WO2019166554A2 - Rotor, asynchronmaschine und verwendung einer druckscheibe - Google Patents

Rotor, asynchronmaschine und verwendung einer druckscheibe Download PDF

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WO2019166554A2
WO2019166554A2 PCT/EP2019/054998 EP2019054998W WO2019166554A2 WO 2019166554 A2 WO2019166554 A2 WO 2019166554A2 EP 2019054998 W EP2019054998 W EP 2019054998W WO 2019166554 A2 WO2019166554 A2 WO 2019166554A2
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short
rotor
dad
net
pressure
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PCT/EP2019/054998
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English (en)
French (fr)
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WO2019166554A3 (de
Inventor
Martin STÖCK
Tony Stein
Daniel Paul
Original Assignee
Thyssenkrupp Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Ag
Priority to CN201980016465.7A priority Critical patent/CN111788759B/zh
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Publication of WO2019166554A3 publication Critical patent/WO2019166554A3/de

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    • 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
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
    • H02K17/20—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having deep-bar rotors

Definitions

  • the invention relates to a rotor, an asynchronous machine and the use of a thrust washer.
  • a rotor according to the preamble of claim 1 is known for example from EP 2 149 970 Bl.
  • the magnetically active part of the rotor In rotor manufacturing of electric motors, the magnetically active part of the rotor must be mounted on the rotor shaft. Generally, this part of the rotor consists of stacked laminations. There are permanently excited
  • Synchronous machines arranged in the stacked laminations integrated axial permanent magnets.
  • ASM asynchronous machines
  • Induction machines have the stacked laminations integrated, axially arranged shorting bars. It is well known that to
  • Torque transmission from the laminations to the rotor shaft of the rotor radial press connections eg. By shrinking the laminations on the rotor shaft, are used.
  • Such a radial press connection is known for example from the aforementioned EP 2 149 970 Bl.
  • a rotor has a
  • the rotor core is laterally through
  • the rotor laminated core has slots for receiving short-circuiting rods whose ends are connected to each other by short-circuiting rings.
  • Each press plate is positively connected to the respective short-circuit ring in the tangential direction by complementarily configured formations in the press plate and the short-circuit ring.
  • the press plates thus increase the total weight, thereby achieving an improvement in the natural frequency of the system.
  • the press plates therefore have the function of the overall system
  • the torque transmission takes place here by the rotationally fixed connection of the rotor laminated core with the rotor shaft.
  • a disadvantage of radial compression joints for torque transmission is the high mechanical processing effort of the contact surfaces of rotor shaft and rotor core.
  • the laminated core is held frictionally by an axial pressure between two seated on the rotor shaft thrust washers. At least one of the thrust washers is by a force-positive
  • Asynchronous machines with an axial press connection are therefore in the torque transmission to a defined torque range
  • the invention is based on the object, a rotor for a
  • the invention is further based on the object of specifying an asynchronous machine and the use of a thrust washer.
  • this object is achieved with regard to the rotor by the
  • the invention is based on the idea of specifying a rotor for an asynchronous machine, comprising: a rotor shaft, magnetically active rotor elements in operation, comprising a laminated plate set, short-circuiting bars and short-circuiting rings,
  • Pressure plates between which at least the laminated plate set is arranged, wherein the pressure plates are axially connected to at least one of the rotor elements, wherein at least one positive-locking element is provided, which is one of
  • Pressure plates and one of the rotor elements connects, wherein between the laminated plate set and the rotor shaft clearance or a gap is formed.
  • the pressure discs are torque-locked to the rotor shaft.
  • the pressure discs can be connected by a setting method with prior rolling of the rotor shaft with the rotor shaft.
  • the form-locking element connects one of the pressure disks and one of the
  • Rotor elements for transmitting a torque between the rotor shaft and the rotor elements in the circumferential direction of the rotor shaft.
  • the torque is introduced during operation by the rotor elements.
  • the circumferential direction corresponds to a tangential direction about the rotor shaft.
  • short circuit rings are not limited in their training to a ring shape.
  • the shorting rings can have a triangular, rectangular or polygonal geometry shape.
  • the shorting rings may have a circular shape, a circular ring shape or another geometric shape.
  • the short-circuit rings can be formed in one piece, in particular in one piece, or in several parts, in particular in several pieces. In other words, the short-circuit rings may be formed as a single part or from several
  • the respective short-circuit ring sections can each be integrally formed with a shorting bar. Furthermore, the short-circuit ring sections can be integrally formed with the respective thrust washer, in particular integrally. Likewise, the
  • Short-circuit ring sections as a single, in particular separate,
  • the invention has several advantages: By training game or a gap between the
  • the lamination stack is not on a peripheral surface of the rotor shaft. In the area of the lamination stack, therefore, only rough manufacturing tolerances of the rotor shaft are to be maintained, as a result of which a mechanical processing effort of the rotor shaft is reduced and thus manufacturing costs are saved.
  • the lamination stack is as well as the aforementioned shorting bars and shorting rings in operation a magnetically active rotor element. The torque to be transmitted is thereby introduced in operation by one or more rotor elements via form-locking elements in the circumferential direction of the rotor shaft in the pressure discs.
  • Torque is introduced into the thrust washers therefore in tangential
  • the laminated core is clamped on the pressure plates with an axial clamping force of 100-150kN.
  • a torque can be absorbed by Reibkraft gleich even when settling or flow of short circuit cage or laminated core.
  • this can advantageously the transferable torque caused by distribution to stress Reibkraft gleich and form gleichianon-related positive locking are divided.
  • Positive locking element one of the pressure plates and the laminated plate package.
  • the pressure disk is located in the axial direction on the lamination stack. This has the advantage that the pressure plates the laminations and thus the
  • Short-circuit rings in particular short-circuited copper rings, are thus prevented.
  • the positive-locking element connects one of the pressure disks and one of the short-circuiting rings.
  • the pressure disk is located in the axial direction and / or in the radial direction on the short-circuit ring.
  • the axial direction corresponds to a longitudinal direction of the rotor shaft.
  • Direction corresponds to a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotor shaft.
  • a contact pressure of the respective thrust washer for clamping or pressing the laminated plate package is dependent on the flow behavior of the shorting rings.
  • the positive-locking element is preferably arranged on an end face of the pressure disk and extends parallel to the axis of rotation of the rotor shaft.
  • the positive-locking element is characterized by a profiled
  • the profiled lateral surface of the pressure plate and extends radially to the axis of rotation of the rotor shaft.
  • the profiled lateral surface can be formed on the pressure disk and / or on the associated rotor element, for example on the short-circuit ring.
  • the profiled lateral surface can be corrugated and / or corrugated.
  • the form-locking element forms a pin-like projection or a pin-like recess.
  • the form-fitting element can be formed in and / or on the pressure plate.
  • the positive-locking element can also be formed in and / or on at least one rotor element.
  • the respective form-fitting element extends in the longitudinal direction of the rotor shaft or in the axial direction. This makes possible
  • Thrust washer and the rotor element This will be a stable and solid
  • Positive locking elements can be formed complementary to each other.
  • the opposite positive-locking elements can also be a
  • Positive locking elements allows, whereby a non-positive and / or positive connection is formed.
  • the positive-locking element forms a wedge-like projection or a wedge-like recess.
  • the wedge-like projection or the wedge-like recess can in and / or on the pressure plate
  • the wedge-like projection or the wedge-like recess may be formed in and / or on the rotor element.
  • the respective form-locking element extends in the radial direction inwardly to the rotor shaft or in the radial direction of the rotor shaft to the outside. This advantageously also allows the formation of a groove / spring connection between the pressure plate and the rotor element. As a result, a stable and tight positive connection is achieved.
  • the form-fitting element of the pressure disk and the positive-locking element of the rotor element are arranged directly opposite each other.
  • the form-locking elements of the pressure plate and the rotor element engage each other.
  • the opposite each arranged Positive locking elements can be formed complementary to each other.
  • the opposite positive-locking elements can also be a
  • Positive locking elements allows, whereby a non-positive and / or positive connection is formed.
  • the form-fitting element can form a polygonal profile.
  • the polygonal profile can be formed on a peripheral surface of the pressure plate.
  • the rotor element may have a recess which is designed to be complementary to the polygonal profile of the thrust washer.
  • this is by a joining of the rotor element on the pressure plate a positive
  • the positive-locking element centers the laminated plate set and the rotor shaft.
  • the form-locking element also acts as a centering aid. An exact assembly of the rotor elements and the pressure plate on the rotor shaft is thereby facilitated, whereby a
  • Sheet metal plate package is thus aligned easily and quickly centered or mounted to the rotor shaft.
  • At least one of the short-circuiting rings is arranged in the axial direction between the lamination stack and one of the pressure disks.
  • at least one of the thrust washers abut against an axially outer end face of one of the short-circuit rings.
  • the form-locking element designed as a pin-like projection can have an axial inner bore.
  • a chip-receiving pocket can be formed next to the positive-locking element.
  • the positive-locking element is adapted for an axial relative movement between at least one of the short-circuit rings and the associated thrust washer. This allows a floating mounting of the shorting rings and thus the shorting bars. It is advantageous that thermal stresses are prevented by the axial mobility of the short-circuit rings relative to the pressure plate. Furthermore, it is advantageous that no changing load acts on the associated thrust washer. In this case, a compensation element between the short-circuit ring and the pressure plate to compensate for the axial relative movement can be arranged.
  • Compensating element may comprise a spring element, which is the
  • Short-circuit ring acted upon by a spring force acting in the axial direction.
  • This has the advantage that the spring element in an axial movement of the short-circuit ring on the one hand receives controlled and on the other hand increases the spring force on the short-circuit ring.
  • a controlled axial relative movement of the short-circuit ring is made possible.
  • the shorting bars are passed through at least one of the pressure plates, wherein the shorting bars and the pressure plate are relatively movable in the axial direction.
  • damage to the pressure disks can thus be prevented by thermal expansion of the short-circuiting rods.
  • a short-circuit ring located on one side between thrust washer and laminated core and located on the other side of the other short-circuit ring axially outside of the other pressure plate.
  • a single-side floating short-circuit cage can be formed, which is designed to be movable relative to the short-circuit disk only on one side. An axial expansion of the short-circuiting cage due to thermal expansion can thereby be limited to one side, whereby by thermal
  • At least one of the pressure plates is arranged in the axial direction between the lamination packet and one of the short-circuit rings.
  • At least one of the thrust washers may have a reinforcing ring which holds the associated short-circuit ring radially outward.
  • At least one of the pressure disks may have an annular undercut which holds the associated short-circuit ring radially inward. In this case, as well as the centrifugal forces occurring at the short-circuit ring are introduced directly into the pressure plate by the undercut and thereby relieved the short-circuit bars.
  • magnetically active rotor elements comprising a
  • Pressure plates between which at least the sheet-metal lamination stack is arranged, wherein the pressure plates are axially connected to at least one of the rotor elements,
  • the pressure plates and the short-circuiting rings are formed integrally with each other and are connected in a torque-locking manner with the rotor shaft and for transmitting a torque between the rotor shaft and the rotor
  • Blechlamellenb and / or the short-circuiting rods in the circumferential direction of the rotor shaft connects. Due to the one-piece design of the pressure plates with the associated short-circuit ring a very high torque transmission is ensured and also allows a simple construction of the rotor. By the one-piece
  • Training reduces material and manufacturing costs. Furthermore, an assembly is advantageously facilitated by the component reduction and weight saved.
  • At least one of the thrust washers is
  • the pressure plates have in this case by the balancing a double function, which is simplified by a reduction in component by the elimination of additional balancing elements, the structure of the rotor and
  • the thrust washer and the short-circuiting ring can be relatively movably connected in the axial direction by at least one elastic connecting element. It can be between the thrust washer and the short-circuit ring
  • Elastic connecting elements in the form of webs can bridge the annular gap and connect the thrust washer and the short-circuit ring in the axial direction relatively movable.
  • the webs may be formed s-shaped. Due to the elastic connecting elements, an expansion of the short-circuiting rods in the axial direction is made possible.
  • the connecting elements allow an axial offset of the short-circuit ring to the pressure plate.
  • the short-circuit ring builds a counter-clamping force, in particular a spring force, when the short-circuit bars expand.
  • the material weakening region may include a circumferential groove extending axially between the thrust washer and the shorting ring. Due to the elastic connecting elements occurring thermal stresses are compensated by an expansion of the short-circuit bars in the axial direction.
  • the connecting elements thereby allow an axial offset, in particular a tilting offset, of the short-circuit ring to the pressure plate.
  • the short-circuit ring builds a counter-clamping force, in particular a spring force, when the short-circuit bars expand.
  • the pressure plates, the laminations of the laminations and the short-circuited rings optimized for the particular purpose materials
  • the pressure plates made of steel and the
  • Short-circuit rings made of copper or aluminum alloys and the sheets of laminations are made of an electrical steel.
  • the components can also be encapsulated with a plastic.
  • a short-circuit ring with a thrust washer can be connected to one another in each case by such an encapsulation to form a one-piece design.
  • thrust washer and short-circuit ring are made of different materials, a thrust washer with a short-circuit ring to or
  • An additional aspect of the invention relates to an asynchronous machine with a rotor of the aforementioned type.
  • Another additional aspect of the invention relates to the use of at least one pressure disk for a rotor of an asynchronous machine together with at least one in the circumferential direction of the pressure disk
  • Rotor elements of the asynchronous machine in the circumferential direction of the rotor shaft are Rotor elements of the asynchronous machine in the circumferential direction of the rotor shaft.
  • the rotor comprises a built-up rotor or cast rotor, i. a cast or built short cage.
  • Short circuit cages can be built or cast. Under a built short-circuit cage is a short-circuit cage of short-circuit bars and rings to understand in which the entire short-circuit cage or parts thereof in or on the laminated core on or are cast.
  • a built short cage is a cage in which prefabricated short cage parts in or on the
  • Rotor laminated core are introduced. A partially built and partially
  • cast short cage can be used as a mixed cast and built
  • Short circuit cage are considered.
  • such a hybrid form is a short-circuit cage formed from inserted short-circuit bars and cast-on short-circuit rings.
  • the invention relates both to cast, built or mixed forms of shorting cages.
  • the pressure plates in particular in short-circuit cages in cast construction, on radially and / or axially conical positive locking elements. This reduces a game between the short-circuit cage and the pressure plate that occurs during the solidification process due to shrinkage or shrinkage.
  • Fig. 1 is a front view of a lamination stack after a
  • Fig. 2a is a longitudinal section of a rotor with internal
  • Short circuit rings according to a preferred embodiment of the invention
  • 2b is a detail view of a longitudinal section of a
  • FIG. 3 shows an order for mounting the rotor according to FIG. 2a and FIG. 2b;
  • FIG. 4a shows a partial view of a longitudinal section of the rotor according to FIG. 2a and FIG. 2b;
  • FIG. 3 shows an order for mounting the rotor according to FIG. 2a and FIG. 2b;
  • FIG. 4a shows a partial view of a longitudinal section of the rotor according to FIG. 2a and FIG. 2b;
  • FIG. 4a shows a partial view of a longitudinal section of the rotor according to FIG. 2a and FIG. 2b;
  • 4b is a partial view of a longitudinal section of a rotor with a
  • 4c is a partial view of a longitudinal section of a rotor with a
  • Fig. 4d is a partial view of a longitudinal section of a rotor with a
  • 4e is a partial view of a longitudinal section of a rotor with a
  • Fig. 4f is a partial view of a longitudinal section of a rotor, in which a
  • Short circuit ring and a pressure plate are integrally formed, according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 4g is a partial view of a longitudinal section of a rotor, in which a
  • Short circuit ring and a pressure plate are integrally formed, according to a further embodiment of the invention.
  • Fig. 4h is a partial view of a longitudinal section of a rotor, in which a
  • Short circuit ring and a pressure plate are integrally formed, according to a further embodiment of the invention.
  • Fig. 5 is a front view of a thrust washer with through holes for
  • FIG. 6 shows a front view of a thrust washer and a short-circuit ring of the rotor according to FIG. 4d according to an embodiment of the invention
  • Fig. 7a is a front view of a thrust washer with radially formed
  • Fig. 7b is a front view of a short-circuit ring with radially formed
  • Fig. 8 is a front view of a short-circuit ring and a pressure washer, which is integrally formed and elastic
  • FIGS. 9a-c show exemplary embodiments of cast short-circuit cages
  • Fig. 1 shows a front view of a lamination stack 11, which is formed from a plurality of individual laminations.
  • the lamination packet 11 has a central passage opening. According to Fig. 1, the central
  • the central passage opening can also have a different geometric shape, for example a polygonal shape or a freeform.
  • each sheet-metal lamination of the lamination packet 11 has, in an outer area region, a multiplicity of further passage openings for receiving short-circuit bars 12.
  • the further passage openings are formed by grooves which have an elongated shape.
  • the grooves may also have a different geometric shape and / or a free form.
  • the grooves are formed in the respective lamination, the central passage opening radially encircling. The grooves are evenly distributed around the central
  • the grooves can also be different, in particular bundled, distributed around the central passage opening of the respective
  • the laminations of the laminations 11 are stacked together so that the central passage opening and the grooves of the laminations are arranged in alignment with each other.
  • a longitudinal section of a rotor is shown.
  • the rotor comprises a rotor shaft 10, two pressure disks 15, 16 and a laminated disk set 11 according to FIG. 1. Furthermore, the rotor has a short-circuit cage.
  • the short-circuit cage is formed by a plurality of short-circuit bars 12 and two short-circuit rings 13, 14.
  • the short-circuit cage is integral, in particular formed from a cast.
  • the short-circuit cage can also be designed in several parts, in particular several pieces.
  • the shorting bars 12 are in grooves of the lamination stack 11th
  • a short-circuit ring 13, 14 of the short-circuit cage is arranged on each one end face of the lamination packet 11.
  • the short-circuit ring 13, 14 is located with an inside directly on the lamination stack 11 at.
  • the inside of the short-circuit ring 13, 14 faces the laminated plate set 11 in the axial longitudinal direction of the rotor shaft 10.
  • the respective short-circuit ring 13, 14 limits the laminated plate set 11 laterally in the longitudinal direction of the rotor shaft 10.
  • the lamination stack 11 and the rotor shaft 10 are arranged coaxially with each other, wherein the lamination stack 11 on the rotor shaft 10th
  • Blechlamellenpers 11 and the rotor shaft 10 is game or a gap 18, in particular formed an air gap.
  • the short-circuit ring 13, 14 is arranged coaxially with the rotor shaft 10.
  • the central passage opening of the short-circuit ring 13, 14 is larger than an outer diameter of the rotor shaft 10 is formed. Between an inner surface of the central passage opening of the short-circuit ring 13, 14 and a
  • Outer surface of the rotor shaft 10 is also a clearance or gap, in particular formed an air gap.
  • the short-circuit rings 13, 14 each have more on one outer side
  • the form-locking elements 17 extend parallel to the axis of rotation of the rotor shaft 10.
  • the outside of the short-circuit ring 13, 14 is the laminated plate set 11 in the axial longitudinal direction of the rotor shaft 10th away.
  • the form-fitting elements 17 have a rectangular longitudinal cross-sectional shape.
  • the positive locking elements 17 are therefore cylindrical, rectangular or triangular in shape.
  • Form-fitting elements 17 may also have a different cross-sectional shape, for example.
  • the pressure plates 15, 16 each have a central passage opening.
  • the respective one pressure disk 15, 16 comprises positive-locking elements 17, which are arranged on an end face of the pressure disk 15, 16.
  • the respectively opposite positive-locking elements 17 can also have a shape deviating from one another, in particular a shape that is not complementary to one another.
  • Positive locking elements 17 connect the thrust washer 15, 16 and the
  • the thrust washer 15, 16 is connected to the short-circuit ring 13, 14 through the form-locking elements 17 for
  • the pressure disk 15, 16 has a material reduction from the central passage opening radially outward. As a result, the centrifugal forces occurring during operation are reduced and the service life of the rotor is increased. Furthermore, the resulting radial forces are reduced to the form-locking elements 17.
  • the pressure plate 15, 16 may also have other and / or additional centrifugal force reducing structural features to reduce the centrifugal forces occurring.
  • the respective thrust washer 15, 16 is connected to the rotor shaft 10
  • the torque-locking connection may be formed positively and / or non-positively.
  • Thrust washer 15, 16 may also be additionally bonded cohesively to the rotor shaft 10. Furthermore, to connect the respective thrust washer 15, 16 with the rotor shaft 10 is a combination of the above
  • the short-circuit rings 13, 14 are arranged in the axial direction between the pressure disks 15, 16 and the lamination stack 11.
  • the axial direction corresponds to the longitudinal direction of the rotor shaft 10.
  • the pressure plates 15, 16 are pressed onto the rotor shaft 10 and pressed against the short-circuit rings 13, 14.
  • Blechlamellencou 11 are clamped or clamped between the pressure plates 15, 16.
  • the torque to be transmitted is thereby introduced from the short-circuit bars 12 via the interlocking elements 17 of the short-circuit rings 13, 14 in the pressure plates 15, 16.
  • the torque is transmitted to the rotor shaft 10.
  • Fig. 2b shows a positive connection of the form-locking elements 17 of FIG. 2a.
  • the form-fitting element 17 of the short-circuit ring 13 has a
  • Material recess is formed by a chip-receiving pocket 20.
  • the pocket 20 extends along the form-locking element 17 in the short-circuit ring 13 in the axial longitudinal direction of the rotor shaft 10.
  • the pocket 20 may be formed in the short-circuit ring 13, the form-locking element 17 completely circumferentially or in sections circumferentially.
  • the pocket 20 is formed next to the interlocking element 17.
  • the bag 20 can also do that
  • Form-fitting element 17 sections undercutting the short-circuit ring 13 may be formed.
  • Positive locking element 17 of the thrust washer 15 is at least one
  • Positive locking element 17 plastically or elastically deformed.
  • the pocket 20 absorbs the deformed material, for example chips, of the positive-locking element 17.
  • the pocket 20 forms a material space for receiving the deformed material. It is advantageous that when joining no inadmissible
  • the form-locking element 17 of the short-circuit ring 13 forms a pin-like projection and the form-locking element 17 of the pressure disk 15 a pin-like recess.
  • the form-locking element 17 of the short-circuit ring 13 forms a pin-like projection and the form-locking element 17 of the pressure disk 15 a pin-like recess.
  • Positive locking elements 17 a tongue and groove connection between the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13.
  • the positive locking element 17 of the thrust washer 15 and the positive locking element 17 of the short-circuit ring 13 are arranged directly opposite each other.
  • the interlocking elements 17 of the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13 can be arranged coaxially with each other. This requires a rotationally symmetrical design of the form-locking elements 17.
  • the respective opposite form-fit elements 17 may be complementary to each other.
  • the respectively opposite positive-locking elements 17 can also have a shape deviating from one another, in particular a shape that is not complementary to one another.
  • Short-circuit ring 14 and its connection are identical to the above-described positive locking elements 17 of the thrust washer 15 and the
  • Short circuit ring 13 is formed.
  • FIG. 3 an order of the assembly steps in the assembly of a rotor according to the invention is shown.
  • the rotor components as described above in FIGS. 1 to 2 b, are mounted on a rotor shaft 10.
  • the pressure plate 15 is connected in a torque-locking manner by joining with the rotor shaft 10.
  • the lamination stack 11 through the form-locking elements 17 of
  • the form-locking elements 17 center the laminated plate set 11 and the rotor shaft 10.
  • the laminated plate set 11 and the rotor shaft 10 are aligned centered relative to each other.
  • the pressure plate 16 is connected to the rotor shaft 10 torque-locking.
  • the thrust washer 16 thereby presses the short-circuit ring 14, 16 and the laminated plate set 11 against the end face of the thrust washer 17. This results in an axial compression connection, in which the thrust washers 15, 16, the short-circuit rings 13, 14 against the
  • Press lamella packet 11 The assembly is not limited to the order described above.
  • the rotor components may also be mounted on the rotor shaft 10 in a different order.
  • the design of the lamination packet 11 and its arrangement on the rotor shaft 10 are identical to the lamination packet 11 according to FIGS. 1, 2 a and 3.
  • the non-rotatable or torque-locking connection corresponds the thrust washer 15 with the rotor shaft 10, as described in Fig. 2a, the rotationally fixed connection of the thrust washer 15 with the rotor shaft 10 of FIG. 4a to Fig. 4h.
  • this relates to the configurations and the arrangements of the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13 and the curves of the torques to be transmitted from the short-circuit bars 12 via the short-circuit ring 13 and the pressure plate 15 to the rotor shaft 10th
  • FIGS. 4 a to 4 c each show a rotor with a short-circuit ring 13, which is arranged in the axial direction within the pressure disk 15.
  • Fig. 4a is a partial view of a
  • the torque is in this case of the short-circuiting rods 12 on the
  • FIG. 4b shows a partial view of a rotor in which the short-circuit bars 12 and a short-circuit ring 13 are formed separately.
  • the short-circuit ring 13 is formed as a separate rotor element.
  • the short-circuit ring 13 has
  • the Short circuit ring 13 is rotatably connected to the respective shorting bar 12.
  • the non-rotatable connection can be formed positively and / or non-positively and / or cohesively.
  • the pressure disk 15 has a form-locking element 17, which is formed by a profiled jacket surface of the pressure disk 15 and extends radially to the axis of rotation of the rotor shaft 10.
  • the short-circuit ring 13 has a central passage opening which forms a complementary profile surface to the profiled lateral surface of the thrust washer 15.
  • the form-fitting element 17 can form a polygonal profile.
  • the short-circuit ring 13 and the pressure plate 15 are positively connected, in particular rotationally fixed to each other.
  • the form-locking element 17 connects the thrust washer 15 and the
  • Laminated plate 11 is present.
  • the torque transmission takes place as described in Fig. 4a above.
  • the short-circuit rings 13 and the pressure plate 15 are movable in the axial direction relative to each other.
  • the form-locking element 17 is for an axial
  • the compensation element 21 comprises a
  • the pressure plate 15 has a web on which rests the spring element. The web forms a counter-pressure surface of the
  • the torque is introduced radially from the short-circuiting rods 12 via the rotationally fixed connection of the short-circuiting rods 12 to the short-circuiting ring 13 and via the profiled lateral surface into the pressure disk 15.
  • the torque is then transmitted to the rotor shaft 10.
  • the rotor according to FIG. 4 c differs from the rotor according to FIG. 4 b in that the short-circuiting rods 12 are guided through the pressure disk 15, wherein the Short-circuit bars 12 and the pressure plate 15 are relatively movable in the axial direction.
  • a gap or clearance is formed between the respective short-circuiting bar 12 and the pressure disk 15.
  • the short-circuiting rods 12 can in this case be guided by the compensation element 21.
  • a gap or clearance between the respective short-circuit bar 12 and the compensating element 21 may also be formed.
  • the compensating element 21 can also be designed such that it is arranged between the short-circuiting bars 12 in between.
  • the pressure disk 15 has form-locking elements 17, which are formed on the end face of the pressure disk 15 and extend in the axial longitudinal direction of the rotor shaft 10.
  • the form-locking elements 17 connect the
  • the positive-locking elements 17 can be designed like the positive-locking element 17 according to FIGS. 2a and 2b. However, the form-locking elements 17 can also be designed differently and / or differently oriented. The torque transmission takes place as described in Fig. 4a above. A portion of the torque to be transmitted can also via the form-locking elements 17 on the
  • Front side of the pressure plate 15 are transmitted to the rotor shaft 10.
  • FIG. 4d and FIG. 4e each show a rotor with a short-circuit ring 13, which is arranged outside the pressure disk 15 in the axial opposite direction to the laminated disk set 11.
  • the pressure plate 15 is arranged in the axial direction between the laminated plate set 11 and the short-circuit ring 13.
  • the rotor according to FIG. 4d and FIG. 4e can comprise tangential positive locking elements 17, which will be discussed in more detail later in FIG.
  • Fig. 4d shows a partial view of a rotor, in which the short-circuiting rods 12 and a short-circuit ring 13 are formed separately.
  • the short-circuit ring 13 is formed as a separate rotor element.
  • the short-circuit ring 13 has passage openings for receiving the short-circuit bars 12.
  • Short circuit ring 13 is rotatably connected to the respective shorting bar 12.
  • the non-rotatable connection can be formed positively and / or non-positively and / or cohesively.
  • the pressure disk 15 has a form-locking element 17, which is formed by a profiled jacket surface of the pressure disk 15 and extends radially to the axis of rotation of the rotor shaft 10.
  • the short-circuit ring 13 has a central passage opening which forms a complementary profile surface to the profiled lateral surface of the thrust washer 15.
  • the form-fitting element 17 can form a polygonal profile.
  • the short-circuit ring 13 and the pressure plate 15 are positively connected, in particular rotationally fixed to each other.
  • Positive locking element 17 connects the thrust washer 15 and the
  • Laminated plate 11 is present.
  • the short-circuit rings 13 and the pressure plate 15 are movable in the axial direction relative to each other.
  • the form-locking element 17 is adapted for an axial relative movement between the short-circuit ring 13 and the pressure plate 15.
  • the pressure disk 15 according to FIG. 4d points to an outside
  • the balancing element can be formed by a balancing mark in the form of a balancing bore.
  • the balancing element can also be formed by a balancing groove or a balancing groove.
  • the thrust washer 15 may also include balancing elements formed by a different shape. As can be clearly seen in FIG. 4d, the thrust washer 15 also has a reinforcing ring 22, which holds the short-circuit ring 13 radially outward.
  • the reinforcing ring 22 can enclose the pressure disk 15 and / or the short-circuit ring 13 radially in the outer circumference completely or in sections.
  • the reinforcing ring 22 may in this case be formed by a reinforcing ring.
  • Torque transmission takes place as described in Fig. 4a above.
  • the rotor according to FIG. 4e differs from the rotor according to FIG. 4d only in that the pressure disk 15 has an annular undercut which holds the short-circuit ring 13 radially inward.
  • the undercut can be formed by a circumferential groove.
  • a short-circuit ring 13 has a web which is designed to be complementary to the undercut of the thrust washer 15.
  • the web of the Kurschlußrings 13 and the undercut of the pressure plate 15 form doing a positive connection.
  • the centrifugal forces occurring in the operation of the rotor in the short-circuit ring 13 are introduced directly into the pressure plate 15 and thus relieves the short-circuit bars 12.
  • the pressure disk 15 has an annular undercut which holds the short-circuit ring 13 radially inward.
  • the undercut can be formed by a circumferential groove.
  • a short-circuit ring 13 has a web which is designed to be complementary to the undercut of the thrust washer 15.
  • Pressure plate 15 form-locking elements 17, which are formed or arranged as described in Fig. 4c.
  • the torque transmission takes place as described in Fig. 4a above.
  • a portion of the torque can also be transmitted to the rotor shaft 10 via the interlocking elements 17 on the end face of the thrust washer 15.
  • 4f to 4h each show a rotor in which the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13 are integrally formed.
  • the short-circuit ring 13 has passage openings for receiving the short-circuit bars 12.
  • Short circuit ring 13 is rotatably connected to the respective shorting bar 12.
  • the non-rotatable connection can be formed positively and / or non-positively and / or cohesively.
  • the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13 are characterized by one or more elastic
  • Thrust washer 15 are formed and extend in the axial longitudinal direction of the rotor shaft 10.
  • the design and arrangement of the form-locking elements 17 corresponds to the configuration and arrangement of the form-fitting elements 17 described in FIG. 4c. In this case, part of the element to be transferred can be transferred
  • Torque on the formed on the end face of the pressure plate 15 form-locking elements 17 are transmitted to the rotor shaft 10.
  • the short-circuit ring 13 is radially outward on the
  • Thrust washer 15 is formed.
  • the short-circuit ring 13 rests with an internally arranged end face on the lamination stack 11 in the axial direction.
  • the shorting ring 13 may also have a gap or clearance between the
  • the pressure plate 15 is located directly on the lamination packet 11.
  • annular gap 25 is further formed between the short-circuit ring 13 and the pressure plate 15. This bridge the elastic Connecting elements 24 in the form of webs 26, the annular gap 25.
  • the webs 26 connect the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13 in the axial direction relative movable.
  • the torque is introduced from the short-circuiting rods 12 via the short-circuit ring 13 through the webs 26 into the pressure disk 15 and subsequently transmitted from the pressure disk 15 to the rotor shaft 10.
  • FIGS. 4g and 4h each show a rotor in which a short-circuit ring 13 outside the thrust washer 15 in the axial opposite direction to the
  • Laminated plate 11 is arranged.
  • the pressure plate 15 is arranged between the short-circuit ring 13 and the lamination packet 11.
  • Thrust washer 15 abuts against the lamination stack 11 in the axial direction.
  • the respective elastic connecting elements 24 according to FIGS. 4g and 4h have a region with a material weakening 27 between the pressure disk 15 and the short-circuiting ring 13, which is elastically deformable in the axial direction.
  • the area with the material weakening 27 comprises a circumferential groove 28, which in the axial direction between the pressure plate 15 and the
  • Shorting ring 13 extends.
  • the material weakening 27 can also
  • the material weakening 27 is formed between the short-circuit ring 13 and the pressure disk 15.
  • the material weakening 27 is L-shaped, wherein a longitudinal leg of the material weakening 27 extends radially inwards from a circumference of the short-circuiting ring 13.
  • Longitudinal limbs of the material weakening can be designed to be radially circumferential.
  • a short leg of the L-shaped material weakening 27 extends in the axial direction outwardly from the thrust washer 15 in the
  • the short leg of the material weakening 27 is formed by the circumferential groove 28.
  • the circumferential groove 28 limits the elastic connecting element 24.
  • the circumferential groove 28 forms an axial material constriction of the short-circuit ring 13.
  • the material weakening 27 is integrally formed between the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13.
  • a material weakening 27 is shown, in which the circumferential groove 28 is formed open in the axial direction to the outside.
  • the circumferential groove 28 extends from an outer end face of the short-circuit ring 13 in the axial direction to the thrust washer 15.
  • the circumferential groove 28 extends in the axial direction in the short-circuit ring 13.
  • the circumferential groove 28 is thus arranged externally in the axial direction.
  • Short-circuit ring 13 and the pressure plate 15 is a further material weakening 27 is formed, which extends from a periphery of the short-circuit ring 13 radially inwardly.
  • the circumferential groove 28 and the further material weakening 27 limit the elastic connecting element 24th
  • a front view of a thrust washer 15, 16 is shown with a plurality of through holes.
  • the through holes are through
  • Positive locking elements 17 formed.
  • the form-locking elements 17 are each formed diamond-shaped.
  • the positive-locking elements 17 can also be used to create a positive locking elements 17 to create a positive locking elements 17 .
  • the form-locking elements 17 may be identical. Likewise, the interlocking elements 17 may be formed differently from each other.
  • the pressure disk 15, 16 has a central passage opening for receiving a rotor shaft 10.
  • the form-locking elements 17 are the central
  • FIG. 6 shows a pressure disk 15, 16 and a short-circuit ring 13, 14 according to FIG. 4d.
  • the thrust washer 15, 16 and the short-circuit ring 13, 14 in each case has positive-locking elements 17 which form a wedge-like projection or a wedge-like recess.
  • the form-fitting elements 17 of the thrust washer 15, 16 and the form-locking elements 17 of the Kurschlußrings 13, 14 are each formed complementary to each other. To transmit the torque, the interlocking elements 17 of the thrust washer 15, 16 and the
  • Thrust washer 15, 16 and the short-circuit ring 13, 14 are arranged tangentially, in particular externally circumferentially. In other words, those are
  • Form-fitting elements 17 of the thrust washer 15, 16 and the short-circuit ring 13, 14 are formed radially in the direction of the axis of rotation of the rotor shaft 10.
  • Positive locking elements 17 may also be formed parallel to each other or arranged differently.
  • the pressure disk 15, 16 according to FIG. 6 has balancing elements on an end face, as described above in FIG. 4d.
  • FIG. 7a shows a thrust washer 15, 16 with a central passage opening for receiving a rotor shaft 10 and grooves for accommodating short-circuit bars 12.
  • the grooves are in this case the central passage opening formed radially circumferentially in the thrust washer 15, 16.
  • the design of the grooves corresponds to the grooves of the laminations described above in Fig. 1.
  • the pressure plate 15, 16 has the central passage opening
  • Positive locking elements 17 which by a profiled lateral surface of the
  • Thrust washer 15 are formed.
  • Fig. 7a shows a cross-sectional profile of the profiled lateral surface.
  • the profiled jacket surface is designed or arranged as described in FIGS. 4b and 4d.
  • Fig. 7b shows a short-circuit ring 13, 14 with grooves for receiving
  • the grooves are complementary to the grooves of the laminations of FIG. 1 is formed.
  • the short-circuit ring points are complementary to the grooves of the laminations of FIG. 1 is formed.
  • Form-fitting elements 17 which, to the profiled lateral surface of the
  • Thrust washer 15, 16 are formed as shown in FIG. 7a complementary.
  • a front view of a short-circuit ring 13, 14 and a thrust washer 15, 16 is shown, which are integrally formed and interconnected by elastic connecting elements 24.
  • the short-circuit ring 13, 14 and the pressure plate 15, 16 in this case have a circular ring shape, wherein an inner diameter of the Kurschlußrings 13, 14 is greater than a
  • Short circuit ring 13, 14 and the pressure plate 15, 16 is an annular gap 25 is formed, wherein the short-circuit ring 13, 14 and the pressure plate 15, 16 by the elastic connecting elements 24 in the form of webs 26, as described in Fig. 4f above, are connected.
  • the pressure disk 15, 16 has a central passage opening for receiving a rotor shaft 10.
  • Short-circuit ring 13, 14 has grooves which are complementary to the grooves of the laminations of FIG. 1. The design of the grooves therefore corresponds to the grooves of FIG. 1.
  • the webs 26 may be S-shaped. The webs 26 connect the thrust washer 15 and the short-circuit ring 13, 14 in the axial direction
  • the webs 26 can also be central
  • the webs 26 may be rectilinear and / or curved.
  • the webs 26 may also have other shapes and / or web courses.
  • the short-circuit ring 13, 14 in the above description of the embodiments is not limited to a ring shape.
  • the short-circuit ring 13, 14 may have a triangular, rectangular or polygonal geometry shape
  • the short-circuit ring 13, 14 may have a circular shape, a circular ring shape or another geometric shape.
  • the short-circuit ring 13, 14 can be in one piece, in particular in one piece, or in several parts, in particular
  • the short-circuit ring 13 13
  • Short-circuiting ring sections can each be integrally formed with a shorting bar.
  • the design of the KurQueryrings 13, 14 is not limited to the above embodiments.
  • the short-circuit ring 13, 14 may therefore have shapes and configurations that are not explicitly mentioned in the above description.
  • the thrust washer 15 with the short-circuit ring 13 can differ from the thrust washer 16 with the short-circuit ring 14.
  • the rotor is therefore not limited to mirror-image versions of the pressure plates 15, 16 and the short-circuit rings 13, 14.
  • FIGS. 9a-c show exemplary embodiments of cast short-circuit cages which have conical form-fitting elements 17, 30.
  • Fig. 9a is a Short-circuit cage 12,13 in laminated plate package 11 and thrust washer 15th
  • the thrust washer has seen over the circumference a plurality of circular through holes, which are formed in a double conical shape in cross section. This creates a radial and tangential acting
  • FIG. 9b shows a variant analogous to FIG. 9a, in which the through-openings of the thrust washer 15 are not doubly conical, but rather simply conically shaped.
  • the cone 30 tapers axially inwards. Again, the solidifying melt contracts in the direction of the smallest diameter of the through hole, so that the melt produces an axially inwardly acting force on the pressure plate 15 and a substantially flush positive connection 17 is achieved.
  • FIG. 9c shows a further variant analogous to FIG. 9a, wherein instead of or in addition to conical through-openings, however, conical form-fitting elements 17, 30 are formed in the radial direction.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Asynchronmaschine umfassend - eine Rotorwelle (10), - im Betrieb magnetisch aktive Rotorelemente umfassend ein Blechlamellenpaket (11), Kurzschlussstäbe (12) und Kurzschlussringe (13, 14), - Druckscheiben (15, 16), zwischen denen wenigstens das Blechlamellenpaket (11) angeordnet ist, wobei die Druckscheiben (15, 16) mit wenigstens einem der Rotorelemente axial verbunden sind, und - wenigstens ein Formschlusselement (17), das eine der Druckscheiben (15, 16) und eines der Rotorelemente verbindet, wobei zwischen dem Blechlamellenpaket (11) und der Rotorwelle (10) Spiel oder ein Spalt (18) ausgebildet ist, die Druckscheiben (15, 16) drehmomentschlüssig mit der Rotorwelle (10) verbunden sind und das Formschlusselement (17) eine der Druckscheiben (15, 16) und eines der Rotorelemente zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen der Rotorwelle (10) und den Rotorelementen in Umfangsrichtung der Rotorwelle (10) verbindet, wobei das Drehmoment im Betrieb durch die Rotorelemente eingeleitet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Asynchronmaschine und die Verwendung einer Druckscheibe.

Description

Rotor, Asynchronmaschine und Verwendung einer Druckscheibe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Rotor, eine Asynchronmaschine und die Verwendung einer Druckscheibe. Ein Rotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise aus EP 2 149 970 Bl bekannt.
Bei der Rotorfertigung von Elektromotoren muss der magnetisch aktive Teil des Rotors auf der Rotorwelle befestigt werden. Generell besteht dieser Teil des Rotors aus gestapelten Blechlamellen. Dabei sind bei permanenterregten
Synchronmaschinen (PSM) in die gestapelten Blechlamellen integrierte axial Permanentmagneten angeordnet. Bei Asynchronmaschinen (ASM) bzw.
Induktionsmaschinen weisen die gestapelten Blechlamellen integrierte, axial angeordnete Kurzschlussstäbe auf. Es ist allgemein bekannt, dass zur
Drehmomentübertragung von den Blechlamellen auf die Rotorwelle des Rotors radiale Pressverbindungen, bspw. durch Aufschrumpfen der Blechlamellen auf die Rotorwelle, zur Anwendung kommen.
Eine solche radiale Pressverbindung ist beispielsweise aus der eingangs genannten EP 2 149 970 Bl bekannt. Hierbei weist ein Rotor einer
Asynchronmaschine eine Rotorwelle und ein Rotorblechpaket auf, das mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist. Das Rotorblechpaket ist seitlich durch
Pressplatten abgeschlossen und mit diesen verschraubt. Des Weiteren weist das Rotorblechpaket Nuten zur Aufnahme von Kurzschlussstäben auf, deren Enden durch Kurzschlussringe miteinander verbunden sind. Jede Pressplatte ist dabei mit dem jeweiligen Kurzschlussring in tangentialer Richtung durch komplementär ausgestaltete Ausformungen in der Pressplatte und am Kurzschlussring formschlüssig verbunden. Die Pressplatten erhöhen somit das Gesamtgewicht, wodurch eine Verbesserung hinsichtlich der Eigenfrequenz des Systems erzielt wird. Die Pressplatten haben daher die Funktion das Gesamtsystem zu
stabilisieren und die Bruchgefahr der Kurzschlussstäbe zu reduzieren. Die Drehmomentübertragung erfolgt hierbei durch die drehfeste Verbindung des Rotorblechpakets mit der Rotorwelle. Nachteilig bei radialen Pressverbindungen zur Drehmomentübertragung ist der hohe mechanischen Bearbeitungsaufwand der Kontaktflächen von Rotorwelle und Rotorblechpaket. Ferner ist aus der DE 10 2014 106 614 Al eine Rotorwelle mit einem Blechpaket bekannt, wobei zwischen der Rotorwelle und dem Blechpaket ein Spiel
ausgebildet ist. Das Blechpaket wird dabei durch eine axiale Pressung zwischen zwei auf der Rotorwelle aufsitzenden Druckscheiben kraftschlüssig gehalten. Wenigstens eine der Druckscheiben ist durch eine kraft-formschlüssige
Verbindung mit der Rotorwelle verbunden. Das Drehmoment wird ausschließlich durch die kraftschlüssige Pressverbindung zwischen dem Blechpaket und den Druckscheiben übertragen. Zur Übertragung von hohen Drehmomenten kommen daher oftmals zusätzliche Verbindungselemente in Form von Zugankern zum Einsatz.
Generell ist der Einsatz von axialen Pressverbindungen von Blechpaketen mit Druckscheiben bei Rotoren für Asynchronmaschinen schwer zu realisieren, da im radialen, äußeren Bereich der Rotorbleche die Kurzschlussstäbe eingebettet sind. Zuganker können daher im äußeren Bereich nicht angeordnet werden. Des Weiteren ist im radial innenliegenden Bereich der Rotorbleche die Anbringung von Zugankern mechanisch und magnetisch nachteilhaft. Rotoren für
Asynchronmaschinen mit einer axialen Pressverbindung sind daher bei der Drehmomentübertragung auf einen definierten Drehmomentbereich
eingeschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Rotor für eine
Asynchronmaschine anzugeben, der durch einen verbesserten Aufbau zur
Übertragung von hohen Drehmomenten einsetzbar ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Asynchronmaschine und die Verwendung einer Druckscheibe anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf den Rotor durch den
Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Asynchronmaschine und der Verwendung einer Druckscheibe wird die vorstehend genannte Aufgabe jeweils durch den Gegenstand des Anspruchs 29 (Asynchronmaschine) und durch den Gegenstand des Anspruchs 30 (Verwendung) gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken einen Rotor für eine Asynchronmaschine anzugeben, der Folgendes umfasst: eine Rotorwelle, im Betrieb magnetisch aktive Rotorelemente umfassend ein Blechlamellenpaket, Kurzschlussstäbe und Kurzschlussringe,
Druckscheiben, zwischen denen wenigstens das Blechlamellenpaket angeordnet ist, wobei die Druckscheiben mit wenigstens einem der Rotorelemente axial verbunden sind, wobei wenigstens ein Formschlusselement vorgesehen ist, das eine der
Druckscheiben und eines der Rotorelemente verbindet, wobei zwischen dem Blechlamellenpaket und der Rotorwelle Spiel oder ein Spalt ausgebildet ist. Die Druckscheiben sind drehmomentschlüssig mit der Rotorwelle verbunden. Die Druckscheiben können dabei durch ein Setzverfahren mit vorherigem Rollieren der Rotorwelle mit der Rotorwelle verbunden sein. Das Formschlusselement verbindet eine der Druckscheiben und eines der
Rotorelemente zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen der Rotorwelle und den Rotorelementen in Umfangsrichtung der Rotorwelle. Das Drehmoment wird im Betrieb durch die Rotorelemente eingeleitet. Die Umfangsrichtung entspricht dabei einer tangentialen Richtung um die Rotorwelle.
Generell sind Kurzschlussringe in ihrer Ausbildung nicht auf eine Ringform eingeschränkt. Die Kurzschlussringe können eine dreieckige, rechteckige oder vieleckige Geometrieform aufweisen. Ferner können die Kurzschlussringe eine Kreisform, Kreisringform oder eine andere geometrische Form aufweisen. Die Kurzschlussringe können einteilig, insbesondere einstückig, oder mehrteilig, insbesondere mehrstückig ausgebildet sein. Mit anderen Worten können die Kurzschlussringe als Einzelteil ausgebildet sein oder aus mehreren
Kurzschlussringabschnitten bzw. mehreren Kurzschlussringelementen
zusammengesetzt sein. Die jeweiligen Kurzschlussringabschnitte können dabei jeweils mit einem Kurzschlussstab einstückig ausgebildet sein. Des Weiteren können die Kurzschlussringabschnitte mit der jeweiligen Druckscheibe einstückig, insbesondere integral ausgebildet sein. Ebenso können die
Kurzschlussringabschnitte als einzelnes, insbesondere separates,
Kurzschlussringelement ausgebildet sein.
Die Erfindung hat verschiedene Vorteile: Durch die Ausbildung von Spiel oder einem Spalt zwischen dem
Blechlamellenpaket und der Rotorwelle liegt das Blechlamellenpaket nicht an einer Umfangsfläche der Rotorwelle an. Im Bereich des Blechlamellenpakets sind daher nur grobe Fertigungstoleranzen der Rotorwelle einzuhalten, wodurch ein mechanischer Bearbeitungsaufwand der Rotorwelle reduziert wird und somit Herstellungskosten eingespart werden. Das Blechlamellenpaket ist ebenso wie die vorstehend genannten Kurzschlussstäbe und Kurzschlussringe im Betrieb ein magnetisch aktives Rotorelement. Das zu übertragende Drehmoment wird dabei im Betrieb durch ein oder mehrere Rotorelemente über Formschlusselemente in Umfangsrichtung der Rotorwelle in die Druckscheiben eingeleitet. Die
Drehmomenteinleitung in die Druckscheiben erfolgt daher in tangentialer
Richtung um die Rotorwelle. Durch die drehmomentschlüssige Verbindung der Druckscheibe mit der Rotorwelle wird das Drehmoment auf die Rotorwelle übertragen. Mit anderen Worten wird das Drehmoment nicht durch die
Rotorelemente direkt auf die Rotorwelle übertragen, sondern indirekt durch die Druckscheiben. Hierbei ermöglicht die formschlüssige Verbindung der
Rotorelemente mit den Druckscheiben die drehzahlunabhängige Übertragung hoher Drehmomente von den Rotorelementen auf die Rotorwelle. Somit wird eine ausfallssichere bzw. lösungssichere Verbindung zur Drehmomentübertragung erreicht.
Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass durch die Übertragung des
Drehmoments über die Druckscheiben der hohe Aufwand zur Herstellung einer Radialpressverbindung, insbesondere drehmomentschlüssigen Verbindung, des Blechlamellenpaketes mit der Rotorwelle entfällt und somit Herstellungskosten eingespart werden. Ferner werden durch Reduzierung von Verbindungselementen Materialkosten eingespart werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bevorzugterweise wird das Blechpaket über die Druckscheiben mit einer axialen Spannkraft von 100-150kN verklemmt. Dadurch kann ein Drehmoment durch Reibkraftschluss auch bei Setzerscheinungen oder Fließen von Kurzschlusskäfig oder Blechpaket aufgefangen werden. Weiterhin kann dadurch das übertragbare Drehmoment vorteilhaft durch Verteilung auf Verspannung bedingten Reibkraftschluss und formschlusselementenbedingten Formschluss aufgeteilt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform verbindet das
Formschlusselement eine der Druckscheiben und das Blechlamellenpaket. Die Druckscheibe liegt in axialer Richtung am Blechlamellenpaket an. Dies hat den Vorteil, dass die Druckscheiben die Blechlamellen und somit das
Blechlamellenpaket direkt verspannen bzw. verpressen. Ein Fließen der
Kurzschlussringe, insbesondere der Kurzschlussringe aus Kupfer, wird somit verhindert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform verbindet das Formschlusselement eine der Druckscheiben und einen der Kurzschlussringe. Die Druckscheibe liegt in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung am Kurzschlussring an. Die axiale Richtung entspricht dabei einer Längsrichtung der Rotorwelle. Die radiale
Richtung entspricht einer Richtung senkrecht zur Drehachse der Rotorwelle.
Vorteilhafterweise wird hierbei ein einfacher und kostengünstiger Aufbau zur Übertragung des Drehmoments ermöglicht. Eine Anpresskraft der jeweiligen Druckscheibe zum Verspannen bzw. Verpressen des Blechlamellenpakets ist dabei vom Fließverhalten der Kurzschlussringe abhängig.
Vorzugsweise ist das Formschlusselement an einer Stirnseite der Druckscheibe angeordnet und erstreckt sich parallel zur Drehachse der Rotorwelle. Die
Stirnseite der Druckscheibe ermöglicht eine leichte Zugänglichkeit bei der
Bearbeitung bzw. Fertigung der Formschlusselemente, wodurch Richtaufwand und Herstellungskosten reduziert werden.
Weiter vorzugsweise ist das Formschlusselement durch eine profilierte
Mantelfläche der Druckscheibe gebildet und erstreckt sich radial zur Drehachse der Rotorwelle. Die profilierte Mantelfläche kann dabei an der Druckscheibe und/oder am zugehörigen Rotorelement, bspw. am Kurzschlussring ausgebildet sein. Die profilierte Mantelfläche kann geriffelt und/oder gewellt ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass eine verbesserte Drehmomentübertragung zwischen der Druckscheibe und dem Rotorelement erreicht wird. Ferner ermöglicht dies eine radialdirekte, insbesondere umlenkungsfreie, Einleitung des zu übertragenden Drehmoments vom Rotorelement in die Druckscheibe. Mit anderen Worten wird dadurch eine verbesserte Drehmomentleitung vom Rotorelement auf die Druckscheibe durch Reduzierung von Umlenkungen erreicht, wodurch die
Übertragung von hohen Drehmomenten vom magnetisch aktivem Rotorelement auf die Rotorwelle ermöglicht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet das Formschlusselement einen stiftartigen Vorsprung oder eine stiftartige Ausnehmung. Das Formschlusselement kann dabei in und/oder an der Druckscheibe ausgebildet sein. Des Weiteren kann das Formschlusselement auch in und/oder an wenigstens einem Rotorelement ausgebildet sein. Das jeweilige Formschlusselement erstreckt sich dabei in Längsrichtung der Rotorwelle bzw. in axialer Richtung. Dies ermöglicht
vorteilhafterweise die Bildung einer Nut/Feder-Verbindung zwischen der
Druckscheibe und dem Rotorelement. Dadurch wird eine stabile und feste
Formschlussverbindung erreicht. Das Formschlusselement der Druckscheibe und das Formschlusselement des Rotorelements sind dabei einander direkt gegenüber angeordnet. Die Formschlusselemente der Druckscheibe und des Rotorelements greifen dabei ineinander. Die jeweils gegenüber angeordneten
Formschlusselemente können dabei komplementär zueinander ausgebildet sein. Die gegenüber angeordneten Formschlusselemente können auch eine
voneinander abweichende, insbesondere eine nicht-komplementär zueinander ausgebildete, Form aufweisen. Hierbei wird durch Fügen der
Formschlusselemente eine plastische Verformung eines und/oder beider
Formschlusselemente ermöglicht, wodurch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung gebildet wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform bildet das Formschlusselement einen keilartigen Vorsprung oder eine keilartige Ausnehmung. Der keilartige Vorsprung oder die keilartige Ausnehmung kann in und/oder an der Druckscheibe
ausgebildet sein. Des Weiteren kann der keilartige Vorsprung oder die keilartige Ausnehmung in und/oder an dem Rotorelement ausgebildet sein. Das jeweilige Formschlusselement erstreckt sich dabei in radialer Richtung nach innen zur Rotorwelle oder in radialer Richtung von der Rotorwelle nach außen. Dies ermöglicht vorteilhafterweise ebenso die Bildung einer Nut/Feder-Verbindung zwischen der Druckscheibe und dem Rotorelement. Dadurch wird eine stabile und feste Formschlussverbindung erreicht. Das Formschlusselement der Druckscheibe und das Formschlusselement des Rotorelements sind dabei einander direkt gegenüber angeordnet. Die Formschlusselemente der Druckscheibe und des Rotorelements greifen dabei ineinander. Die jeweils gegenüber angeordneten Formschlusselemente können dabei komplementär zueinander ausgebildet sein. Die gegenüber angeordneten Formschlusselemente können auch eine
voneinander abweichende, insbesondere eine nicht-komplementär zueinander ausgebildete, Form aufweisen. Hierbei wird durch Fügen der
Formschlusselemente eine plastische Verformung eines und/oder beider
Formschlusselemente ermöglicht, wodurch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung gebildet wird.
Das Formschlusselement kann ein Polygonprofil bilden. Das Polygonprofil kann dabei an einer Umfangsfläche der Druckscheibe ausgebildet sein. Des Weiteren kann das Rotorelement eine Ausnehmung aufweisen, die zum Polygonprofil der Druckscheibe komplementär ausgebildet ist. Vorteilhafterweise wird hierbei durch ein Fügen des Rotorelements auf die Druckscheibe eine formschlüssige
Verbindung hergestellt, wodurch die Übertragung von hohen Drehmomenten ermöglicht wird.
Vorzugsweise zentriert das Formschlusselement das Blechlamellenpaket und die Rotorwelle. Bei einer Montage des Rotors wirkt das Formschlusselement zusätzlich als Zentrierhilfe. Eine exakte Montage der Rotorelemente und der Druckscheibe auf die Rotorwelle wird dadurch erleichtert, wodurch ein
Montageaufwand und somit Herstellungskosten reduziert werden. Das
Blechlamellenpaket wird somit einfach und schnell zentriert zur Rotorwelle ausgerichtet bzw. montiert.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens einer der Kurzschlussringe in axialer Richtung zwischen dem Blechlamellenpaket und einer der Druckscheiben angeordnet. Dabei kann wenigstens eine der Druckscheiben an einer axial außenangeordneten Stirnseite eines der Kurzschlussringe anliegen.
Dies hat den Vorteil, dass durch den einfachen Aufbau der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Kurzschlussring und der Druckscheibe eine verbesserte Drehmomentleitung zur Rotorwelle ermöglicht wird. Das als stiftartiger Vorsprung ausgebildete Formschlusselement kann eine axiale Innenbohrung aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die axiale Innenbohrung radial variierende Ausdehnungen der Druckscheibe und des Kurzschlussrings bei unterschiedlichen Materialien der Druckscheibe und des Kurzschlussrings zueinander ausgleicht. Dabei kann eine spanaufnehmende Tasche neben dem Formschlusselement ausgebildet sein. Beim Fügen des Formschlusselements des Kurzschlussrings mit dem Formschlusselement der Druckscheibe wird wenigstens eines der Formschlusselemente plastisch oder elastisch verformt. Die Tasche nimmt dabei das verformte Material des Formschlusselements auf. Die Tasche bildet einen Materialraum zur Aufnahme des verformten Materials, insbesondere eines Spans. Hierbei ist vorteilhaft, dass beim Fügen keine unzulässigen Materialspannungen auftreten und somit eine Beschädigung des Formschlusselements verhindert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens einer der
Kurzschlussringe und die zugehörige Druckscheibe in axialer Richtung relativ zu einander beweglich. Die jeweilige Druckscheibe liegt dabei am Blechlamellenpaket an, wodurch die Anpresskraft der Druckscheiben in das Blechlamellenpaket direkt einwirkt. Vorteilhaft wird somit ein axialer Pressverband hergestellt, durch den über Formschlusselemente hohe Drehmomente übertragen werden können.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Formschlusselement für eine axiale Relativbewegung zwischen wenigstens einem der Kurzschlussringe und der zugehörigen Druckscheibe angepasst. Dies ermöglicht eine schwimmende Lagerung der Kurzschlussringe und somit der Kurzschlussstäbe. Hierbei ist vorteilhaft, dass durch die axiale Beweglichkeit der Kurzschlussringe relativ zur Druckscheibe thermische Spannungen verhindert werden. Ferner ist vorteilhaft, dass auf die zugehörige Druckscheibe keine sich verändernde Last einwirkt. Dabei kann ein Ausgleichselement zwischen dem Kurzschlussring und der Druckscheibe zum Ausgleich der axialen Relativbewegung angeordnet sein. Das
Ausgleichselement kann dabei ein Federelement umfassen, das den
Kurzschlussring mit einer in axialer Richtung wirkenden Federkraft beaufschlagt. Dies hat den Vorteil, dass das Federelement bei einer axialen Bewegung des Kurzschlussrings diese einerseits kontrolliert aufnimmt und andererseits die Federkraft auf den Kurzschlussring erhöht. Somit wird eine kontrollierte axiale Relativbewegung des Kurzschlussrings ermöglicht.
Vorzugsweise sind die Kurzschlussstäbe durch wenigstens eine der Druckscheiben geführt, wobei die Kurzschlussstäbe und die Druckscheibe in axialer Richtung relativbeweglich sind. Vorteilhafterweise kann somit eine Beschädigung der Druckscheiben durch thermische Ausdehnungen der Kurschlussstäbe verhindert werden. Besonders bevorzugt ist dabei ein Kurzschlussring auf einer Seite zwischen Druckscheibe und Blechpaket befindlich und auf der anderen Seite der andere Kurzschlussring axial außen von der anderen Druckscheibe befindlich. Dadurch kann ein einseitig schwimmender Kurzschlusskäfig ausgebildet werden, der nur nach einer Seite hin relativ beweglich zur Kurzschlussscheibe ausgebildet ist. Eine axiale Ausdehnung des Kurzschlusskäfigs aufgrund thermischer Ausdehnung kann dadurch auf eine Seite beschränkt werden, wodurch durch thermische
Ausdehnung bedingte Unwuchten besser beherrschbar werden.
Weiter vorzugsweise ist wenigstens eine der Druckscheiben in axialer Richtung zwischen dem Blechlamellenpaket und einer der Kurzschlussringe angeordnet.
Dies ermöglicht eine kompakte Bauform aufgrund einer bauteilintegrierten Ausbildung der Druckscheibe mit dem zugehörigen Kurzschlussring. Wenigstens eine der Druckscheiben kann einen Verstärkungsring aufweisen, der den zugehörigen Kurzschlussring radial außen hält. Vorteilhafterweise werden hierbei die im Betrieb auftretenden Fliehkräfte am Kurzschlussring durch den
Verstärkungsring aufgenommen und direkt in die Druckscheibe eingeleitet. Die Kurzschlussstäbe werden somit entlastet. Ferner kann wenigstens eine der Druckscheiben eine ringförmige Hinterschneidung aufweisen, die den zugehörigen Kurzschlussring radial innen hält. Hierbei werden durch die Hinterschneidung ebenso die am Kurzschlussring auftretenden Fliehkräfte direkt in die Druckscheibe eingeleitet und dadurch die Kurzschlussstäbe entlastet.
Weiter wird die Aufgabe der Erfindung durch einen Rotor für eine
Asynchronmaschine gelöst, der Folgendes umfasst:
eine Rotorwelle,
im Betrieb magnetisch aktive Rotorelemente umfassend ein
Blechlamellenpaket , Kurzschlussstäbe und Kurzschlussringe ,
Druckscheiben , zwischen denen wenigstens das Blechlamellenpaket angeordnet ist, wobei die Druckscheiben mit wenigstens einem der Rotorelemente axial verbunden sind,
wobei
die Druckscheiben und die Kurzschlussringe einstückig miteinander ausgebildet sind und drehmomentschlüssig mit der Rotorwelle verbunden sind und zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen der Rotorwelle und dem
Blechlamellenpaket und/oder den Kurzschlussstäben in Umfangsrichtung der Rotorwelle verbindet. Durch die einstückige Ausbildung der Druckscheiben mit dem zugehörigen Kurzschlussring ist eine sehr hohe Drehmomentübertragung gewährleistet und zudem ein einfacher Aufbau des Rotors ermöglicht. Durch die einstückige
Ausbildung werden Material- und Fertigungskosten reduziert. Des Weiteren wird vorteilhaft eine Montage durch die Bauteilreduzierung erleichtert und Gewicht eingespart.
Bei einer Ausführungsform weist wenigstens eine der Druckscheiben ein
Wuchtelement auf. Die Druckscheiben weisen hierbei durch das Wuchtelement eine Doppelfunktion auf, wobei durch eine Bauteilreduzierung durch den Wegfall zusätzlicher Wuchtelemente der Aufbau des Rotors vereinfacht wird und
Herstellungskosten reduziert werden.
Die Druckscheibe und der Kurzschlussring können durch wenigstens ein elastisches Verbindungselement in axialer Richtung relativbeweglich verbunden sein. Dabei kann zwischen der Druckscheibe und dem Kurzschlussring ein
Ringspalt ausgebildet sein. Elastische Verbindungselemente in der Form von Stegen können dabei den Ringspalt überbrücken und die Druckscheibe und den Kurzschlussring in axialer Richtung relativbeweglich verbinden. Die Stege können dabei s-förmig ausgebildet sein. Durch die elastischen Verbindungselemente wird eine Ausdehnung der Kurzschlussstäbe in axialer Richtung ermöglicht. Die Verbindungselemente erlauben dabei einen axialen Versatz des Kurzschlussrings zur Druckscheibe. Vorteilhaft baut der Kurzschlussring bei einer Ausdehnung der Kurzschlussstäbe eine Gegenspannkraft, insbesondere eine Federkraft auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das elastische
Verbindungselement einen Bereich mit einer Materialschwächung zwischen der Druckscheibe und dem Kurzschlussring auf, der in axialer Richtung elastisch verformbar ist. Der Bereich mit der Materialschwächung kann eine umlaufende Nut umfassen, die sich in axialer Richtung zwischen der Druckscheibe und dem Kurzschlussring erstreckt. Durch die elastischen Verbindungselemente werden auftretende thermische Spannungen durch eine Ausdehnung der Kurzschlussstäbe in axialer Richtung ausgeglichen. Die Verbindungselemente erlauben dabei einen axialen Versatz, insbesondere einen Kippversatz, des Kurzschlussrings zur Druckscheibe. Vorteilhaft baut der Kurzschlussring bei einer Ausdehnung der Kurzschlussstäbe eine Gegenspannkraft, insbesondere eine Federkraft auf. In den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist es denkbar und möglich, die Druckscheiben, die Blechlamellen der Blechlamellenpakete und die Kurzschlussringe aus für den jeweiligen Zweck optimierten Werkstoffen
darzustellen. Insbesondere können die Druckscheiben aus Stahl und die
Kurzschlussringe aus Kupfer- oder Aluminiumlegierungen sowie die Bleche der Blechlamellenpakete aus einem Elektrostahl gefertigt sein. Die Komponenten können dabei auch mit einem Kunststoff umspritzt sein. Insbesondere kann durch eine derartige Umspritzung jeweilig ein Kurzschlussring mit einer Druckscheibe zu einer einstückigen Ausbildung miteinander verbunden sein. Alternativ ist es möglich, wenn Druckscheibe und Kurzschlussring aus unterschiedlichem Material gefertigt sind, eine Druckscheibe mit einem Kurzschlussring zu um- bzw.
vergießen.
Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Asynchronmaschine mit einem Rotor der vorstehend genannten Art.
Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung wenigstens einer Druckscheibe für einen Rotor einer Asynchronmaschine zusammen mit wenigstens einem in Umfangsrichtung der Druckscheibe
formschlüssig wirkenden Formschlusselement zur Übertragung eines
Drehmomentes zwischen einer Rotorwelle und magnetisch aktiven
Rotorelementen der Asynchronmaschine in Umfangsrichtung der Rotorwelle.
Vorzugsweise umfasst der Rotor einen gebauten Rotor oder einen Gussrotor, d.h. einen gegossenen oder gebauten Kurzschlusskäfig.
Kurzschlusskäfige können gebaut oder gegossen sein. Unter einem gebauten Kurzschlusskäfig ist ein Kurzschlusskäfig aus Kurzschlussstäben und -ringen zu verstehen, bei welchem der gesamte Kurzschlusskäfig oder Teile davon in oder an das Blechpaket ein bzw. angegossen werden. Ein gebauter Kurzschlusskäfig ist ein Käfig, bei welchem vorgefertigte Kurzschlusskäfigteile in bzw. an das
Rotorblechpaket eingebracht werden. Ein partiell gebauter und partiell
gegossener Kurzschlusskäfig kann als Mischform aus Guss und gebautem
Kurzschlusskäfig betrachtet werden. Beispielsweise ist eine solche Mischform ein aus eingeschobenen Kurzschlussstäben und angegossenen Kurzschlussringen gebildeter Kurzschlusskäfig. Die Erfindung bezieht sich sowohl auf gegossene, gebaute oder Mischformen von Kurzschlusskäfigen.
Vorzugsweise weisen die Druckscheiben, insbesondere bei Kurzschlusskäfigen in Gussbauweise, radial und/oder axial konische Formschlusselemente auf. Dies reduziert ein sich im Erstarrungsprozess durch Schrumpfung oder Schwund einstellendes Spiel zwischen Kurzschlusskäfig und Druckscheibe.
Durch diese Maßnahmen kann mit Vorteil eine zusätzliche axiale Druckspannung zwischen den jeweiligen Druckscheiben und dem Blechlamellenpaket aufgeprägt werden.
Zu den Vorteilen der Verwendung einer erfindungsgemäßen Druckscheibe für einen Rotor einer Asynchronmaschine wird auf die im Zusammenhang mit der dem Rotor erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus kann die Verwendung alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf den Rotor genannte Merkmale aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie der erfindungsgemäße Rotor ausgestaltet sein kann.
In diesen zeigen,
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Blechlamellenpakets nach einem
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 2a einen Längsschnitt eines Rotors mit innenliegenden
Kurzschlussringen nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 2b einen Detailansicht eines Längsschnittes eines
Formschlusselementes des Rotors nach Fig. 2a;
Fig. 3 eine Reihenfolge zur Montage des Rotors nach Fig. 2a und Fig. 2b; Fig. 4a eine Teilansicht eines Längsschnittes des Rotors nach Fig. 2a und Fig. 2b;
Fig. 4b eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Rotors mit einem
innenliegenden Kurzschlussring und einem Ausgleichelement nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 4c eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Rotors mit einem
innenliegenden Kurzschlussring und einem Ausgleichelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 4d eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Rotors mit einem
außenliegenden Kurzschlussring nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 4e eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Rotors mit einem
außenliegenden Kurzschlussring nach einem weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 4f eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Rotors, bei dem ein
Kurzschlussring und eine Druckscheibe einstückig ausgebildet sind, nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 4g eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Rotors, bei dem ein
Kurzschlussring und eine Druckscheibe einstückig ausgebildet sind, nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 4h eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Rotors, bei dem ein
Kurzschlussring und eine Druckscheibe einstückig ausgebildet sind, nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine Vorderansicht einer Druckscheibe mit Durchgangsöffnungen zur
Aufnahme von Kurzschlussstäben nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; Fig. 6 eine Vorderansicht einer Druckscheibe und eines Kurzschlussrings des Rotors nach Fig. 4d nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 7a eine Vorderansicht einer Druckscheibe mit radial ausgebildeten
Formschlusselementen nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 7b eine Vorderansicht eines Kurzschlussrings mit radial ausgebildeten
Formschlusselementen nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und
Fig. 8 eine Vorderansicht eines Kurzschlussringes und einer Druckscheibe, die einstückig ausgebildet und durch elastische
Verbindungselemente verbunden sind, nach einem
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Figur 9a-c zeigen Ausführungsbeispiele für gegossene Kurzschlusskäfige,
welche konische Formschlusselemente aufweisen.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines Blechlamellenpakets 11, das aus einer Vielzahl von einzelnen Blechlamellen gebildet ist. Das Blechlamellenpaket 11 weist eine zentrale Durchgangsöffnung auf. Gemäß Fig. 1 ist die zentrale
Durchgangsöffnung kreisförmig ausgebildet. Die zentrale Durchgangsöffnung kann auch eine andere geometrische Form, bspw. eine mehreckige Form oder eine Freiform aufweisen.
Ferner weist jede Blechlamelle des Blechlamellenpakets 11 in einem äußeren Flächenbereich eine Vielzahl von weiteren Durchgangsöffnungen zur Aufnahme von Kurzschlussstäben 12 auf. Die weiteren Durchgangsöffnungen sind dabei durch Nuten gebildet, die eine längliche Form aufweisen. Die Nuten können auch eine andere geometrische Form und/oder eine Freiform aufweisen. Die Nuten sind in der jeweiligen Blechlamelle die zentrale Durchgangsöffnung radial umlaufend ausgebildet. Die Nuten sind dabei gleichmäßig verteilt um die zentrale
Durchgangsöffnung angeordnet. Die Nuten können auch anders, insbesondere gebündelt, verteilt um die zentrale Durchgangsöffnung der jeweiligen
Blechlamelle angeordnet sein. Die Blechlamellen des Blechlamellenpakets 11 sind derart aneinander gestapelt, dass die zentrale Durchgangsöffnung und die Nuten der Blechlamellen fluchtend zueinander angeordnet sind.
Gemäß Fig. 2a ist ein Längsschnitt eines Rotors gezeigt. Der Rotor umfasst eine Rotorwelle 10, zwei Druckscheiben 15, 16 und ein Blechlamellenpaket 11 gemäß Fig. 1. Ferner weist der Rotor einen Kurzschlusskäfig auf. Der Kurzschlusskäfig ist dabei durch mehrere Kurzschlussstäbe 12 und zwei Kurzschlussringe 13, 14 gebildet.
Der Kurzschlusskäfig ist einstückig, insbesondere aus einem Guss ausgebildet.
Der Kurzschlusskäfig kann auch mehrteilig, insbesondere mehrstückig ausgebildet sein. Die Kurzschlussstäbe 12 sind in Nuten des Blechlamellenpakets 11
eingebettet und erstrecken sich durch das gesamte Blechlamellenpaket 11.
Jeweils ein Kurzschlussring 13, 14 des Kurzschlusskäfigs ist an jeweils einer Stirnseite des Blechlamellenpakets 11 angeordnet. Der Kurzschlussring 13, 14 liegt mit einer Innenseite direkt am Blechlamellenpaket 11 an. Die Innenseite des Kurzschlussrings 13, 14 ist dem Blechlamellenpaket 11 in axialer Längsrichtung der Rotorwelle 10 zugewandt. Der jeweilige Kurzschlussring 13, 14 begrenzt das Blechlamellenpaket 11 seitlich in Längsrichtung der Rotorwelle 10.
Das Blechlamellenpaket 11 und die Rotorwelle 10 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei das Blechlamellenpaket 11 auf die Rotorwelle 10
aufgeschoben ist. Zwischen der zentralen Durchgangsöffnung des
Blechlamellenpakets 11 und der Rotorwelle 10 ist dabei Spiel oder ein Spalt 18, insbesondere ein Luftspalt ausgebildet.
Ebenso ist der Kurzschlussring 13, 14 koaxial zur Rotorwelle 10 angeordnet.
Dabei ist die zentrale Durchgangsöffnung des Kurzschlussrings 13, 14 größer als ein Außendurchmesser der Rotorwelle 10 ausgebildet. Zwischen einer Innenfläche der zentralen Durchgangsöffnung des Kurzschlussrings 13, 14 und einer
Außenfläche der Rotorwelle 10 ist ebenso ein Spiel oder Spalt, insbesondere ein Luftspalt ausgebildet.
Die Kurzschlussringe 13, 14 weisen jeweils an einer Außenseite mehrere
Formschlusselemente 17 auf. Die Formschlusselemente 17 erstrecken sich dabei parallel zur Drehachse der Rotorwelle 10. Die Außenseite des Kurzschlussrings 13, 14 ist dem Blechlamellenpaket 11 in axialer Längsrichtung der Rotorwelle 10 abgewandt. Die Formschlusselemente 17 weisen eine rechteckige Längsquerschnittsform auf. Beispielsweise sind die Formschlusselemente 17 daher zylinderförmig, rechteckförmig oder dreieckförmig ausgebildet. Die
Formschlusselemente 17 können auch eine andere Querschnittsform, bspw. eine L-Form oder eine C-Form aufweisen.
Die Druckscheiben 15, 16 weisen jeweils eine zentrale Durchgangsöffnung auf.
Des Weiteren umfasst die jeweils eine Druckscheibe 15, 16 Formschlusselemente 17, die an einer Stirnseite der Druckscheibe 15, 16 angeordnet sind. Die
Formschlusselemente 17 der Druckscheibe 15, 16 sind dabei zu den
Formschlusselementen 17 des jeweiligen Kurzschlussrings 13, 14 komplementär ausgebildet. Die jeweils gegenüber angeordneten Formschlusselemente 17 können auch eine voneinander abweichende, insbesondere eine nicht- komplementär zueinander ausgebildete, Form aufweisen. Die
Formschlusselemente 17 verbinden die Druckscheibe 15, 16 und den
Kurzschlussring 13, 14, wobei die Druckscheibe 15, 16 in axialer Längsrichtung der Rotorwelle 10 am Kurzschlussring 13, 14 anliegt. Die Druckscheibe 15, 16 ist mit dem Kurzschlussring 13, 14 durch die Formschlusselemente 17 zur
Übertragung des Drehmoments in Umfangsrichtung der Rotorwelle 10
formschlüssig, insbesondere drehfest verbunden.
Die Druckscheibe 15, 16 weist von der zentralen Durchgangsöffnung radial nach außen eine Materialverringerung auf. Dadurch werden im Betrieb die auftretenden Fliehkräfte reduziert und die Lebensdauer des Rotors erhöht. Ferner werden dadurch die auftretenden Radialkräfte auf die Formschlusselemente 17 verringert. Die Druckscheibe 15, 16 kann zur Verringerung der auftretenden Fliehkräfte auch andere und/oder zusätzliche fliehkraftverringernde konstruktive Merkmale aufweisen. Die jeweilige Druckscheibe 15, 16 ist mit der Rotorwelle 10
drehmomentschlüssig verbunden. Die drehmomentschlüssige Verbindung kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgebildet sein. Die jeweilige
Druckscheibe 15, 16 kann auch zusätzlich mit der Rotorwelle 10 stoffschlüssig verbunden sein. Des Weiteren ist zur Verbindung der jeweiligen Druckscheibe 15, 16 mit der Rotorwelle 10 eine Kombination der vorstehend genannten
Verbindungsarten denkbar.
Wie in Fig. 2a gezeigt, sind die Kurzschlussringe 13, 14 in axialer Richtung zwischen den Druckscheiben 15, 16 und dem Blechlamellenpaket 11 angeordnet. Die axiale Richtung entspricht dabei der Längsrichtung der Rotorwelle 10. Die Druckscheiben 15, 16 werden auf die Rotorwelle 10 aufgepresst und an die Kurzschlussringe 13, 14 angepresst. Die Kurschlussringe 13, 14 und das
Blechlamellenpaket 11 sind zwischen den Druckscheiben 15, 16 eingeklemmt bzw. eingespannt. Somit entsteht eine axiale Pressverbindung zwischen den
Druckscheiben 15, 16, der Kurzschlussringe 13, 14 und des Blechlamellenpakets 11. Auf die Montagereihenfolge wird später näher eingegangen.
Das zu übertragende Drehmoment wird dabei von den Kurzschlussstäben 12 über die Formschlusselemente 17 der Kurzschlussringe 13, 14 in die Druckscheiben 15, 16 eingeleitet. Durch die Druckscheiben 15, 16 wird das Drehmoment auf die Rotorwelle 10 übertragen.
Fig. 2b zeigt eine formschlüssige Verbindung der Formschlusselemente 17 gemäß Fig. 2a. Das Formschlusselement 17 des Kurzschlussrings 13 weist eine
Materialausnehmung an einer Basis des Formschlusselements 17 auf. Die
Materialausnehmung ist dabei durch eine spanaufnehmende Tasche 20 gebildet. Die Tasche 20 erstreckt sich dabei entlang des Formschlusselements 17 in den Kurzschlussring 13 in axialer Längsrichtung der Rotorwelle 10. Die Tasche 20 kann im Kurzschlussring 13 das Formschlusselement 17 vollständig umlaufend oder abschnittsweise umlaufend ausgebildet sein. Die Tasche 20 ist neben dem Formschlusselement 17 ausgebildet. Die Tasche 20 kann auch das
Formschlusselement 17 abschnittsweise hinterschneidend im Kurzschlussring 13 ausgebildet sein.
Beim Fügen des Formschlusselements 17 des Kurzschlussrings 13 mit dem
Formschlusselement 17 der Druckscheibe 15 wird wenigstens ein
Formschlusselement 17 plastisch oder elastisch verformt. Die Tasche 20 nimmt dabei das verformte Material, beispielsweise Späne, des Formschlusselements 17 auf. Die Tasche 20 bildet einen Materialraum zur Aufnahme des verformten Materials. Hierbei ist vorteilhaft, dass beim Fügen keine unzulässigen
Materialspannungen auftreten und somit eine Beschädigung des
Formschlusselements verhindert wird. Ferner wird dadurch eine Pressverbindung zwischen den Formschlusselementen hergestellt.
Wie in Fig. 2b gezeigt, bildet das Formschlusselement 17 des Kurzschlussrings 13 einen stiftartigen Vorsprung und das Formschlusselement 17 der Druckscheibe 15 eine stiftartige Ausnehmung. Im gefügten Zustand bilden die
Formschlusselemente 17 eine Nut/Feder-Verbindung zwischen der Druckscheibe 15 und dem Kurzschlussring 13. Das Formschlusselement 17 der Druckscheibe 15 und das Formschlusselement 17 des Kurzschlussrings 13 sind dabei einander direkt gegenüber angeordnet. Die Formschlusselemente 17 der Druckscheibe 15 und des Kurzschlussrings 13 können dabei koaxial zueinander angeordnet sein. Dies setzt eine rotationssymmetrische Ausbildung der Formschlusselemente 17 voraus.
Wie in Fig. 2b gut erkennbar, greifen die Formschlusselemente 17 der
Druckscheibe 15 und des Kurzschlussrings 13 ineinander. Die jeweils gegenüber angeordneten Formschlusselemente 17 können komplementär zueinander ausgebildet sein. Die jeweils gegenüber angeordneten Formschlusselemente 17 können auch eine voneinander abweichende, insbesondere eine nicht- komplementär zueinander ausgebildete, Form aufweisen.
Beim Fügen des Formschlusselements 17 des Kurzschlussrings 13 mit dem Formschlusselement 17 der Druckscheibe 15 kann eine plastische Verformung eines und/oder beider Formschlusselemente 17 erfolgen. Der Kurzschlussring 13 ist dabei mit der Druckscheibe 15 kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Die Formschlusselemente 17 der Druckscheibe 16 und des
Kurzschlussrings 14 sowie deren Verbindung sind identisch den vorstehend beschrieben Formschlusselementen 17 der Druckscheibe 15 und des
Kurzschlussrings 13 ausgebildet.
Gemäß Fig. 3 ist eine Reihenfolge der Montageschritte beim Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Rotors gezeigt. Dabei werden die Rotorbestandteile, wie in Fig. 1 bis Fig. 2b vorstehend beschrieben, auf eine Rotorwelle 10 montiert. In einem ersten Montageschritt wird die Druckscheibe 15 durch Fügen mit der Rotorwelle 10 drehmomentschlüssig verbunden. In einem zweiten Montageschritt wird das Blechlamellenpaket 11 durch die Formschlusselemente 17 des
Kurzschlussrings 13 mit der Druckscheibe 15 in Umfangsrichtung der Rotorwelle formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden. Die Formschlusselemente 17 zentrieren dabei das Blechlamellenpaket 11 und die Rotorwelle 10. Mit anderen Worten werden das Blechlamellenpaket 11 und die Rotorwelle 10 dadurch zentriert zueinander ausgerichtet. In einem dritten Montageschritt wird anschließend die Druckscheibe 16 durch die Formschlusselemente 17 in Umfangsrichtung der Rotorwelle mit dem Kurzschlussring 14 formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden. Dabei wird die Druckscheibe 16 mit der Rotorwelle 10 drehmomentschlüssig verbunden. Die Druckscheibe 16 presst dadurch den Kurzschlussring 14, 16 und das Blechlamellenpaket 11 gegen die Stirnseite der Druckscheibe 17. Somit entsteht eine axiale Pressverbindung, bei der die Druckscheiben 15, 16 die Kurzschlussringe 13, 14 gegen das
Blechlamellenpaket 11 pressen. Die Montage ist nicht auf die vorstehend beschriebene Reihenfolge eingeschränkt. Die Rotorbestandteile können auch in einer anderen Reihenfolge auf die Rotorwelle 10 montiert werden.
In der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 4a bis Fig. 4f ist die Ausbildung des Blechlamellenpakets 11 sowie dessen Anordnung auf der Rotorwelle 10 identisch dem Blechlamellenpaket 11 gemäß Fig. 1, Fig. 2a und Fig. 3. Ferner entspricht die drehfeste bzw. drehmomentschlüssige Verbindung der Druckscheibe 15 mit der Rotorwelle 10, wie in Fig. 2a beschrieben, der drehfesten Verbindung der Druckscheibe 15 mit der Rotorwelle 10 gemäß Fig. 4a bis Fig. 4h. Des Weiteren entspricht die nachfolgende Beschreibung der Fig. 4a bis Fig. 4h in Bezug auf die Druckscheibe 15 und den Kurzschlussring 13 der Beschreibung der Druckscheibe 16 und des Kurzschlussrings 14. Beispielsweise betrifft dies die Ausbildungen und die Anordnungen der Druckscheibe 15 und des Kurzschlussrings 13 sowie die Verläufe der zu übertragenden Drehmomente von den Kurzschlussstäben 12 über den Kurzschlussring 13 und die Druckscheibe 15 auf die Rotorwelle 10.
Fig. 4a bis Fig. 4c zeigen jeweils einen Rotor mit einem Kurzschlussring 13, der in axialer Richtung innerhalb der Druckscheibe 15 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Kurzschlussring 13 zwischen der Druckscheibe 15 und dem
Blechlamellenpaket 11 angeordnet. In Fig. 4a ist eine Teilansicht eines
Längsschnitts des Rotors gemäß Fig. 2a, wie vorstehend beschrieben, gezeigt.
Das Drehmoment wird hierbei von den Kurzschlussstäben 12 über die
Formschlusselemente 17 des Kurzschlussrings 13 in die Druckscheibe 15 eingeleitet. Durch die Druckscheibe 15 wird das Drehmoment auf die Rotorwelle 10 übertragen.
Fig. 4b zeigt eine Teilansicht eines Rotors, bei dem die Kurzschlussstäbe 12 und ein Kurzschlussring 13 getrennt ausgebildet sind. Der Kurzschlussring 13 ist dabei als separates Rotorelement ausgebildet. Der Kurzschlussring 13 weist
Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Kurzschlussstäbe 12 auf. Der Kurzschlussring 13 ist dabei mit dem jeweiligen Kurzschlussstab 12 drehfest verbunden. Die drehfeste Verbindung kann dabei formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein.
Die Druckscheibe 15 weist ein Formschlusselement 17 auf, das durch eine profilierte Mantelfläche der Druckscheibe 15 gebildet ist und sich radial zur Drehachse der Rotorwelle 10 erstreckt. Der Kurzschlussring 13 weist dabei eine zentrale Durchgangsöffnung auf, die eine komplementäre Profiloberfläche zur profilierten Mantelfläche der Druckscheibe 15 bildet. Das Formschlusselement 17 kann dabei ein Polygonprofil bilden. Der Kurzschlussring 13 und die Druckscheibe 15 sind formschlüssig, insbesondere drehfest miteinander verbunden. Das Formschlusselement 17 verbindet die Druckscheibe 15 und das
Blechlamellenpaket 11, wobei die Druckscheibe 15 in axialer Richtung am
Blechlamellenpaket 11 anliegt. Die Drehmomentübertragung erfolgt wie in Fig. 4a vorstehend beschrieben.
Der Kurzschlussringe 13 und die Druckscheibe 15 sind in axialer Richtung relativ zu einander beweglich. Das Formschlusselement 17 ist für eine axiale
Relativbewegung zwischen dem Kurzschlussring 13 und der Druckscheibe 15 angepasst. Des Weiteren ist ein Ausgleichselement 21 zwischen dem
Kurzschlussring 13 und der Druckscheibe 15 zum Ausgleich der axialen
Relativbewegung angeordnet. Das Ausgleichselement 21 umfasst ein
Federelement, das den Kurzschlussring 13 mit einer in axialer Richtung wirkenden Federkraft beaufschlagt. Die Druckscheibe 15 weist einen Steg auf, an dem das Federelement anliegt. Der Steg bildet dabei eine Gegendruckfläche des
Federelements. Bei einer axialen Bewegung des Kurzschlussrings 13 wird das Federelement gegen die Gegendruckfläche der Druckscheibe 15 verformt und somit die Federkraft erhöht.
Gemäß Fig. 4b wird das Drehmoment von den Kurzschlussstäben 12 über die drehfeste Verbindung der Kurzschlussstäbe 12 mit dem Kurzschlussring 13 und über die profilierte Mantelfläche in die Druckscheibe 15 radial eingeleitet. Durch die Druckscheibe 15 wird anschließend das Drehmoment auf die Rotorwelle 10 übertragen.
Der Rotor gemäß Fig. 4c unterscheidet sich vom Rotor gemäß Fig. 4b darin, dass die Kurzschlussstäbe 12 durch die Druckscheibe 15 geführt sind, wobei die Kurzschlussstäbe 12 und die Druckscheibe 15 in axialer Richtung relativbeweglich sind. Zwischen dem jeweiligen Kurzschlussstab 12 und der Druckscheibe 15 ist dabei ein Spalt oder Spiel ausgebildet. Die Kurzschlussstäbe 12 können hierbei durch das Ausgleichselement 21 geführt sein. Dabei kann ebenso ein Spalt oder Spiel zwischen dem jeweiligen Kurzschlussstab 12 und dem Ausgleichselement 21 ausgebildet sein. Das Ausgleichselement 21 kann auch derart ausgebildet sein, dass dieses zwischen den Kurzschlussstäben 12 dazwischenliegend angeordnet ist.
Ferner weist die Druckscheibe 15 Formschlusselemente 17 auf, die an der Stirnseite der Druckscheibe 15 ausgebildet sind und sich in axialer Längsrichtung der Rotorwelle 10 erstrecken. Die Formschlusselemente 17 verbinden die
Druckscheibe 15 und das Blechlamellenpaket 11, wobei die Druckscheibe 15 in axialer Richtung am Blechlamellenpaket 11 anliegt. Die Formschlusselemente 17 können dabei wie das Formschlusselement 17 gemäß der Fig. 2a und Fig. 2b ausgebildet sein. Die Formschlusselemente 17 können aber auch andersförmig und/oder andersausgerichtet ausgebildet sein. Die Drehmomentübertragung erfolgt wie in Fig. 4a vorstehend beschrieben. Ein Teil des zu übertragenden Drehmoments kann dabei auch über die Formschlusselemente 17 an der
Stirnseite der Druckscheibe 15 auf die Rotorwelle 10 übertragen werden.
Fig. 4d und Fig. 4e zeigen jeweils einen Rotor mit einem Kurzschlussring 13, der außerhalb der Druckscheibe 15 in axialer Gegenrichtung zum Blechlamellenpaket 11 angeordnet ist. Die Druckscheibe 15 ist dabei in axialer Richtung zwischen dem Blechlamellenpaket 11 und dem Kurzschlussring 13 angeordnet. Der Rotor gemäß Fig. 4d und Fig. 4e kann tangentiale Formschlusselemente 17 umfassen, auf die in Fig. 6 später näher eingegangen wird.
Fig. 4d zeigt dabei eine Teilansicht eines Rotors, bei dem die Kurzschlussstäbe 12 und ein Kurzschlussring 13 getrennt ausgebildet sind. Der Kurzschlussring 13 ist dabei als separates Rotorelement ausgebildet. Der Kurzschlussring 13 weist Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Kurzschlussstäbe 12 auf. Der
Kurzschlussring 13 ist dabei mit dem jeweiligen Kurzschlussstab 12 drehfest verbunden. Die drehfeste Verbindung kann dabei formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Die Druckscheibe 15 weist ein Formschlusselement 17 auf, das durch eine profilierte Mantelfläche der Druckscheibe 15 gebildet ist und sich radial zur Drehachse der Rotorwelle 10 erstreckt. Der Kurzschlussring 13 weist dabei eine zentrale Durchgangsöffnung auf, die eine komplementäre Profiloberfläche zur profilierten Mantelfläche der Druckscheibe 15 bildet. Das Formschlusselement 17 kann dabei ein Polygonprofil bilden. Der Kurzschlussring 13 und die Druckscheibe 15 sind formschlüssig, insbesondere drehfest miteinander verbunden. Das
Formschlusselement 17 verbindet die Druckscheibe 15 und das
Blechlamellenpaket 11, wobei die Druckscheibe 15 in axialer Richtung am
Blechlamellenpaket 11 anliegt.
Der Kurzschlussringe 13 und die Druckscheibe 15 sind in axialer Richtung relativ zu einander beweglich. Das Formschlusselement 17 ist dabei für eine axiale Relativbewegung zwischen dem Kurzschlussring 13 und der Druckscheibe 15 angepasst.
Die Druckscheibe 15 gemäß Fig. 4d weist an einer außenangeordneten
Seitenfläche wenigstens ein Wuchtelement auf. Das Wuchtelement kann dabei durch eine Wuchtmarke in Form einer Wuchtbohrung ausgebildet sein. Das Wuchtelement kann auch durch eine Wuchtrille oder eine Wuchtnut gebildet sein. Die Druckscheibe 15 kann auch Wuchtelemente aufweisen, die durch eine andere Form gebildet sind. Wie in Fig. 4d gut erkennbar, weist die Druckscheibe 15 ferner einen Verstärkungsring 22 auf, der den Kurzschlussring 13 radial außen hält. Der Verstärkungsring 22 kann dabei die Druckscheibe 15 und/oder den Kurzschlussring 13 außenumfänglich vollständig oder abschnittsweise radial umschließen. Der Verstärkungsring 22 kann hierbei durch einen Armierungsring gebildet sein. Im Betrieb auftretenden Fliehkräfte des Kurzschlussrings 13 werden durch den Verstärkungsring 22 aufgenommen und direkt in die Druckscheibe 15 eingeleitet. Die Kurzschlussstäbe 12 werden dadurch entlastet. Die
Drehmomentübertragung erfolgt wie in Fig. 4a vorstehend beschrieben.
Der Rotor gemäß Fig. 4e unterscheidet sich vom Rotor gemäß Fig. 4d lediglich darin, dass die Druckscheibe 15 eine ringförmige Hinterschneidung aufweist, die den Kurzschlussring 13 radial innen hält. Die Hinterschneidung kann durch eine umlaufende Nut gebildet sein. Ferner weist ein Kurzschlussring 13 einen Steg auf, der zur Hinterschneidung der Druckscheibe 15 komplementär ausgebildet ist. Der Steg des Kurschlussrings 13 und die Hinterschneidung der Druckscheibe 15 bilden dabei eine formschlüssige Verbindung. Hierbei werden die im Betrieb des Rotors auftretenden Fliehkräfte im Kurzschlussring 13 direkt in die Druckscheibe 15 eingeleitet und somit die Kurzschlussstäbe 12 entlastet. Ferner weist die
Druckscheibe 15 Formschlusselemente 17 auf, die wie in Fig. 4c beschrieben ausgebildet bzw. angeordnet sind. Die Drehmomentübertragung erfolgt wie in Fig. 4a vorstehend beschrieben. Ein Teil des Drehmoments kann dabei auch über die Formschlusselemente 17 an der Stirnseite der Druckscheibe 15 auf die Rotorwelle 10 übertragen werden.
Fig. 4f bis Fig. 4h zeigen jeweils einen Rotor, bei dem der Druckscheibe 15 und der Kurzschlussring 13 einstückig ausgebildet sind. Der Kurzschlussring 13 weist Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Kurzschlussstäbe 12 auf. Der
Kurzschlussring 13 ist dabei mit dem jeweiligen Kurzschlussstab 12 drehfest verbunden. Die drehfeste Verbindung kann dabei formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Die Druckscheibe 15 und der Kurzschlussring 13 sind dabei durch ein oder mehrere elastische
Verbindungselemente 24 in axialer Richtung relativbeweglich verbunden. Erfolgt daher durch Temperaturänderungen im Betrieb des Rotors eine thermische Ausdehnung der Kurzschlussstäbe 12 wird diese durch die elastischen
Verbindungselemente 24 kompensiert. Ferner weist die Druckscheibe 15 gemäß Fig. 4f bis Fig. 4h Formschlusselemente 17 auf, die an der Stirnseite der
Druckscheibe 15 ausgebildet sind und sich in axialer Längsrichtung der Rotorwelle 10 erstrecken. Die Ausbildung und Anordnung der Formschlusselemente 17 entspricht dabei der in Fig. 4c beschriebenen Ausbildung und Anordnung der Formschlusselemente 17. Hierbei kann ein Teil des zu übertragenden
Drehmoments über die an der Stirnseite der Druckscheibe 15 ausgebildeten Formschlusselemente 17 auf die Rotorwelle 10 übertragen werden.
Wie in Fig. 4f gezeigt, ist der Kurzschlussring 13 radial außen an der
Druckscheibe 15 ausgebildet. Der Kurzschlussring 13 liegt dabei mit einer innenangeordneten Stirnseite am Blechlamellenpaket 11 in axialer Richtung an. Der Kurzschlussring 13 kann auch einen Spalt oder Spiel zwischen der
innenangeordneten Stirnseite und dem Blechlamellenpaket 11 in axialer Richtung aufweisen. Ferner liegt die Druckscheibe 15 direkt am Blechlamellenpaket 11 an.
Zwischen dem Kurzschlussring 13 und der Druckscheibe 15 ist des Weiteren ein Ringspalt 25 ausgebildet. Dabei überbrücken die elastischen Verbindungselemente 24 in der Form von Stegen 26 den Ringspalt 25. Die Stege 26 verbinden die Druckscheibe 15 und den Kurzschlussring 13 in axialer Richtung relativbeweglich. Auf die Ausführung einer Verbindung des Kurzschlussrings 13 und der Druckscheibe 15 durch Stege 26 in vorstehend genannter Art wird in der Beschreibung der Fig. 8 später näher eingegangen.
Gemäß Fig. 4f wird das Drehmoment von den Kurzschlussstäben 12 über den Kurzschlussring 13 durch die Stege 26 in die Druckscheibe 15 eingeleitet und anschließend von der Druckscheibe 15 auf die Rotorwelle 10 übertragen.
In Fig. 4g und Fig. 4h ist jeweils ein Rotor gezeigt, bei dem ein Kurzschlussring 13 außerhalb der Druckscheibe 15 in axialer Gegenrichtung zum
Blechlamellenpaket 11 angeordnet ist. Die Druckscheibe 15 ist dabei zwischen dem Kurzschlussring 13 und dem Blechlamellenpaket 11 angeordnet. Die
Druckscheibe 15 liegt an dem Blechlamellenpaket 11 in axialer Richtung an. Die jeweiligen elastischen Verbindungselemente 24 gemäß Fig. 4g und Fig. 4h weisen einen Bereich mit einer Materialschwächung 27 zwischen der Druckscheibe 15 und dem Kurzschlussring 13 auf, der in axialer Richtung elastisch verformbar ist. Der Bereich mit der Materialschwächung 27 umfasst dabei eine umlaufende Nut 28, die sich in axialer Richtung zwischen der Druckscheibe 15 und dem
Kurzschlussring 13 erstreckt. Die Materialschwächung 27 kann auch
abschnittsweise radial und/oder axial zwischen dem Kurzschlussring 13 und der Druckscheibe 15 ausgebildet sein.
Gemäß Fig. 4g ist die Materialschwächung 27 zwischen dem Kurzschlussring 13 und der Druckscheibe 15 ausgebildet. Die Materialschwächung 27 ist dabei L- förmig ausgebildet, wobei sich ein Längsschenkel der Materialschwächung 27 von einem Umfang des Kurzschlussrings 13 radial nach innen erstreckt. Der
Längsschenkel der Materialschwächung kann dabei radial umlaufend ausgebildet sein. Ein kurzer Schenkel der L-förmigen Materialschwächung 27 erstreckt sich dabei in axialer Richtung nach außen von der Druckscheibe 15 in den
Kurzschlussring 13. Der kurze Schenkel der Materialschwächung 27 ist durch die umlaufende Nut 28 gebildet. Die umlaufende Nut 28 begrenzt dabei das elastische Verbindungselement 24. Die umlaufende Nut 28 bildet eine axiale Materialeinschnürung des Kurzschlussrings 13. Die Materialschwächung 27 ist integral zwischen der Druckscheibe 15 und dem Kurzschlussring 13 ausgebildet. In Fig. 4h ist eine Materialschwächung 27 gezeigt, bei der die umlaufende Nut 28 in axialer Richtung nach außen offen ausgebildet ist. Die umlaufende Nut 28 erstreckt sich dabei von einer außenliegenden Stirnseite des Kurzschlussrings 13 in axialer Richtung zur Druckscheibe 15. Die umlaufende Nut 28 erstreckt sich dabei in axialer Richtung in den Kurzschlussring 13. Die umlaufende Nut 28 ist somit in axialer Richtung außenliegend angeordnet. Zwischen dem
Kurzschlussring 13 und der Druckscheibe 15 ist eine weitere Materialschwächung 27 ausgebildet, die sich von einem Umfang des Kurzschlussrings 13 radial nach innen erstreckt. Die umlaufende Nut 28 und die weitere Materialschwächung 27 begrenzen das elastische Verbindungselement 24.
Gemäß Fig. 5 ist eine Vorderansicht einer Druckscheibe 15, 16 mit mehreren Durchgangsöffnungen gezeigt. Die Durchgangsöffnungen sind durch
Formschlusselemente 17 gebildet. Die Formschlusselemente 17 sind jeweils rautenförmig ausgebildet. Die Formschlusselemente 17 können auch
dreieckförmig, rechteckförmig oder im Wesentlichen rund ausgebildet sein. Die Formschlusselemente 17 können identisch ausgebildet sein. Ebenso können die Formschlusselemente 17 voneinander unterschiedlich ausgebildet sein. Die Druckscheibe 15, 16 weist eine zentrale Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Rotorwelle 10 auf. Die Formschlusselemente 17 sind dabei die zentrale
Durchgangsöffnung radial umlaufend in der Druckscheibe 15, 16 ausgebildet.
In Fig. 6 ist eine Druckscheibe 15, 16 und ein Kurzschlussring 13, 14 gemäß Fig. 4d gezeigt. Die Druckscheibe 15, 16 und der Kurzschlussring 13, 14 weist dabei jeweils Formschlusselemente 17 auf, die einen keilartigen Vorsprung oder eine keilartige Ausnehmung bilden. Die Formschlusselemente 17 der Druckscheibe 15, 16 und die Formschlusselemente 17 des Kurschlussrings 13, 14 sind dabei jeweils komplementär zueinander ausgebildet. Zur Übertragung des Drehmoments greifen die Formschlusselemente 17 der Druckscheibe 15, 16 und des
Kurzschlussrings 13, 14 ineinander. Die Formschlusselemente 17 der
Druckscheibe 15, 16 und des Kurzschlussrings 13, 14 sind dabei tangential, insbesondere außenumfänglich angeordnet. Mit anderen Worten sind die
Formschlusselemente 17 der Druckscheibe 15, 16 und des Kurzschlussrings 13, 14 radial in Richtung der Drehachse der Rotorwelle 10 ausgebildet. Die
Formschlusselemente 17 können auch parallel zueinander oder andersangeordnet ausgebildet sein. Die Druckscheibe 15, 16 gemäß Fig. 6 weist auf einer Stirnseite Wuchtelemente, wie in Fig. 4d vorstehend beschrieben auf.
Fig. 7a zeigt eine Druckscheibe 15, 16 mit einer zentralen Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Rotorwelle 10 und Nuten zur Aufnahme von Kurzschlussstäben 12. Die Nuten sind dabei die zentrale Durchgangsöffnung radial umlaufend in der Druckscheibe 15, 16 ausgebildet. Die Ausführung der Nuten entspricht der in Fig. 1 vorstehend beschriebenen Nuten der Blechlamellen.
Die Druckscheibe 15, 16 weist um die zentrale Durchgangsöffnung
Formschlusselemente 17 auf, die durch eine profilierte Mantelfläche der
Druckscheibe 15 gebildet sind. Fig. 7a zeigt dabei ein Querschnittsprofil der profilierten Mantelfläche. Die profilierte Mantelfläche ist dabei wie in Fig. 4b und Fig. 4d beschrieben ausgebildet bzw. angeordnet.
Fig. 7b zeigt einen Kurzschlussring 13, 14 mit Nuten zur Aufnahme von
Kurschlussstäben 12. Die Nuten sind dabei komplementär zu den Nuten der Blechlamellen gemäß Fig. 1 ausgebildet. Der Kurzschlussring weist
Formschlusselemente 17 auf, die zu der profilierten Mantelfläche der
Druckscheibe 15, 16 gemäß Fig. 7a komplementär ausgebildet sind.
Nach dem Fügen des Kurzschlussrings 13, 14 auf die Druckscheibe 15, 16 greifen die Formschlusselemente 17, insbesondere die profilierten Mantelflächen, ineinander, wodurch eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird. Das Drehmoment wird von den Kurzschlussstäben 12 durch den Kurzschlussring 13, 14 somit annähernd verlustfrei in die Druckscheibe 15, 16 eingeleitet.
Gemäß Fig. 8 ist eine Vorderansicht eines Kurzschlussrings 13, 14 und einer Druckscheibe 15, 16 gezeigt, die einstückig ausgebildet und durch elastische Verbindungselemente 24 miteinander verbunden sind. Der Kurzschlussring 13, 14 und die Druckscheibe 15, 16 weisen dabei eine Kreisringform auf, wobei einen Innendurchmesser des Kurschlussrings 13, 14 größer ist als ein
Außendurchmesser der Druckscheibe 15, 16. Der Kurschlussring 13, 14 und die Druckscheibe 15, 16 sind koaxial zueinander angeordnet. Zwischen dem
Kurzschlussring 13, 14 und der Druckscheibe 15, 16 ist dabei ein Ringspalt 25 ausgebildet, wobei der Kurzschlussring 13, 14 und die Druckscheibe 15, 16 durch die elastischen Verbindungselemente 24 in Form von Stegen 26, wie in Fig. 4f vorstehend beschrieben, verbunden sind. Die Druckscheibe 15, 16 weist eine zentrale Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Rotorwelle 10 auf. Der
Kurzschlussring 13, 14 weist Nuten auf, die zu den Nuten der Blechlamellen gemäß Fig. 1 komplementär ausgebildet sind. Die Ausführung der Nuten entspricht daher der Nuten gemäß Fig. 1.
Die Stege 26 können s-förmig ausgebildet sein. Die Stege 26 verbinden die Druckscheibe 15 und den Kurzschlussring 13, 14 in axialer Richtung
relativbeweglich. Mit anderen Worten ist der Kurzschlussring 13, 14 in
Längsrichtung der Rotorwelle 10 gegenüber der Druckscheibe 15, 16 in axialer Richtung bewegbar ausgebildet. Die Stege 26 können auch zur zentralen
Durchgangsöffnung radial zulaufend ausgebildet sein. Ferner können die Stege 26 geradlinig und/oder gekrümmt ausgebildet sein. Die Stege 26 können auch andere Formen und/oder Stegverläufe aufweisen.
Generell ist der Kurzschlussring 13, 14 in der vorstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele nicht auf eine Ringform eingeschränkt. Der Kurzschlussring 13, 14 kann eine dreieckige, rechteckige oder vieleckige Geometrieform
aufweisen. Ferner kann der Kurzschlussring 13, 14 eine Kreisform, Kreisringform oder eine andere geometrische Form aufweisen. Der Kurzschlussring 13, 14 kann dabei einteilig, insbesondere einstückig, oder mehrteilig, insbesondere
mehrstückig ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der Kurzschlussring 13,
14 als Einzelteil ausgebildet sein oder durch mehrere Kurzschlussringabschnitte bzw. mehrere Kurschlussringelemente gebildet sein. Die jeweiligen
Kurzschlussringabschnitte können dabei jeweils mit einem Kurzschlussstab einstückig ausgebildet sein. Die Ausbildung des Kurschlussrings 13, 14 ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungen eingeschränkt. Der Kurzschlussring 13, 14 kann daher Formen und Ausbildungen aufweisen, die nicht explizit in der vorstehenden Beschreibung genannt sind. Ferner können sich generell die Druckscheibe 15 mit dem Kurzschlussring 13 von der Druckscheibe 16 mit dem Kurzschlussring 14 voneinander unterscheiden. Der Rotor ist daher nicht auf spiegelbildliche Ausführungen der Druckscheiben 15, 16 und der Kurzschlussringe 13, 14 eingeschränkt.
Figur 9a-c zeigen Ausführungsbeispiele für gegossene Kurzschlusskäfige, welche konische Formschlusselemente 17,30 aufweisen. In Fig. 9a ist ein Kurzschlusskäfig 12,13 in Blechlamellenpaket 11 und Druckscheibe 15
eingegossen. Die Druckscheibe weist über den Umfang gesehen eine Vielzahl kreisrunder Durchgangsöffnungen auf, die im Querschnitt doppelt konisch ausgeformt sind. Dadurch entsteht ein radial und tangential wirkender
Formschluss 17,30. Beim Erstarren der Schmelze wird darüber hinaus
erstarrungsbedingter Schwund kompensiert und ein im Wesentlichen bündig anliegender Formschluss 17 erzielt, da die Schmelze sich aufgrund der Konusform 30 in Richtung des geringsten Öffnungsdurchmessers der Durchgangsöffnung(en) zusammenzieht.
Fig. 9b zeigt eine Variante analog Fig 9a, bei welcher die Durchgangsöffnungen der Druckscheibe 15 nicht doppelt konisch, sondern nur einfach konisch ausgeformt sind. Der Konus 30 verjüngt sich nach axial innen. Auch hier zieht sich die erstarrende Schmelze in Richtung des geringsten Durchmessers der Durchgangsöffnung zusammen, so dass die Schmelze eine axial nach innen wirkende Kraft auf die Druckscheibe 15 herstellt und ein im Wesentlichen bündiger Formschluss 17 erreicht wird.
Fig. 9c zeigt eine weitere Variante analog Fig. 9a, wobei anstelle oder zusätzlich zu konischen Durchgangsöffnungen jedoch in radialer Richtung konusförmige Formschlusselemente 17,30 ausgebildet sind.
Bezuaszeichenliste Rotorwelle
Blechlamellenpaket
Kurzschlussstäbe
, 14 Kurzschlussring
, 16 Druckscheibe
Formschlusselement
Spalt
axiale Innenbohrung
Tasche
Ausgleichselement
Verstärkungsring
Hinterschneidung
elastisches Verbindungselement Ringspalt
Steg
Materialschwächung
umlaufende Nut
Konus

Claims

Ansprüche
1. Rotor für eine Asynchronmaschine umfassend
- eine Rotorwelle (10),
- im Betrieb magnetisch aktive Rotorelemente umfassend ein
Blechlamellenpaket (11), Kurzschlussstäbe (12) und
Kurzschlussringe (13, 14),
- Druckscheiben (15, 16), zwischen denen wenigstens das
Blechlamellenpaket (11) angeordnet ist, wobei die Druckscheiben (15, 16) mit wenigstens einem der Rotorelemente axial verbunden sind,
dad u rch geken nzeich net, dass
- wenigstens ein Formschlusselement (17) vorgesehen ist, das eine der Druckscheiben (15, 16) und eines der Rotorelemente verbindet, wobei
- zwischen dem Blechlamellenpaket (11) und der Rotorwelle (10) Spiel oder ein Spalt (18) ausgebildet ist, die Druckscheiben (15, 16) drehmomentschlüssig mit der Rotorwelle (10) verbunden sind und das Formschlusselement (17) eine der Druckscheiben (15, 16) und eines der Rotorelemente zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen der Rotorwelle (10) und den Rotorelementen in
Umfangsrichtung der Rotorwelle (10) verbindet, wobei das Drehmoment im Betrieb durch die Rotorelemente eingeleitet wird.
2. Rotor nach Anspruch 1
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) eine der Druckscheiben (15, 16) und das Blechlamellenpaket (11) verbindet, wobei die Druckscheibe (15, 16) in axialer Richtung am Blechlamellenpaket (11) anliegt.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) eine der Druckscheiben (15, 16) und einen der Kurzschlussringe (13, 14) verbindet, wobei die Druckscheibe (15, 16) in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung am Kurzschlussring (13, 14) anliegt.
4. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) an einer Stirnseite der Druckscheibe (15, 16) angeordnet ist und sich parallel zur Drehachse der Rotorwelle (10) erstreckt.
5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) durch eine profilierte Mantelfläche der Druckscheibe (15, 16) gebildet ist und sich radial zur Drehachse der Rotorwelle (10) erstreckt.
6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) einen stiftartigen Vorsprung oder eine stiftartige Ausnehmung bildet.
7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) einen keilartigen Vorsprung oder eine keilartige Ausnehmung bildet.
8. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) ein Polygonprofil bildet.
9. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) das Blechlamellenpaket (11) und die Rotorwelle (10) zentriert.
10. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens einer der Kurzschlussringe (13, 14) in axialer Richtung zwischen dem Blechlamellenpaket (11) und einer der Druckscheiben (15, 16) angeordnet ist.
11. Rotor nach Anspruch 10
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens eine der Druckscheiben (15, 16) an einer axial
außenangeordneten Stirnseite eines der Kurzschlussringe (13, 14) anliegt.
12. Rotor nach Anspruch 11
dad u rch geken nzeich net, dass
das als stiftartiger Vorsprung ausgebildete Formschlusselement (17) eine axiale Innenbohrung (19) aufweist.
13. Rotor nach Anspruch 11 oder 12
dad u rch geken nzeich net, dass
eine spanaufnehmende Tasche (20) neben dem Formschlusselement (17) ausgebildet ist.
14. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens einer der Kurzschlussringe (13, 14) und die zugehörige Druckscheibe (15, 16) in axialer Richtung relativ zu einander beweglich sind.
15. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
das Formschlusselement (17) für eine axiale Relativbewegung zwischen wenigstens einem der Kurzschlussringe (13, 14) und der zugehörigen Druckscheibe (15, 16) angepasst ist.
16. Rotor nach einem der Ansprüche 14 oder 15
dad u rch geken nzeich net, dass
ein Ausgleichselement (21) zwischen dem Kurzschlussring (13, 14) und der Druckscheibe (15, 16) zum Ausgleich der axialen Relativbewegung angeordnet ist.
17. Rotor nach Anspruch 16
dad u rch geken nzeich net, dass
das Ausgleichselement (21) ein Federelement umfasst, das den
Kurzschlussring (13, 14) mit einer in axialer Richtung wirkenden
Federkraft beaufschlagt.
18. Rotor nach einem der Ansprüche 14 bis 17
dad u rch geken nzeich net, dass
die Kurzschlussstäbe (12) durch wenigstens eine der Druckscheiben (15, 16) geführt sind, wobei die Kurzschlussstäbe (12) und die Druckscheibe (15, 16) in axialer Richtung relativbeweglich sind.
19. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens eine der Druckscheiben (15, 16) in axialer Richtung zwischen dem Blechlamellenpaket (11) und einer der Kurzschlussringe (13, 14) angeordnet ist.
20. Rotor nach Anspruch 19
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens eine der Druckscheiben (15, 16) einen Verstärkungsring (22) aufweist, der den zugehörigen Kurzschlussring (13, 14) radial außen hält.
21. Rotor nach Anspruch 19
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens eine der Druckscheiben (15, 16) eine ringförmige
Hinterschneidung (23) aufweist, die den zugehörigen Kurzschlussring (13, 14) radial innen hält.
22. Rotor für eine Asynchronmaschine umfassend
- eine Rotorwelle (10),
- im Betrieb magnetisch aktive Rotorelemente umfassend ein
Blechlamellenpaket (11), Kurzschlussstäbe (12) und
Kurzschlussringe (13, 14),
- Druckscheiben (15, 16), zwischen denen wenigstens das
Blechlamellenpaket (11) angeordnet ist, wobei die Druckscheiben (15, 16) mit wenigstens einem der Rotorelemente axial verbunden sind,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Druckscheiben (15, 16) und die Kurzschlussringe (13, 14) einstückig miteinander ausgebildet sind und drehmomentschlüssig mit der
Rotorwelle (10) verbunden sind und zur Übertragung eines
Drehmomentes zwischen der Rotorwelle (10) und dem Blechlamellenpaket (11) und/oder den Kurzschlussstäben (12) in Umfangsrichtung der Rotorwelle (10) verbindet.
23. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens eine der Druckscheiben (15, 16) ein Wuchtelement aufweist.
24. Rotor nach Anspruch 23
dad u rch geken nzeich net, dass
die Druckscheibe (15, 16) und der Kurzschlussring (13, 14) durch wenigstens ein elastisches Verbindungselement (24) in axialer Richtung relativbeweglich verbunden sind.
25. Rotor nach Anspruch 24
dad u rch geken nzeich net, dass
zwischen der Druckscheibe (15, 16) und dem Kurzschlussring (13, 14) ein Ringspalt (25) ausgebildet ist und elastische Verbindungselemente (24) in der Form von Stegen (26) den Ringspalt (25) überbrücken und die Druckscheibe (15, 16) und den Kurzschlussring (13, 14) in axialer Richtung relativbeweglich verbinden.
26. Rotor nach Anspruch 25
dad u rch geken nzeich net, dass
die Stege (26) s-förmig ausgebildet sind.
27. Rotor nach Anspruch 23
dad u rch geken nzeich net, dass
das elastische Verbindungselement (24) einen Bereich mit einer
Materialschwächung (27) zwischen der Druckscheibe (15, 16) und dem Kurzschlussring (13, 14) aufweist, der in axialer Richtung elastisch verformbar ist.
28. Rotor nach Anspruch 27
dad u rch geken nzeich net, dass
der Bereich mit der Materialschwächung (27) eine umlaufende Nut (28) umfasst, die sich in axialer Richtung zwischen der Druckscheibe (15, 16) und dem Kurzschlussring (13, 14) erstreckt.
29. Asynchronmaschine mit einem Rotor nach Anspruch 1.
30. Verwendung wenigstens einer Druckscheibe (15, 16) für einen Rotor einer Asynchronmaschine zusammen mit wenigstens einem in Umfangsrichtung der Druckscheibe (15, 16) formschlüssig wirkenden Formschlusselement (17) zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen einer Rotorwelle (10) und magnetisch aktiven Rotorelementen der Asynchronmaschine in Umfangsrichtung der Rotorwelle (10).
31. Verwendung nach Anspruch 30
dad u rch geken nzeich net, dass
der Rotor einen gebauten Rotor oder einen Gussrotor umfasst.
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WO (1) WO2019166554A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113991947A (zh) * 2021-12-27 2022-01-28 天津飞旋科技股份有限公司 定位工装及转子叠片装配方法
DE102021134040A1 (de) 2021-12-21 2023-06-22 Jheeco E-Drive Ag Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020216000A1 (de) 2020-12-16 2022-06-23 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Rotor und eine verstärkungskomponente
DE102021108893A1 (de) * 2021-04-09 2022-10-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen, Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine und elektrische Rotationsmaschine
CN113452214B (zh) * 2021-07-15 2022-08-09 重庆市美庆科技有限公司 一种用于电机定转子铁芯的补偿定位装置及其模具
DE102022202525A1 (de) 2022-03-15 2023-09-21 Zf Friedrichshafen Ag Rotor für eine elektrische Maschine
DE102022120772A1 (de) 2022-08-17 2024-02-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor für eine elektrische Traktionsmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2149970B1 (de) 2008-07-31 2015-03-04 Traktionssysteme Austria GmbH Rotor für Asynchronmaschinen
DE102014106614A1 (de) 2014-05-12 2015-11-12 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Rotorwelle mit Blechpaket

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD23391A (de) *
CH232999A (de) * 1942-03-25 1944-06-30 Licentia Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Induktionsmotors mit Käfigläufer für hohe Drehzahlen.
DD10154A (de) * 1952-04-29 1955-08-18
GB778505A (en) * 1956-01-05 1957-07-10 Walter Jones & Co Engineers Lt Rotors for dynamo electric machines
EP0228340B1 (de) * 1985-12-24 1991-08-21 MANNESMANN Aktiengesellschaft Verschiebeläufermotor
EP0509119A1 (de) * 1991-04-18 1992-10-21 Asea Brown Boveri Ag Rotor einer Asynchronmaschine
JP2004229468A (ja) * 2003-01-27 2004-08-12 Asmo Co Ltd モータ
DE102005030377A1 (de) * 2005-06-29 2007-01-11 Siemens Ag Asynchronmaschine
DE102008038797B3 (de) * 2008-08-13 2010-05-12 Danfoss Compressors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Rotors und Rotorblechpaket zur Herstellung eines Rotors einer Asynchronmaschine
CN101814785A (zh) * 2009-02-20 2010-08-25 上海电机学院 一种标准派生异步笼型起重电机
DE102009010601A1 (de) * 2009-02-25 2010-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Kupferläufer
JP5600610B2 (ja) * 2011-01-18 2014-10-01 三菱電機株式会社 電動機の回転子及びモールド電動機及び空気調和機及びモールド電動機の製造方法
DE102011076159A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine mit einem axialen Federelement
CN202309404U (zh) * 2011-10-20 2012-07-04 浙江海宏电器有限公司 压力式电机转子专用推刀
DE102012110157A1 (de) * 2012-10-24 2014-06-12 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Rotor für einen Asynchronmotor
DE102013202403A1 (de) * 2013-02-14 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh Fliehkraftabstützung eines Kurzschlussrings bei Induktionsmaschinen
DE102013208856A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-20 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Läufer eines Schwungmassenspeichers
DE102014211072A1 (de) * 2014-06-11 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Elektrische Asynchronmaschine mit innen liegendem Stabilisierungsring für den Kurzschlussring
JP2016010266A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 かご型回転電機
JP6178781B2 (ja) * 2014-12-25 2017-08-09 東芝三菱電機産業システム株式会社 かご型誘導電動機およびかご型誘導電動機用回転子
EP3082227A1 (de) * 2015-04-14 2016-10-19 Siemens Aktiengesellschaft Rotor einer asynchronmaschine
DE102016202264A1 (de) * 2016-02-15 2017-08-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Rotor für eine Elektromaschine, Elektromaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rotors
DE102016204794A1 (de) * 2016-03-23 2017-09-28 Thyssenkrupp Ag Rotorsegment einer elektrischen Maschine
DE102016215701A1 (de) * 2016-08-22 2018-02-22 Thyssenkrupp Ag Rotor einer elektrischen Maschine und Verfahren zur Montage des Rotors

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2149970B1 (de) 2008-07-31 2015-03-04 Traktionssysteme Austria GmbH Rotor für Asynchronmaschinen
DE102014106614A1 (de) 2014-05-12 2015-11-12 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Rotorwelle mit Blechpaket

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021134040A1 (de) 2021-12-21 2023-06-22 Jheeco E-Drive Ag Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine elektrische Maschine
CN113991947A (zh) * 2021-12-27 2022-01-28 天津飞旋科技股份有限公司 定位工装及转子叠片装配方法
CN113991947B (zh) * 2021-12-27 2022-03-08 天津飞旋科技股份有限公司 定位工装及转子叠片装配方法

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CN111788759A (zh) 2020-10-16
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