DE102022203314A1

DE102022203314A1 - Verbesserte axiale Sicherung eines Rotorblechpakets für eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102022203314A1
Application number: DE102022203314.0A
Authority: DE
Inventors: Robert Werner; Christoph Wieczorek; Markus Rubi; Sebastian Dieterich; Alexander Schlereth; Kay Lemmert; Stephan Hellmuth; Robin Büsch
Original assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2022-04-04
Publication date: 2023-10-05

Abstract

Es wird ein Rotor (3, 3a..3f) für eine elektrische Maschine (1) angegeben, welcher eine Rotorwelle (2) mit einer Rotorachse (A) umfasst, ein auf der Rotorwelle (2) montiertes Rotorblechpaket (11, 11a..11f) mit mehreren aufeinander gestapelten Rotorblechen (10) und zumindest eine erste auf der Rotorwelle (2) montierte Endscheibe (13, 13a..13f), welche an einer ersten Stirnseite (B1..B1'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) angeordnet ist und an dieser anliegt. Eine dem Rotorblechpaket (11, 11a..11f) zugewandte Stirnseite (C1..C1'') der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) weist dabei eine Form auf, welche von einer zugehörigen Radialebene (E1) der Rotorachse (A) abweicht und an eine Form der ersten Stirnseite (B1..B1'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) angepasst ist. Weiterhin werden eine Endscheibe (13, 13a..13f), ein Herstellungsverfahren für den Rotor (3, 3a..3f), eine elektrische Maschine (1) mit einem solchen Rotor (3, 3a..3f) sowie ein Fahrzeug (18) mit einer solchen elektrischen Maschine (1) angegeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, welcher eine Rotorwelle mit einer Rotorachse umfasst, ein auf der Rotorwelle montiertes Rotorblechpaket mit mehreren aufeinander gestapelten Rotorblechen und zumindest eine erste auf der Rotorwelle montierte Endscheibe, welche an einer ersten Stirnseite des Rotorblechpakets angeordnet ist und an dieser anliegt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Endscheibe, ein Herstellungsverfahren für den Rotor, eine elektrische Maschine mit einem solchen Rotor und ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine.
STAND DER TECHNIK
Die oben angeführten Gegenstände und das oben angeführte Verfahren sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Häufig werden Rotorblechpakete durch eine oder zwei Endscheiben axial fixiert beziehungsweise mit axialem Druck beaufschlagt, um ein Auffedern oder Auffächern des Rotorblechpakets zu verhindern. Problematisch ist diese Vorgangsweise bei Rotorblechpaketen, die auf die Rotorwelle aufgepresst sind. Durch das radiale Aufdehnen der Rotorbleche kommt es neben der Verformung in Radialrichtung auch zu einer Verformung in Axialrichtung. Allgemein nehmen die Rotorbleche eine Form an, welche von einer auf die Rotorachse rechtwinkelig ausgerichteten ersten Radialebene abweicht. Beispielsweise können die Rotorbleche nach der Montage auf der Rotorwelle eine leicht trichterförmige Form oder eine konvexe oder konkave Form annehmen. Wird das Rotorblechpaket durch eine oder zwei Endscheiben mit axialem Druck beaufschlagt, kann es zu unerwünschten Spannungen im Rotorblechpaket oder einer unerwünschten Verformung des Rotorblechpakets kommen, wodurch das Laufverhalten der elektrischen Maschine nachteilig beeinflusst werden kann.
Wenn für die Vorspannung des Rotorblechpakets Schrauben oder Zuganker verwendet werden, dann kann das Vorspannen wegen der nicht ebenen Stirnseite des Rotorblechpakets auch zu einer unzulässigen Biegebeanspruchung am Schraubenende oder Schraubenkopf führen. Spätere Ausfälle der elektrischen Maschine durch gebrochene Schrauben oder Zuganker können die Folge sein.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Rotorblechpaket, einen verbesserten elektrischen Rotor einer elektrischen Maschine, eine verbesserte Endscheibe, ein verbessertes Herstellungsverfahren für den Rotor, eine verbesserte elektrische Maschine sowie ein verbessertes Fahrzeug anzugeben. Insbesondere sollen Spannungen im Rotorblechpaket oder eine unerwünschte Verformung des Rotorblechpakets sowie ein Risiko für den Bruch von Schrauben oder Zugankern beim axialen Vorspannen des Rotorblechpakets verringert oder vermieden werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Rotor der eingangs genannten Art gelöst, bei dem eine dem Rotorblechpaket zugewandte Stirnseite der ersten Endscheibe eine Form aufweist, welche von einer zugehörigen Radialebene der Rotorachse abweicht und an eine Form der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets angepasst ist.
Bei einer Radialebene einer Rotorachse kann es sich um eine Ebene handeln, durch welche die Rotorachse im rechten Winkel verläuft. Das heißt, die Rotorachse ist rechtwinkelig zu der Ebene ausgerichtet beziehungsweise vice versa.
Mit einer zu einer Stirnseite zugehörigen Radialebene kann eine Radialebene gemeint sein, in welcher ein Innenumfang oder ein Außenumfang der Stirnseite verläuft. Dass die Form der Stirnseite von der Radialebene abweicht, kann so verstanden werden, dass die Stirnseite nicht vollständig in der Radialebene liegt.
In einer Ausführungsvariante umfasst der Rotor auch eine zweite auf der Rotorwelle montierte Endscheibe, welche an einer zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets angeordnet ist und an dieser anliegt, wobei die zweite Stirnseite des Rotorblechpakets der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets axial gegenüberliegt und wobei eine dem Rotorblechpaket zugewandte Stirnseite der zweiten Endscheibe eine Form aufweist, welche von einer zugehörigen Radialebene der Rotorachse abweicht und an eine Form der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets angepasst ist.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung mit einer elektrischen Maschine gelöst, welche einen Stator umfasst, sowie einen Rotor der oben genannten Art, der gegenüber dem Stator um die Rotationsachse des Rotors drehbar gelagert ist.
Weiterhin wird die Aufgabe auch durch ein Fahrzeug mit wenigstens zwei Achsen gelöst, von denen wenigstens eine angetrieben ist, wobei der besagte Antrieb zumindest teilweise oder zeitweise durch die oben genannte elektrische Maschine erfolgt.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Endscheibe für einen Rotor einer elektrischen Maschine gelöst, welche dazu ausgebildet ist, nach der Montage auf einer Rotorwelle des Rotors mit einer Stirnseite an einer Stirnseite eines Rotorblechpakets des Rotors anzuliegen, wobei die Stirnseite der Endscheibe eine Form aufweist, welche von einer zugehörigen Radialebene einer Rotorachse der Rotorwelle abweicht und an eine Form der Stirnseite des Rotorblechpakets angepasst ist.
Schließlich wir die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Montieren eines Rotors für eine elektrische Maschine gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:

- Bereitstellen einer Rotorwelle, eines Rotorblechpakets und einer erfindungsgemäßen Endscheibe,
- Aufpressen des Rotorblechpakets auf die Rotorwelle, wobei das Rotorblechpaket derart verformt wird, dass die Form einer Stirnseite des Rotorblechpakets an die Form der Stirnseite der Endscheibe angepasst wird, und
- Montieren der Endscheibe auf die Rotorwelle, so dass die Stirnseite der Endscheibe an der Stirnseite des Rotorblechpakets anliegt.

Das Verfahren kann auch die Montage einer zweiten Endscheibe auf der Rotorwelle umfassen, wobei eine Stirnseite der zweiten Endscheibe an einer zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets anliegt. Insbesondere kann das Rotorblechpaket durch die erste und/oder zweite Endscheibe axial gesichert werden oder sogar mit einem axialen Druck beaufschlagt beziehungsweise axial vorgespannt werden.
Dadurch, dass die Stirnseite einer Endscheibe an eine Stirnseite des Rotorblechpakets angepasst ist, wird ein Verformen des Rotorblechpakets beim Beaufschlagen mit einem axialen Druck vermieden. Insbesondere kommt es zu keinem Auffedern oder Auffächern des Rotorblechpakets. Ferner werden Spannungen innerhalb des Rotorblechpakets vermieden, die den Betrieb der elektrischen Maschine beeinträchtigen könnten.
Beispielsweise können die erste Endscheibe und/oder die zweite Endscheibe mit Hilfe zumindest einer Schraube oder Schraubenmutter gegen das Rotorblechpaket gedrückt sein. Insbesondere können dazu auch axial verlaufende Zuganker oder eine auf der Rotorwelle sitzenden Wellen- oder Zentralmutter eingesetzt werden. Wenn für die Vorspannung des Rotorblechpakets Schrauben oder Zuganker verwendet werden, dann verhindern die vorgeschlagenen Maßnahmen auch eine unzulässige Biegebeanspruchung am Schraubenende oder Schraubenkopf beim Vorspannen des Rotorblechpakets. Spätere Ausfälle der elektrischen Maschine durch gebrochene Schrauben oder Zuganker können auf diese Weise vermieden werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
In einer Ausführungsform des Rotors bildet die Stirnseite der ersten Endscheibe eine Negativform der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets aus und/oder bildet die Stirnseite der zweiten Endscheibe eine Negativform der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets aus. Dadurch ist die Endscheibe oder sind die Endscheiben besonders gut an das Rotorblechpaket angepasst, wodurch die oben genannten Vorteile besonders gut zu Tage treten.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Rotors ist die Stirnseite der ersten Endscheibe und/oder ist die Stirnseite der zweiten Endscheibe konvex ausgebildet. Auf diese Weise sind die Endscheiben gut an konkave Stirnseiten des Rotorblechpakets angepasst.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Rotors ist die Stirnseite der ersten Endscheibe und/oder ist die Stirnseite der zweiten Endscheibe konkav ausgebildet. Auf diese Weise sind die Endscheiben gut an konvexe Stirnseiten des Rotorblechpakets angepasst.
Günstig ist es, wenn die Stirnseite der ersten Endscheibe und/oder die Stirnseite der zweiten Endscheibe im Axialschnitt bogenförmig ausgebildet ist/sind. Dadurch können die Endscheiben gut an bogenförmige Querschnitte des Rotorblechpakets angepasst werden.
Günstig ist es aber auch, wenn die Stirnseite der ersten Endscheibe und/oder die Stirnseite der zweiten Endscheibe kegelförmig ausgebildet ist/sind. Dadurch sind die Endscheiben gut an kegelförmige Stirnseiten des Rotorblechpakets anpassbar und sind zudem vergleichsweise leicht herstellbar
Günstig ist es schließlich, wenn die Stirnseite der ersten Endscheibe und/oder die Stirnseite der zweiten Endscheibe im Axialschnitt stufenförmig ausgebildet ist/sind. Dadurch sind die Endscheiben besonders leicht herstellbar. Stufenförmig ausgebildete Endscheiben eignen sich gleichermaßen für kegelförmige Stirnseiten und bogenförmige Querschnitte des Rotorblechpakets.
Weiterhin kann das Rotorblechpaket aus mehreren axial aneinander gereihten Blechpaketsegmenten zusammengesetzt sein, wobei eines oder mehrere der Blechpaketsegmente gegenüber einem oder mehreren der anderen Blechpaketsegmente verdreht sein können. Auf diese Weise kann das Rotationsverhalten des Rotors verbessert sein.
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 einen beispielhaften Rotor mit kleiner Endscheibe in Schrägansicht;
3 einen beispielhaften Rotor mit sternförmiger Endscheibe in Schrägansicht;
4 einen beispielhaften Rotor mit großer Endscheibe und Zugankern in Schrägansicht;
5 einen schematisch dargestellten Rotor, bei dem die ersten Stirnseiten der Endscheiben kegelförmig ausgebildet sind;
6 einen schematisch dargestellten Rotor, bei dem die ersten Stirnseiten der Endscheiben konkav und konvex ausgebildet sind;
7 einen schematisch dargestellten Rotor, bei dem die ersten Stirnseiten der Endscheiben stufenförmig ausgebildet sind und
8 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine mit einem Rotorblechpaket der vorgeschlagenen Art.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Einführend wird festgehalten, dass gleiche Teile in den unterschiedlichen Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen beziehungsweise Bauteilbezeichnungen versehen werden, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes. Die in der Beschreibung enthaltene Offenbarung eines Bauteils kann sinngemäß auf ein anderes Bauteil mit demselben Bezugszeichen beziehungsweise derselben 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 1. Die elektrische Maschine 1 umfasst, eine Rotorwelle 2 mit einem darauf sitzenden Rotor 3, wobei die Rotorwelle 2 mit Hilfe von (Wälz)lagern 4a, 4b um eine Rotorachse A gegenüber einem Stator 5 drehbar gelagert ist. Konkret sitzt das erste Lager 4a in einem ersten hinteren Lagerschild 6 und das zweite Lager 4b in einem zweiten, vorderen Lagerschild 7. Weiterhin umfasst die elektrische Maschine 1 ein mittleres Gehäuseteil 8, welches das hintere Lagerschild 6 und das vordere Lagerschild 7 verbindet und den Stator 5 aufnimmt. Das hintere Lagerschild 6, das vordere Lagerschild 7 und das Gehäuseteil 8 bilden in diesem Beispiel das Gehäuse 9 der elektrische Maschine 1.
Der Rotor 3 umfasst aufeinander gestapelte und untereinander verbundene Rotorbleche 10, die gemeinsam ein Rotorblechpaket 11 bilden. Zudem umfasst der Rotor 3 im Rotorblechpaket 11 angeordnete Rotormagnete 12. Weiterhin umfasst der Rotor 3 eine erste auf der Rotorwelle 2 montierte Endscheibe 13, welche an einer ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 11 angeordnet ist und an dieser anliegt, sowie eine optionale, zweite auf der Rotorwelle 2 montierte Endscheibe 14, welche an einer zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 11 angeordnet ist und an dieser anliegt, wobei die zweite Stirnseite des Rotorblechpakets 11 der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 11 axial gegenüberliegt. Die erste Stirnseite des Rotorblechpakets 11 liegt in der 1 auf der rechten Seite, die zweite Stirnseite auf der linken Seite.
Der Stator 5 umfasst ein nicht im Detail dargestelltes Statorblechpaket 15 sowie im Statorblechpaket 15 angeordnete Statorwicklungen 16.
2 zeigt einen beispielhaften Rotor 3a in Schrägansicht. Der Rotor 3a umfasst insbesondere eine erste Ausführungsform einer ersten Endscheibe 13a, deren Außendurchmesser kleiner ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Rotorblechpakets 11 a. Der Rotor 3a umfasst auch eine optionale zweite Endscheibe, die in der 2 jedoch vom Rotorblechpaket 11 a verdeckt ist.
3 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Rotor 3b in Schrägansicht. Der Rotor 3b umfasst insbesondere eine zweite Ausführungsform einer ersten Endscheibe 13b, die sternförmig ausgebildet ist. Der Rotor 3b umfasst auch in diesem Fall eine optionale zweite Endscheibe, die in der 3 jedoch wieder vom Rotorblechpaket 11b verdeckt ist.
4 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Rotor 3c in Schrägansicht. Der Rotor 3c umfasst insbesondere eine dritte Ausführungsform einer ersten Endscheibe 13c, deren Außendurchmesser gleich groß ist wie der Außendurchmesser des Rotorblechpakets 11c. Der Rotor 3c umfasst auch eine zweite Endscheibe 14c, die der ersten Endscheibe 13c axial gegenüberliegt. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zudem optionale, axial verlaufende Schrauben beziehungsweise Zuganker 17 vorgesehen, mit welchen die Endscheiben 13c, 14c auf das Rotorblechpaket 11c gedrückt werden. Solche Schrauben oder Zuganker 17 können natürlich auch in den anderen in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich ist auch die Verwendung einer auf der Rotorwelle 2 sitzenden Wellen- oder Zentralmutter in allen Ausführungsbeispielen möglich.
Generell kann vorgesehen sein, dass das Rotorblechpaket 11, 11a..11c mit Hilfe einer Presspassung auf der Rotorwelle 2 fixiert ist. Wellenschultern, Wellenmuttern, Wellensicherungsringe und dergleichen können dabei der axialen Sicherung des Rotorblechpakets 11, 11a..11c auf der Rotorwelle 2 dienen. Die genannte Presspassung ist dadurch charakterisiert, dass das Rotorblechpaket 11, 11a..11c eine Wellenbohrung aufweist, deren Innendurchmesser im nicht montierten, kalten Zustand kleiner ist als der dazugehörige Außendurchmesser der Rotorwelle 2. Die Montage des Rotorblechpakets 11, 11a..11c kann beispielsweise erfolgen durch:

a) Aufpressen des kalten Rotorblechpakets 11, 11a..11c auf die Rotorwelle 2, wobei die Wellenbohrung des Rotorblechpakets 11, 11a..11c auf dem dazugehörigen Außendurchmesser der Rotorwelle 2 zu liegen kommt oder
b) Erwärmen des Rotorblechpakets 11, 11a..11c (insbesondere auf eine Temperatur, bei welcher der Innendurchmesser der Wellenbohrung größer ist als der dazugehörige Außendurchmesser der Rotorwelle 2), Aufschieben beziehungsweise Aufpressen des erwärmten Rotorblechpakets 11, 11a..11c auf die Rotorwelle 2, wobei die Wellenbohrung des Rotorblechpakets 11, 11a..11c auf dem dazugehörigen Außendurchmesser der Rotorwelle 2 zu liegen kommt, und anschließendes Abkühlen des Rotorblechpakets 11, 11a..11c.

Durch das radiale Aufdehnen der Rotorbleche 10 kommt es neben der Verformung in Radialrichtung auch zu einer Verformung in Axialrichtung. Allgemein nehmen die Rotorbleche 10 eine Form an, welche von einer auf die Rotorachse A rechtwinkelig ausgerichteten ersten Radialebene abweicht. Beispielsweise können die Rotorbleche 10 nach der Montage auf der Rotorwelle 2 eine leicht trichterförmige Form annehmen, so wie das bei dem in 5 dargestellten Rotor 3d der Fall ist.
Demzufolge weicht auch eine Form einer ersten Stirnseite B1 des kalten, auf der Rotorwelle 2 montierten Rotorblechpakets 11d von einer auf die Rotorachse A rechtwinkelig ausgerichteten ersten Radialebene E1 ab. Konkret weist das Rotorblechpaket 11d in der 5 auf der rechten, ersten Stirnseite B1 eine leichte Innenkegelform auf. Eine Form einer zweiten Stirnseite B2 des kalten, auf der Rotorwelle 2 montierten Rotorblechpakets 11d weicht von einer auf die Rotorachse A rechtwinkelig ausgerichteten zweiten Radialebene E2 ab. Konkret weist das Rotorblechpaket 11d in der 5 auf der linken, zweiten Stirnseite B2 eine leichte Aussenkegelform auf.
Entsprechend der vorgeschlagenen Maßnahmen ist vorgesehen, dass eine dem Rotorblechpaket 11d zugewandte erste Stirnseite C1 der ersten Endscheibe 13d eine Form aufweist, welche von der ersten Radialebene E1 abweicht und an die Form der ersten Stirnseite B1 des Rotorblechpakets 11d angepasst ist. Insbesondere bildet die erste Stirnseite C1 der ersten Endscheibe 13d eine Negativform der ersten Stirnseite B1 des Rotorblechpakets 11d aus. In dem in 5 dargestellten Beispiel ist die erste Stirnseite C1 der ersten Endscheibe 13d daher kegelförmig ausgebildet. Konkret weist sie eine leichte Außenkegelform auf.
Analoge Maßnahmen können auch für die zweite Endscheibe 14d vorgesehen sein. So kann eine dem Rotorblechpaket 11d zugewandte erste Stirnseite C2 der zweiten Endscheibe 14d eine Form aufweisen, welche von der zweiten Radialebene E2 abweicht und an die Form der zweiten Stirnseite B2 des Rotorblechpakets 11d angepasst ist. Insbesondere bildet die erste Stirnseite C2 der zweiten Endscheibe 14d eine Negativform der zweiten Stirnseite B2 des Rotorblechpakets 11d aus. In dem in 5 dargestellten Beispiel ist die erste Stirnseite C2 der zweiten Endscheibe 14d daher ebenfalls kegelförmig ausgebildet. Konkret weist sie aber eine leichte Innenkegelform auf.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird verhindert, dass es bei der Montage der Endscheiben 13d, 14d, welche auf das Rotorblechpaket 11d einen axialen Druck ausüben können, um ein Auffedern oder Auffächern desselben zu verhindern, zu unerwünschten Spannungen oder einer unerwünschten Verformung des Rotorblechpakets 11d kommt. Das Rotorblechpaket 11d behält daher seine natürliche Form, welche es nach dem Montieren auf der Rotorwelle 2 erhält, auch nach der Montage der Endscheiben 13d, 14d weitgehend bei.
Wenn für die Vorspannung des Rotorblechpakets 11, 11a..11d Schrauben oder Zuganker 17 verwendet werden, dann verhindern die vorgeschlagenen Maßnahmen auch eine unzulässige Biegebeanspruchung am Schraubenende oder Schraubenkopf beim Vorspannen des Rotorblechpakets 11, 11a..11d. Spätere Ausfälle der elektrischen Maschine 1 durch gebrochene Schrauben oder Zuganker 17 können auf diese Weise vermieden werden.
6 zeigt nun ein weiteres Beispiel für einen Rotor 3e, welcher ähnlich zu dem in 5 dargestellten Rotor 3d ist. Im Unterschied dazu sind die erste Stirnseite B1' des Rotorblechpakets 11e und daher die erste Stirnseite C1' der ersten Endscheibe 13e sowie die zweite Stirnseite B2' des Rotorblechpakets 11e und daher die erste Stirnseite C2' der zweiten Endscheibe 14e im Axialschnitt bogenförmig ausgebildet. Konkret ist die erste Stirnseite B1' des Rotorblechpakets 11e konkav und daher die erste Stirnseite C1' der ersten Endscheibe 13e konvex ausgebildet. Die zweite Stirnseite B2' des Rotorblechpakets 11e ist dagegen konvex und die erste Stirnseite C2' der zweiten Endscheibe 14e daher konkav ausgebildet. Auch bei dieser Ausführungsform werden unerwünschte Spannungen und eine unerwünschte Verformung des Rotorblechpakets 11e bei der Montage der Endscheiben 13e, 14e vermieden. Auch dem Bruch von Schrauben oder Zugankern 17 kann auf diese Weise vorgebeugt werden.
7 zeigt noch ein weiteres Beispiel für einen Rotor 3f, welcher ähnlich zu dem in 5 dargestellten Rotor 3d ist. Die Stirnseiten B1'', B2'' sind wiederum kegelförmig ausgebildet (sie könnten im Schnitt aber auch bogenförmig geformt sein, so wie das in der 6 der Fall ist). Im Unterschied zur 5 sind jedoch die erste Stirnseite C1" der ersten Endscheibe 13f sowie die erste Stirnseite C2" der zweiten Endscheibe 14f stufenförmig ausgebildet. Die Endscheiben 13f, 14f sind jedoch auch bei dieser Ausführungsvariante derart an das Rotorblechpaket 11f angepasst, dass unerwünschte Spannungen und eine unerwünschte Verformung des Rotorblechpakets 11f bei der Montage der Endscheiben 13f, 14f vermieden werden. Auch dem Bruch von Schrauben oder Zugankern 17 kann auf diese Weise wiederum vorgebeugt werden.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die in den 5 bis 7 dargestellten Formen der Rotorblechpakete 11d..11f und der Endscheiben 13d..13f, 14d..14f auch in den in den 2 bis 4 dargestellten Beispielen auftreten beziehungsweise angewandt werden können. Beispielsweise können die auf die Endscheibe 13e der 6 angewandten Maßnahmen auch bei der Endscheibe 13b der 3 angewandt werden und so weiter.
Die 8 zeigt schließlich die in ein Fahrzeug 18 eingebaute elektrische Maschine 1. Das Fahrzeug 18 weist zwei Achsen auf, von denen eine angetrieben ist. Konkret ist die elektrische Maschine 1 über ein optionales Getriebe 19 mit den Halbachsen 20 der Hinterachse verbunden. An den Halbachsen 20 sind schließlich die angetriebenen Räder 21 montiert. Die elektrische Maschine 1, das Getriebe 19 und die Halbachsen 20 sind dabei Teil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 18. Der Antrieb des Fahrzeugs 18 erfolgt zumindest teilweise oder zeitweise durch die elektrische Maschine 1. Das heißt, die elektrische Maschine 1 kann zum alleinigen Antrieb des Fahrzeugs 18 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: elektrische Maschine
2: Rotorwelle
3, 3a..3f: Rotor
4a, 4b: (Wälz)lager
5: Stator
6: vorderes Lagerschild
7: hinteres Lagerschild
8: (mittleres) Gehäuseteil
9: Gehäuse
10: Rotorblech
11, 11a..11f: Rotorblechpaket
12: Rotormagnet
13, 13a..13f: erste Endscheibe
14, 14c..14f: zweite Endscheibe
15: Statorblechpaket
16: Statorwicklung
17: Schrauben / Zuganker
18: Fahrzeug
19: Getriebe
20: Halbachse
21: Rad
A: Rotorachse
B1..B1": erste Stirnseite des Rotorblechpakets
B2..B2": zweite Stirnseite des Rotorblechpakets
C1..C1": erste Stirnseite der ersten Endscheibe
C2..C2": erste Stirnseite der zweiten Endscheibe
E1: erste Radialebene
E2: zweite Radialebene

Claims

Rotor (3, 3a..3f) für eine elektrische Maschine (1), umfassend - eine Rotorwelle (2) mit einer Rotorachse (A), - ein auf der Rotorwelle (2) montiertes Rotorblechpaket (11, 11a..11f) mit mehreren aufeinander gestapelten Rotorblechen (10) und - zumindest eine erste auf der Rotorwelle (2) montierte Endscheibe (13, 13a..13f), welche an einer ersten Stirnseite (B1..B1") des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass - eine dem Rotorblechpaket (11, 11a..1 1f) zugewandte Stirnseite (C1..C1") der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) eine Form aufweist, welche von einer zugehörigen Radialebene (E1) der Rotorachse (A) abweicht und an eine Form der ersten Stirnseite (B1..B1'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) angepasst ist.
Rotor (3, 3a..3f) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rotor (3, 3a..3f) eine zweite auf der Rotorwelle (2) montierte Endscheibe (14, 14c..14f) aufweist, welche an einer zweiten Stirnseite (B2..B2'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) anliegt, wobei die zweite Stirnseite (B2..B2'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) der ersten Stirnseite (B1..B1'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) axial gegenüberliegt, und - eine dem Rotorblechpaket (11, 11a..11f) zugewandte Stirnseite (C2..C2'') der zweiten Endscheibe (14, 14c..14f) eine Form aufweist, welche von einer zugehörigen Radialebene (E2) der Rotorachse (A) abweicht und an eine Form der zweiten Stirnseite (B2..B2'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) angepasst ist.
Rotor (3, 3a..3f) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die Stirnseite (C1..C1'') der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) eine Negativform der ersten Stirnseite (B1..B1'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) ausbildet und/oder - die Stirnseite (C2..C2") der zweiten Endscheibe (14, 14c..14f) eine Negativform der zweiten Stirnseite (B2..B2") des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) ausbildet.
Rotor (3, 3a..3f) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (C1..C1'') der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) und/oder die Stirnseite (C2..C2'') der zweiten Endscheibe (14, 14c..14f) konvex ausgebildet ist/sind.
Rotor (3, 3a..3f) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (C1..C1'') der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) und/oder die Stirnseite (C2..C2'') der zweiten Endscheibe (14, 14c..14f) konkav ausgebildet ist/sind.
Rotor (3, 3a..3f) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (C1..C1") der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) und/oder die Stirnseite (C2..C2") der zweiten Endscheibe (14, 14c..14f) kegelförmig ausgebildet ist/sind.
Rotor (3, 3a..3f) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (C1..C1") der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) und/oder die Stirnseite (C2..C2") der zweiten Endscheibe (14, 14c..14f) im Axialschnitt bogenförmig ausgebildet ist/sind.
Rotor (3, 3a..3f) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (C1..C1") der ersten Endscheibe (13, 13a..13f) und/oder die Stirnseite (C2..C2") der zweiten Endscheibe (14, 14c..14f) im Axialschnitt stufenförmig ausgebildet ist/sind.
Rotor (3, 3a..3f) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endscheibe (13, 13a..13f) und/oder die zweite Endscheibe (14, 14c..14f) mit Hilfe zumindest einer Schraube (17) oder Schraubenmutter gegen das Rotorblechpaket (11, 11a..11f) gedrückt ist/sind.
Rotor (3, 3a..3f) mit einem Rotorblechpaket (11, 11a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches mehrere axial aneinander gereihte Blechpaketsegmente aufweist, wobei eines der Blechpaketsegmente gegenüber einem anderen der Blechpaketsegmente in Umfangsrichtung verdreht ist.
Elektrische Maschine (1), umfassend ein Gehäuse (9) und einen im Gehäuse (9) angeordneten Stator (5), gekennzeichnet durch einen im Stator (5) angeordneten und um die Rotorachse (A) im Gehäuse (9) drehbar gelagerten Rotor (3, 3a..3f) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Fahrzeug (18), gekennzeichnet durch einen Antriebstrang mit einer elektrischen Maschine (1) nach Anspruch 11 zum Antrieb des Fahrzeugs (18).
Endscheibe (13, 13a..13f, 14, 14c..14f) für einen Rotor (3, 3a..3f) einer elektrischen Maschine (1), welche dazu ausgebildet ist, nach der Montage auf eine Rotorwelle (2) des Rotors (3, 3a..3f) mit einer Stirnseite (C1..C1'', C2..C2'') an einer Stirnseite (B1..B1'', B2..B2'') eines Rotorblechpakets (11, 11a..11f) des Rotors (3, 3a..3f) anzuliegen, dadurch gekennzeichnet, dass - die Stirnseite (C1..C1'', C2..C2'') der Endscheibe (13, 13a..13f, 14, 14c..14f) eine Form aufweist, welche von einer zugehörigen Radialebene (E1, E2) einer Rotorachse (A) der Rotorwelle (2) abweicht und an eine Form der Stirnseite (B1..B1'', B2..B2'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) angepasst ist.
Verfahren zum Montieren eines Rotors (3, 3a..3f) für eine elektrische Maschine (1), umfassend die Schritte - Bereitstellen einer Rotorwelle (2), eines Rotorblechpakets (11, 11a..11f) und einer Endscheibe (13, 13a..13f, 14, 14c..14f) nach Anspruch 13, - Aufpressen des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) auf die Rotorwelle (2), wobei das Rotorblechpaket (11, 11a..11f) derart verformt wird, dass die Form einer Stirnseite (B1..B1'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) an die Form der Stirnseite (C1..C1'', C2..C2'') der Endscheibe (13, 13a..13f, 14, 14c..14f) angepasst wird, und - Montieren der Endscheibe (13, 13a..13f, 14, 14c..14f) auf die Rotorwelle (2), so dass die Stirnseite (C1..C1'', C2..C2'') der Endscheibe (13, 13a..13f, 14, 14c..14f) an der Stirnseite (B1..B1'') des Rotorblechpakets (11, 11a..11f) anliegt.