DE4311242C2

DE4311242C2 - Rotor für eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE4311242C2
Application number: DE19934311242
Authority: DE
Inventors: Wolf Dr Ing Boll; Paul Dipl Ing Bottenschein
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2013-04-07
Also published as: DE4311242A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für eine elektrische Maschine gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE 41 07 962 A1 ist ein Rotor der gattungsgemäßen Bauart bekannt. Dabei ist die mit den Streben verbundene Felge geschlossen, so daß eine Belüftung des Blechpakets von innen nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der gattungsgemäßen Bauart zu schaffen, mit dem ohne zusätzliche Belüftungsmittel eine direkte Kühlung des Blechpaketes bei gleichzeitig hoher Bauteil-Steifigkeit erzielt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhaft ist, daß der Rotor als billiger Rohling durch Gießen, Pressen oder Drehen vorgefertigt werden kann, wobei die endgültige Form mit den Streben zwischen Mittelnabe und Felge danach in einem spanabhebenden Verfahren beispielsweise durch Fräsen von Aussparungen herausgearbeitet wird. Ein derartiges Verfahren erfordert keine kostspieligen Formen und ist daher besonders für eine Kleinserienfertigung geeignet.

Ferner zeichnet sich der erfindungsgemäße Rotor trotz der mehrfachen Aussparungen zur Bildung der Streben sowie von Belüftungs-Aussparungen in der Felge durch eine hohe Steifigkeit, ein geringes Trägheitsmoment sowie eine gute Kühlung der gesamten elektrischen Maschine und insbesondere des Rotors aus.

In Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird dabei die hohe Steifigkeit auch durch einen umlaufenden Felgenabschnitt im Anschluß an die Belüftungsaussparungen sowie eine einfache Halterung für das außen auf der Felge aufgebrachte Blechpaket gefördert.

In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Asynchronmotor mit dem erfindungsgemäßen Rotor in einem schematischen Längsschnitt;

Fig. 2 in einer Seitenansicht den Rotor ohne Blechpaket aus Fig. 1;

Fig. 3 den Rotor aus Fig. 2 in einem halben Längsschnitt mit in gestrichelter Darstellung der Kontur des Fräswerkzeuges.

In Fig. 1 ist mit 1 der gesamte Asynchronmotor als elektrische Maschine bezeichnet. Der Asynchronmotor 1 umfaßt in einem Ge häuse 2 einen Rotor 3, der drehfest auf einer im Gehäuse in Wälzlagern 4 gelagerten Welle 5 angeordnet ist und eine Sta toreinheit 6, welche gehäusefest den Rotor 3 umgibt.

Der Rotor 3 besitzt eine Mittelnabe 7, welche diesen auf der Welle 5 drehfest hält. Die Mittelnabe 7 ist über Streben 8 mit einer kreisförmigen Felge 9 verbunden, auf deren Außenseite das Blechpaket 10 befestigt ist. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, erfolgt dabei die Verbindung von Streben 8 und Felge 9 an einem axialen Felgenende 11, wodurch der Rotor 3 eine etwa topfförmige Gestalt aufweist.

Die Streben 8 sind durch Aussparungen 12 voneinander getrennt, welche spanabhebend mittels eines Fingerfräsers 13 auf einer entsprechenden Fräsmaschine (nicht dargestellt) hergestellt werden. Die Aussparungen 12 setzen sich im Felgenbereich zu Aussparungen 14 aufgrund des Herstellungsverfahrens fort. Die dabei vom strebenseitigen Felgenende 11 ausgehenden Ausspa rungen 12 und 14 haben dabei eine axiale Tiefe 15, die größer als die axiale Dicke 16 der Streben 8, jedoch kleiner als die Breite 17 der Felge 8 ist. Hierdurch entsteht ein durchlaufen der Felgenabschnitt 18, durch den die Steifigkeit der Felge 8 sichergestellt wird. An diesem Felgenabschnitt 18 ist ein ra dialer Bund 19 als Axialanschlag für das Blechpaket 10 ange ordnet.

Die Aussparungen 12 und 14 sind gegenüber der Drehachse 20 des Rotors 3 um einen Winkel "α" von etwa 20-50° schräg verlau fend angeordnet. Hierdurch ergibt sich für die Streben 8 eine Art "Schaufelprofil" mit einer Förderwirkung für die umgebende Luft. Durch eine entsprechende Kontur der Längsseiten 21 der Streben 8 kann diese Förderwirkung entsprechend dem Einsatzfall optimiert werden. Die somit von den Streben 8 durch den Rotor 3 geförderte Luft kühlt diesen und die angrenzenden Bauteile. Dabei wird insbesondere durch die Belüftungs-Aussparungen 14 in der Felge 8 eine unmittelbare Berührung der Kühlluft mit dem Blechpaket 10 erreicht, wodurch dieses direkt gekühlt wird.

Die Herstellung des Rotors 3 erfolgt zunächst als Rohling aus einem Guß- oder Drehteil. Als Rohling besitzt der Rotor 3 einen scheibenförmigen Trägerkörper zwischen Mittelnabe 7 und Felge 9, aus dem die Streben 8 spanabhebend durch beispielsweise Fräsen mittels eines Fingerfräser 13 hergestellt werden. Hierzu wird zunächst der Rohling an einer Fräsmaschine aufgespannt und zwar so, daß das Felgenende 11 dem Fräswerkzeug zugerichtet und die Drehachse 20 parallel zu dessen Vorschubrichtung aus gerichtet ist. Sodann wird das Fräswerkzeug, z. B. der Finger fräser 13 mit einem Vorschub unter einem Winkel "α" von etwa 30° zur Stirnfläche 11 in Richtung Werkstück verfahren und mit der Ausarbeitung der ersten Aussparung 12, 14 begonnen. Sobald die Tiefe 15 der Aussparungen 12 und 14 erreicht ist, wird der Fingerfräser 13 zurückgezogen, der Rotor 3 oder der Fräser 13 um einen bestimmten Teilradabschnitt verschwenkt und danach mit der Ausarbeitung der zweiten Aussparung 12 und 14 begonnen. Für die nachfolgenden Aussparungen wiederholen sich sinngemäß die beschrieben Arbeitsschritte.

Claims

1. Rotor für eine elektrischen Maschine, wie Elektromotor oder Generator, der besteht aus einer auf einer Welle konzentrisch zur Rad-Drehachse angeordneten Mittelnabe, die über radiale Streben als Trägerkörper mit einer Felge verbunden ist, auf deren Außenseite ein elektromagnetisches Läuferblechpaket angebracht ist, wobei die Streben in Richtung der Drehachse sich erstreckende Längsseiten aufweisen, die zur Förderung von Kühlluft gegenüber der Drehachse um einen Winkel "α" verdreht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Felge (9) und Streben (8) an einem axialen Felgenende (11) erfolgt und daß die Felge (9) mit zwischen den Streben liegenden Aussparungen (12, 14) versehen ist, wobei die vom strebenseitigen Felgenende (11) ausgehenden Aussparungen (12, 14) eine axiale Tiefe (15) aufweisen, die größer als die axiale Dicke (16) der Streben (8) und kleiner als die axiale Breite (17) der Felge (9) ist.

2. Rotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am durchlaufenden Felgenabschnitt (18) ein radialer Bund (19) als Axialanschlag für die elektrischen Wicklungen (10) angeordnet ist.