eines Herstellungsverfahrens, bei dem die Dübel und die Halteelemente von derselben Stirnseite des Rotorblechpakets her eingesetzt werden;
8 eine Illustration eines Herstellungsverfahrens, bei dem die Dübel und die Halteelemente von unterschiedlichen Stirnseiten des Rotorblechpakets eingesetzt werden;
9 eine Illustration eines Herstellungsverfahrens, bei dem das Halteelement vor dem Einsetzen bereits teilweise im Dübel aufgenommen ist;
10 eine Vorderansicht eines Rotorblechpaktes mit radial außen angeordneten Löchern für die Halteelemente und Dübel und
11 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine der vorgeschlagenen Art.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Einführend wird festgehalten, dass gleiche Teile in den unterschiedlichen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen beziehungsweise gleichen Bauteilbezeichnungen versehen sind, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes. Die in der Beschreibung enthaltene Offenbarung eines Bauteils kann sinngemäß auf ein anderes Bauteil mit gleichem Bezugszeichen beziehungsweise gleicher Bauteilbezeichnung übertragen werden. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie zum Beispiel „oben“, „unten“, „hinten“, „vorne“, „seitlich“ und so weiter auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
1 zeigt einen Halbschnitt durch eine schematisch dargestellte elektrische Maschine 1a. Die elektrische Maschine 1a umfasst, eine Rotorwelle 2 als Teil eines Rotors 3a, wobei die Rotorwelle 2 mit Hilfe von (Wälz)lagern 4a, 4b um eine Rotorachse oder Drehachse A gegenüber einem Stator 5 drehbar gelagert ist. Konkret sitzt das erste Lager 4a in einem ersten vorderen Lagerschild 6 und das zweite Lager 4b in einem zweiten, hinteren Lagerschild 7. Weiterhin umfasst die elektrische Maschine 1a ein mittleres Gehäuseteil 8, welches das vordere Lagerschild 6 und das hintere Lagerschild 7 verbindet und den Stator 5 aufnimmt. Das vordere Lagerschild 6, das hintere Lagerschild 7 und das Gehäuseteil 8 bilden in diesem Beispiel das Gehäuse 9 der elektrische Maschine 1a. Der Stator 5 umfasst ein Statorblechpaket 10 mit mehreren nicht im Detail dargestellten Statorblechen und darin angeordnete Statorwicklungen 11.
Der Rotor 3a umfasst ein Rotorblechpaket 12a mit einem Rotorblech-Stapel 13, wobei das Rotorblechpaket 12a auf der Rotorwelle 2 montiert ist. Der Rotorblech-Stapel 13 umfasst mehrere axal in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelte Rotorbleche 14, wobei die Rotorbleche 14 Ausnehmungen aufweisen, die gemeinsam mehrere durch den Rotorblech-Stapel 13 führende und in der Stapelrichtung (beziehungsweise parallel zur Rotorachse A) ausgerichtete Löcher 15a bilden. Der Rotorblech-Stapel 13 weist zudem eine erste Stirnseite B1 und eine axial gegenüberliegende zweite Stirnseite B2 auf, wobei die Löcher 15a in diesem Ausführungsbeispiel an der ersten Stirnseite B1 jeweils ein erstes axiales Ende und an der zweiten Stirnseite B2 jeweils ein zweites axiales Ende aufweisen. Zudem umfasst das Rotorblechpaket 12a mehrere Haltelemente 16 zum Zusammenhalten der Rotorbleche 14, wobei je eines der Haltelemente 16 durch je eines der Löcher 15a geführt ist. Darüber hinaus umfasst das Rotorblechpaket 12a mehrere Dübel 17a, welche am ersten axialen Ende der Löcher 15a angeordnet sind und die Haltelemente 16 aufnehmen. Mit Hilfe der Dübel 17a und der Haltelemente 16 kann das Rotorblechpaket 12a axial gesichert werden. Der Rotor 3a umfasst auch nicht im Detail dargestellte, im Rotorblechpaket 12a angeordnete Rotorwicklungen oder Rotormagnete (siehe hierzu auch 10). Beispielsweise können die Dübel 17a und Halteelemente 16 mit demselben Radialabstand zur Rotorachse A und somit auf einem Kreis angeordnet sein.
Konkret können die Haltelemente 16 ein Gewinde aufweisen und wie in der 1 als Schraube oder als Gewindestift ausgebildet sein, welche oder welcher in den Dübel 17a eingeschraubt wird. Denkbar ist aber auch, dass das Haltelement 16 als Nagel ausgebildet ist und in den Dübel 17 eingeschlagen wird. In jedem Fall wird durch das im Dübel 17a aufgenommene Haltelement 16 eine axial wirkende Kraft auf das Rotorblechpaket 12a ausgeübt. Die Dübel 17a weisen in diesem Beispiel eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur auf (vergleiche auch 4).
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Löcher 15a als Durchgangslöcher ausgebildet, sie könnten aber auch als Sacklöcher ausgebildet sein. Ist das Loch 15a als Durchgangsloch ausgebildet, so weisen alle Rotorbleche 14 eine entsprechende Ausnehmung auf. Ist das Loch 15a als Sackloch ausgebildet, dann fehlt bei einem oder mehreren Rotorblechen 14 die entsprechende Ausnehmung. Durchgangslöcher bieten den Vorteil, dass das Loch 15a von beiden Stirnseiten B1, B2 zugänglich ist und zum Beispiel der Dübel 17a von der ersten Stirnseite B1 des Rotorblechpakets 12a und das Halteelement 16 von der zweiten Stirnseite B2 des Rotorblechpakets 12a eingeführt werden kann (siehe auch 8). Sacklöcher bieten dagegen den Vorteil, dass der Dübel 17a gut vor Verschmutzung und gegebenenfalls vor Korrosion geschützt ist.
2 zeigt eine elektrische Maschine 1b, welcher der in 1 dargestellten elektrischen Maschine 1a sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu weist das Rotorblechpaket 12b zwei Endplatten 18a, 18b auf, welche an den Stirnseiten B1, B2 des Rotorblech-Stapels 13 angeordnet sind.
Die Endplatten 18a, 18b weisen Löcher 15b, 15c auf, welche mit den Löchern 15a im Rotorblech-Stapel 13 korrespondieren. Das heißt, die Löcher 15a..15c führen in diesem Fall durch die Rotorbleche 14 des Rotorblech-Stapels 13 und durch die Endplattem 18a, 18b. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Dübel 17a in der Endplatte 18a angeordnet. Dadurch wird von den Endplatten 18a, 18b axialer Druck auf den Rotorblech-Stapel 13 ausgeübt, wodurch dieser besonders gut axial gesichert wird. Der Dübel 17a kann ausschließlich in der ersten Endplatte 18a angeordnet sein oder teilweise im Rotorblech-Stapel 13 und teilweise in der Endplatte 18a angeordnet sein so wie das in der 2 der Fall ist.
Denkbar wäre insbesondere auch, dass nur an der Stirnseite B1 eine Endplatte 18a angeordnet ist. Die Halteelemente 16 würden dann wie in der 1 auf dem Rotorblech-Stapel 13 aufliegen. Grundsätzlich wäre auch vorstellbar, dass nur an der Stirnseite B2 eine Endplatte 18b angeordnet ist. Die Dübel 17a wären dann wie in der 1 nur im Rotorblech-Stapel 13 angeordnet.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Maschine 1c, welche der in 2 dargestellten elektrischen Maschine 1b sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu weist der Dübel 17b eine außerhalb des Rotorblechpakets 12c angeordnete Verdickung auf.
Beispielsweise kann der Dübel 17b an einem Ende einen Bund beziehungsweise eine Schulter aufweisen, welcher oder welche außerhalb des Rotorblechpakets 12c angeordnet ist (vergleiche auch 5). In dem in 3 dargestellten Fall ist die Verdickung außerhalb der Endplatte 18a des Rotorblechpakets 12c angeordnet. In dem in 1 dargestellten Fall wäre die Verdickung dagegen außerhalb des Rotorblech-Stapels 13 des Rotorblechpakets 12a angeordnet.
Das Vorsehen einer Verdickung ist nicht auf den Dübel 17b beschränkt, sondern auch das Haltelement 16 kann eine solche Verdickung aufweisen. Ist das Haltelement 16 als Schraube oder als Nagel ausgebildet, so ist die Verdickung durch den Schrauben- oder Nagelkopf gebildet. Grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Verdickung möglich. Durch die Verdickung wird generell eine formschlüssige Verbindung zwischen Halteelement 16 und Rotorblechpaket 12c oder zwischen Dübel 17b und Rotorblechpaket 12c erreicht.
Der Dübel 17a, 17b kann insbesondere eine Spreizhülse aufweisen oder durch eine solche gebildet sein. Beispielsweise kann die Spreizhülse einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 19 aufweisen, um eine Spreizung zu ermöglichen, so wie das in der 4 für den Dübel 17c beispielhaft dargestellt ist. Korrespondierend dazu zeigt die 5 eine geschlitzte Spreizhülse 17d, die eine durch den Bund beziehungsweise die Schulter 20 gebildete Verdickung aufweist. Insbesondere können die Spreizhülsen 17c, 17d aus Metall gefertigt sein. Denkbar ist auch, dass die Dübel 17a, 17b respektive die Spreizhülsen 17c, 17b außenseitig gerändelt sind. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Verankerung im Loch 15a..15c des Rotorblechpakets 12a..12c.
Generell können das Halteelement 16 und/oder der Dübel 17a..17d jeweils einen Kunststoff, einen faserverstärkten Kunststoff und/oder ein Metall aufweisen oder aus diesem gebildet sein. Als Fasern in dem faserverstärkten Kunststoff kommen insbesondere Glasfasern, Aramidfasern, Kevlarfasern oder Kohlenstofffasern in Betracht. Als Metall kommt beispielsweise Stahl, insbesondere rostfreier Stahl in Betracht. Denkbar sind auch Verbundwerkstoffe, in denen die oben genannten Materialien in Kombination angewendet werden.
Die 6 bis 9 illustrieren nun verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung eines Rotorblechpakets 12a..12c. Generell kann ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors 3a..3c folgende Schritte aufweisen

- Herstellen des Rotorblechpakets 12a..12c mittels Aufeinanderstapeln der Rotorbleche 14,
- Einsetzen der Dübel 17a..17d in die Löcher 15a..15c und
- Einführen der Halteelemente 16 in die Dübel 17a..17d.

Die 6 und 7 illustrieren eine Ausführungsvariante, bei welcher die Dübel 17 und die Halteelemente 16 von derselben Stirnseite B2 des Rotorblech-Stapels 13 beziehungsweise Rotorblechpakets 12a..12c her eingesetzt werden. Zuerst wird der Dübel 17 in das Loch 15a eingesetzt (6) und bis zum Ende des Lochs 15a vorgeschoben (7). In Folge wird das Halteelement 16 in den Dübel 17 eingesetzt, hier eingeschraubt. Dadurch ist nur ein einseitiger Zugang zu dem Loch 15a im Rotorblechpaket 12a..12c erforderlich, was beispielsweise von Vorteil ist, wenn das Rotorblechpaket 12a..12c auf einem Tisch einer Spannvorrichtung aufliegt.
8 illustriert eine weitere Ausführungsvariante, bei welcher die Dübel 17 von einer ersten Stirnseite B1 des Rotorblech-Stapels 13 beziehungsweise Rotorblechpakets 12a..12c her eingesetzt werden und die Halteelemente 16 von einer zweiten Stirnseite B2. Dadurch muss der Dübel 17 nicht durch das ganze Rotorblechpaket 12a..12c geschoben werden, wodurch sich Vorteile beim Einsetzen des Dübels 17 ergeben. Insbesondere ermöglicht diese Ausführungsvariante die Verwendung von Dübeln 17b, 17d mit einer Verdickung 20.
9 zeigt zu dem eine Ausführungsvariante, bei welcher beim Einsetzen eines Dübels 17 bereits ein Halteelement 16 teilweise in den Dübel 17 eingesetzt ist. Diese vormontierte Anordnung wird in das Loch 15a eingeschoben, und dann wird das Halteelement 16 vollständig eingesetzt. In dem konkreten Fall ist die Schraube 16 leicht in den Dübel 17 eingeschraubt und wird nach dem Einschieben der Anordnung festgezogen.
Generell sind die in 6 bis 9 dargestellten Ausführungsformen nicht auf Schrauben 16 beschränkt, sondern beziehen sich gleichermaßen auf Gewindestifte und Nägel. Im Fall eines Nagels wird dieser nicht in den Dübel 17 eingeschraubt, sondern in diesen eingeschlagen. In dem in 9 dargestellten Fall wird der Nagel demzufolge teilweise in den Dübel 17 eingeschlagen, bevor die Anordnung in das Loch 15a geschoben wird.
In den bisher dargestellten Beispielen sind die Dübel 17, 17a, 17b alle an einer Stirnseite B1 des Rotorblechpakets 12a..12c angeordnet. Dies ist aber nicht die einzig vorstellbare Möglichkeit. Vielmehr ist auch denkbar, dass einer der Dübel 17, 17a, 17b an der Stirnseite B1 und ein anderer der Dübel 17, 17a, 17b an der gegenüberliegenden Stirnseite B2 des Rotorblechpakets 12a..12c angeordnet ist. Dadurch kann das Rotorblechpaket 12a..12c von zwei Seiten zusammengezogen werden und wird damit besonders gut fixiert. Insbesondere können die Dübel 17, 17a, 17b alternierend an jeweils gegenüberliegenden Enden B1, B2 des Rotorblechpakets 12a..12c angeordnet sein.
Vorteilhaft werden die Halteelemente 16 und Dübel 17a..17d in demselben radialen Bereich C angeordnet wie Rotormagnete 21 oder Rotorwicklungen des Rotors 3a..3c. 10 zeigt dazu ein Beispiel, konkret eine Vorderansicht eines Teils eines Rotorblechpakets 12, in dem die Rotormagnete 21 V-förmig angeordnet sind.
Zwischen den Rotormagneten 21 ergeben sich - von der Stirnseite B1, B2 des Rotorblechpakets 12 her gesehen - somit insbesondere dreieckförmige oder trapezförmige Bereiche C für die Anordnung der Halteelemente 16 und Dübel 17a..17d. Durch die radial weit außen liegenden Löcher 15 beziehungsweise Halteelemente 16 und Dübel 17a..17d gelingt die axiale Fixierung des Rotorblechpakets 12 besonders gut. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Halteelemente 16 und/oder Dübel 17a..17d einen Kunststoff oder einen faserverstärkten Kunststoff aufweisen, oder daraus gefertigt sind, da diese Materialien das von den Rotormagneten 21 oder Rotorwicklungen erzeugte Magnetfeld und daher auch den magnetischen Fluss innerhalb des Rotorblech-Stapels 13 nicht oder nur wenig beeinflussen. Alternativ dazu können die Halteelemente 16 und/oder Dübel 17a..17d einen rostfreien Stahl aufweisen oder daraus gefertigt sein.
Die 11 zeigt schließlich die in ein Fahrzeug 22 eingebaute elektrische Maschine 1. Das Fahrzeug 22 weist zwei Achsen auf, von denen eine angetrieben ist. Konkret ist die elektrische Maschine 1 über ein optionales Getriebe 23 mit den Halbachsen 24 der Hinterachse oder Vorderachse verbunden. An den Halbachsen 24 sind schließlich die angetriebenen Räder 25 montiert. Die elektrische Maschine 1, das Getriebe 23 und die Halbachsen 24 sind dabei Teil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 22. Der Antrieb des Fahrzeugs 22 erfolgt zumindest teilweise oder zeitweise durch die elektrische Maschine 1. Das heißt, die elektrische Maschine 1 kann zum alleinigen Antrieb des Fahrzeugs 22 dienen oder zum Beispiel im Verbund mit einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein (Hybridantrieb).
Abschließend wird festgehalten, dass der Schutzbereich durch die Patentansprüche bestimmt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Die in den Figuren enthaltenen Merkmale können beliebig ausgetauscht und miteinander kombiniert werden. Insbesondere wird auch festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtungen in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können. Teilweise können die dargestellten Vorrichtungen beziehungsweise deren Bestandteile auch unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt sein.
Bezugszeichenliste

1, 1a..1c: elektrische Maschine
2: Rotorwelle
3a..3c: Rotor
4a, 4b: (Wälz)lager
5: Stator
6: vorderes Lagerschild
7: hinteres Lagerschild
8: (mittleres) Gehäuseteil
9: Gehäuse
10: Statorblechpaket
11: Statorwicklung
12, 12a..12c: Rotorblechpaket
13: Rotorblech-Stapel
14: Rotorblech
15, 15a..15c: Loch / Bohrung
16: Haltelement
17, 17a..17d: Dübel
18a, 18b: Endplatte
19: Schlitz
20: Verdickung (Bund, Schulter)
21: Rotormagnet
22: Fahrzeug
23: Getriebe
24: Halbachse
25: Rad
A: Drehachse
B1, B2: Stirnseite / Axialseite
C: Bereich für Löcher

Claims

Rotor (3a..3c) für eine elektrische Maschine (1, 1a..1c), umfassend - ein Rotorblechpaket (12, 12a..12c) mit mehreren axial aufeinander gestapelten Rotorblechen (14), welche Ausnehmungen aufweisen, die ein axial durch das Rotorblechpaket (12, 12a..12c) führendes Loch (15, 15a..15c) bilden, und - ein sich in dem Loch (15, 15a..15c) axial erstreckendes Halteelement (16) zum Zusammenhalten der Rotorbleche (14), gekennzeichnet durch - einen in dem Loch (15, 15a..15c) angeordneten Dübel (17, 17a..17d), der das Halteelement (16) aufnimmt.
Rotor (3a..3c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (16) ein Gewinde aufweist.
Rotor (3a..3c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dübel (17, 17a..17d) eine Spreizhülse aufweist.
Rotor (3a..3c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (16) und/oder der Dübel (17, 17a..17d) jeweils einen Kunststoff, einen faserverstärkten Kunststoff und/oder ein Metall aufweisen.
Rotor (3a..3c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (16) und/oder der Dübel (17, 17a..17d) jeweils eine außerhalb des Rotorblechpakets (12, 12a..12c) angeordnete Verdickung (20) aufweisen.
Rotor (3a..3c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (15, 15a..15c) ein Durchgangsloch oder ein Sackloch ist.
Rotor (3a..3c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (16) durch eine an einer Axialseite (B1, B2) des Rotorblechpakets (12, 12a..12c) angeordnete Endplatte (18a, 18b) führt.
Rotor (3a..3c) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dübel (17, 17a..17d) in der Endplatte (18a, 18b) angeordnet ist.
Rotor (3a..3c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren dem Loch (15, 15a..15c) entsprechenden Löchern (15, 15a..15c), mehreren dem Halteelement (16) entsprechenden Halteelementen (16), die sich jeweils in einem der Löcher (15, 15a..15c) axial erstrecken, und mehreren dem Dübel (17, 17a..17d) entsprechenden Dübeln (17, 17a..17d), die jeweils in einem der Löcher (15, 15a..15c) angeordnet sind und eines der Halteelemente (16) aufnehmen.
Rotor (3a..3c) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Dübel (17, 17a..17d) an einer Axialseite des Rotorblechpakets (12, 12a..12c) angeordnet ist und ein anderer der Dübel (17, 17a..17d) an der gegenüberliegenden Axialseite des Rotorblechpakets (12, 12a..12c) angeordnet ist.
Rotor (3a..3c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (16) und Dübel (17, 17a..17d) in demselben radialen Bereich (C) angeordnet sind wie Rotormagnete (21) oder Rotorwicklungen des Rotors (3a..3c).
Elektrische Maschine (1, 1 a..1 c) mit einem Rotor (3a..3c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug (22) mit einer elektrischen Maschine (1, 1 a..1 c) nach Anspruch 12, die zum Antreiben des Fahrzeugs (22) vorgesehen ist.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors (3a..3c) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die Schritte - Herstellen des Rotorblechpakets (12, 12a..12c) mittels Aufeinanderstapeln der Rotorbleche (14), - Einsetzen der Dübel (17, 17a..17d) in die Löcher (15, 15a..15c) und - Einführen der Halteelemente (16) in die Dübel (17, 17a..17d).
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Halteelemente (16) in die Dübel (17, 17a..17d) eingeschlagen werden.