DE102007055542A1

DE102007055542A1 - Rotor eines Elektromotors

Info

Publication number: DE102007055542A1
Application number: DE102007055542A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Strüber; Arno Schieweck
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-04
Also published as: US20090140598A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor eines Elektromotors, mit einer zylindrischen Welle und einem magnetisch leitenden Blechpaket, mit einer zentralen Wellendurchführung. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor eines Elektromotors zu schaffen, bei dem das Blechpaket sicher und dauerhaft an der Rotorwelle befestigbar ist, ohne den Herstellungsaufwand wesentlich zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Welle im Bereich der Innenkontur des Blechpakets mit diesem stoffschlüssig verbunden ist. Diese Verbindungsart ist ausreichend fest und dauerhaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor eines Elektromotors, mit einer zylindrischen Welle und einem magnetisch leitenden Blechpaket, mit einer zentralen Wellendurchführung.
Es sind eine Reihe von Befestigungsmöglichkeiten für Blechpakete auf Wellen bekannt. Häufig werden die ursprünglich glatten Wellen bearbeitet und mit Kerben und Graten oder mit Rändelungen versehen, um den Wellendurchmesser partiell zu vergrößern. Diese Wellenbearbeitung erfordert zusätzliche Fertigungsschritte ohne eine ausreichende Festigkeit der kraftschlüssigen Verbindung bei hoher Belastung gewährleisten zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Rotor eines Elektromotors zu schaffen, bei dem das Blechpaket sicher und dauerhaft an der Rotorwelle befestigbar ist, ohne den Herstellungsaufwand wesentlich zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Welle im Bereich der Innenkontur des Blechpakets mit diesem stoffschlüssig verbunden ist. Diese Verbindungsart ist ausreichend fest und dauerhaft.
Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Hierzu zählt die Innenkontur der zentralen Wellendurchführung so zu formen, dass das Blechpaket nur teilweise an der Welle anliegt. Dadurch wird eine gute Zentrierung des Blechpakets erreicht und die stoffschlüssige Verbindung lässt sich unter günstigeren Bedingungen herstellen.
Eine Möglichkeit der Formgebung für die Innenkontur ist eine polygonförmige Ausbildung. Je nach Anforderung an die mechanische Festigkeit und an die Genauigkeit der Verbindung kann sich dabei z. B. um einen Innenvierkant oder Innendreikant handeln. Diese Form wird durch einen Ausstanzprozess der Einzelbleche des Blechpaketes mitgestanzt und erfordert daher keinen zusätzlichen Aufwand.
Wichtig ist dabei, dass der Durchmesser eines einbeschriebenen Kreises in der Wellendurchführung vor einem Vormontagezustand von Welle und Blechpaket geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Welle. Dadurch wird bereits vor Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung für ein lagerichtig auf der Welle festsitzendes Blechpaket gesorgt, so dass Montagefehler unwahrscheinlich sind.
Die beschriebene Verbindung ist sowohl für Wellen aus einem gehärteten Stahlmaterial als auch für Wellen aus einem ungehärteten Stahlmaterial geeignet.
Besonders vorteilhaft ist die Herstellung der Verbindung zwischen Blechpaket und Welle durch Elektro-Widerstandsschweißen, weil dies mit einer einfachen Einrichtung durchführbar ist.
Zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung werden folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen:
Ausstanzen von Blechen mit Wellendurchführung,
Paketieren der Bleche zu Blechpaketen,
Einziehen der Welle in die Wellendurchführung,
Anlegen von Elektroden an die Welle und an das Blechpaket,
Verschweißen der Welle mit dem Blechpaket durch kurzzeitiges Anlegen einer Schweißspannung (Spannungsstoß) an die Elektroden.
Durch diese Vorgehensweise wird das Blechpaket in einem Arbeitsgang stoffschlüssig auf der Welle befestigt.
Zweckmäßigerweise werden mehrere Elektroden auf den Umfang des Blechpaketes aufgesetzt und zusammen elektrisch an ein erstes Spannungspotential angelegt, während an die Welle an einem anderen Spannungspotential anliegt.
Um den Schweißstrom zu reduzieren, kann der Schweißvorgang auch abschnittsweise durchgeführt werden, so dass der Schweißstrom nacheinander an einzelne Bleche oder Teilpakete angelegt wird.
Es kann auch ausreichen, das Blechpaket lediglich an einem axial begrenzten Anfangs- und Endabschnitt mit der Welle zu verschweißen, insbesondere wenn das Blechpaket eine kompakte Einheit bildet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt eine Darstellung eines Rotors 1 in einer Schweißvorrichtung, die hier nur durch drei Schweißelektroden 6 vereinfacht gezeigt ist, wobei die Schweißelektroden an ein Blechpaket 3 des Rotors 5 angelegt sind. Das Blechpaket weist eine Wellendurchführung 4 für eine Welle 2 auf. Der Querschnitt der Wellendurchführung 4 ist im gezeigten Beispiel quadratisch, wodurch sich bei geometrisch idealer Form vier Berührungslinien zwischen der Welle 2 und dem Blechpaket 3 ergeben. Die Berührungslinien weisen nur eine geringe Breite auf, so dass ein Schweißstrom, der an den Elektroden 6 einerseits und an der Welle andererseits angelegt wird, stark konzentriert wird und eine zum verschweißen der Fügepartner ausreichende Wärme entsteht. Es werden somit die Schweißstellen 5 erzeugt.

1: Rotor
2: Welle
3: Blechpaket
4: Wellendurchführung
5: Schweißstelle
6: Elektrode

Claims

Rotor (1) eines Elektromotors, mit einer zylindrischen Welle (2) und einem magnetisch leitenden Blechpaket (3), mit einer zentralen Wellendurchführung (4) dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) im Bereich der Innenkontur (6) des Blechpakets (3) mit diesem stoffschlüssig verbunden ist.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Innenkontur (6) der zentralen Wellendurchführung (4) so geformt ist, dass das Blechpaket (3) nur teilweise an der Welle (2) anliegt.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur (6) polygonförmig ist.
Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur (6) die Form eines Innenvierkants oder Innendreikants aufweist.
Rotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser eines einbeschriebenen Kreises in der Wellendurchführung (4) vor einem Vormontagezustand von Welle und Blechpaket geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Welle (2).
Rotor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) aus einem gehärteten Stahlmaterial besteht.
Rotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) aus einem ungehärteten Stahlmaterial besteht.
Verfahren zur Befestigung eines Blechpakets auf einer zylindrischen Welle eines Elektromotors nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket mit der Welle durch Elektro-Widerstandsschweißen verbunden wird.
Verfahren zur Befestigung eines Blechpakets auf einer zylindrischen Welle eines Elektromotors nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Ausstanzen von Blechen mit Wellendurchführung (4), b) Paketieren der Bleche zu Blechpaketen (3), c) Einziehen der Welle in die Wellendurchführung (4), d) Anlegen von Elektroden an die Welle (2) und an das Blechpaket (3), e) Verschweißen der Welle (2) mit dem Blechpaket (3) durch kurzzeitiges Anlegen einer Schweißspannung (Spannungsstoß) an die Elektroden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schweißvorgang am Umfang des Blechpakets (3) mehrere Elektroden angelegt sind die zusammen an ein erstes Spannungspotential elektrisch angeschlossen sind und die Welle (2) mit einer weiteren Elektrode angeschlossen ist, die mit einem zweiten Spannungspotential elektrisch verbunden ist.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißvorgang abschnittsweise durchgeführt wird, so dass der Schweißstrom nacheinander an einzelne Bleche oder Teilpakete angelegt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißstrom pulsierend ist und eine kontinuierliche oder intermittierende Vorwärtsbewegung der Schweißelektroden vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (3) nur an einem axial begrenzten Anfangs- und Endabschnitt mit der Welle verschweißt wird.