WO2022083859A1 - Sheet metal laminated core of an electric machine - Google Patents

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WO2022083859A1
WO2022083859A1 PCT/EP2020/079668 EP2020079668W WO2022083859A1 WO 2022083859 A1 WO2022083859 A1 WO 2022083859A1 EP 2020079668 W EP2020079668 W EP 2020079668W WO 2022083859 A1 WO2022083859 A1 WO 2022083859A1
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WO
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laminations
stator
rotor
pack
electrical machine
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/079668
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German (de)
French (fr)
Inventor
Nikolaus Mayr
Rene TOLPEIT
Christian Petruzzino
Original Assignee
Gkn Automotive Limited
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Publication date
Application filed by Gkn Automotive Limited filed Critical Gkn Automotive Limited
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    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
    • H02K15/028—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots for fastening to casing or support, respectively to shaft or hub

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine, such as an electric motor or generator, which has a stator, a rotor, which is mounted such that it can rotate about an axis of rotation relative to the stator, and at least one laminated core which is connected to the stator or the rotor via a press fit is non-rotatably connected, comprising, wherein the at least one disk pack has a plurality of sheet metal disks, which are arranged in layers along a longitudinal axis, which is coaxial to the axis of rotation in the assembled state of the at least one disk pack.
  • the assemblies of such electrical machines, which carry the magnetic flux, are composed of individual ferromagnetic laminations, with the individual laminations being layered to form laminations.
  • the individual laminations are electrically insulated from one another, for example by means of an appropriate coating.
  • the laminations have an essentially ring-shaped or round shape.
  • the individual laminations can have recesses or radial slits, with the laminations of a lamination stack having an identical design and the recesses or slits being aligned axially with one another.
  • the recesses and slots are used to accommodate armature windings ’0 to induce an exciter field in electric motors or to absorb the induced current in generators or to accommodate permanent magnets.
  • the torque generated between the stator and the rotor must be transmitted by the laminations to other torque-transmitting components, for example from the laminations of the stator to a stator housing and from the laminations of the rotor to a rotor shaft.
  • all laminations of the lamella to press the power packs with a press fit into the stator housing or onto the rotor shaft, so that torque can be transmitted via the press fit.
  • Shrink-fitting is a technical process for the non-positive connection of two components, in which the property of thermal expansion is used.
  • the components to be connected are manufactured with an interference fit.
  • the external component e.g. the stator housing
  • the internal component e.g. the stator-side laminations.
  • the component on the outside shrinks again and is pressed onto the component on the inside.
  • Stretching or cold stretching is a process for the non-positive connection of two components, in which the property of thermal expansion is also used. This is done by cooling down the internal component (e.g. the rotor shaft) and then pushing the external component (e.g. the disk pack on the rotor side) onto the internal, cooled component. When the internal component heats up to room temperature, it expands, causing the two components to be pressed together.
  • internal component e.g. the rotor shaft
  • the external component e.g. the disk pack on the rotor side
  • the press fit exerts radial forces on the individual laminations which, in the case of known sheet metal laminations in the form of circular blanks, lead to a radial deformation of the sheet laminations which are thus formed, and which make the press fit possible.
  • further deformations can occur, such as, for example, wave-like deformations over the circumference of a circular sheet-metal lamination.
  • These further deformations can vary from lamina to lamina, so that air gaps form between two adjacent laminations can form, which impair the electromagnetic efficiency of the electrical machine or cause noise due to vibrating metal laminations.
  • An electric motor is known from DE 101 23 224 A1, which has a stator which is inserted in a motor housing. A rotor is rotatably mounted in the stator.
  • the stator has a plurality of plate-shaped stator lamellae made of sheet metal arranged one behind the other and accommodating the field winding.
  • the individual stator laminations are combined into a lamina pack and then inserted into a prepared mount in the motor housing with radial o play.
  • individual stator lamellae are designed as deformable clamping lamellae, which are approximately plate-shaped in the unloaded state and deform radially, in particular expand, when an axial force is applied.
  • the axial loading is achieved via screws which are guided through bores in the plate pack and 5 are screwed into a base of the motor housing.
  • the screw with a screw head is supported axially against the disk pack, so that the stator laminations, including the at least one clamping lamina, are held together in the installed position in the motor housing and are fixed relative to the motor housing.
  • the clamping plate is axially compressed and thus expands radially, which means that the clamping plate is pressed against the surrounding wall in the motor housing. This is intended to ensure that both the clamping lamina and the other stator laminations, which are connected to the clamping lamina via the fastening element, are seated firmly.
  • the object of the present invention is to provide an electrical machine in which a secure fit of the individual laminations is ensured and which is of simple construction.
  • an electrical machine such as an electric motor or generator, which has a stator, at least one rotor, which is mounted so that it can rotate about an axis of rotation relative to the stator, and at least one laminated core, which is connected to the stator or the at least one Rotor is rotatably connected via a press fit, comprises, wherein the at least one disk set has a plurality of sheet metal lamellae, which are arranged in layers on top of one another along a longitudinal axis, which in the assembled state of the at least one disk pack is coaxial to the axis of rotation, and wherein the sheet metal lamellae are plate-shaped in the unassembled state of the at least one disk pack and are arranged in the same orientation to one another along the longitudinal axis are.
  • the deformation of the individual laminations can be controlled since the deformation direction is predetermined.
  • the laminations are therefore deformed in the same axial direction when the press fit is assembled, so that gaps between the individual laminations are avoided. All sheet metal laminations are therefore preferably designed identically and aligned in the same direction.
  • the laminations can be ring-shaped and have a central recess.
  • the at least one laminated core can comprise a stator-side laminated core, wherein the rotor can be accommodated rotatably in the mutually aligned central recesses of the laminations of the stator-side laminated core.
  • the at least one disk pack can alternatively or additionally comprise a rotor-side disk pack, the sheet metal disks being seated with their central recesses on a rotor shaft.
  • the individual laminations can have recesses or radial slits, the laminations of a lamina pack being designed identically and the recesses or slits being axially aligned with one another. In the case of several disk packs arranged one behind the other, these can be arranged rotated relative to one another, so that the recesses or radial slots are aligned somewhat offset relative to one another. The recesses and slots serve to accommodate armature windings or permanent magnets.
  • the individual laminations can also have radially protruding formations, which are supported in the circumferential direction, for example, to prevent twisting in recesses in the rotor or in the stator. In principle, an arrangement is also conceivable in which the rotor is arranged on the outside so that it can rotate around the stator.
  • the sheet metal lamellae In a simple configuration of the sheet metal lamellae, they are designed in the shape of a truncated cone 5 . However, in longitudinal section they can also have a course that deviates from a straight course, for example a curved or wavy course.
  • the sheet metal laminations viewed in the direction of the longitudinal axis o, have an axial height which corresponds at most to 20 times, in particular up to four times, the sheet metal thickness.
  • the axial height can be in a range from twice to three times the sheet metal thickness.
  • the maximum axial height refers to the maximum sheet thickness of the respective sheet metal lamella.
  • the torque can be transmitted between the at least one disk set and the stator or the rotor exclusively via a press fit between the disk set and the stator or the rotor, resulting in a particularly simple structure that requires no further torque-transmitting components.
  • All of the laminations of the at least one lamination stack can be arranged with a press fit in a stator housing or on a rotor shaft.
  • the at least one laminated core can comprise a stator-side laminated core, '5 wherein the stator-side laminated core passes through in a receptacle of a stator housing
  • the laminations of the stator-side laminations are oversized in relation to their outer diameter compared to the receptacle of the stator housing.
  • the deformation direction of the laminations is predetermined and the same for all laminations of the stator-side laminations, so that gaps between individual Sheet metal slats are avoided due to different directions of deformation.
  • a sufficient press fit is maintained, so that reliable torque transmission is always guaranteed.
  • the outer diameter of the laminations in the stator housing are smaller than in the unassembled state due to the press fit.
  • the laminations are arranged with the axial end at the front that has the smallest diameter.
  • the outer edges of the sheet metal laminations are thus oriented backwards against the direction of assembly when they are pressed in or pushed in, and are bent further backwards by the press fit.
  • the at least one lamina pack can also, alternatively or in addition to the stator-side lamina pack, comprise a rotor-side lamina pack, the rotor-side lamina pack being mounted on a rotor shaft of the rotor by pressing or shrinking the rotor-side lamina pack onto the rotor shaft and/or by stretching the rotor shaft into the disk pack on the rotor side is fixed.
  • the rotor shaft is oversized in relation to its outside diameter compared to the inside diameters of the laminations of the rotor-side laminations.
  • the direction of deformation of the laminations is specified here and is the same for all laminations of the rotor-side lamination pack, so that gaps between individual laminations due to different directions of deformation are avoided.
  • both at least one stator-side lamination stack and at least one rotor-side lamination stack are provided, the laminations of the stator-side lamination stack being inclined in the same direction relative to the axis of rotation as the laminations of the rotor-side lamination set.
  • the orientations of all laminations can run parallel to one another.
  • a clamping arrangement is provided, by means of which the laminations of the at least one lamina pack are clamped axially. In this way, the individual laminations are held together securely.
  • the clamping arrangement can have at least one clamping bolt which is passed through a fastening bore in the disk pack parallel to the axis of rotation, the axially outer sheet metal disks of the disk pack being supported axially against clamping elements connected to the clamping bolt.
  • the fastening bore 15 in the plate assembly is formed by recesses in the individual sheet metal plates, with the recesses of the individual sheet metal plates being aligned axially with one another.
  • the clamping arrangement can be designed in such a way that the sheet metal lamellae are elastically deformed from their plate shape into a flat round shape by the clamping. This deformation of the laminations in a plane perpendicular to the
  • the laminations tend to a radial widening to the outside and a radial constriction to the inside. In the unassembled state, the outside diameter of the laminations would therefore increase and the inside diameter would decrease.
  • the laminated core is a stator-side laminated core that is accommodated in a recess in a stator housing
  • an existing press fit can therefore be reinforced since the radial oversize of the outer diameter of the laminations is increased in relation to the inner diameter of the receptacle, so an alternative can be provided that the disk pack is inserted into the recess axially unstressed with a transition fit or clearance fit, so that the disk pack can be assembled with little axial effort.
  • the plate pack is then clamped axially by means of the clamping arrangement, so that the outer diameter of the laminations increases, the dimensions being adapted in such a way that the clamping results in a press fit of the laminations within the receptacle of the stator housing.
  • the disk pack is a rotor-side disk pack that is mounted on a rotor shaft
  • an existing press fit can be reinforced because the radial oversize of the inner diameter of the laminations is increased in relation to the outer diameter of the rotor shaft.
  • the disk set is pushed onto the rotor shaft without axial tension with a transition fit or clearance fit, so that the disk set can be assembled with little axial effort.
  • the disk pack is then clamped axially by means of the clamping arrangement, so that the inside diameter of the laminations is reduced, with the dimensions being adjusted such that the clamping results in a press fit of the laminations on the rotor shaft 15 .
  • the clamping elements can be ring-shaped clamping disks which, in the clamped state, are in planar contact with one of the axially outer sheet metal lamellae.
  • the clamping discs are dimensionally stable, i.e. they have a significantly higher rigidity against deformation during axial tensioning than the sheet metal laminations, so that the sheet metal laminations are pressed flat against the clamping discs and pressed flat against the outer sheet metal laminations.
  • the clamping arrangement can also have two securing elements which are arranged on the stator housing or on the rotor shaft and against which the axially outer laminations of the laminations are supported axially.
  • One of the securing elements can be, for example, an annular shoulder (annular shoulder), so that a disk pack can initially be pushed axially into the stator housing or onto the rotor shaft until the disk pack comes into contact axially with the annular shoulder.
  • the annular shoulder can also be replaced by a circlip seated in a circumferential groove.
  • the other of the two securing elements can be a (further) securing ring.
  • the disk pack can first be pushed onto the rotor shaft until it is supported axially against the annular shoulder or the retaining ring.
  • the plate pack is then axially braced and compressed and secured in the compressed position by the (further) retaining ring, which is arranged on the side of the plate pack facing away from the first retaining ring.
  • stator-side laminated core can also be secured in the receptacle of the stator housing in the same way.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a stator-side laminated core in the unassembled state
  • Figure 2 is a schematic side view of one mounted in a stator housing
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a disk pack on the rotor side in the unassembled state
  • FIG. 4 shows a schematic side view of a disk pack mounted on a rotor shaft
  • FIG. 5 shows a side view of a lamina of a lamina pack on the stator side
  • FIG. 6 shows an enlarged partial view of the lamina according to FIG. 5
  • FIG. 7 shows a side view of a lamina of a rotor-side lamina
  • FIG. 8 shows an enlarged partial view of the lamina according to FIG. 7,
  • FIG. 9 shows a longitudinal section of an electrical machine with a stator-side o lamina set and a rotor-side lamina set
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a rotor with two disk packs and clamping bolts in the unclamped state in longitudinal section
  • FIG. 11 shows a schematic representation according to FIG. 10 with axially braced disk packs
  • FIG. 12 shows a schematic representation of a rotor with a disk pack and clamping bolts with clamping disks in the unclamped state
  • FIG. 13 shows a schematic representation according to FIG. 12 with an axially braced plate pack
  • Figure 14 is a schematic representation of a rotor with two disk packs and clamping bolts with clamping washers in the unclamped state in longitudinal section,
  • FIG. 15 shows a schematic illustration according to FIG. 14 with axially braced plate packs
  • FIG. 16 is a schematic representation of a rotor with two disk packs in the unstressed state in longitudinal section
  • FIG. 17 shows a schematic representation according to FIG
  • FIG. 18 shows a longitudinal section of an electrical machine with two stator-side laminations and two rotors, each with a rotor-side laminations.
  • Figures 1 and 2 show schematic side views of a stator-side plate pack 1 in the unassembled state ( Figure 1) and in a state in which the stator-o tor-side plate pack 1 is mounted in a stator housing 2 of an electrical machine, such as an electric motor.
  • FIGS. 3 and 4 show comparable schematic side views of a rotor-side disk set 3 in the unassembled state (FIG. 3) and in a state in which the rotor-side disk set 3 is mounted on a rotor shaft 4 of the electrical machine.
  • Figures 1 to 4 5 are described together below.
  • the stator-side lamination stack 1 has a plurality of laminations 5, which are arranged in layers along a longitudinal axis L, which in the assembled state of the stator-side lamination stack is coaxial to an axis of rotation R of the rotor shaft 4 relative to the stator housing 2.
  • the laminations 5 are plate-shaped and are arranged along the longitudinal axis L in the same orientation to one another.
  • the laminations 5 are ring-shaped and cone-shaped, with the laminations being arranged in the same orientation relative to the longitudinal axis L in the same direction in the half-longitudinal section due to the arrangement in the same orientation.
  • stator-side laminated core 1 In order to assemble the stator-side laminated core 1 , it is axially pressed into a receptacle 34 so in the stator housing 2 .
  • the laminations 5 in this case have an outer diameter that is greater than the inner diameter of the receptacle 34 in the unassembled state, so that pressing the stator-side laminations 1 into the receptacle 34 creates a press fit between the stator housing 2 and the Sheet metal laminations 5 results in what is indicated in FIG. 2 by the radially directed arrows.
  • the laminated core 1 on the stator side is pressed into the receptacle 34 axially with respect to the longitudinal axis L in an assembly direction, the sheet metal laminates 5 being arranged with the axial end at the front that has the smallest diameter.
  • the pressing in of the sheet metal laminations 5 and the frictional force between the outer edges on the outer circumference of the sheet metal laminations 5 and the inner surface of the receptacle 34 creates a frictional force on the outer edges of the sheet metal laminations 5, which is aligned opposite to the assembly direction M, so that the inflation is amplified.
  • the stator-side lamination stack 1 can be fastened by expanding the stator-side lamination stack 1 into the receptacle 34 '0 and/or by shrinking the stator housing 2 onto the stator-side lamination stack 1 .
  • the rotor-side lamination stack 3 also has a plurality of laminations 6, which are arranged in layers along the longitudinal axis L, one on top of the other.
  • the laminations 6 are designed in the shape of a plate in the unassembled state of the rotor-side lamination set 3 and are arranged along the longitudinal axis L in the same orientation to one another.
  • the laminations 6 are ring-shaped and cone-shaped, the laminations being arranged inclined in the same direction relative to the longitudinal axis L in the half-longitudinal section due to the arrangement in the same orientation.
  • the laminations 6 of the rotor-side laminations 3 each have a central Breakthrough 7, which is arranged coaxially to the longitudinal axis L.
  • the central openings 7 of all laminations 6 are aligned with one another, so that the laminations 3 on the rotor side can be slid or pressed onto the rotor shaft 4 .
  • the inner diameter of the laminations 6 in the unassembled state 5 is smaller than the outer diameter of the rotor shaft 4, so that pressing the rotor-side laminations 3 onto the rotor shaft 4 results in a press fit between the rotor shaft 4 and the laminations 6, which is shown in Figure 4 is indicated by the radially directed arrows.
  • the rotor-side disk set 3 can be fastened by pressing or shrinking the rotor-side disk set 3 onto the rotor shaft 4 and/or by stretching the rotor shaft 4 into the rotor-side disk set 3 .
  • the laminations 6 By pressing on the laminations 6, they are radially expanded, so that the laminations 6 become more expensive.
  • the direction of deformation during pressing is predetermined by the plate-shaped 15 configuration and the rectified arrangement of the sheet metal lamellae 6 .
  • the laminations 5 of the laminated core 1 on the stator side also each have a central opening 8, the central openings 8 of all laminations 5 being aligned with one another.
  • the rotor-side lamination stack 3 is arranged in the central openings 8 of the laminations 5 of the stator-side lamination stack 1 and is rotatably mounted via the rotor axis 4 .
  • the laminations 5, 6 each have recesses or openings for receiving turns of armature coils, so that by applying a three-phase current to the armature coils of the stator-side laminations 5, a rotating magnetic field is applied to the rotor-side laminations 3 with the windings arranged there to drive the rotor shaft 4.
  • Torque can be transmitted between the stator housing 2 and the rotor shaft 4 via the two disk sets 1 , 3 via the press fit of the stator-side disk set 1 in the stator housing 2 and the press fit of the rotor-side disk set 3 on the rotor shaft 4 .
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of one of the laminations 5 of the stator-side laminations 1 and FIG. 6 shows an enlarged view of section VI according to FIG 5.
  • the lamina 5 is shown from the opposite side compared to FIGS. 1 and 2 and is thus designed in the opposite direction as a plate. This means that that axial end of the lamina 5 with the smallest diameter, which corresponds to the inner diameter of the central opening 8, is shown on the left in Figure 5, and that axial end of the lamina 5 with the largest diameter, which corresponds to the outer diameter of the lamina 5 corresponds, is shown on the right in FIG.
  • the sheet metal lamination 5 has a constant sheet metal thickness D. Furthermore, the Blechla- o melle 5 has an axial height H in the direction of the longitudinal axis L, the axial height
  • H in the exemplary embodiment shown is approximately two to three times as large as the sheet thickness D.
  • Figures 7 shows the longitudinal section of one of the laminations 6 of the rotor-side lamina pack 3 and Figure 8 shows an enlarged representation of section VIII according to Figure 7.
  • the laminations 6 are also shown from the opposite side compared to Figures 3 and 4 and are therefore in the opposite direction shaped like a plate. This means that that axial end of the lamina 6 with the smallest diameter, which corresponds to the inside diameter of the central opening '0 7, is shown on the left in FIG. 7, and that axial end of the lamina
  • the sheet metal lamination 6 has a constant sheet metal thickness d, which in the present case corresponds to the sheet metal thickness D of the sheet metal lamination 5 of the lamination stack on the stator side. Furthermore, the sheet metal lamella 6 has an axial height h in the direction of the longitudinal axis L, the axial height h in the exemplary embodiment shown being approximately two to three times as great as the sheet metal thickness d. 9 shows an electrical machine, such as an electric motor, in longitudinal section. Elements that correspond to elements of the components described above are provided with the same reference numbers and are described there. The electrical machine has a rotor shaft 4 on which a rotor-side disk pack 3 is pressed with a press fit in a torque-proof manner.
  • the laminations of the rotor-side laminations 3 are plate-shaped, as explained in the preceding figures, with all laminations viewed in longitudinal section from radially inside to 5 radially outside aligned tilted to the right relative to the longitudinal axis L or the axis of rotation R.
  • a stator-side lamination stack 1 is pressed into a receptacle 34 of a stator housing 2, with the laminations here also being plate-shaped and being inclined in the same direction as the laminations of the rotor-side lamination stack 3.
  • the laminations of the stator-side lamination stack 1 can be the laminations of the rotor-side laminations 3 can be inclined in the opposite direction.
  • the rotor-side lamination stack 3 is rotatably arranged within the stator-side lamination stack 1 .
  • the stator housing 2 has a bottom 9 in which a bushing 10 is arranged coaxially to the axis of rotation R, in which the rotor shaft 4 is rotatably mounted via a bearing 11 .
  • a cover 12 is mounted on the stator housing 2, which has a bushing 13 which is arranged coaxially to the axis of rotation R and in which the rotor shaft 4 is rotatably mounted via a bearing 14 .
  • FIGS. 10 to 17 show exemplary embodiments in which the laminations are plate-shaped in the unassembled or incompletely assembled state, but are braced in the final assembled state and during operation of the electrical machine in such a way that they are no longer plate-shaped are designed, but as a substantially circular sheet metal lamellae, which are arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation.
  • FIGS. 10 and 11 show an exemplary embodiment with two rotor-side disk packs 3, 3′, both of which are mounted on a common rotor shaft 4.
  • FIG. 10 shows a pre-assembled state
  • FIG. 11 shows a final assembled state.
  • the laminations 6 of each individual lamina set 3, 3' are arranged in the same direction, 5 with the laminations 6 of one lamina set 3 being aligned in the opposite direction to the laminations 6' of the other lamination set 3'.
  • the inner edge of the inner edge of the inner edge of the inner edge of the inner edge of the outermost right lamina 6′ of the right-hand plate assembly 3′ is in contact with the leftmost inner edge of the right-hand plate assembly 3.
  • a gap 20 which widens outwards in a V-shape in longitudinal section is thus formed between the two disk packs 3, 3'.
  • the exemplary embodiment shown has a clamping arrangement 15 with two identical clamping bolts 16 shown, of which the upper clamping bolt 16 is described as representative of the other clamping bolts.
  • the clamping bolt 16 is inserted through recesses 17 in the laminations 6, 6', the recesses 17 of all laminations 6, 6' being aligned with one another and forming a common fastening bore of the laminations 3, 3'.
  • clamping elements in the form of threaded nuts 18, 19 are screwed onto corresponding threaded sections of the clamping bolt 16, against which the axially outer sheet metal disks of the disk sets 3, 3' are axially supported.
  • the disk packs 3, 3' can be pushed onto the rotor shaft 4 with a press fit, alternatively also with a transition fit or clearance fit, without the clamping arrangement 15 being clamped.
  • the disk packs 3, 3' can be preassembled onto the rotor shaft 4 with relatively little effort.
  • the threaded nuts 18, 19 can be further screwed onto the clamping bolt 16 and thus clamp the sheet metal laminations 6, 6' in such a way that they are converted from their plate-shaped shape into a round shape in which they are formed flat to planes perpendicular to the axis of rotation R are.
  • the gap 20 is closed and the laminations 6, 6', which border on the gap 20, come flat in attachment to each other.
  • FIGS. 12 and 13 show a further exemplary embodiment in which a single disk pack 1 is provided. Details that correspond to details of the exemplary embodiment according to FIGS. 10 and 11 are provided with the same reference symbols and are described there. In principle, it would also be conceivable for a plurality of disk packs 3 to be arranged axially next to one another.
  • the clamping arrangement 15 is designed similarly to that according to FIGS. However, the threaded nuts 18, 19 are not supported axially directly against the disk pack 51, but rather against an interposed clamping disk 21, 22.
  • Clamping disks 21, 22 are circular and have approximately the same radial dimensions as the laminations 6 of the disk set 3, the clamping disks 21, 22 being designed to be dimensionally stable, i.e. their shape is not significantly changed when axial forces are applied. This makes it possible for the two clamping disks 21, 22 to be moved towards one another by the '0 clamping of the clamping unit 15 and the laminations 6 of the lamina set 3 to be clamped in such a way that they are pressed flat, analogously to the exemplary embodiment according to FIGS will.
  • the rotor shaft 4 has a circumferential collar 23 against which one of the two clamping disks 22 is axially supported in the direction of the opposite clamping disk 21. Furthermore, the disk set 3 is supported against the collar 23 on the inside. In principle, it is also conceivable that no collar is provided. so
  • FIGS. 14 and 15 show a further exemplary embodiment, details which correspond to details of the exemplary embodiment according to FIGS. 12 and 13 being provided with the same reference symbols.
  • the embodiment corresponds largely to the embodiment according to Figures 12 and 13, wherein two disk packs 3, 3' are provided here, as is also the case in the exemplary embodiment according to FIGS.
  • no collar is provided on the rotor shaft 4 .
  • Figures 16 and 17 show an embodiment with two disk packs 3, 3 'and a clamping arrangement 15, which has no clamping bolts. Rather, a collar is provided according to the exemplary embodiment according to FIGS. 14 and 15, which serves as a tensioning element and against which one of the two disk packs 1 is supported on the inside.
  • a retaining ring 24 is provided as the second clamping element, which is inserted into a circumferential groove 25 in the rotor shaft 4 after the disk sets 3, 3' have been clamped.
  • stator-side laminated cores which are braced and fixed in the stator housing in accordance with the exemplary embodiments according to FIG. 10 to 17.
  • Figure 18 shows a longitudinal section of an electric machine, such as an electric motor, similar to the electric machine according to Figure 9, wherein elements which correspond to elements of the embodiment according to Figure 9 are given the same reference numerals and are described there.
  • the electrical machine has a first rotor shaft 4 and a second rotor shaft 26 arranged coaxially thereto, on each of which a rotor-side disk pack 3, 29 is pressed with a press fit in a torque-proof manner.
  • the laminations of the rotor-side laminations 3, 29 are plate-shaped, as explained in the embodiment according to FIG.
  • the electrical machine has a first stator housing 2, in which the first rotor shaft 4 is rotatably arranged, and a second stator housing 30, in which the second rotor shaft 50 is rotatably arranged on.
  • the two stator housings 2, 30 are arranged in a common cover housing 12.
  • a stator-side laminated core is in a receptacle 34 of the first stator housing 2
  • the first stator housing 2 has a base 9 in which a bushing 10 is arranged coaxially to the axis of rotation R, in which the rotor shaft 4 via a bearing 11 is rotatably mounted.
  • Another stator-side lamination stack 28 is pressed into a receptacle 35 of the second stator housing 30, with the laminations here also being plate-shaped and arranged inclined in the same direction as the laminations of the rotor-side lamination stack 29 of the second rotor shaft 26.
  • the second stator housing 30 has a bottom 27 in which a passage 32 is arranged coaxially to the axis of rotation R, in which the second rotor shaft 26 is rotatably mounted via a bearing 33 .
  • the cover housing 12 has a wall 36 in which a bushing 13 is arranged, which is arranged coaxially to the axis of rotation R and in which the first rotor shaft 4 and the second rotor shaft 26 via bearings 14, 31 are rotatably mounted.

Abstract

The invention relates to an electric machine comprising: - a stator, - at least one rotor (4) which is rotatably mounted relative to the stator about a rotational axis (R), and - at least one laminated core (3, 3') which is rotationally fixed to the stator (2) or the at least one rotor (4), wherein - the at least one laminated core (3, 3') has a plurality of sheet metal laminations (6, 6') which are stacked one against the other along a longitudinal direction (L) that is coaxial to the rotational axis (R) in the assembled state of the at least one laminated core (3, 3'), and - the sheet metal laminations (6, 6') are designed to be disc-shaped in the unassembled state of the at least one laminated core (3, 3') and are arranged in the same orientation relative to one another along the longitudinal axis (L).

Description

BLECHLAMELLENPAKET EINER ELEKTRISCHE MASCHINE TIN LOAD PACK OF AN ELECTRICAL MACHINE
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Elektromotor oder Generator, die einen Stator, einen Rotor, der relativ zum Stator um eine Dreh- 5 achse drehbar gelagert ist, und mindestens ein Lamellenpaket, das mit dem Stator oder dem Rotor über einen Presssitz drehfest verbunden ist, umfasst, wobei das mindestens eine Lamellenpaket eine Mehrzahl von Blechlamellen aufweist, die entlang einer Längsachse, die im montierten Zustand des mindestens einen Lamellenpaktes koaxial zur Drehachse ist, aneinander geschichtet angeordnet sind. io The invention relates to an electrical machine, such as an electric motor or generator, which has a stator, a rotor, which is mounted such that it can rotate about an axis of rotation relative to the stator, and at least one laminated core which is connected to the stator or the rotor via a press fit is non-rotatably connected, comprising, wherein the at least one disk pack has a plurality of sheet metal disks, which are arranged in layers along a longitudinal axis, which is coaxial to the axis of rotation in the assembled state of the at least one disk pack. ok
Die Baugruppen solcher elektrischer Maschinen, die den magnetischen Fluss führen, werden aus einzelnen ferromagnetischen Blechlamellen zusammengesetzt, wobei die einzelnen Blechlamellen zu Lamellenpaketen geschichtet werden. Die einzelnen Blechlamellen sind gegeneinander elektrisch isoliert, zum Beispiel mittels einer ent- 15 sprechenden Beschichtung. Die Blechlamellen haben eine im Wesentlichen ringförmige bzw. rondenförmige Gestaltung. Die einzelnen Blechlamellen können Ausnehmungen oder radiale Schlitze aufweisen, wobei die Blechlamellen eines Lamellenpakets identisch gestaltet sind und die Ausnehmungen oder Schlitze axial zueinander fluchten. Die Ausnehmungen und Schlitze dienen zur Aufnahme von Ankerwicklungen ’0 zum Induzieren eines Erregerfeldes bei Elektromotoren oder Aufnahme des induzierten Stroms bei Generatoren oder zur Aufnahme von Permanentmagneten. The assemblies of such electrical machines, which carry the magnetic flux, are composed of individual ferromagnetic laminations, with the individual laminations being layered to form laminations. The individual laminations are electrically insulated from one another, for example by means of an appropriate coating. The laminations have an essentially ring-shaped or round shape. The individual laminations can have recesses or radial slits, with the laminations of a lamination stack having an identical design and the recesses or slits being aligned axially with one another. The recesses and slots are used to accommodate armature windings ’0 to induce an exciter field in electric motors or to absorb the induced current in generators or to accommodate permanent magnets.
Das zwischen dem Stator und dem Rotor erzeugte Drehmoment muss von den Lamellenpaketen auf weitere drehmomentübertragende Bauteile übertragen werden, zum ’5 Beispiel vom Lamellenpaket des Stators auf ein Statorgehäuse und vom Lamellenpaket des Rotors auf eine Rotorwelle. Hierzu ist bekannt, alle Blechlamellen der Lamel- lenpakete mit Presssitz in das Statorgehäuse bzw. auf die Rotorwelle zu pressen, sodass über den Presssitz Drehmoment übertragen werden kann. Es ist auch möglich, das Statorgehäuse auf die Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets aufzuschrumpfen und/oder die Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets in eine Auf- 5 nähme des Statorgehäuses einzudehenen bzw. kaltzudehnen. The torque generated between the stator and the rotor must be transmitted by the laminations to other torque-transmitting components, for example from the laminations of the stator to a stator housing and from the laminations of the rotor to a rotor shaft. For this it is known that all laminations of the lamella to press the power packs with a press fit into the stator housing or onto the rotor shaft, so that torque can be transmitted via the press fit. It is also possible to shrink the stator housing onto the laminations of the stator-side laminations and/or to stretch or cold-stretch the laminations of the stator-side lamination into a receptacle of the stator housing.
Aufschrumpfen ist ein technisches Verfahren zum kraftschlüssigen Verbinden zweier Bauteile, bei dem die Eigenschaft der Wärmeausdehnung genutzt wird. Bei diesem Verfahren werden die miteinander zu verbindenden Bauteile mit einer Übermaßpas- o sung gefertigt. Das außenliegende Bauteil (zum Beispiel das Statorgehäuse) wird erhitzt, wodurch es sich ausdehnt und im erhitzten Zustand auf das innenliegende Bauteil (zum Beispiel das statorseitige Lamellenpaket) aufgeschoben werden kann. Beim Erkalten schrumpft das außenliegende Bauteil wieder und wird auf das innenliegende Bauteil aufgepresst. Shrink-fitting is a technical process for the non-positive connection of two components, in which the property of thermal expansion is used. In this process, the components to be connected are manufactured with an interference fit. The external component (e.g. the stator housing) is heated, causing it to expand and, when heated, can be pushed onto the internal component (e.g. the stator-side laminations). When it cools down, the component on the outside shrinks again and is pressed onto the component on the inside.
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Beim Eindehnen oder Kaltdehnen (auch Kaltschrumpfen genannt) handelt es sich um ein Verfahren zum kraftschlüssigen Verbinden zweier Bauteile, bei dem ebenfalls die Eigenschaft der Wärmeausdehnung genutzt wird. Dies geschieht, indem das innenliegende Bauteil (zum Beispiel die Rotorwelle) abgekühlt wird, und anschließend das au- ’0 ßenliegende Bauteil (zum Beispiel das rotorseitige Lamellenpaket) auf das innenliegende, abgekühlte Bauteil aufgeschoben wird. Bei Erwärmung des innenliegenden Bauteils auf Raumtemperatur dehnt sich dieses aus, wodurch die beiden Bauteile aufeinander gepresst werden. Stretching or cold stretching (also called cold shrinking) is a process for the non-positive connection of two components, in which the property of thermal expansion is also used. This is done by cooling down the internal component (e.g. the rotor shaft) and then pushing the external component (e.g. the disk pack on the rotor side) onto the internal, cooled component. When the internal component heats up to room temperature, it expands, causing the two components to be pressed together.
’5 Beide Verfahren, also das Aufschrumpfen und das Eindehnen, können miteinander und mit dem üblichen Auf- bzw. Einpressen kombiniert werden. ’5 Both methods, i.e. shrinking and stretching, can be combined with each other and with the usual pressing on or in.
Durch den Presssitz werden radiale Kräfte auf die einzelnen Blechlamellen ausgeübt, die bei bekannten rondenförmigen Blechlamellen zu einer radialen Verformung der so Blechlamellen führen, durch die der Presssitz ermöglicht wird. Neben dieser gewünschten radialen Verformung können weiteren Verformungen auftreten, wie zum Beispiel wellenförmige Verformungen über den Umfang einer rondenförmigen Blechlamelle. Diese weiteren Verformungen können von Blechlamelle zu Blechlamelle unterschiedlich sein, sodass sich zwischen zwei benachbarten Blechlamellen Luftspalte ausbilden können, die die elektromagnetische Effizienz der elektrischen Maschine beeinträchtigen oder Geräusche durch schwingende Blechlamellen verursachen. The press fit exerts radial forces on the individual laminations which, in the case of known sheet metal laminations in the form of circular blanks, lead to a radial deformation of the sheet laminations which are thus formed, and which make the press fit possible. In addition to this desired radial deformation, further deformations can occur, such as, for example, wave-like deformations over the circumference of a circular sheet-metal lamination. These further deformations can vary from lamina to lamina, so that air gaps form between two adjacent laminations can form, which impair the electromagnetic efficiency of the electrical machine or cause noise due to vibrating metal laminations.
Aus der DE 101 23 224 A1 ist ein Elektromotor bekannt, der einen Stator aufweist, der 5 in einem Motorgehäuse eingesetzt ist. In dem Stator ist ein Rotor drehbar gelagert. An electric motor is known from DE 101 23 224 A1, which has a stator which is inserted in a motor housing. A rotor is rotatably mounted in the stator.
Der Stator weist eine Mehrzahl hintereinander angeordnete, plattenförmige Statorlamellen aus Blech auf, die die Erregerwicklung aufnehmen. Bei der Montage des Elektromotors werden die einzelnen Statorlamellen zu einem Lamellenpaket zusammengefasst und anschließend in eine vorbereitete Aufnahme im Motorgehäuse mit Radial- o spiel eingesetzt. Um eine feste Verbindung zwischen Stator und Motorgehäuse sicherzustellen, sind einzelne Statorlamellen als verformbare Klemmlamelle ausgebildet, die im unbelasteten Zustand näherungsweise tellerförmig ausgebildet sind und sich bei axialer Kraftbeaufschlagung radial verformen, insbesondere erweitern. Die axiale Beaufschlagung wird über Schrauben erreicht, welche durch Bohrungen im Lamellenpa- 5 ket geführt sind und in einen Boden des Motorgehäuses eingeschraubt sind. An der vom Boden abgewandten Seite stützt sich die Schraube mit einem Schraubenkopf axial gegen das Lamellenpaket ab, sodass die Statorlamellen einschließlich der mindestens einen Klemmlamelle in Einbaulage im Motorgehäuse zusammen halten und gegenüber dem Motorgehäuse fixiert sind. Als Folge der Kraftbeanspruchung durch ’0 die Schrauben wird die Klemmlamelle axial gestaucht und dehnt sich dadurch radial aus, wodurch die Klemmlamelle an die sie umgebende Wand im Motorgehäuse angepresst wird. Hierdurch soll ein fester Sitz sowohl der Klemmlamelle als auch der weiteren Statorlamellen, welche über das Befestigungselement mit der Klemmlamelle verbunden sind, erreicht werden. The stator has a plurality of plate-shaped stator lamellae made of sheet metal arranged one behind the other and accommodating the field winding. When assembling the electric motor, the individual stator laminations are combined into a lamina pack and then inserted into a prepared mount in the motor housing with radial o play. In order to ensure a firm connection between the stator and the motor housing, individual stator lamellae are designed as deformable clamping lamellae, which are approximately plate-shaped in the unloaded state and deform radially, in particular expand, when an axial force is applied. The axial loading is achieved via screws which are guided through bores in the plate pack and 5 are screwed into a base of the motor housing. On the side facing away from the ground, the screw with a screw head is supported axially against the disk pack, so that the stator laminations, including the at least one clamping lamina, are held together in the installed position in the motor housing and are fixed relative to the motor housing. As a result of the force exerted by the screws, the clamping plate is axially compressed and thus expands radially, which means that the clamping plate is pressed against the surrounding wall in the motor housing. This is intended to ensure that both the clamping lamina and the other stator laminations, which are connected to the clamping lamina via the fastening element, are seated firmly.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Maschine bereitzustellen, bei der ein sicherer Sitz der einzelnen Lamellen sichergestellt ist und die einfach aufgebaut ist. so Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Elektromotor oder Generator, gelöst, die einen Stator, zumindest einen Rotor, der relativ zum Stator um eine Drehachse drehbar gelagert ist, und mindestens ein Lamellenpaket, das mit dem Stator oder dem zumindest einen Rotor über einen Presssitz drehfest verbunden ist, umfasst, wobei das mindestens eine Lamellenpaket eine Mehrzahl von Blechlamellen aufweist, die entlang einer Längsachse, die im montierten Zustand des mindestens einen Lamellenpaktes koaxial zur Drehachse ist, aneinander geschichtet angeordnet sind, und wobei die Blechlamellen im unmontierten Zustand des mindestens einen Lamellenpakets tellerförmig gestaltet sind und entlang der Längsachse in 5 gleicher Orientierung zueinander angeordnet sind. The object of the present invention is to provide an electrical machine in which a secure fit of the individual laminations is ensured and which is of simple construction. The object is achieved by an electrical machine, such as an electric motor or generator, which has a stator, at least one rotor, which is mounted so that it can rotate about an axis of rotation relative to the stator, and at least one laminated core, which is connected to the stator or the at least one Rotor is rotatably connected via a press fit, comprises, wherein the at least one disk set has a plurality of sheet metal lamellae, which are arranged in layers on top of one another along a longitudinal axis, which in the assembled state of the at least one disk pack is coaxial to the axis of rotation, and wherein the sheet metal lamellae are plate-shaped in the unassembled state of the at least one disk pack and are arranged in the same orientation to one another along the longitudinal axis are.
Durch die Ausrichtung der einzelnen Blechlamellen im unmontierten Zustand des Lamellenpakets derart zueinander, dass sie in gleicher Orientierung zueinander angeordnet sind, wird die Verformung der einzelnen Blechlamellen kontrollierbar, da die o Verformungsrichtung vorgegeben ist. Die Blechlamellen verformen sich daher in dieselbe axiale Richtung bei der Montage des Presssitzes, sodass Spalte zwischen einzelnen Blechlamellen vermieden werden. Vorzugsweise sind daher alle Blechlamellen identisch gestaltet und gleichsinnig ausgerichtet. By aligning the individual laminations in the unassembled state of the laminations to one another in such a way that they are arranged in the same orientation to one another, the deformation of the individual laminations can be controlled since the deformation direction is predetermined. The laminations are therefore deformed in the same axial direction when the press fit is assembled, so that gaps between the individual laminations are avoided. All sheet metal laminations are therefore preferably designed identically and aligned in the same direction.
15 Die Blechlamellen können ringförmig gestaltet sein und eine zentrale Ausnehmung aufweisen. Das mindestens eine Lamellenpaket kann ein statorseitiges Lamellenpaket umfassen, wobei in den zueinander fluchtenden zentralen Ausnehmungen der Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets der Rotor drehbar aufgenommen sein kann. Das mindestens eine Lamellenpaket kann alternativ oder zusätzlich ein rotorsei- ’0 tiges Lamellenpaket umfassen, wobei die Blechlamellen mit ihren zentralen Ausnehmungen auf einer Rotorwelle sitzen. 15 The laminations can be ring-shaped and have a central recess. The at least one laminated core can comprise a stator-side laminated core, wherein the rotor can be accommodated rotatably in the mutually aligned central recesses of the laminations of the stator-side laminated core. The at least one disk pack can alternatively or additionally comprise a rotor-side disk pack, the sheet metal disks being seated with their central recesses on a rotor shaft.
Die einzelnen Blechlamellen können Ausnehmungen oder radiale Schlitze aufweisen, wobei die Blechlamellen eines Lamellenpakets identisch gestaltet sind und die Aus- ’5 nehmungen oder Schlitze axial zueinander fluchten. Bei mehreren hintereinander angeordneten Lamellenpaketen können diese verdreht zueinander angeordent sein, so dass die Ausnehmungen oder radiale Schlitze etwas versetzt zueinander ausgerichtet sind. Die Ausnehmungen und Schlitze dienen zur Aufnahme von Ankerwicklungen o- der Permanentmagneten. Die einzelnen Blechlamellen können auch radial vorste- 50 hende Ausformungen aufweisen, die zum Beispiel zur Abstützung gegen ein Verdrehen in Ausnehmungen des Rotors oder des Stators in Umfangsrichtung abgestützt sind. Grundsätzlich ist auch eine Anordnung denkbar, bei der der Rotor außen um den Stator drehbar angeordnet ist. The individual laminations can have recesses or radial slits, the laminations of a lamina pack being designed identically and the recesses or slits being axially aligned with one another. In the case of several disk packs arranged one behind the other, these can be arranged rotated relative to one another, so that the recesses or radial slots are aligned somewhat offset relative to one another. The recesses and slots serve to accommodate armature windings or permanent magnets. The individual laminations can also have radially protruding formations, which are supported in the circumferential direction, for example, to prevent twisting in recesses in the rotor or in the stator. In principle, an arrangement is also conceivable in which the rotor is arranged on the outside so that it can rotate around the stator.
Bei einer einfachen Ausgestaltung der Blechlamellen sind diese kegelstumpfförmig 5 gestaltet. Sie können jedoch auch im Längsschnitt einen von einem geraden Verlauf abweichenden Verlauf, zum Beispiel einen gebogenen oder wellenförmigen Verlauf, aufweisen. In a simple configuration of the sheet metal lamellae, they are designed in the shape of a truncated cone 5 . However, in longitudinal section they can also have a course that deviates from a straight course, for example a curved or wavy course.
In einem Ausführungsbeispiel weisen die Blechlamellen, in Richtung der Längsachse o betrachtet, eine axiale Höhe auf, die maximal dem 20-Fachen, insbesondere bis zum Vierfachen der Blechdicke entspricht. Insbesondere kann die axiale Höhe in einem Bereich vom Zweifachen bis zum Dreifachen der Blechdicke liegen. Bei einer variablen Blechdicke bezieht sich die maximale axiale Höhe auf die maximale Blechdicke der jeweiligen Blechlamelle. In one exemplary embodiment, the sheet metal laminations, viewed in the direction of the longitudinal axis o, have an axial height which corresponds at most to 20 times, in particular up to four times, the sheet metal thickness. In particular, the axial height can be in a range from twice to three times the sheet metal thickness. With a variable sheet thickness, the maximum axial height refers to the maximum sheet thickness of the respective sheet metal lamella.
15 15
Die Drehmomentübertragung zwischen dem zumindest einen Lamellenpaket und dem Stator oder dem Rotor kann ausschließlich über einen Presssitz zwischen dem Lamellenpaket und dem Stator oder dem Rotor erfolgen, wodurch ein besonders einfacher Aufbau erzielt wird, der keine weiteren drehmomentübertragende Bauteile erfordert.The torque can be transmitted between the at least one disk set and the stator or the rotor exclusively via a press fit between the disk set and the stator or the rotor, resulting in a particularly simple structure that requires no further torque-transmitting components.
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Es können alle Blechlamellen des zumindest einen Lamellenpakets mit Presssitz in einem Statorgehäuse oder auf einer Rotorwelle angeordnet sein. All of the laminations of the at least one lamination stack can be arranged with a press fit in a stator housing or on a rotor shaft.
Das mindestens eine Lamellenpaket kann ein statorseitiges Lamellenpaket umfassen, ’5 wobei das statorseitige Lamellenpaket in einer Aufnahme eines Statorgehäuses durchThe at least one laminated core can comprise a stator-side laminated core, '5 wherein the stator-side laminated core passes through in a receptacle of a stator housing
Einpressen oder Eindehnen des statorseitigen Lamellenpakets in die Aufnahme und/oder durch Aufschrumpfen des Statorgehäuses auf das statorseitige Lamellenpaket befestigt ist. Hierbei weisen die Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets bezogen auf ihren Außendurchmesser gegenüber der Aufnahme des Statorgehäuses ein so Übermaß auf. Beim Befestigen der einzelnen Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets in der Ausnehmung des Statorgehäuses durch Einpressen, Eindehen und/oder Aufschrumpfen nimmt die Ausprägung der Tellerform (die Teuerung) weiter zu. Die Verform ungsrichtung der Blechlamellen ist dabei vorgegeben und für alle Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets gleich, sodass Spalte zwischen einzelnen Blechlamellen aufgrund unterschiedlicher Verformungsrichtungen vermieden werden. Zudem bleibt auch bei höheren Temperaturdifferenzen zwischen dem Statorgehäuse, ggf. aus Aluminium, und dem Lamellenpakete aus Stahl, oder dem Lamellenpaket und der Rotorwelle ein ausreichender Presssitz erhalten, sodass stets eine sichere Dreh- 5 momentübertragung gewährleistet ist. Pressing or stretching of the stator-side lamination packet is fixed in the receptacle and/or by shrinking the stator housing onto the stator-side lamination packet. In this case, the laminations of the stator-side laminations are oversized in relation to their outer diameter compared to the receptacle of the stator housing. When the individual laminations of the stator-side laminations are fastened in the recess of the stator housing by being pressed in, stretched in and/or shrunk on, the shape of the plate (the price increase) increases further. The deformation direction of the laminations is predetermined and the same for all laminations of the stator-side laminations, so that gaps between individual Sheet metal slats are avoided due to different directions of deformation. In addition, even with higher temperature differences between the stator housing, possibly made of aluminum, and the laminations made of steel, or the laminations and the rotor shaft, a sufficient press fit is maintained, so that reliable torque transmission is always guaranteed.
Im montierten Zustand des statorseitigen Lamellenpakets sind die Außendurchmesser der Blechlamellen im Statorgehäuse durch den Presssitz kleiner als im unmontierten Zustand. io In the assembled state of the stator-side laminations, the outer diameter of the laminations in the stator housing are smaller than in the unassembled state due to the press fit. ok
Bei einem Ausführungsbeispiel sind, in einer koaxial zur Drehachse orientierten Montagerichtung zum Einpressen bzw. Einschieben des statorseitigen Lamellenpakets in das Statorgehäuse betrachtet, die Blechlamellen mit demjenigen axialen Ende vorne liegend angeordnet, das den kleinsten Durchmesser aufweist. Somit sind die Außen- 15 kanten der Blechlamellen beim Einpressen bzw. Einschieben entgegen der Montagerichtung nach hinten orientiert und werden durch den Presssitz weiter nach hinten umgebogen. In one embodiment, viewed in an assembly direction oriented coaxially to the axis of rotation for pressing or pushing the stator-side laminations into the stator housing, the laminations are arranged with the axial end at the front that has the smallest diameter. The outer edges of the sheet metal laminations are thus oriented backwards against the direction of assembly when they are pressed in or pushed in, and are bent further backwards by the press fit.
Das mindestens eine Lamellenpaket kann ferner, alternativ oder zusätzlich zu dem ’0 statorseitigen Lamellenpaket, ein rotorseitiges Lamellenpaket umfassen, wobei das rotorseitige Lamellenpaket auf einer Rotorwelle des Rotors durch Aufpressen oder Aufschrumpfen des rotorseitigen Lamellenpakets auf die Rotorwelle und/oder durch Eindehnen der Rotorwelle in das rotorseitige Lamellenpaket befestigt ist. Hierbei weist die Rotorwelle bezogen auf ihren Außendurchmesser ein gegenüber den Innendurch- ’5 messern der Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets ein Übermaß auf. BeimThe at least one lamina pack can also, alternatively or in addition to the stator-side lamina pack, comprise a rotor-side lamina pack, the rotor-side lamina pack being mounted on a rotor shaft of the rotor by pressing or shrinking the rotor-side lamina pack onto the rotor shaft and/or by stretching the rotor shaft into the disk pack on the rotor side is fixed. In this case, the rotor shaft is oversized in relation to its outside diameter compared to the inside diameters of the laminations of the rotor-side laminations. At the
Befestigen der einzelnen Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets auf der Rotorwelle nimmt die Ausprägung der Tellerform (die Teuerung) weiter zu. Die Verformungsrichtung der Blechlamellen ist hierbei vorgegeben und für alle Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets gleich, sodass Spalte zwischen einzelnen Blechla- 50 mellen aufgrund unterschiedlicher Verformungsrichtungen vermieden werden. Fastening the individual laminations of the rotor-side laminations on the rotor shaft increases the shape of the plate (the price increase). The direction of deformation of the laminations is specified here and is the same for all laminations of the rotor-side lamination pack, so that gaps between individual laminations due to different directions of deformation are avoided.
Im montierten Zustand des rotorseitigen Lamellenpakets sind die Innendurchmesser der Blechlamellen auf der Rotorwelle größer als im unmontierten Zustand. In einem Ausführungsbeispiel ist sowohl zumindest ein statorseitiges Lamellenpaket als auch zumindest ein rotorseitiges Lamellenpaket vorgesehen, wobei die Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets in dieselbe Richtung bezogen auf die Drehachse geneigt sind wie die Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets. Die Ori- 5 entierungen aller Blechlamellen können parallel zueinander verlaufen. When the rotor-side laminations are assembled, the inside diameters of the laminations on the rotor shaft are larger than when they are unassembled. In one exemplary embodiment, both at least one stator-side lamination stack and at least one rotor-side lamination stack are provided, the laminations of the stator-side lamination stack being inclined in the same direction relative to the axis of rotation as the laminations of the rotor-side lamination set. The orientations of all laminations can run parallel to one another.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Spannanordnung vorgesehen, mittels der die Blechlamellen des zumindest einen Lamellenpakets axial verspannt sind. Somit werden die einzelnen Blechlamellen sicher zusammengehalten. io In one exemplary embodiment, a clamping arrangement is provided, by means of which the laminations of the at least one lamina pack are clamped axially. In this way, the individual laminations are held together securely. ok
Die Spannanordnung kann zumindest einen Spannbolzen aufweisen, der durch eine Befestigungsbohrung in dem Lamellenpaket parallel zur Drehachse hindurchgeführt ist, wobei die axial äußeren Blechlamellen des Lamellenpakets axial gegen mit dem Spannbolzen verbundene Spannelemente abgestützt sind. Die Befestigungsbohrung 15 im Lamellenpaket wird durch Ausnehmungen in den einzelnen Blechlamellen gebildet, wobei die Ausnehmungen der einzelnen Blechlamellen axial zueinander fluchten. The clamping arrangement can have at least one clamping bolt which is passed through a fastening bore in the disk pack parallel to the axis of rotation, the axially outer sheet metal disks of the disk pack being supported axially against clamping elements connected to the clamping bolt. The fastening bore 15 in the plate assembly is formed by recesses in the individual sheet metal plates, with the recesses of the individual sheet metal plates being aligned axially with one another.
Die Spannanordnung kann derart ausgebildet sein, dass durch das Verspannen die Blechlamellen aus ihrer Tellerform in eine ebene Rondenform elastisch verformt wer- ’0 den. Durch diese Verformung der Blechlamellen in eine Ebene, die senkrecht zurThe clamping arrangement can be designed in such a way that the sheet metal lamellae are elastically deformed from their plate shape into a flat round shape by the clamping. This deformation of the laminations in a plane perpendicular to the
Längsachse bzw. zur Drehachse angeordnet ist, tendieren die Blechlamellen zu einer radialen Aufweitung nach außen und einer radialen Einschnürung nach innen. Im unmontierten Zustand würde sich daher der Außendurchmesser der Blechlamellen vergrößern und der Innendurchmesser verkleinern. Longitudinal axis or to the axis of rotation is arranged, the laminations tend to a radial widening to the outside and a radial constriction to the inside. In the unassembled state, the outside diameter of the laminations would therefore increase and the inside diameter would decrease.
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Wenn es sich bei dem Lamellenpaket um ein statorseitiges Lamellenpaket handelt, das in eine Ausnehmung eines Statorgehäuses aufgenommen ist, kann daher ein vorhandener Presssitz verstärkt werden, da das radiale Übermaß der Außendurchmesser der Blechlamellen bezogen auf den Innendurchmesser der Aufnahme vergrößert wird, so Alternative kann vorgesehen werden, dass das Lamellenpaket axial ungespannt mit Übergangspassung oder Spielpassung in die Ausnehmung eingesetzt wird, damit eine Montage des Lamellenpakets mit geringem axialem Kraftaufwand erfolgen kann. Anschließend wird das Lamellenpaket mittels der Spannanordnung axial verspannt, so- dass sich die Außendurchmesser der Blechlamellen vergrößert, wobei die Dimensionen derart angepasst sind, dass sich durch das Verspannen ein Presssitz der Blechlamellen innerhalb der Aufnahme der Statorgehäuses ergibt. If the laminated core is a stator-side laminated core that is accommodated in a recess in a stator housing, an existing press fit can therefore be reinforced since the radial oversize of the outer diameter of the laminations is increased in relation to the inner diameter of the receptacle, so an alternative can be provided that the disk pack is inserted into the recess axially unstressed with a transition fit or clearance fit, so that the disk pack can be assembled with little axial effort. The plate pack is then clamped axially by means of the clamping arrangement, so that the outer diameter of the laminations increases, the dimensions being adapted in such a way that the clamping results in a press fit of the laminations within the receptacle of the stator housing.
5 Wenn es sich bei dem Lamellenpaket um ein rotorseitiges Lamellenpaket handelt, das auf einer Rotorwelle aufgenommen ist, kann ein vorhandener Presssitz verstärkt werden, da das radiale Übermaß der Innendurchmesser der Blechlamellen bezogen auf den Außendurchmesser der Rotorwelle vergrößert wird. Alternative kann vorgesehen werden, dass das Lamellenpaket axial ungespannt mit Übergangspassung oder Spiel- o passung auf die Rotorwelle aufgeschoben wird, damit eine Montage des Lamellenpakets mit geringem axialem Kraftaufwand erfolgen kann. Anschließend wird das Lamellenpaket mittels der Spannanordnung axial verspannt, sodass sich die Innendurchmesser der Blechlamellen verkleinert, wobei die Dimensionen derart angepasst sind, dass sich durch das Verspannen ein Presssitz der Blechlamellen auf der Rotorwelle 15 ergibt. If the disk pack is a rotor-side disk pack that is mounted on a rotor shaft, an existing press fit can be reinforced because the radial oversize of the inner diameter of the laminations is increased in relation to the outer diameter of the rotor shaft. Alternatively, it can be provided that the disk set is pushed onto the rotor shaft without axial tension with a transition fit or clearance fit, so that the disk set can be assembled with little axial effort. The disk pack is then clamped axially by means of the clamping arrangement, so that the inside diameter of the laminations is reduced, with the dimensions being adjusted such that the clamping results in a press fit of the laminations on the rotor shaft 15 .
In einem Ausführungsbeispiel können die Spannelemente ringförmige Spannscheiben sein, die im gespannten Zustand jeweils flächig mit einer der axial äußeren Blechlamellen in Anlage sind. Die Spannscheiben sind formstabil, weisen also eine deutlich ’0 höhere Steifigkeit gegen Verformung bei axialem Verspannen auf als die Blechlamellen, sodass durch die Anlage der Spannscheiben gegen die äußeren Blechlamellen die Blechlamellen an die Spannscheiben flächig angepresst und plan gedrückt werden. In one exemplary embodiment, the clamping elements can be ring-shaped clamping disks which, in the clamped state, are in planar contact with one of the axially outer sheet metal lamellae. The clamping discs are dimensionally stable, i.e. they have a significantly higher rigidity against deformation during axial tensioning than the sheet metal laminations, so that the sheet metal laminations are pressed flat against the clamping discs and pressed flat against the outer sheet metal laminations.
Es können auch mehrere, zum Beispiel zwei Lamellenpakete axial nebeneinander an- ’5 geordnet sein, wobei die Blechlamellen jeweils zweier unmittelbar benachbarter Lamellenpakete in entgegengesetzten Orientierungen zueinander angeordnet sind. Werden diese Lamellenpakete nun axial gegeneinander verspannt, werden die Blechlamellen der Lamellenpakete plan gedrückt. Zusätzlich können Spannelemente vorgesehen sein, wie vorangehend erläutert. so It is also possible for several, for example two, disk sets to be arranged axially next to one another, with the sheet metal disks of two immediately adjacent disk sets being arranged in opposite orientations to one another. If these disk packs are now braced against each other axially, the sheet metal disks of the disk packs are pressed flat. In addition, clamping elements can be provided, as explained above. so
Die Spannanordnung kann auch zwei Sicherungselemente aufweisen, die am Statorgehäuses oder auf der Rotorwelle angeordnet sind und gegen die die axial äußeren Blechlamellen der Lamellenpakete axial abgestützt sind. Bei einem der Sicherungselemente kann es sich zum Beispiel um eine ringförmige Schulter (Ringschulter) handeln, sodass sich ein Lamellenpaket zunächst axial in das Statorgehäuse oder auf die Rotorwelle aufschieben lässt, bis das Lamellenpaket gegen die ringförmige Schulter axial in Anlage gelangt. Die ringförmige Schulter kann 5 auch durch einen Sicherungsring ersetzt werden, der in einer Umfangsnut sitzt. The clamping arrangement can also have two securing elements which are arranged on the stator housing or on the rotor shaft and against which the axially outer laminations of the laminations are supported axially. One of the securing elements can be, for example, an annular shoulder (annular shoulder), so that a disk pack can initially be pushed axially into the stator housing or onto the rotor shaft until the disk pack comes into contact axially with the annular shoulder. The annular shoulder can also be replaced by a circlip seated in a circumferential groove.
Das andere der beiden Sicherungselemente kann ein (weiterer) Sicherungsring sein. Somit lässt sich das Lamellenpaket zunächst auf die Rotorwelle aufschieben, bis es gegen die Ringschulter oder den Sicherungsring axial abgestützt ist. Daraufhin wird o das Lamellenpaket axial verspannt und komprimiert und in der komprimierten Stellung durch den (weiteren) Sicherungsring gesichert, der auf der von dem ersten Sicherungsring abgewandten Seite des Lamellenpakets angeordnet wird. The other of the two securing elements can be a (further) securing ring. In this way, the disk pack can first be pushed onto the rotor shaft until it is supported axially against the annular shoulder or the retaining ring. The plate pack is then axially braced and compressed and secured in the compressed position by the (further) retaining ring, which is arranged on the side of the plate pack facing away from the first retaining ring.
Es lassen sich auf diese Weise auch mehrere Lamellenpakete hintereinander verspan- 15 nen und sichern. Ferner kann auf die gleiche Weise auch ein statorseitiges Lamellenpaket in der Aufnahme des Statorgehäuses gesichert werden. In this way, several disk packs can also be clamped and secured one behind the other. Furthermore, a stator-side laminated core can also be secured in the receptacle of the stator housing in the same way.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Hierin zeigen Preferred exemplary embodiments are explained in more detail below with reference to the figures. show herein
>o >o
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines statorseitigen Lamellenpakets im unmontierten Zustand, FIG. 1 shows a schematic side view of a stator-side laminated core in the unassembled state,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines in ein Statorgehäuse montiertenFigure 2 is a schematic side view of one mounted in a stator housing
’5 Lamellenpakets, ’5 disc pack,
Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines rotorseitigen Lamellenpakets im unmontierten Zustand, so Figur 4 eine schematische Seitenansicht eines auf eine Rotorwelle montierten Lamellenpakets, FIG. 3 shows a schematic side view of a disk pack on the rotor side in the unassembled state, so FIG. 4 shows a schematic side view of a disk pack mounted on a rotor shaft,
Figur 5 eine Seitenansicht einer Blechlamelle eines statorseitigen Lamellenpakets, Figur 6 eine vergrößerte Teilansicht der Blechlamelle gemäß Figur 5, FIG. 5 shows a side view of a lamina of a lamina pack on the stator side, FIG. 6 shows an enlarged partial view of the lamina according to FIG. 5,
Figur 7 eine Seitenansicht einer Blechlamelle eines rotorseitigen Lamellenpa-FIG. 7 shows a side view of a lamina of a rotor-side lamina
5 kets, 5 kets,
Figur 8 eine vergrößerte Teilansicht der Blechlamelle gemäß Figur 7, FIG. 8 shows an enlarged partial view of the lamina according to FIG. 7,
Figur 9 einen Längsschnitt einer elektrischen Maschine mit einem statorseitigen o Lamellenpaket und einem rotorseitigen Lamellenpaket, FIG. 9 shows a longitudinal section of an electrical machine with a stator-side o lamina set and a rotor-side lamina set,
Figur 10 eine schematische Darstellung eines Rotors mit zwei Lamellenpaketen und Spannbolzen im ungespannten Zustand im Längsschnitt, FIG. 10 shows a schematic representation of a rotor with two disk packs and clamping bolts in the unclamped state in longitudinal section,
5 Figur 11 eine schematische Darstellung gemäß Figur 10 mit axial verspannten La- mellenpaketen, 5 FIG. 11 shows a schematic representation according to FIG. 10 with axially braced disk packs,
Figur 12 eine schematische Darstellung eines Rotors mit einem Lamellenpaket und Spannbolzen mit Spannscheiben im ungespannten Zustand imFIG. 12 shows a schematic representation of a rotor with a disk pack and clamping bolts with clamping disks in the unclamped state
>o Längsschnitt, >o longitudinal section,
Figur 13 eine schematische Darstellung gemäß Figur 12 mit axial verspanntem Lamellenpaket, FIG. 13 shows a schematic representation according to FIG. 12 with an axially braced plate pack,
’5 Figur 14 eine schematische Darstellung eines Rotors mit zwei Lamellenpaketen und Spannbolzen mit Spannscheiben im ungespannten Zustand im Längsschnitt, '5 Figure 14 is a schematic representation of a rotor with two disk packs and clamping bolts with clamping washers in the unclamped state in longitudinal section,
Figur 15 eine schematische Darstellung gemäß Figur 14 mit axial verspannten La- 50 mellenpaketen, FIG. 15 shows a schematic illustration according to FIG. 14 with axially braced plate packs,
Figur 16 eine schematische Darstellung eines Rotors mit zwei Lamellenpaketen im ungespannten Zustand im Längsschnitt, Figur 17 eine schematische Darstellung gemäß Figur 16 mit über einen Sicherungsring axial verspannten Lamellenpaketen, und Figure 16 is a schematic representation of a rotor with two disk packs in the unstressed state in longitudinal section, FIG. 17 shows a schematic representation according to FIG
Figur 18 einen Längsschnitt einer elektrischen Maschine mit zwei statorseitigen 5 Lamellenpaket und zwei Rotoren mit jeweils einem rotorseitigen Lamellenpaket. FIG. 18 shows a longitudinal section of an electrical machine with two stator-side laminations and two rotors, each with a rotor-side laminations.
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematische Seitenansichten eines statorseitigen Lamellenpakets 1 im unmontierten Zustand (Figur 1 ) und in einem Zustand, in dem das sta- o torseitige Lamellenpaket 1 in einem Statorgehäuse 2 einer elektrischen Maschine, wie zum Beispiel eines Elektromotors, montiert ist. Die Figuren 3 und 4 zeigen vergleichbare schematische Seitenansichten eines rotorseitigen Lamellenpakets 3 im unmontierten Zustand (Figur 3) und in einem Zustand, in dem das rotorseitige Lamellenpaket 3 auf einer Rotorwelle 4 der elektrischen Maschine montiert ist. Die Figuren 1 bis 4 5 werden im Folgenden zusammen beschrieben. Figures 1 and 2 show schematic side views of a stator-side plate pack 1 in the unassembled state (Figure 1) and in a state in which the stator-o tor-side plate pack 1 is mounted in a stator housing 2 of an electrical machine, such as an electric motor. FIGS. 3 and 4 show comparable schematic side views of a rotor-side disk set 3 in the unassembled state (FIG. 3) and in a state in which the rotor-side disk set 3 is mounted on a rotor shaft 4 of the electrical machine. Figures 1 to 4 5 are described together below.
Das statorseitige Lamellenpaket 1 weist eine Mehrzahl von Blechlamellen 5 auf, die entlang einer Längsachse L, die im montierten Zustand des statorseitigen Lamellenpaktes koaxial zu einer Drehachse R der Rotorwelle 4 relativ zum Statorgehäuse 2 ist, ’0 aneinander liegend geschichtet angeordnet sind. Die Blechlamellen 5 sind im unmontierten Zustand des statorseitigen Lamellenpakets 1 tellerförmig gestaltet und entlang der Längsachse L in gleicher Orientierung zueinander angeordnet. Die Blechlamellen 5 sind ringförmig und konusförmig gestaltet, wobei durch die Anordnung in gleicher Orientierung die Blechlamellen im Halblängsschnitt relativ zur Längsachse L in die- ’5 selbe Richtung geneigt angeordnet sind. In der Darstellung gemäß Figur 1 sind die Blechlamellen 5 von radial innen nach radial außen relativ zur Längsachse L nach links geneigt. The stator-side lamination stack 1 has a plurality of laminations 5, which are arranged in layers along a longitudinal axis L, which in the assembled state of the stator-side lamination stack is coaxial to an axis of rotation R of the rotor shaft 4 relative to the stator housing 2. In the unassembled state of the stator-side laminated core 1, the laminations 5 are plate-shaped and are arranged along the longitudinal axis L in the same orientation to one another. The laminations 5 are ring-shaped and cone-shaped, with the laminations being arranged in the same orientation relative to the longitudinal axis L in the same direction in the half-longitudinal section due to the arrangement in the same orientation. In the representation according to FIG.
Zur Montage des statorseitigen Lamellenpakets 1 wird dieses in eine Aufnahme 34 so des Statorgehäuses 2 axial eingepresst. Die Blechlamellen 5 weisen hierbei einen Außendurchmesser auf, der im unmontierten Zustand größer ist als der Innendurchmesser der Aufnahme 34, sodass sich durch das Einpressen des statorseitigen Lamellenpakets 1 in die Aufnahme 34 ein Presssitz zwischen dem Statorgehäuse 2 und den Blechlamellen 5 ergibt, was in Figur 2 durch die radial ausgerichteten Pfeile angedeutet ist. In order to assemble the stator-side laminated core 1 , it is axially pressed into a receptacle 34 so in the stator housing 2 . The laminations 5 in this case have an outer diameter that is greater than the inner diameter of the receptacle 34 in the unassembled state, so that pressing the stator-side laminations 1 into the receptacle 34 creates a press fit between the stator housing 2 and the Sheet metal laminations 5 results in what is indicated in FIG. 2 by the radially directed arrows.
Durch das Einpressen der Blechlamellen 5 werden diese radial gestaucht, sodass sich 5 eine größere Teuerung der Blechlamellen 5 ergibt. Durch die tellerförmige Ausgestaltung und gleichgerichtete Anordnung der Blechlamellen 5 ist die Verformungsrichtung beim Einpressen in das Statorgehäuse 2 vorgegeben. Dadurch werden Luftspalte zwischen den einzelnen Blechlamellen 5 aufgrund von unterschiedlichen Verformungen und unterschiedlichen Verformungsrichtungen vermieden. io By pressing in the laminations 5, they are compressed radially, so that the laminations 5 become more expensive. The direction of deformation when pressed into the stator housing 2 is predetermined by the plate-shaped configuration and the rectified arrangement of the laminations 5 . As a result, air gaps between the individual laminations 5 due to different deformations and different directions of deformation are avoided. ok
Das statorseitige Lamellenpaket 1 wird axial zur Längsachse L in einer Montagerichtung in die Aufnahme 34 eingepresst, wobei die Blechlamellen 5 mit demjenigen axialen Ende vorne liegend angeordnet sind, das den kleinsten Durchmesser aufweist. Dies bedeutet, dass durch das Einpressen der Blechlamellen 5 und die Reibkraft zwi- 5 sehen den Außenkanten am Außenumfang der Blechlamellen 5 und der Innenfläche der Aufnahme 34 eine Reibkraft auf die Außenkanten der Blechlamellen 5 entsteht, die der Montagerichtung M entgegengesetzt ausgerichtet ist, sodass die Teuerung verstärkt wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Befestigung des statorseitigen Lamellenpakets 1 durch Eindehnen des statorseitigen Lamellenpakets 1 in die Aufnahme 34 ’0 und/oder durch Aufschrumpfen des Statorgehäuses 2 auf das statorseitige Lamellenpaket 1 erfolgen. The laminated core 1 on the stator side is pressed into the receptacle 34 axially with respect to the longitudinal axis L in an assembly direction, the sheet metal laminates 5 being arranged with the axial end at the front that has the smallest diameter. This means that the pressing in of the sheet metal laminations 5 and the frictional force between the outer edges on the outer circumference of the sheet metal laminations 5 and the inner surface of the receptacle 34 creates a frictional force on the outer edges of the sheet metal laminations 5, which is aligned opposite to the assembly direction M, so that the inflation is amplified. Alternatively or additionally, the stator-side lamination stack 1 can be fastened by expanding the stator-side lamination stack 1 into the receptacle 34 '0 and/or by shrinking the stator housing 2 onto the stator-side lamination stack 1 .
Analog zu dem statorseitigen Lamellenpaket 1 weist das rotorseitige Lamellenpaket 3 ebenso eine Mehrzahl von Blechlamellen 6 auf, die entlang der Längsachse L anei- ’5 nander liegend geschichtet angeordnet sind. Die Blechlamellen 6 sind im unmontierten Zustand des rotorseitigen Lamellenpakets 3 tellerförmig gestaltet und entlang der Längsachse L in gleicher Orientierung zueinander angeordnet. Die Blechlamellen 6 sind ringförmig und konusförmig gestaltet, wobei durch die Anordnung in gleicher Orientierung die Blechlamellen im Halblängsschnitt relativ zur Längsachse L in dieselbe so Richtung geneigt angeordnet sind. In der Darstellung gemäß Figur 3 sind die Blechlamellen 6 von radial innen nach radial außen relativ zur Längsachse L nach links geneigt. Analogously to the stator-side lamination stack 1, the rotor-side lamination stack 3 also has a plurality of laminations 6, which are arranged in layers along the longitudinal axis L, one on top of the other. The laminations 6 are designed in the shape of a plate in the unassembled state of the rotor-side lamination set 3 and are arranged along the longitudinal axis L in the same orientation to one another. The laminations 6 are ring-shaped and cone-shaped, the laminations being arranged inclined in the same direction relative to the longitudinal axis L in the half-longitudinal section due to the arrangement in the same orientation. In the representation according to FIG.
Die Blechlamellen 6 des rotorseitigen Lamellenpakets 3 weisen jeweils einen zentralen Durchbruch 7 auf, der koaxial zur Längsachse L angeordnet ist. Die zentralen Durchbrüche 7 aller Blechlamellen 6 fluchtend zueinander, sodass das rotorseitige Lamellenpaket 3 auf die Rotorwelle 4 aufgeschoben bzw. aufgepresst werden kann. Im vorliegenden Fall ist der Innendurchmesser der Blechlamellen 6 im unmontierten Zustand 5 kleiner als der Außendurchmesser der Rotorwelle 4, sodass sich durch das Aufpressen des rotorseitigen Lamellenpakets 3 auf die Rotorwelle 4 ein Presssitz zwischen der Rotorwelle 4 und den Blechlamellen 6 ergibt, was in Figur 4 durch die radial ausgerichteten Pfeile angedeutet ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine Befestigung des rotorseitigen Lamellenpakets 3 durch Aufpressen oder Aufschrumpfen des rotorseiti- o gen Lamellenpakets 3 auf die Rotorwelle 4 und/oder durch Eindehnen der Rotorwelle 4 in das rotorseitige Lamellenpaket 3 erfolgen. The laminations 6 of the rotor-side laminations 3 each have a central Breakthrough 7, which is arranged coaxially to the longitudinal axis L. The central openings 7 of all laminations 6 are aligned with one another, so that the laminations 3 on the rotor side can be slid or pressed onto the rotor shaft 4 . In the present case, the inner diameter of the laminations 6 in the unassembled state 5 is smaller than the outer diameter of the rotor shaft 4, so that pressing the rotor-side laminations 3 onto the rotor shaft 4 results in a press fit between the rotor shaft 4 and the laminations 6, which is shown in Figure 4 is indicated by the radially directed arrows. Alternatively or additionally, the rotor-side disk set 3 can be fastened by pressing or shrinking the rotor-side disk set 3 onto the rotor shaft 4 and/or by stretching the rotor shaft 4 into the rotor-side disk set 3 .
Durch das Aufpressen der Blechlamellen 6 werden diese radial aufgeweitet, sodass sich eine größere Teuerung der Blechlamellen 6 ergibt. Auch hier ist durch die teller- 15 förmige Ausgestaltung und gleichgerichtete Anordnung der Blechlamellen 6 die Verformungsrichtung beim Aufpressen vorgegeben. By pressing on the laminations 6, they are radially expanded, so that the laminations 6 become more expensive. Here, too, the direction of deformation during pressing is predetermined by the plate-shaped 15 configuration and the rectified arrangement of the sheet metal lamellae 6 .
Die Blechlamellen 5 des statorseitigen Lamellenpakets 1 weisen ebenfalls jeweils einen zentralen Durchbruch 8 auf, wobei die zentralen Durchbrüche 8 aller Blechlamel- ’0 len 5 fluchtend zueinander angeordnet sind. In den zentralen Durchbrüchen 8 der Blechlamellen 5 des statorseitigen Lamellenpakets 1 ist das rotorseitige Lamellenpaket 3 angeordnet und über die Rotorachse 4 drehbar gelagert. The laminations 5 of the laminated core 1 on the stator side also each have a central opening 8, the central openings 8 of all laminations 5 being aligned with one another. The rotor-side lamination stack 3 is arranged in the central openings 8 of the laminations 5 of the stator-side lamination stack 1 and is rotatably mounted via the rotor axis 4 .
Die Blechlamellen 5, 6 weisen jeweils Ausnehmungen oder Durchbrüche zur Auf- ’5 nähme von Windungen von Ankerspulen auf, sodass durch Anlegen eines Drehstroms an die Ankerspulen des statorseitigen Lamellenpakets 5 ein sich drehendes Magnetfeld auf das rotorseitige Lamellenpaket 3 mit den dort angeordneten Windungen aufgebracht wird, um die Rotorwelle 4 anzutreiben. Über den Presssitz des statorseitigen Lamellenpakets 1 im Statorgehäuse 2 und den Presssitz des rotorseitigen Lamellen- 50 pakets 3 auf der Rotorwelle 4 kann Drehmoment zwischen dem Statorgehäuse 2 und der Rotorwelle 4 über die beiden Lamellenpakete 1 , 3 übertragen. The laminations 5, 6 each have recesses or openings for receiving turns of armature coils, so that by applying a three-phase current to the armature coils of the stator-side laminations 5, a rotating magnetic field is applied to the rotor-side laminations 3 with the windings arranged there to drive the rotor shaft 4. Torque can be transmitted between the stator housing 2 and the rotor shaft 4 via the two disk sets 1 , 3 via the press fit of the stator-side disk set 1 in the stator housing 2 and the press fit of the rotor-side disk set 3 on the rotor shaft 4 .
Figur 5 zeigt einen Längsschnitt einer der Blechlamellen 5 des statorseitigen Lamellenpakets 1 und Figur 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VI gemäß Figur 5. Die Blechlamelle 5 ist von der entgegengesetzten Seite verglichen zu den Figuren 1 und 2 dargestellt und somit in die entgegengesetzte Richtung tellerförmig gestaltet. Dies bedeutet, dass dasjenige axialer Ende der Blechlamelle 5 mit dem kleinsten Durchmesser, der dem Innendurchmesser des zentralen Durchbruchs 8 entspricht, 5 links in Figur 5 dargestellt ist, und dasjenige axialer Ende der Blechlamelle 5 mit dem größten Durchmesser, der dem Außendurchmesser der Blechlamelle 5 entspricht, rechts in Figur 5 dargestellt ist. FIG. 5 shows a longitudinal section of one of the laminations 5 of the stator-side laminations 1 and FIG. 6 shows an enlarged view of section VI according to FIG 5. The lamina 5 is shown from the opposite side compared to FIGS. 1 and 2 and is thus designed in the opposite direction as a plate. This means that that axial end of the lamina 5 with the smallest diameter, which corresponds to the inner diameter of the central opening 8, is shown on the left in Figure 5, and that axial end of the lamina 5 with the largest diameter, which corresponds to the outer diameter of the lamina 5 corresponds, is shown on the right in FIG.
Die Blechlamelle 5 weist eine konstante Blechdicke D auf. Ferner weist die Blechla- o melle 5 eine axiale Höhe H in Richtung der Längsachse L auf, wobei die axiale HöheThe sheet metal lamination 5 has a constant sheet metal thickness D. Furthermore, the Blechla- o melle 5 has an axial height H in the direction of the longitudinal axis L, the axial height
H in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in etwa zwei- bis dreimal so groß ist, wie die Blechdicke D. H in the exemplary embodiment shown is approximately two to three times as large as the sheet thickness D.
Die Figuren 7 zeigt den Längsschnitt einer der Blechlamellen 6 des rotorseitigen La- 5 mellenpakets 3 und Figur 8 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VIII gemäß Figur 7. Die Blechlamelle 6 ist ebenfalls von der entgegengesetzten Seite verglichen zu den Figuren 3 und 4 dargestellt und somit in die entgegengesetzte Richtung tellerförmig gestaltet. Dies bedeutet, dass dasjenige axialer Ende der Blechlamelle 6 mit dem kleinsten Durchmesser, der dem Innendurchmesser des zentralen Durchbruchs ’0 7 entspricht, links in Figur 7 dargestellt ist, und dasjenige axialer Ende der BlechlamelleFigures 7 shows the longitudinal section of one of the laminations 6 of the rotor-side lamina pack 3 and Figure 8 shows an enlarged representation of section VIII according to Figure 7. The laminations 6 are also shown from the opposite side compared to Figures 3 and 4 and are therefore in the opposite direction shaped like a plate. This means that that axial end of the lamina 6 with the smallest diameter, which corresponds to the inside diameter of the central opening '0 7, is shown on the left in FIG. 7, and that axial end of the lamina
6 mit dem größten Durchmesser, der dem Außendurchmesser der Blechlamelle 6 entspricht, rechts in Figur 7 dargestellt ist. 6 with the largest diameter, which corresponds to the outer diameter of the lamina 6, is shown on the right in FIG.
Die Blechlamelle 6 weist eine konstante Blechdicke d auf, die im vorliegenden Fall der ’5 Blechdicke D der Blechlamelle 5 des statorseitigen Lamellenpakets entspricht. Ferner weist die Blechlamelle 6 eine axiale Höhe h in Richtung der Längsachse L auf, wobei die axiale Höhe h in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in etwa zwei- bis dreimal so groß ist, wie die Blechdicke d. so Figur 9 zeigt eine elektrische Maschine, wie zum Beispiel einen Elektromotor, im Längsschnitt. Elemente, die mit Elementen der vorangehend beschriebenen Bauteile übereinstimmen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und dort beschrieben. Die elektrische Maschine weist einer Rotorwelle 4 auf, auf der ein rotorseitiges Lamellenpaket 3 mit Presssitz drehfest aufgepresst ist. Die Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets 3 sind, wie in den vorangehenden Figuren erläutert, tellerförmige ausgebildet, wobei alle Blechlamellen im Längsschnitt betrachtet von radial innen nach 5 radial außen relativ zur Längsachse L bzw. der Drehachse R nach rechts gekippt ausgerichtet sind. The sheet metal lamination 6 has a constant sheet metal thickness d, which in the present case corresponds to the sheet metal thickness D of the sheet metal lamination 5 of the lamination stack on the stator side. Furthermore, the sheet metal lamella 6 has an axial height h in the direction of the longitudinal axis L, the axial height h in the exemplary embodiment shown being approximately two to three times as great as the sheet metal thickness d. 9 shows an electrical machine, such as an electric motor, in longitudinal section. Elements that correspond to elements of the components described above are provided with the same reference numbers and are described there. The electrical machine has a rotor shaft 4 on which a rotor-side disk pack 3 is pressed with a press fit in a torque-proof manner. The laminations of the rotor-side laminations 3 are plate-shaped, as explained in the preceding figures, with all laminations viewed in longitudinal section from radially inside to 5 radially outside aligned tilted to the right relative to the longitudinal axis L or the axis of rotation R.
In einer Aufnahme 34 eines Statorgehäuses 2 ist ein statorseitiges Lamellenpaket 1 eingepresst, wobei auch hier die Blechlamellen tellerförmig ausgebildet sind und diese o in dieselbe Richtung geneigt angeordnet sind, wie die Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets 3. Alternativ können die Blechlamellen des statorseitigen Lamellenpakets 1 bezogen auf die Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets 3 in entgegengesetzter Richtung geneigt sein. Das rotorseitige Lamellenpaket 3 ist innerhalb des statorseitigen Lamellenpakets 1 drehbar angeordnet. A stator-side lamination stack 1 is pressed into a receptacle 34 of a stator housing 2, with the laminations here also being plate-shaped and being inclined in the same direction as the laminations of the rotor-side lamination stack 3. Alternatively, the laminations of the stator-side lamination stack 1 can be the laminations of the rotor-side laminations 3 can be inclined in the opposite direction. The rotor-side lamination stack 3 is rotatably arranged within the stator-side lamination stack 1 .
5 5
Das Statorgehäuse 2 weist einen Boden 9 auf, in dem koaxial zur Drehachse R eine Durchführung 10 angeordnet ist, in der die Rotorwelle 4 über ein Lager 11 drehbar gelagert ist. The stator housing 2 has a bottom 9 in which a bushing 10 is arranged coaxially to the axis of rotation R, in which the rotor shaft 4 is rotatably mounted via a bearing 11 .
’0 Auf der vom Boden 9 abgewandten Seite der Lamellenpakete 1 , 3 ist an dem Statorgehäuse 2 ein Deckel 12 montiert, der eine Durchführung 13 aufweist, die koaxial zur Drehachse R angeordnet ist und in der die Rotorwelle 4 über ein Lager 14 drehbar gelagert ist. On the side of the disk packs 1, 3 facing away from the base 9, a cover 12 is mounted on the stator housing 2, which has a bushing 13 which is arranged coaxially to the axis of rotation R and in which the rotor shaft 4 is rotatably mounted via a bearing 14 .
’5 Die Figuren 1 bis 4 und 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Lamellenpakete eingepresst bzw. aufgepresst sind, wobei die Blechlamellen im montierten Zustand und im Betrieb der elektrischen Maschine ihre tellerförmige Gestalt beibehalten. In den folgenden Figuren 10 bis 17 sind Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen die Blechlamellen im unmontierten bzw. nicht vollständig montierten Zustand tellerförmig gestal- 50 tet sind, aber im endgültig montierten Zustand und im Betrieb der elektrischen Maschine derart verspannt sind, dass sie nicht mehr tellerförmig gestaltet sind, sondern als im wesentlichen rondenförmige Blechlamellen, die in einer Ebene senkrecht zur Drehachse angeordnet sind. Die Figuren 10 und 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit zwei rotorseitigen Lamellenpaketen 3, 3‘, die beide auf einer gemeinsamen Rotorwelle 4 montiert sind. Figur 10 zeigt einen vormontierten Zustand und Figur 11 einen endmontierten Zustand. Die Blechlamellen 6 jedes einzelnen Lamellenpakets 3, 3‘ sind gleichgerichtet angeordnet, 5 wobei die Blechlamellen 6 des einen Lamellenpakets 3 in entgegengesetzte Richtung zu den Blechlamellen 6‘ des anderen Lamellenpakets 3‘ ausgerichtet sind. Im vorliegenden Beispiel ist die äußerst links angeordnete Blechlamelle 6 des rechten Lamellenpakets 3 mit der nach links weisenden Innenkante in Anlage zu der nach rechts weisenden Innenkante der äußerst rechten Blechlamelle 6‘ des rechts angeordneten o Lamellenpakets 3‘. Somit ist zwischen den beiden Lamellenpaketen 3, 3‘ ein im Längsschnitt V-förmig sich nach außen erweiternder Spalt 20 gebildet. '5 Figures 1 to 4 and 9 show exemplary embodiments in which the laminations are pressed in or pressed on, the laminations retaining their plate-shaped shape in the assembled state and during operation of the electrical machine. The following FIGS. 10 to 17 show exemplary embodiments in which the laminations are plate-shaped in the unassembled or incompletely assembled state, but are braced in the final assembled state and during operation of the electrical machine in such a way that they are no longer plate-shaped are designed, but as a substantially circular sheet metal lamellae, which are arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation. FIGS. 10 and 11 show an exemplary embodiment with two rotor-side disk packs 3, 3′, both of which are mounted on a common rotor shaft 4. FIG. 10 shows a pre-assembled state and FIG. 11 shows a final assembled state. The laminations 6 of each individual lamina set 3, 3' are arranged in the same direction, 5 with the laminations 6 of one lamina set 3 being aligned in the opposite direction to the laminations 6' of the other lamination set 3'. In the present example, the inner edge of the inner edge of the inner edge of the inner edge of the inner edge of the outermost right lamina 6′ of the right-hand plate assembly 3′ is in contact with the leftmost inner edge of the right-hand plate assembly 3. A gap 20 which widens outwards in a V-shape in longitudinal section is thus formed between the two disk packs 3, 3'.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine Spannanordnung 15 mit zwei gezeigten identische Spannbolzen 16 auf, von denen der obere Spannbolzen 16 repräsentativ 5 für die anderen Spannbolzen beschrieben wird. Der Spannbolzen 16 ist durch Ausnehmungen 17 in den Blechlamellen 6, 6‘ hindurchgesteckt, wobei die Ausnehmungen 17 sämtlicher Blechlamellen 6, 6‘ zueinander fluchtend angeordnet sind und eine gemeinsame Befestigungsbohrung der Lamellenpakete 3, 3‘ bilden. Auf voneinander abgewandten Seiten der Lamellenpakete 3, 3‘ sind Spannelemente in Form von Gewin- ’0 demuttern 18, 19 auf entsprechende Gewindeabschnitte des Spannbolzen 16 aufgeschraubt, gegen die die axial äußeren Blechlamellen der Lamellenpakete 3, 3‘ axial abgestützt sind. The exemplary embodiment shown has a clamping arrangement 15 with two identical clamping bolts 16 shown, of which the upper clamping bolt 16 is described as representative of the other clamping bolts. The clamping bolt 16 is inserted through recesses 17 in the laminations 6, 6', the recesses 17 of all laminations 6, 6' being aligned with one another and forming a common fastening bore of the laminations 3, 3'. On opposite sides of the disk sets 3, 3', clamping elements in the form of threaded nuts 18, 19 are screwed onto corresponding threaded sections of the clamping bolt 16, against which the axially outer sheet metal disks of the disk sets 3, 3' are axially supported.
Die Lamellenpakete 3, 3‘ können mit Presspassung, alternativ auch mit Über- ’5 gangspassung oder Spielpassung, auf die Rotorwelle 4 aufgeschoben werden, ohne dass die Spannanordnung 15 gespannt wird. Insbesondere wenn eine Übergangspassung oder Spielpassung vorgesehen ist, lassen sich die Lamellenpakete 3, 3‘mit einem verhältnismäßig geringen Kraftaufwand auf die Rotorwelle 4 vormontieren. so Im Anschluss können die Gewindemuttem 18, 19 weiter auf den Spannbolzen 16 aufgeschraubt werden und somit die Blechlamellen 6, 6‘ derart verspannen, dass diese von ihrer tellerförmigen Gestalt in eine Rondenform überführt werden, in der sie plan zu Ebenen senkrecht zur Drehachse R geformt sind. Hierbei wird der Spalt 20 geschlossen und die Blechlamellen 6, 6‘, die an den Spalt 20 angrenzen, kommen flächig zueinander in Anlage. Durch diese Verformung werden die Blechlamellen 6, 6‘stärker auf die Rotorwelle 4 gepresst, da die Blechlamellen 6, 6‘ im unmontierten Zustand durch das Verspannen eine Reduktion des Innendurchmesser erfahren würden. Somit kann ein ausreichender Presssitz zur Übertragung von Drehmomenten erzielt werden, 5 wobei die Lamellenpakete 3, 3‘ dennoch einfach auf die Rotorwelle 4 vormontiert werden können. The disk packs 3, 3' can be pushed onto the rotor shaft 4 with a press fit, alternatively also with a transition fit or clearance fit, without the clamping arrangement 15 being clamped. In particular, if a transition fit or loose fit is provided, the disk packs 3, 3' can be preassembled onto the rotor shaft 4 with relatively little effort. Then the threaded nuts 18, 19 can be further screwed onto the clamping bolt 16 and thus clamp the sheet metal laminations 6, 6' in such a way that they are converted from their plate-shaped shape into a round shape in which they are formed flat to planes perpendicular to the axis of rotation R are. Here, the gap 20 is closed and the laminations 6, 6', which border on the gap 20, come flat in attachment to each other. As a result of this deformation, the laminations 6, 6′ are pressed more strongly onto the rotor shaft 4, since the laminations 6, 6′ would experience a reduction in the inner diameter in the unassembled state as a result of the tensioning. In this way, a sufficient press fit for the transmission of torque can be achieved, 5 in which case the disk packs 3, 3' can nevertheless be simply preassembled on the rotor shaft 4.
Die Figuren 12 und 13 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein einziges Lamellenpaket 1 vorgesehen ist. Einzelheiten, die mit Einzelheiten des Ausführungs- o beispiels gemäß der Figuren 10 und 11 übereinstimmen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und dort beschrieben. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass mehrere Lamellenpakete 3 axial nebeneinander angeordnet sind. Die Spannanordnung 15 ist ähnlich derjenigen gemäß der Figuren 10 und 11 ausgebildet. Die Gewindemuttern 18, 19 stützen sich jedoch axial nicht unmittelbar gegen das Lamellenpaket 5 1 ab, sondern jeweils gegen eine zwischengeschaltete Spannscheibe 21 , 22. DieFIGS. 12 and 13 show a further exemplary embodiment in which a single disk pack 1 is provided. Details that correspond to details of the exemplary embodiment according to FIGS. 10 and 11 are provided with the same reference symbols and are described there. In principle, it would also be conceivable for a plurality of disk packs 3 to be arranged axially next to one another. The clamping arrangement 15 is designed similarly to that according to FIGS. However, the threaded nuts 18, 19 are not supported axially directly against the disk pack 51, but rather against an interposed clamping disk 21, 22. The
Spannscheiben 21 , 22 sind rondenförmig gestaltet und weisen in etwa dieselben radialen Dimensionen auf, wie die Blechlamellen 6 des Lamellenpakets 3, wobei die Spannscheiben 21 , 22 formstabil gestaltet sind, also bei axialer Krafteinwirkung nicht wesentlich in ihrer Form verändert werden. Hierdurch ist es möglich, dass durch das ’0 Verspannen der Spanneinheit 15 die beiden Spannscheiben 21 , 22 aufeinander zu bewegt werden und die Blechlamellen 6 des Lamellenpakets 3 derart verspannt werden, dass diese, analog zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 10 und 11 , plan gedrückt werden. Clamping disks 21, 22 are circular and have approximately the same radial dimensions as the laminations 6 of the disk set 3, the clamping disks 21, 22 being designed to be dimensionally stable, i.e. their shape is not significantly changed when axial forces are applied. This makes it possible for the two clamping disks 21, 22 to be moved towards one another by the '0 clamping of the clamping unit 15 and the laminations 6 of the lamina set 3 to be clamped in such a way that they are pressed flat, analogously to the exemplary embodiment according to FIGS will.
’5 In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Rotorwelle 4 einen umlaufenden Kragen 23 auf, gegen den eine der beiden Spannscheiben 22 in Richtung zur gegenüberliegenden Spannscheiben 21 axial abgestützt ist. Ferner ist das Lamellenpaket 3 innen gegen den Kragen 23 abgestützt. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass kein Kragen vorgesehen ist. so In the exemplary embodiment shown, the rotor shaft 4 has a circumferential collar 23 against which one of the two clamping disks 22 is axially supported in the direction of the opposite clamping disk 21. Furthermore, the disk set 3 is supported against the collar 23 on the inside. In principle, it is also conceivable that no collar is provided. so
Die Figuren 14 und 15 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei Einzelheiten, die mit Einzelheiten des Ausführungsbeispiels gemäß der Figuren 12 und 13 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Das Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 12 und 13, wobei hier zwei Lamellenpakete 3, 3‘ vorgesehen sind, wie dies auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 10 und 11 der Fall ist. Darüber hinaus ist kein Kragen an der Rotorwelle 4 vorgesehen. FIGS. 14 and 15 show a further exemplary embodiment, details which correspond to details of the exemplary embodiment according to FIGS. 12 and 13 being provided with the same reference symbols. The embodiment corresponds largely to the embodiment according to Figures 12 and 13, wherein two disk packs 3, 3' are provided here, as is also the case in the exemplary embodiment according to FIGS. In addition, no collar is provided on the rotor shaft 4 .
5 Die Figuren 16 und 17 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit zwei Lamellenpaketen 3, 3‘ und einer Spannanordnung 15, die keine Spannbolzen aufweist. Vielmehr ist ein Kragen gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 14 und 15 vorgesehen, der als Spannelement dient und gegen den eines der beiden Lamellenpakete 1 innen abgestützt ist. Zum Verspannen der beiden Lamellenpakete 3, 3‘ ist als zweites Spannele- o ment ein Sicherungsring 24 vorgesehen, der nach dem Verspannen der Lamellenpakete 3, 3‘ in eine Umfangsnut 25 in der Rotorwelle 4 eingesetzt wird. 5 Figures 16 and 17 show an embodiment with two disk packs 3, 3 'and a clamping arrangement 15, which has no clamping bolts. Rather, a collar is provided according to the exemplary embodiment according to FIGS. 14 and 15, which serves as a tensioning element and against which one of the two disk packs 1 is supported on the inside. To clamp the two disk sets 3, 3', a retaining ring 24 is provided as the second clamping element, which is inserted into a circumferential groove 25 in the rotor shaft 4 after the disk sets 3, 3' have been clamped.
Grundsätzlich können die gezeigten Ausführungsbeispiele auch auf statorseitige Lamellenpakete übertragen werden, die entsprechend der Ausführungsbeispiele gemäß 5 der Figuren 10 bis 17 im Statorgehäuse verspannt und fixiert werden. In principle, the exemplary embodiments shown can also be transferred to stator-side laminated cores, which are braced and fixed in the stator housing in accordance with the exemplary embodiments according to FIG. 10 to 17.
Figur 18 zeigt einen Längsschnitt einer elektrischen Maschine, wie zum Beispiel einen Elektromotor, ähnlich der elektrischen Maschine gemäß Figur 9, wobei Elemente, die mit Elementen der Ausführungsform gemäß Figur 9 übereinstimmen, mit denselben ’0 Bezugszeichen versehen und dort beschrieben sind. Die elektrische Maschine weist eine erste Rotorwelle 4 und eine koaxial zu dieser angeordnete zweite Rotorwelle 26 auf, auf denen jeweils ein rotorseitiges Lamellenpaket 3, 29 mit Presssitz drehfest aufgepresst ist. Die Blechlamellen der rotorseitigen Lamellenpakete 3, 29 sind, wie in der Ausführungsform gemäß Figur 9 erläutert, tellerförmige ausgebildet, wobei die Blech- ’5 lamellen der beiden rotorseitigen Lamellenpakete 3, 29 im Längsschnitt betrachtet in unterschiedliche Richtungen gekippt ausgerichtet sind. Figure 18 shows a longitudinal section of an electric machine, such as an electric motor, similar to the electric machine according to Figure 9, wherein elements which correspond to elements of the embodiment according to Figure 9 are given the same reference numerals and are described there. The electrical machine has a first rotor shaft 4 and a second rotor shaft 26 arranged coaxially thereto, on each of which a rotor-side disk pack 3, 29 is pressed with a press fit in a torque-proof manner. The laminations of the rotor-side laminations 3, 29 are plate-shaped, as explained in the embodiment according to FIG.
Die elektrische Maschine weist ein erstes Statorgehäuse 2, in dem die erste Rotorwelle 4 drehbar angeordnet ist, und ein zweites Statorgehäuse 30, in dem die zweite Rotor- 50 welle 26 drehbar angeordnet ist, auf. Die beiden Statorgehäuse 2, 30 sind in einem gemeinsamen Deckelgehäuse 12 angeordnet. The electrical machine has a first stator housing 2, in which the first rotor shaft 4 is rotatably arranged, and a second stator housing 30, in which the second rotor shaft 50 is rotatably arranged on. The two stator housings 2, 30 are arranged in a common cover housing 12.
In einer Aufnahme 34 des ersten Statorgehäuses 2 ist ein statorseitiges LamellenpaketA stator-side laminated core is in a receptacle 34 of the first stator housing 2
1 eingepresst, wobei auch hier die Blechlamellen tellerförmig ausgebildet sind und diese in dieselbe Richtung geneigt angeordnet sind, wie die Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets 3 der ersten Rotorwelle 4. Das erste Statorgehäuse 2 weist einen Boden 9 auf, in dem koaxial zur Drehachse R eine Durchführung 10 angeordnet ist, in der die Rotorwelle 4 über ein Lager 11 drehbar gelagert ist. 1 is pressed in, with the sheet metal lamellae also being plate-shaped here and these are arranged inclined in the same direction as the laminations of the rotor-side laminations 3 of the first rotor shaft 4. The first stator housing 2 has a base 9 in which a bushing 10 is arranged coaxially to the axis of rotation R, in which the rotor shaft 4 via a bearing 11 is rotatably mounted.
In einer Aufnahme 35 des zweiten Statorgehäuses 30 ist ein weiteres statorseitiges Lamellenpaket 28 eingepresst, wobei auch hier die Blechlamellen tellerförmig ausgebildet sind und diese in dieselbe Richtung geneigt angeordnet sind, wie die Blechlamellen des rotorseitigen Lamellenpakets 29 der zweiten Rotorwelle 26. Das zweite Statorgehäuse 30 weist einen Boden 27 auf, in dem koaxial zur Drehachse R eine Durchführung 32 angeordnet ist, in der die zweite Rotorwelle 26 über ein Lager 33 drehbar gelagert ist. Another stator-side lamination stack 28 is pressed into a receptacle 35 of the second stator housing 30, with the laminations here also being plate-shaped and arranged inclined in the same direction as the laminations of the rotor-side lamination stack 29 of the second rotor shaft 26. The second stator housing 30 has a bottom 27 in which a passage 32 is arranged coaxially to the axis of rotation R, in which the second rotor shaft 26 is rotatably mounted via a bearing 33 .
Zwischen dem ersten Statorgehäuse 2 und dem zweiten Statorgehäuse 30 weist das Deckelgehäuse 12 eine Wand 36 auf, in der eine Durchführung 13 angeordnet ist, die koaxial zur Drehachse R angeordnet ist und in der die erste Rotorwelle 4 und die zweite Rotorwelle 26 über Lager 14, 31 drehbar gelagert sind. Between the first stator housing 2 and the second stator housing 30, the cover housing 12 has a wall 36 in which a bushing 13 is arranged, which is arranged coaxially to the axis of rotation R and in which the first rotor shaft 4 and the second rotor shaft 26 via bearings 14, 31 are rotatably mounted.
Bezugszeichenliste Reference List
1 statorseitiges Lamellenpaket1 laminations on the stator side
2 Statorgehäuse 2 stator housing
3, 3‘ rotorseitiges Lamellenpaket3, 3' rotor-side disk pack
4 Rotorwelle 4 rotor shaft
5 Blechlamelle 5 sheet metal lamella
6, 6‘ Blechlamelle 6, 6' tin slat
7 zentraler Durchbruch 7 key breakthrough
8 zentraler Durchbruch 8 key breakthrough
9 Boden 9 floor
10 Durchführung 10 execution
11 Lager 11 camp
12 Deckel, Deckelgehäuse 12 cover, cover housing
13 Durchführung 13 execution
14 Lager 14 camps
15 Spannanordnung 15 clamping assembly
16 Spannbolzen 16 clamping bolts
17 Ausnehmung 17 recess
18 Gewindemutter 18 threaded nut
19 Gewindemutter 19 threaded nut
20 Spalt 20 gap
21 Spannscheibe 21 tension washer
22 Spannscheibe 22 idler pulley
23 Kragen 23 collar
24 Sicherungsring 24 locking ring
25 Umfangsnut 25 circumferential groove
26 Rotorwelle 26 rotor shaft
27 Boden 28 statorseitiges Lamellenpaket27 floor 28 laminations on the stator side
29 rotorseitiges Lamellenpaket29 disk pack on the rotor side
30 Statorgehäuse 30 stator housing
31 Lager 31 camp
32 Durchführung 32 execution
33 Lager 33 camp
34 Aufnahme 34 recording
35 Aufnahme 35 recording
36 Wand 36 wall
R Drehachse R axis of rotation
L Längsachse L longitudinal axis
D Blechdicke d Blechdicke D sheet thickness d sheet thickness
H Höhe h Höhe H height h height

Claims

22 Elektrische Maschine Ansprüche 22 electrical machine claims
1 . Elektrische Maschine umfassend: einen Stator (2, 30), zumindest einen Rotor (4, 26), der relativ zum Stator (2, 30) um eine Drehachse (R) drehbar gelagert ist, und mindestens ein Lamellenpaket (1 , 1 ‘, 3, 3‘, 28, 29), das mit dem Stator (2, 30) oder dem zumindest einen Rotor (4) drehtest verbunden ist, wobei das mindestens eine Lamellenpaket (1 , 1 ‘, 3, 3‘, 28, 29) eine Mehrzahl von Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) aufweist, die entlang einer Längsachse (L), die im montierten Zustand des mindestens einen Lamellenpaktes (1 , 1 ‘, 3, 3‘, 28, 29) koaxial zur Drehachse (R) ist, aneinander geschichtet angeordnet sind, und wobei die Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) im unmontierten Zustand des mindestens einen Lamellenpakets (1 , 1 ', 3, 3‘, 28, 29) tellerförmig gestaltet sind und entlang der Längsachse (L) in gleicher Orientierung zueinander angeordnet sind. 1 . Electrical machine comprising: a stator (2, 30), at least one rotor (4, 26) which is mounted rotatably about an axis of rotation (R) relative to the stator (2, 30), and at least one lamination stack (1, 1', 3, 3', 28, 29) which is connected in rotation with the stator (2, 30) or the at least one rotor (4), wherein the at least one disk pack (1, 1', 3, 3', 28, 29 ) has a plurality of sheet metal laminations (5, 5', 6, 6') along a longitudinal axis (L), which in the assembled state of the at least one lamina pack (1, 1', 3, 3', 28, 29) coaxially to the axis of rotation (R), are arranged in layers one on top of the other, and wherein the laminations (5, 5', 6, 6') are plate-shaped when the at least one lamina packet (1, 1', 3, 3', 28, 29) is unassembled are designed and along the longitudinal axis (L) are arranged in the same orientation to each other.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) ringförmig gestaltet sind. 2. Electrical machine according to claim 1, characterized in that the laminations (5, 5', 6, 6') are ring-shaped.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) kegelstumpfförmig gestaltet sind. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) im unmontierten Zustand eine axiale Höhe (h, H) aufweisen, die bis zum 20-Fachen, insbesondere bis zum Vierfachen der Blechdicke (d, D) entspricht, und insbesondere in einem Bereich vom Zweifachen bis zum Dreifachen der Blechdicke (d, D) liegt. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) des zumindest einen Lamellenpakets (1 , 1 ', 3, 3‘, 28, 29) mit Presssitz in einem Statorgehäuse (2, 30) des Stators oder auf einer Rotorwelle (4, 26) des Rotors angeordnet sind. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Lamellenpaket ein statorseitiges Lamellenpaket (1 , 1 ‘, 28) umfasst, und dass das statorseitige Lamellenpaket (1 , 1‘, 28) in einer Aufnahme (34, 35) eines Statorgehäuses (2, 30) durch Einpressen oder Eindehnen des statorseitigen Lamellenpakets (1 , 1 ‘, 28) in die Aufnahme (34, 35) und/oder durch Aufschrumpfen des Statorgehäuses (2, 30) auf das statorseitige Lamellenpaket (1 , 1 ‘, 28) befestigt ist. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, in einer koaxial zur Drehachse (R) orientierten Montagerichtung (M) zum Einpressen des Lamellenpakets (1 , 28) in das Statorgehäuse (2, 30) betrachtet, die Blechlamellen (5) mit demjenigen axialen Ende vorne liegend angeordnet sind, das den kleinsten Durchmesser aufweist. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Lamellenpaket ein rotorseitiges Lamellenpaket (3, 3‘, 29) umfasst, und dass das rotorseitige Lamellenpaket (3, 3‘, 29) auf einer Rotorwelle (4, 26) des Rotors durch Aufpressen oder Aufschrumpfen des rotorseitigen Lamellenpakets (3, 3‘, 29) auf die Rotorwelle (4, 26) und/oder durch Eindehnen der Rotorwelle (4, 26) in das rotorseitige Lamellenpaket (3, 3‘, 29) befestigt ist. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannanordnung (15) vorgesehen ist, mittels der die Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) des zumindest einen Lamellenpakets (1 , 1 ‘, 3, 3‘) axial verspannt sind. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannanordnung (15) zumindest einen Spannbolzen (16) aufweist, der durch eine Befestigungsbohrung (17) in dem Lamellenpaket (1 , 3, 3‘) parallel zur Drehachse (R) hindurchgeführt ist, wobei die axial äußeren Blechlamellen (5, 6, 6‘) des Lamellenpakets (1 , 3, 3‘) axial gegen mit dem Spannbolzen (16) verbundene Spannelemente (18, 19, 21 , 22) abgestützt sind. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente ringförmige Spannscheiben (21 , 22) sind, die jeweils flächig mit einer der axial äußeren Blechlamellen (5, 6, 6‘) in Anlage sind. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Lamellenpakete (1 , 1 ‘, 3, 3‘) axial nebeneinander angeordnet sind, wobei die Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) der beiden Lamellenpakete (1 , 1 ‘, 3, 3‘) in entgegengesetzten Orientierungen zueinander angeordnet sind. 25 Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannanordnung (15) zwei Sicherungselemente (23, 24) aufweist, die am Stator (2) oder am Rotor (4) angeordnet sind und gegen die die axial äußeren Blechlamellen (5, 5‘, 6, 6‘) der Lamellenpakete (1 , 1 ‘, 3, 3‘) axial abgestützt sind. 3. Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the laminations (5, 5 ', 6, 6') are designed in the shape of a truncated cone. Electrical machine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the laminations (5, 5', 6, 6') in the unassembled state have an axial height (h, H) which is up to 20 times, in particular up to corresponds to four times the sheet thickness (d, D), and in particular in a range from twice to three times the sheet thickness (d, D). Electrical machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the laminations (5, 5 ', 6, 6') of the at least one disk pack (1, 1 ', 3, 3', 28, 29) with a press fit in one Stator housing (2, 30) of the stator or on a rotor shaft (4, 26) of the rotor are arranged. Electrical machine according to Claim 5, characterized in that the at least one lamina pack comprises a stator-side lamina pack (1, 1', 28), and that the stator-side lamina pack (1, 1', 28) in a receptacle (34, 35) of a stator housing (2, 30) by pressing or expanding the stator-side lamination stack (1, 1', 28) into the receptacle (34, 35) and/or by shrinking the stator housing (2, 30) onto the stator-side lamination stack (1, 1', 28) is attached. Electrical machine according to Claim 6, characterized in that, viewed in a mounting direction (M) oriented coaxially to the axis of rotation (R) for pressing the lamina pack (1, 28) into the stator housing (2, 30), the laminations (5) with that axial end are arranged lying in front, which has the smallest diameter. Electrical machine according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the at least one disk set comprises a rotor-side disk set (3, 3', 29), and that the rotor-side disk set (3, 3', 29) is mounted on a rotor shaft (4, 26) of the rotor by pressing or shrinking the rotor-side disk pack (3, 3', 29) onto the rotor shaft (4, 26) and/or by expanding the rotor shaft (4, 26) into the rotor-side disk pack (3, 3', 29 ) is attached. Electrical machine according to one of Claims 1 to 8, characterized in that a clamping arrangement (15) is provided, by means of which the laminations (5, 5', 6, 6') of the at least one lamina pack (1, 1', 3, 3 ') are axially clamped. Electrical machine according to Claim 9, characterized in that the clamping arrangement (15) has at least one clamping bolt (16) which is passed through a fastening bore (17) in the disk pack (1, 3, 3') parallel to the axis of rotation (R), the axially outer laminations (5, 6, 6') of the lamina pack (1, 3, 3') being supported axially against clamping elements (18, 19, 21, 22) connected to the clamping bolt (16). Electrical machine according to Claim 10, characterized in that the tensioning elements are ring-shaped tensioning discs (21, 22) which are each in surface contact with one of the axially outer laminations (5, 6, 6'). Electrical machine according to one of claims 1 to 11, characterized in that two disk packs (1, 1 ', 3, 3') are arranged axially next to each other, the sheet metal disks (5, 5', 6, 6') of the two disk packs ( 1, 1', 3, 3') are arranged in opposite orientations to one another. 25 Electrical machine according to one of claims 1 to 12, characterized in that the clamping arrangement (15) has two securing elements (23, 24) which are arranged on the stator (2) or on the rotor (4) and against which the axially outer laminations (5, 5', 6, 6') of the disk packs (1, 1', 3, 3') are supported axially.
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