EP4158755A1 - Blechpaketsatz sowie rotor mit auf rotorwelle aufgestecktem blechpaketsatz - Google Patents

Blechpaketsatz sowie rotor mit auf rotorwelle aufgestecktem blechpaketsatz

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Publication number
EP4158755A1
EP4158755A1 EP21725380.6A EP21725380A EP4158755A1 EP 4158755 A1 EP4158755 A1 EP 4158755A1 EP 21725380 A EP21725380 A EP 21725380A EP 4158755 A1 EP4158755 A1 EP 4158755A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laminated core
rotor
laminated
circumferential
cores
Prior art date
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Pending
Application number
EP21725380.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Linz
Philip Wurzberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4158755A1 publication Critical patent/EP4158755A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew

Definitions

  • the invention relates to a laminated core set for a rotor of an electrical Maschi ne, in particular strand for a rotor of an electric motor of a motor vehicle drive.
  • the invention also relates to a rotor for an electrical machine, in particular for an electric motor of a motor vehicle drive train, with such a laminated core set and a rotor shaft onto which the laminated core set is fitted in such a way that the recesses of axially adjacent laminated cores are arranged rotated by a predetermined angular offset from one another.
  • Rotors with rotor skew are already known from the prior art, in which axially adjacent laminated cores de NEN are arranged rotated by a predetermined angular offset zueinan.
  • DE 10 2016 212 004 A1 discloses a rotor for an electric machine, in particular for an electric motor for the drive of a motor vehicle with an electric or hybrid drive, with a rotor shaft or a rotor carrier and several rotatably on it by means of a shaft-hub connection arranged laminated rotor stacks, the shaft-hub connection being designed as a spline, with adjacent laminated rotor stacks being pushed onto the rotor shaft or the rotor carrier offset by at least one tooth spacing and thus having an angular offset to one another.
  • a (rotor) laminated core set and a rotor constructed from it for an electric motor are to be provided, which is easy to manufacture, enables reliable torque transmission between the laminated cores and a rotor shaft and ensures good running and acoustic properties of the electric motor. Now the skewing of the rotor can be produced easily and a sufficient transmission of the torques can be guaranteed.
  • a (rotor) laminated core set for a rotor which has at least a first laminated core made of several axially stacked rotor laminations and at least one second laminated core made of several axially stacked rotor laminations.
  • the first laminated core has a (first) internal toothing, in particular a plug-in toothing, for positively rotationally secured fastening on a rotor shaft.
  • the second Blechpa ket has a (second) internal toothing, in particular a plug-in toothing, for form-fitting, non-rotatable fastening on the rotor shaft.
  • the internal teeth of the first laminated core and of the second laminated core are preferably constructed in the same way, for example with regard to their diameter and their number of teeth.
  • the first laminated core forms a (first) magnet carrier, which preferably has a large number of recesses for receiving (permanent) magnets.
  • the second laminated core forms a (second) magnet carrier, which preferably has a large number of recesses for receiving (permanent) magnets.
  • a circumferential alignment is defined as a relative position, seen in the circumferential direction, between the recesses and the internal toothing of a laminated core.
  • the circumferential orientation of the first laminated core is different from the circumferential orientation of the second laminated core. This means that the laminated cores are different in such a way that when the internal teeth of the laminated cores are axially aligned, the recesses of the laminated cores have a circumferential offset to one another, ie are offset to one another / are not axially aligned.
  • the recesses of the laminated cores are arranged offset to one another as seen in the circumferential direction when the first laminated core is arranged in a first position on the rotor shaft by means of the internal teeth and when the second laminated core is arranged in a second position on the rotor shaft by means of the internal teeth is.
  • the laminated cores are designed differently in relation to the arrangement of the internal toothing seen in the circumferential direction relative to the arrangement of the recesses seen in the circumferential direction.
  • the circumferential orientation of the first laminated core and the circumferential orientation of the second laminated core can have an offset in the circumferential direction that is different from a tooth spacing or a multiple of the tooth spacing of the internal toothing. This means that the angular offset of the rotor skew is not dependent on a tooth spacing or a module of the internal toothing, but can be set almost at will. This offers greater flexibility in the design of the internal toothing.
  • the offset can correspond to half the tooth spacing or the sum of a multiple of the tooth spacing and half the tooth spacing.
  • the laminated core set can have several first laminated cores, each of which has an identical first sheet metal cross section, and several second laminated cores, each of which has an identical second sheet metal cross section, the first sheet metal cross section being different from the second sheet metal cross section.
  • the laminated core set can have at least one third laminated core, which has a (third) internal toothing for form-fitting, rotationally secured fastening on the rotor shaft and forms a magnet carrier made up of several axially stacked rotor sheets, the circumferential orientation of the third laminated core being different from the circumferential orientation of the first laminated core and is different from the circumferential orientation of the second laminated core.
  • the circumferential orientation of the first laminated core and the circumferential orientation of the second laminated core can have a first offset to one another which corresponds to a third of the tooth spacing
  • the circumferential alignment of the first laminated core and the circumferential alignment of the third laminated core have a second offset to one another, which corresponds to two thirds of the tooth spacing.
  • the object of the invention is also achieved by a rotor for an electrical machine.
  • the rotor has a laminated core set as described and a rotor shaft.
  • the laminated core set is slipped onto the rotor shaft in such a way that the recesses of axially adjacent laminated cores are twisted by a predetermined angular offset.
  • the set of laminated cores is positively secured against rotation by means of the internal toothing of the individual laminated cores, stacked axially on top of one another and pushed onto the rotor shaft.
  • a rotor can be provided with a rotor bevel, which can be manufactured inexpensively and which ensures reliable torque transmission.
  • the predetermined angular offset can correspond to the offset between the circumferential orientation of the first laminated core and the circumferential orientation of the first laminated core. This means that a desired angular offset is taken into account in the manufacture of the differently arranged internal gears.
  • first laminated cores and several second laminated cores can be regularly alternately plugged onto the rotor shaft in the axial direction, the several first laminated cores and / or the several second laminated cores each by the tooth spacing or a multiple of the tooth spacing of the internal toothing of the first laminated core are arranged rotated in order circumferential direction.
  • laminated cores that are formed with the same sheet (cross) cut are arranged rotated by the tooth spacing or a multiple thereof and the sheet stacks that are made with the different sheet (cross) cut are arranged by the due to the different circumferential alignments caused offset are arranged rotated to each other.
  • the rotation of the plurality of first laminated cores to one another and / or the rotation of the several second laminated cores to one another can correspond to twice the offset between the first circumferential orientation and the second circumferential orientation.
  • a constant rotor inclination with a constant angular offset over the entire axial extent of the rotor is achieved.
  • the invention relates to a rotor for an electrical machine.
  • Electric machines or electric motors used to drive motor vehicles usually have a stator and a rotatably mounted Ro tor.
  • the stator can be laminated, ie it can be assembled from individual stator laminations which are combined to form laminated stacks.
  • the rotor can be formed ge sheet metal, that is assembled from individual Ro torblechen combined into laminated cores.
  • the rotor laminations and a rotor shaft of the rotor are designed in such a way that the rotor laminations are mounted on a rotor shaft so that they cannot rotate. are animalable.
  • a positive shaft-hub connection in particular a special spline, is used between the rotor laminations / rotor laminations and the rotor shaft.
  • the rotor has a so-called rotor bevel, ie several laminated cores are arranged on the rotor shaft with an angular offset.
  • adjacent rotor lamination stacks have two mutually differently arranged splines, whereby adjacent rotor lamination packages, in particular in the area of permanent magnets received in the rotor laminations, have an angular offset from one another, which results in the rotor being skewed.
  • the rotor can have a plurality of laminated rotor stacks placed on the rotor shaft, which are arranged with an axial spacing and with a rotation on the rotor shaft.
  • a first laminated rotor core to a second laminated rotor core, no rotation is implemented on the rotor shaft, but rather a twist is implemented by a twisted toothing in the sheet metal section of the second laminated rotor core.
  • a third rotor lamination packet is identical in the sheet metal section to the first laminated rotor packet and is arranged with a radial rotation by a certain number of teeth in relation to the first laminated rotor packet.
  • magnet pockets arranged in the laminated stacks are arranged by the arrangement of the laminated stacks in such a way that the magnetic pockets of axially adjacent / one behind the other Ro torblechonge are not aligned, but rotated by a certain angle of inclination to one another, creating the inclination of the rotor.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of a rotor with a laminated core set and a rotor shaft
  • Fig. 2 shows a connection between the laminated core set and the rotor shaft
  • 3 shows a detailed section of a perspective view of the rotor
  • the laminated core set has a first laminated core 3 and a second laminated core 4.
  • the first laminated core 3 and the second laminated core 4 each have internal teeth
  • the first laminated core 3 and the second laminated core 4 each form a magnet carrier made up of several rotor laminations axially stacked one on top of the other.
  • the magnet carriers each have a large number of recesses 7 for receiving magnets.
  • a circumferential alignment is defined as a relative position seen in the circumferential direction between the recesses 7 and the internal toothing 5 egg nes respective (first or second) laminated core 3, 4. That is, a circumferential position of the recesses 7 and thus the magnets to be accommodated therein is determined relative to the rotor shaft 6 by the arrangement of the internal toothing 5.
  • the circumferential orientation of the first laminated core 3 is different from the circumferential orientation of the second laminated core 4
  • Recesses 7 of the second laminated core 4 are fixed in a (un different from the first circumferential position) second circumferential position by means of the internal teeth 5 on the Ro gate shaft 6.
  • the circumferential alignment of the first laminated core 3 and the circumferential alignment of the second laminated core 4 have an offset in the circumferential direction that is different from a tooth spacing or a multiple of the tooth spacing of the internal toothing 5.
  • the offset corresponds to Half of the tooth spacing or the sum of a multiple of the tooth spacing and half the tooth spacing.
  • the laminated core set 1 can have several first laminated cores 3, each of which has an identical first sheet metal cross section.
  • the laminated core set 1 can have several second laminated cores 4, each of which has an identical second sheet metal cross-section.
  • the first sheet metal cross section is different from the second sheet metal cross section.
  • the rotor 2 is made up of three laminated cores, which are arranged axially stacked (a first laminated core 3, a second laminated core 4 and a first laminated core 3) for exemplary understanding. From the recesses 7 of an axially rearmost laminated core 8, which is a first laminated core 3, are arranged rotated by the offset in the circumferential direction to the recesses 7 of an axially central laminated core 9, which is a second laminated core 4. The Ver rotation between the axially rearmost laminated core 8 and the axially central laminated core 9 is created by using the different sheet metal cross-sections.
  • the recesses 7 of the axially central laminated core 9, which is a second laminated core 4 are arranged rotated by the offset in the circumferential direction relative to the recesses 7 of an axially foremost laminated core 10, which is a first laminated core 3.
  • the Ver rotation between the axially central laminated core 9 and the axially rearmost laminated core 10 is created by using the different sheet metal cross-sections.
  • the recesses 7 of the axially rearmost laminated core 8, which is a first laminated core 3 are arranged rotated by twice the offset in the circumferential direction to the recesses 7 of the axially forwardmost laminated core 10, which is a first laminated core 3, or to a tooth spacing or a multiple of Tooth spacing of the internal toothing 5 arranged rotated.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the internal toothing 5, which engages in an external toothing 11 of the rotor shaft 6.
  • the internal teeth 5 of the first laminated core 3 and of the second laminated core 4 are pushed onto the rotor shaft 6 in an axially aligned manner.
  • the internal gears 5 of the first laminated core 3 and the second laminated core 4 are of the same design, ie the same diameter, the same number of teeth, the same tooth spacing, so that they can intervene in the external toothing 11 of the rotor shaft 6 in a non-rotatable manner.
  • the rotor 2 is constructed in such a way that it has the laminated core set 1 and the rotor shaft 6, the laminated core set 1 being pushed onto the rotor shaft 6 in the axial direction in such a way that the recesses 7 of axially adjacent laminated cores 3, 4 are arranged rotated by a predetermined angular offset are (see. Fig. 3).
  • the predetermined angular offset corresponds to the offset between the circumferential direction of the first lamination stack 3 and the circumferential orientation of the second lamination stack 4.
  • the first plurality of laminated cores 3 are each arranged rotated by a tooth spacing or a multiple of the tooth spacing of the internal toothing 5 in the circumferential direction.
  • the plurality of second laminated cores 4 are each arranged rotated in the circumferential direction by a tooth spacing or a multiple of the tooth spacing of the internal toothing 5.
  • the rotation of the several first laminated cores 3 to one another corresponds to twice the offset between the circumferential alignment of the first laminated core 3 and the circumferential alignment of the first laminated core 4.
  • the torsion of the and several second laminated cores 4 to one another corresponds to twice the offset between the circumferential alignment of the first laminated core 3 and the circumferential orientation of the first laminated core 4.
  • the rotor 2 is constructed in the embodiment shown in Fig. 3 for an exemplary understanding of three laminated cores, which are arranged axially stacked (a first laminated core 3, a second laminated core 4 and a first laminated core 3).
  • the recess 7 of the axially rearmost laminated core 8, which is a first laminated core 3 is arranged rotated by the offset in the circumferential direction relative to the recess 7 of the axially central laminated core 9, which is a second laminated core 4.
  • the recess 7 of the axially central laminated core 9, which is a second laminated core 4 is to the recess 7 of the axially foremost laminated core 10, which is a first Blechpa ket 3, arranged rotated by the offset in the circumferential direction.
  • the recess 7 of the axially rearmost laminated core 8, which is a first laminated core 3 is to the Ausspa tion 7 of the axially foremost laminated core 10, which is a first laminated core 3, rotated by twice the offset in the circumferential direction or stood to a Zahnab or Multiples of the tooth spacing of the internal toothing 5 arranged rotated.
  • the rotor 2 could, even if this is not shown, have at least one third laminated core, which has internal teeth for form-fitting, rotationally secured fastening on the rotor shaft and forms a magnet carrier made up of several axially stacked rotor laminations, the circumferential direction of the third laminated core different from the circumferential orientation of the first laminated core 3 and different from the circumferential orientation of the second laminated core 4.
  • the circumferential orientation of the first laminated core 3 and the circumferential orientation of the second laminated core 4 would have a first offset to one another, which corresponds to a third of the tooth spacing, and the circumferential alignment of the first laminated core 3 and the circumferential alignment of the third laminated core would have a second offset to one another which corresponds to two thirds of the tooth spacing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Blechpaketsatz (1) für einen Rotor (2), mit zumindest einem ersten Blechpaket (3) und zumindest einem zweiten Blechpaket (4), die jeweils eine Innenverzahnung (5) zur Befestigung auf einer Rotorwelle (6) besitzen und einen Magnetträger bilden, wobei die Magnetträger Aussparungen (7) zur Aufnahme von Magneten aufweisen, wobei eine Umfangsausrichtung eine Relativposition zwischen den Aussparungen (7) und der Innenverzahnung (5) eines Blechpakets (3, 4) ist und die Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets (3) unterschiedlich zu die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets (4) ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Rotor (2) für eine elektrische Maschine, mit einem solchen Blechpaketsatz (1) und einer Rotorwelle (6), auf die der Blechpaketsatz (1) so aufgesteckt ist, dass die Aussparungen (7) axial benachbarter Blechpakete (3, 4) um einen vorbestimmten Winkelversatz verdreht angeordnet sind.

Description

Blechpaketsatz sowie Rotor mit auf Rotorwelle aufqestecktem Blechpaketsatz
Die Erfindung betrifft einen Blechpaketsatz für einen Rotor einer elektrischen Maschi ne, insbesondere für einen Rotor eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugantriebs strangs. Ferner betrifft die Erfindung einen Rotor für eine elektrische Maschine, insbe sondere für einen Elektromotor eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, mit einem solchen Blechpaketsatz und einer Rotorwelle, auf die der Blechpaketsatz so aufgesteckt ist, dass die Aussparungen axial benachbarter Blechpakete um einen vorbestimmten Winkelversatz zueinander verdreht angeordnet sind.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Rotoren mit Rotorschrägung bekannt, bei de nen axial benachbarter Blechpakete um einen vorbestimmten Winkelversatz zueinan der verdreht angeordnet sind. Zum Beispiel offenbart die DE 10 2016 212 004 A1 ei nen Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor für den Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs mit Elektro- oder Hybridantrieb, mit einer Rotorwelle oder einem Rotorträger und mehreren mittels Welle-Nabe-Verbindung darauf verdreh sicher angeordneten Rotorblechpaketen, wobei die Welle-Nabe-Verbindung als Steckverzahnung ausgebildet ist, wobei benachbarte Rotorblechpakete um wenigs tens einen Zahnabstand versetzt auf die Rotorwelle oder den Rotorträger aufgesteckt sind und dadurch zueinander einen Winkelversatz aufweisen.
Der Stand der Technik hat jedoch Nachteile, unter anderem in der Fierstellung.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere sollen ein (Rotor-) Blechpaket satz sowie ein daraus aufgebauter Rotor für einen Elektromotor bereitgestellt werden, der einfach herzustellen ist, eine sichere Drehmomentübertragung zwischen den Blechpaketen und einer Rotorwelle ermöglicht und gute Lauf- und Akustikeigenschaf ten des Elektromotor sicherstellt. Nun kann die Rotorschrägung unaufwändig herge stellt werden und eine ausreichende Übertragung der Drehmomente gewährleistet werden. Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Gegenstände der unabhängigen Pa tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Genauer gesagt wird die Aufgabe der Erfindung durch einen (Rotor-)Blechpaketsatz für einen Rotor gelöst, der zumindest ein erstes Blechpaket aus mehreren axial über einander gestapelten Rotorblechen und zumindest ein zweites Blechpaket, aus meh reren axial übereinander gestapelten Rotorblechen, besitzt. Das erste Blechpaket weist eine (erste) Innenverzahnung, insbesondere eine Steckverzahnung, zur form schlüssig drehgesicherten Befestigung auf einer Rotorwelle auf. Das zweite Blechpa ket weist eine (zweite) Innenverzahnung, insbesondere eine Steckverzahnung, zur formschlüssig drehgesicherten Befestigung auf der Rotorwelle auf. Vorzugsweise sind die Innenverzahnungen des ersten Blechpakets und des zweiten Blechpakets gleich aufgebaut, beispielsweise hinsichtlich ihres Durchmessers und ihrer Zähnezahl. Das erste Blechpaket bildet einen (ersten) Magnetträger, der vorzugsweise eine Vielzahl von Aussparungen zur Aufnahme von (Permanent-) Magneten aufweist. Das zweite Blechpaket bildet einen (zweiten) Magnetträger, der vorzugsweise eine Vielzahl von Aussparungen zur Aufnahme von (Permanent-) Magneten aufweist.
Eine Umfangsausrichtung ist als eine in Umfangsrichtung gesehene Relativposition zwischen den Aussparungen und der Innenverzahnung eines Blechpakets definiert. Die Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets ist unterschiedlich zu die Umfangs ausrichtung des zweiten Blechpakets. Das heißt also, dass die Blechpakete in der Weise unterschiedlich sind, dass bei axial fluchtender Anordnung der Innenverzah nungen der Blechpakete die Aussparungen der Blechpakete einen Umfangsversatz zueinander aufweisen, d.h. zueinander versetzt/ axial nicht fluchtend sind. Mit anderen Worten sind die Aussparungen der Blechpakete in Umfangsrichtung gesehen zuei nander versetzt angeordnet, wenn das erste Blechpaket mittels der Innenverzahnung in einer ersten Position auf der Rotorwelle angeordnet ist und wenn das zweite Blech paket mittels der Innenverzahnung in einer zweiten Position auf der Rotorwelle ange ordnet ist. Anders gesagt, sind die Blechpakete in Bezug auf die in Umfangsrichtung gesehene Anordnung der Innenverzahnung relativ zu der in Umfangsrichtung gese hene Anordnung der Aussparungen unterschiedlich ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass durch den Blechpaketsatz ein Rotor mit einer Rotorschrä gung aufgebaut werden kann, wobei die Rotorschrägung einfach durch nur wenig un terschiedliche Blechpakete hergestellt und fein, insbesondere unabhängig von der Ausbildung der Innenverzahnung, eingestellt werden kann. Dadurch ergeben sich verbesserte Lauf- und Akustikeigenschaften. Da die Herstellung der Innenverzahnung oftmals in einem separaten Herstellungsschritt erfolgt, verursachen die zueinander un terschiedlich angeordneten Steckverzahnungen der beiden Blechpakete vorteilhafter weise nahezu keine zusätzlichen Herstellungskosten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Umfangsausrichtung des ers ten Blechpakets und die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets einen Versatz in Umfangsrichtung zueinander haben, der unterschiedlich zu einem Zahnabstand o- der einem Vielfachen des Zahnabstands der Innenverzahnung ist. Das heißt, dass der Winkelversatz der Rotorschrägung nicht abhängig von einem Zahnabstand bzw. ei nem Modul der Innenverzahnung ist, sondern nahezu beliebig eingestellt werden kann. Dadurch bietet sich eine größere Flexibilität bei der Ausgestaltung der Innen verzahnung.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der Versatz der Hälfte des Zahnabstands oder der Summe aus einem Vielfachen des Zahnabstands und der Hälfte des Zahnabstands entsprechen. Dies hat den Vorteil, dass mit nur zwei unterschiedlichen Blechpaketen ein gesamter Rotor (aus mehr als zwei Blechpaketen) mit einem vorbestimmten und insbesondere konstanten Rotorschrägung zwischen axial benachbarten Blechpaketen aufgebaut werden kann. Mit anderen Worten wird durch die unterschiedliche Anordnung der Innenverzahnung für den Winkelversatz ei ne Zwischenstufe zwischen dem Zahnabstand oder einem Vielfachen davon geschaf fen, wodurch eine bessere Einstellung der Magnetausrichtung ermöglicht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Blechpaketsatz mehrere erste Blechpakete, die jeweils einen identischen ersten Blechquerschnitt besitzen, und meh rere zweite Blechpakete, die jeweils einen identischen zweiten Blechquerschnitt besit zen, aufweisen, wobei der erste Blechquerschnitt unterschiedlich zu dem zweiten Blechquerschnitt ist. Dadurch kann die Anzahl an Gleichteilen erhöht werden und die Anzahl an unterschiedlich ausgebildeten Bauteilen reduziert werden, wodurch sich die Herstellungskosten minimieren lassen, ohne dass Einschränkungen hinsichtlich der realisierbaren Rotorschrägung in Kauf genommen werden müssen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der Blechpaketsatz zumindest ein drittes Blechpaket aufweisen, das eine (dritte) Innenverzahnung zur formschlüssig drehgesicherten Befestigung auf der Rotorwelle besitzt und einen aus mehreren axial übereinander gestapelten Rotorblechen aufgebauten Magnetträger bildet, wobei die Umfangsausrichtung des dritten Blechpakets unterschiedlich zu der Umfangsausrich tung des ersten Blechpakets und unterschiedlich zu die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets ist. Dies hat den Vorteil, dass durch das zusätzliche Blechpaket die Rotorschrägung einfach durch nur wenig unterschiedliche Blechpakete hergestellt und noch feiner, insbesondere unabhängig von der Ausbildung der Innenverzahnung, eingestellt werden kann.
Gemäß der alternativen Ausführungsform können die Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets und die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets einen ersten Ver satz zueinander haben, der einem Drittel des Zahnabstands entspricht, und die Um fangsausrichtung des ersten Blechpakets und die Umfangsausrichtung des dritten Blechpakets einen zweiten Versatz zueinander haben, der zwei Drittel des Zahnab stands entspricht. Das heißt, dass der Winkelversatz der Rotorschrägung nicht genau einem zahnabstand (oder einem Vielfachen davon) oder genau der Hälfte eines Zahnabstands (oder einem Vielfachen davon) entsprechen muss, sondern noch flexib ler in Schritten, die einem Drittel des Zahnabstands entsprechen, einstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen Rotor für eine elektrische Maschine gelöst. Der Rotor weist einen beschriebenen Blechpaketsatz und eine Rotorwelle auf. Auf die Rotorwelle ist der Blechpaketsatz so aufgesteckt, dass die Aussparungen axial benachbarter Blechpakete um einen vorbestimmten Winkelversatz verdreht angeord net sind. Der Blechpaketsatz wird also mittels der Innenverzahnungen der einzelnen Blechpakete formschlüssig drehgesichert, axial übereinander gestapelt auf die Rotor welle aufgeschoben. Somit kann ein Rotor mit einer Rotorschrägung bereitgestellt werden, der kostengünstig hergestellt werden kann und eine sichere Drehmomen tübertragung gewährleistet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Rotors kann der vorbestimmte Win kelversatz mit dem Versatz zwischen der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets und der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets korrespondieren. Das heißt also, dass bei der Herstellung der unterschiedlich angeordneten Innenverzahnungen ein gewünschter Winkelversatz berücksichtigt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Rotors können mehrere erste Blech pakete und mehrere zweite Blechpakete in Axialrichtung regelmäßig abwechselnd auf die Rotorwelle aufgesteckt sein, wobei die mehreren ersten Blechpakete jeweils und/oder die mehreren zweiten Blechpakete jeweils um den Zahnabstand oder ein Vielfaches des Zahnabstands der Innenverzahnung des ersten Blechpakets in Um fangsrichtung verdreht angeordnet sind. Das heißt also, dass die Blechpakete, die mit dem gleichen Blech(quer)schnitt ausgebildet sind, um den Zahnabstand oder ein Viel faches davon zueinander verdreht angeordnet sind und die Blechpakete, die mit dem unterschiedlichen Blech(quer)schnitt ausgebildet sind, um den durch die unterschied lichen Umfangsausrichtungen bedingten Versatz zueinander verdreht angeordnet sind.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann die Verdrehung der mehreren ersten Blechpakete zueinander und/oder die Verdrehung der mehreren zweiten Blechpakete zueinander dem Doppelten des Versatzes zwischen der ersten Umfangsausrichtung und der zweiten Umfangsausrichtung entsprechen. Dadurch wird eine konstante Ro torschrägung mit gleichbleibendem Winkelversatz über die gesamte axiale Erstre ckung des Rotors erreicht.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Rotor für eine elektrische Maschine. Üblicherweise weisen für den Antrieb von Kraftfahrzeugen verwendete elektrische Maschinen oder Elektromotoren einen Stator und einen darin rotierbar gelagerter Ro tor auf. Der Stator kann geblecht ausgebildet sein, d.h. aus einzelnen zu Blechpake ten zusammengefassten Statorblechen zusammengebaut sein. Der Rotor kann ge blecht ausgebildet sein, d.h. aus einzelnen zu Blechpaketen zusammengefassten Ro torblechen zusammengebaut sein. Die Rotorbleche und eine Rotorwelle des Rotors sind derart ausgebildet, dass die Rotorbleche verdrehsicher auf einer Rotorwelle mon- tierbar sind. Oftmals wird dazu eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung, insbe sondere eine Steckverzahnung, zwischen den Rotorblechen/Rotorblechpaketen und der Rotorwelle verwendet. Um die Lauf- und Akustikeigenschaften des Elektromotors zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn der Rotor eine sogenannte Rotorschrägung be sitzt, d.h. dass mehrere Blechpakete mit Winkelversatz auf der Rotorwelle angeordnet sind. Vorteilhafterweise weisen benachbarte Rotorblechpakete zwei zueinander unter schiedlich angeordnete Steckverzahnungen auf, wodurch benachbarte Rotorblechpa kete, insbesondere im Bereich von in den Rotorblechen aufgenommenen Perma nentmagneten, zueinander einen Winkelversatz aufweisen, wodurch sich die Rotor schrägung ergibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Rotor mehrere auf der Rotor welle aufgesteckte Rotorblechpakete aufweisen, die mit einem axialem Abstand und mit einer Verdrehung auf der Rotorwelle angeordnet sind. Beispielsweise wird von ei nem ersten Rotorblechpaket zu einem zweiten Rotorblechpaket keine Verdrehung auf der Rotorwelle realisiert, sondern eine Verdrehung durch eine verdreht angeordnete Verzahnung im Blechschnitt des zweiten Rotorblechpakets umgesetzt. Ein drittes Ro torblechpaket ist im Blechschnitt identisch mit dem ersten Rotorblechpaket und wird mit einer radialen Verdrehung um eine bestimmte Zähnezahl bezogen auf das erste Rotorblechpaket angeordnet. Somit wird durch Verwendung zwei unterschiedlicher Blechschnitt und durch Verdrehung der Blechpakete zueinander, ein Winkelversatz zwischen allen Blechpaketen in dem Rotor erreicht. Insbesondere sind in den Blech paketen angeordnete Magnettaschen durch die Anordnung der Blechpakete so ange ordnet, dass die Magnettaschen axial benachbarte/hintereinander angeordnete Ro torblechpakete nicht fluchten, sondern um einen bestimmten Schrägungswinkel zuei nander verdreht sind, wodurch die Rotorschrägung geschaffen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Rotors mit einem Blechpaketsatz und einer Rotorwelle,
Fig. 2 eine Verbindung zwischen dem Blechpaketsatz und der Rotorwelle, und Fig. 3 ein detaillierter Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht des Rotors
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt einen Blechpaketsatz 1 für einen Rotor 2 einer elektrischen Maschine. Der Blechpaketsatz weist ein erstes Blechpaket 3 und ein zweites Blechpaket 4 auf. Das erste Blechpaket 3 und das zweite Blechpaket 4 weisen jeweils eine Innenverzahnung
5, insbesondere eine Steckverzahnung, zur formschlüssig drehgesicherten Befesti gung auf einer Rotorwelle 6, insbesondere auf einer Außenverzahnung der Rotorwelle
6, auf. Das erste Blechpaket 3 und das zweite Blechpaket 4 bilden jeweils einen aus mehreren axial übereinander gestapelten Rotorblechen aufgebauten Magnetträger.
Die Magnetträger weisen jeweils eine Vielzahl von Aussparungen 7 zur Aufnahme von Magneten auf.
Im Folgenden ist eine Umfangsausrichtung definiert als eine in Umfangsrichtung ge sehene Relativposition zwischen den Aussparungen 7 und der Innenverzahnung 5 ei nes jeweiligen (ersten oder zweiten) Blechpakets 3, 4. Das heißt, dass eine Umfangs position der Aussparungen 7 und damit der darin aufzunehmenden Magnete relativ zu der Rotorwelle 6 durch die Anordnung der Innenverzahnung 5 bestimmt ist. Bei dem dargestellten Blechpaketsatz 1 ist die Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets 3 unterschiedlich zu die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets 4. Dadurch ergibt sich, dass die Aussparungen 7 des ersten Blechpakets 3 in einer ersten Um fangsposition mittels der Innenverzahnung 5 auf der Rotorwelle 6 fixiert sind und die Aussparungen 7 des zweiten Blechpakets 4 in einer (zur ersten Umfangsposition un terschiedlichen) zweiten Umfangsposition mittels der Innenverzahnung 5 auf der Ro torwelle 6 fixiert sind. Die Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets 3 und die Um fangsausrichtung des zweiten Blechpakets 4 haben einen Versatz in Umfangsrichtung zueinander, der unterschiedlich zu einem Zahnabstand oder einem Vielfachen des Zahnabstands der Innenverzahnung 5 ist. Insbesondere entspricht der Versatz der Hälfte des Zahnabstands oder der Summe aus einem Vielfachen des Zahnabstands und der Hälfte des Zahnabstands.
Der Blechpaketsatz 1 kann mehrere erste Blechpakete 3, die jeweils einen identi schen ersten Blechquerschnitt besitzen, aufweisen. Der Blechpaketsatz 1 kann meh rere zweite Blechpakete 4, die jeweils einen identischen zweiten Blechquerschnitt be sitzen, aufweisen. Dabei ist der erste Blechquerschnitt unterschiedlich zu dem zweiten Blechquerschnitt.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Rotor 2 zum exemplarischen Verständnis aus drei Blechpaketen aufgebaut, die axial gestapelt angeordnet sind (ein ersten Blechpaket 3, ein zweites Blechpaket 4 und ein erstes Blechpaket 3). Die Aus sparungen 7 eines axial hintersten Blechpakets 8, das ein erstes Blechpaket 3 ist, sind zu den Aussparungen 7 eines axial mittleren Blechpakets 9, das ein zweites Blechpaket 4 ist, um den Versatz in Umfangsrichtung verdreht angeordnet. Die Ver drehung zwischen dem axial hintersten Blechpaket 8 und dem axial mittleren Blech paket 9 entsteht durch die Verwendung der unterschiedlichen Blechquerschnitte. Die Aussparungen 7 des axial mittleren Blechpakets 9, das ein zweites Blechpaket 4 ist, sind zu den Aussparungen 7 eines axial vordersten Blechpakets 10, das ein erstes Blechpaket 3 ist, um den Versatz in Umfangsrichtung verdreht angeordnet. Die Ver drehung zwischen dem axial mittleren Blechpaket 9 und dem axial hintersten Blech paket 10 entsteht durch die Verwendung der unterschiedlichen Blechquerschnitte. Die Aussparungen 7 des axial hintersten Blechpakets 8, das ein erstes Blechpaket 3 ist, sind zu den Aussparungen 7 des axial vordersten Blechpakets 10, das ein erstes Blechpaket 3 ist, um den doppelten Versatz in Umfangsrichtung verdreht angeordnet bzw. zu einen Zahnabstand oder Vielfaches des Zahnabstands der Innenverzahnung 5 verdreht angeordnet. Die Verdrehung zwischen dem axial hintersten Blechpaket 8 und dem axial vordersten Blechpaket 10 entsteht durch die Verwendung der gleichen Blechquerschnitte, wobei das axial vorderste Blechpaket 10 mit einer Verdrehung um eine bestimmte Zähnezahl bezogen zu dem axial hintersten Blechpaket 8 angeordnet ist. Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Innenverzahnung 5, die in eine Au ßenverzahnung 11 der Rotorwelle 6 eingreift. Die Innenverzahnungen 5 des ersten Blechpakets 3 und des zweiten Blechpakets 4 sind axial fluchtend auf die Rotorwelle 6 aufgesteckt. Die Innenverzahnungen 5 des ersten Blechpakets 3 und des zweiten Blechpakets 4 sind gleich ausgebildet, d.h. gleicher Durchmesser, gleiche Zähnezahl, gleicher Zahnabstand, so dass sie formschlüssig drehgesichert in die Außenverzah nung 11 der Rotorwelle 6 eingreifen können.
Der Rotor 2 ist so aufgebaut, dass er den Blechpaketsatz 1 und die Rotorwelle 6 auf weist, wobei der Blechpaketsatz 1 in Axialrichtung so auf die Rotorwelle 6 aufgesteckt ist, dass die Aussparungen 7 axial benachbarter Blechpakete 3, 4 um einen vorbe stimmten Winkelversatz verdreht angeordnet sind (vgl. Fig. 3). Insbesondere korres pondiert der vorbestimmte Winkelversatz mit dem Versatz zwischen der Umfangsaus richtung des ersten Blechpakets 3 und der Umfangsausrichtung des zweiten Blechpa kets 4. Vorzugsweise sind mehrere erste Blechpakete 3 und mehrere zweite Blechpa kete 4 in Axialrichtung regelmäßig abwechselnd auf die Rotorwelle 6 aufgesteckt. Die mehreren ersten Blechpakete 3 sind jeweils um einen Zahnabstand oder ein Vielfa ches des Zahnabstands der Innenverzahnung 5 in Umfangsrichtung verdreht ange ordnet. Die mehreren zweiten Blechpakete 4 sind jeweils um einen Zahnabstand oder ein Vielfaches des Zahnabstands der Innenverzahnung 5 in Umfangsrichtung verdreht angeordnet. Die Verdrehung der mehreren ersten Blechpakete 3 zueinander ent spricht dem Doppelten des Versatzes zwischen der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets 3 und der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets 4. Die Verdre hung der und mehreren zweiten Blechpakete 4 zueinander entspricht dem Doppelten des Versatzes zwischen der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets 3 und der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets 4.
Wie in Fig. 1 , ist der Rotor 2 in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform zum exemplarischen Verständnis aus drei Blechpaketen aufgebaut, die axial gestapelt an geordnet sind (ein ersten Blechpaket 3, ein zweites Blechpaket 4 und ein erstes Blechpaket 3). Die Aussparung 7 des axial hintersten Blechpakets 8, das ein erstes Blechpaket 3 ist, ist zu der Aussparung 7 des axial mittleren Blechpakets 9, das ein zweites Blechpaket 4 ist, um den Versatz in Umfangsrichtung verdreht angeordnet.
Die Aussparung 7 des axial mittleren Blechpakets 9, das ein zweites Blechpaket 4 ist, ist zu der Aussparung 7 des axial vordersten Blechpakets 10, das ein erstes Blechpa ket 3 ist, um den Versatz in Umfangsrichtung verdreht angeordnet. Die Aussparung 7 des axial hintersten Blechpakets 8, das ein erstes Blechpaket 3 ist, ist zu der Ausspa rung 7 des axial vordersten Blechpakets 10, das ein erstes Blechpaket 3 ist, um den doppelten Versatz in Umfangsrichtung verdreht angeordnet bzw. zu einen Zahnab stand oder Vielfaches des Zahnabstands der Innenverzahnung 5 verdreht angeordnet.
Alternativ könnte der Rotor 2, auch wenn dies nicht dargestellt ist, zumindest ein drit tes Blechpaket haben, das eine Innenverzahnung zur formschlüssig drehgesicherten Befestigung auf der Rotorwelle besitzt und einen aus mehreren axial übereinander gestapelten Rotorblechen aufgebauten Magnetträger bildet, wobei die Umfangsaus richtung des dritten Blechpakets unterschiedlich zu der Umfangsausrichtung des ers ten Blechpakets 3 und unterschiedlich zu die Umfangsausrichtung des zweiten Blech pakets 4 ist. Dementsprechend würden die Umfangsausrichtung des ersten Blechpa- kets 3 und die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets 4 einen ersten Versatz zueinander haben, der einem Drittel des Zahnabstands entspricht, und die Umfangs ausrichtung des ersten Blechpakets 3 und die Umfangsausrichtung des dritten Blech pakets einen zweiten Versatz zueinander haben, der zwei Drittel des Zahnabstands entspricht.
Bezuqszeichenliste Blechpaketsatz Rotor erstes Blechpaket zweites Blechpaket Innenverzahnung Rotorwelle Aussparung axial hinterstes Blechpaket axial mittleres Blechpaket axial vorderstes Blechpaket Außenverzahnung

Claims

Patentansprüche
1. Blechpaketsatz (1 ) für einen Rotor (2) einer elektrischen Maschine, mit zumin dest einem ersten Blechpaket (3) und zumindest einem zweiten Blechpaket (4), die jeweils eine Innenverzahnung (5) zur formschlüssig drehgesicherten Befes tigung auf einer Rotorwelle (6) besitzen und einen aus mehreren axial überei nander gestapelten Rotorblechen aufgebauten Magnetträger bilden, wobei die Magnetträger Aussparungen (7) zur Aufnahme von Magneten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umfangsausrichtung eine in Umfangsrich tung gesehene Relativposition zwischen den Aussparungen (7) und der Innen verzahnung (5) eines Blechpakets (3, 4) ist und die Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets (3) unterschiedlich zu die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets (4) ist.
2. Blechpaketsatz (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Um fangsausrichtung des ersten Blechpakets (3) und die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets (4) einen Versatz in Umfangsrichtung zueinander haben, der unterschiedlich zu einem Zahnabstand oder einem Vielfachen des Zahnab stands der Innenverzahnung (5) ist.
3. Blechpaketsatz (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechpaketsatz (1) mehrere erste Blechpakete (3), die jeweils einen identi schen ersten Blechquerschnitt besitzen, und mehrere zweite Blechpakete (4), die jeweils einen identischen zweiten Blechquerschnitt besitzen, aufweist, wo bei der erste Blechquerschnitt unterschiedlich zu dem zweiten Blechquerschnitt ist.
4. Blechpaketsatz (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz der Hälfte des Zahnabstands oder der Summe aus einem Vielfachen des Zahnabstands und der Hälfte des Zahnabstands entspricht.
5. Blechpaketsatz (1 ) Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch zumindest ein drittes Blechpaket, das eine Innenverzahnung zur formschlüssig drehgesicher ten Befestigung auf der Rotorwelle besitzt und einen aus mehreren axial über einander gestapelten Rotorblechen aufgebauten Magnetträger bildet, wobei die Umfangsausrichtung des dritten Blechpakets unterschiedlich zu der Umfangs ausrichtung des ersten Blechpakets (3) und unterschiedlich zu die Umfangs ausrichtung des zweiten Blechpakets (4) ist.
6. Blechpaketsatz (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Um fangsausrichtung des ersten Blechpakets (3) und die Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets (4) einen ersten Versatz zueinander haben, der einem Drittel des Zahnabstands entspricht, und die Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets (3) und die Umfangsausrichtung des dritten Blechpakets einen zweiten Versatz zueinander haben, der zwei Drittel des Zahnabstands ent spricht.
7. Rotor (2) für eine elektrische Maschine, mit einem Blechpaketsatz (1) nach ei nem der Ansprüche 1 bis 6 und einer Rotorwelle (6), auf die der Blechpaketsatz (1) so aufgesteckt ist, dass die Aussparungen (7) axial benachbarter Blechpa kete (3, 4) um einen vorbestimmten Winkelversatz verdreht angeordnet sind.
8. Rotor (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkelversatz mit dem Versatz zwischen der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets (3) und der Umfangsausrichtung des zweiten Blechpakets (4) kor respondiert.
9. Rotor (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere ers te Blechpakete (3) und mehrere zweite Blechpakete (4) in Axialrichtung regel mäßig abwechselnd auf die Rotorwelle (6) aufgesteckt sind, wobei die mehre ren ersten Blechpakete (3) jeweils und/oder die mehreren zweiten Blechpakete (4) jeweils um einen Zahnabstand oder ein Vielfaches des Zahnabstands der Innenverzahnung (5) in Umfangsrichtung verdreht angeordnet sind.
10. Rotor (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung der mehreren ersten Blechpakete (3) zueinander und/oder die Verdrehung der mehreren zweiten Blechpakete (4) zueinander dem Doppelten des Versatzes zwischen der Umfangsausrichtung des ersten Blechpakets (3) und der Um- fangsausrichtung des ersten Blechpakets (4) entspricht.
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