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DE102018200865B4 - Rotor for an electric machine - Google Patents

Rotor for an electric machine Download PDF

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DE102018200865B4
DE102018200865B4 DE102018200865.5A DE102018200865A DE102018200865B4 DE 102018200865 B4 DE102018200865 B4 DE 102018200865B4 DE 102018200865 A DE102018200865 A DE 102018200865A DE 102018200865 B4 DE102018200865 B4 DE 102018200865B4
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Germany
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end flange
rotor
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Holger Fröhlich
Robert Hoffmann
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Vitesco Technologies GmbH
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Abstract

Rotor (10) für eine elektrische Maschine, mit einem einen Hohlraum (14) umschließenden Blechlamellenpaket (12),einem ersten Stirnflansch (16) und einem zweiten Stirnflansch (18), wobeider erste Stirnflansch (16) und der zweite Stirnflansch (18) in axialer Richtung des Rotors (10) endseitig auf dem Blechlamellenpaket (12) angeordnet und zur drehbaren Lagerung des Rotors (10) um dessen Rotorachse (22) ausgebildet sind, wobei der erste Stirnflansch (16) und der zweite Stirnflansch (18) jeweils einen Lagerzapfen (20) aufweisen, der koaxial zur Rotorachse (22) des Rotors (10) ausgebildet ist,ein Zugelement (24), das durch das Blechlamellenpaket (12) geführt ist und den ersten Stirnflansch (16) mit dem zweiten Stirnflansch (18) in axialer Richtung miteinander verbindet und vorspannt, wodurch eine gebaute Welle bereitgestellt wird, und ein durch den Hohlraum (14) geführtes Zentrierelement (28), das den ersten Stirnflansch (16) und den zweiten Stirnflansch (28) miteinander verbindet.Rotor (10) for an electrical machine, with a sheet metal plate pack (12) enclosing a cavity (14), a first end flange (16) and a second end flange (18), the first end flange (16) and the second end flange (18) being in axial direction of the rotor (10) arranged at the end on the sheet metal plate pack (12) and designed for rotatable mounting of the rotor (10) about its rotor axis (22), the first end flange (16) and the second end flange (18) each having a bearing pin (20), which is formed coaxially to the rotor axis (22) of the rotor (10), a tension element (24) which is guided through the sheet metal plate package (12) and the first end flange (16) with the second end flange (18). axial direction connects and prestresses each other, thereby providing a built shaft, and a centering element (28) guided through the cavity (14) which connects the first end flange (16) and the second end flange (28) to one another.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, vorzugsweise für eine permanent erregte Synchronmaschine, der eine erhöhte Torsions- und/oder Biegesteifigkeit aufweist und somit insbesondere bei hohen Drehzahlen verformungsarm ausgebildet ist.The invention relates to a rotor for an electrical machine, preferably for a permanently excited synchronous machine, which has increased torsional and/or bending rigidity and is therefore designed to be low in deformation, particularly at high speeds.

Grundsätzlich sind Rotoren einer elektrischen Maschine, insbesondere einer permanent erregten Synchronmaschine, bekannt. Bei den bekannten elektrischen Maschinen werden Permanentmagnete innerhalb des Rotors angeordnet und befestigt. Der Rotor weist einen Rotorkörper auf, der auf einer Vielzahl von Blechlamellen aufgebaut und zu einem Blechpaket zusammengesetzt ist. Die einzelnen Bleche aus magnetischem Stahl werden in identischer Form ausgestanzt und dann zusammengesetzt, wobei die einzelnen Lamellen gegeneinander isoliert sind. Das Blechpaket weist eine zentrale Öffnung auf, welche eine Antriebswelle aufnimmt, die drehfest z.B. durch Aufschrumpfen des Blechlamellenpakets mit der Antriebswelle verbunden ist. Die einzelnen Permanentmagnete, welche die Pole des Rotors bilden, sind in ausgestanzten Öffnungen innerhalb des zylindrisch ausgebildeten Rotors bzw. Blechlamellenpakets gehalten.Basically, rotors of an electrical machine, in particular a permanently excited synchronous machine, are known. In known electrical machines, permanent magnets are arranged and fastened within the rotor. The rotor has a rotor body that is built on a large number of sheet metal lamellas and is assembled into a sheet metal package. The individual sheets of magnetic steel are punched out in an identical shape and then assembled, with the individual slats being insulated from each other. The laminated core has a central opening which accommodates a drive shaft which is connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner, for example by shrinking the laminated core. The individual permanent magnets, which form the poles of the rotor, are held in punched out openings within the cylindrical rotor or sheet metal plate pack.

Das Blechpaket erfüllt die Funktion der magnetischen Feldbildung sowie die Funktion einer tragenden Struktur, welche die Permanentmagnete in ihrer Position halten. Zudem übernimmt das Blechpaket die Funktionsübertragung des Drehmoments vom Blechpaket auf die Rotorwelle.The laminated core fulfills the function of magnetic field formation as well as the function of a supporting structure that holds the permanent magnets in their position. In addition, the laminated core takes over the functional transfer of the torque from the laminated core to the rotor shaft.

In Folge einer Rotation des Rotors, insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen, kann es unter Fliehkrafteinfluss zu Schwingungen und einer Relativbewegung der einzelnen Bleche kommen, so dass sich die Oberfläche des Blechpakets verändert und die Verbindung der auf ihr befestigten Permanentmagnete beeinträchtigen kann. Demnach verhält sich das Blechpaket bei hohen Drehzahlen stark anisotrop, wodurch das System zu niederfrequenten Schwingungen im Betriebsbereich neigen kann. Derartige bekannte Rotoren weisen daher nur ein begrenztes Potential zur Drehzahlerhöhung beziehungsweise zur Durchmesservergrößerung bei gleichbleibender Drehzahl auf.As a result of rotation of the rotor, especially at very high speeds, vibrations and a relative movement of the individual sheets can occur under the influence of centrifugal force, so that the surface of the laminated core changes and can impair the connection of the permanent magnets attached to it. Accordingly, the laminated core behaves strongly anisotropically at high speeds, which means that the system can tend to low-frequency oscillations in the operating range. Such known rotors therefore only have a limited potential for increasing the speed or increasing the diameter while maintaining the same speed.

Aus der EP 3 154 156 A1 , der JP 2011 019 298 A und der JP 2013 115 848 A ist jeweils ein Rotor für eine elektrische Maschine bekannt, wobei der Rotor eine durchgehende Rotorwelle aufweist, auf der ein Blechpaket angeordnet ist, welches in axialer Richtung des Rotors vorgespannt ist.From the EP 3 154 156 A1 , the JP 2011 019 298 A and the JP 2013 115 848 A A rotor for an electrical machine is known, wherein the rotor has a continuous rotor shaft on which a laminated core is arranged, which is prestressed in the axial direction of the rotor.

Die DE 10 2016 204 794 A1 zeigt eine gebaute Rotorwelle eines Rotors für eine elektrische Maschine, wobei auf der hohlzylinderförmig ausgebildeten Rotorwelle eine Blechpaket angeordnet ist, dass über auf der Hohlwelle angeordnete Druckelemente in axialer Richtung des Rotors verspannt ist.The DE 10 2016 204 794 A1 shows a built rotor shaft of a rotor for an electrical machine, a laminated core being arranged on the hollow cylindrical rotor shaft, which is clamped in the axial direction of the rotor via pressure elements arranged on the hollow shaft.

Die DE 10 2015 223 631 A1 beschreibt eine gebaute Rotorwelle mit einer Kühlanordnung innerhalb der hohlzylinderförmig ausgebildeten Rotorwelle.The DE 10 2015 223 631 A1 describes a built rotor shaft with a cooling arrangement within the hollow cylindrical rotor shaft.

In der DE 10 2007 039 186 A1 ist ein Läufer eines Traktionsmotors beschrieben, bei dem ein Blechpaket des Läufers über stirnseitig angeordnete Läuferdruckringe und über Zuganker in axialer Richtung vorgespannt sind. Die Läuferdruckringe sind auf einer Welle angeordnet.In the DE 10 2007 039 186 A1 a rotor of a traction motor is described, in which a laminated core of the rotor is prestressed in the axial direction via rotor pressure rings arranged on the front side and via tie rods. The rotor pressure rings are arranged on a shaft.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor für eine elektrische Maschine mit einer gebauten Rotorwelle bereitzustellen, der eine erhöhte Torsions- und/oder Biegesteifigkeit aufweist, so dass insbesondere bei hohen Drehzahlen das Drehmoment sicher übertragen werden kann.It is the object of the present invention to provide a rotor for an electric machine with a built-in rotor shaft, which has increased torsional and/or bending rigidity, so that the torque can be transmitted safely, particularly at high speeds.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben, wobei jedes Merkmal jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann.The object is solved by the subject matter of independent patent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the drawings, whereby each feature can represent an aspect of the invention individually or in combination.

Erfindungsgemäß ist ein Rotor für eine elektrische Maschine vorgesehen, mit einem einen Hohlraum umschließenden Blechlamellenpaket, einem ersten Stirnflansch und einem zweiten Stirnflansch, wobei der erste Stirnflansch und der zweite Stirnflansch in axialer Richtung des Sensors endseitig auf dem Blechlamellenpaket angeordnet und zur drehbaren Lagerung des Rotors um dessen Rotorachse ausgebildet sind, ein Zugelement, das durch das Blechlamellenpaket geführt ist und den ersten Stirnflansch mit dem zweiten Stirnflansch in axialer Richtung miteinander verbindet und in axialer Richtung vorspannt, und ein durch den Hohlraum geführtes Zentrierelement, das den ersten Stirnflansch und den zweiten Stirnflansch miteinander verbindet.According to the invention, a rotor for an electrical machine is provided, with a sheet metal plate pack enclosing a cavity, a first end flange and a second end flange, the first end flange and the second end flange being arranged on the end in the axial direction of the sensor on the sheet metal plate pack and for the rotatable mounting of the rotor the rotor axis of which is formed, a tension element which is guided through the sheet metal plate pack and connects the first end flange to the second end flange in the axial direction and prestresses it in the axial direction, and a centering element guided through the cavity which connects the first end flange and the second end flange to one another connects.

Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine permanent erregte Synchronmaschine, bereitzustellen, der ein Blechlamellenpaket aufweist, wobei endseitig auf dem Blechlamellenpaket ein erster Stirnflansch und ein zweiter Stirnflansch angeordnet ist. Weiterhin umfasst der Rotor ein Zugelement, das durch das Blechlamellenpaket geführt ist, den ersten Stirnflansch und den zweiten Stirnflansch endseitig auf dem Blechlamellenpaket fixiert und das Blechlamellenpaket in axialer Richtung vorspannt. Auf diese Weise wird eine gebaute Welle bereitgestellt.In other words, one aspect of the present invention is to provide a rotor for an electrical machine, in particular for a permanently excited synchronous machine, which has a sheet metal disk package, with a first end flange and a second end flange being arranged on the end of the sheet metal disk package. Furthermore, the rotor comprises a tension element, which is guided through the sheet metal plate package, the first end flange and the second end flange on the end fixed to the sheet metal lamina pack and prestressing the sheet metal lamina pack in the axial direction. In this way a built shaft is provided.

Es ist folglich ein wesentlicher Aspekt, dass das Blechlamellenpaket in axialer Richtung durch das Zugelement vorgespannt ist, wobei auch der erste Stirnflansch und der zweite Stirnflansch über das Zugelement an das Blechlamellenpaket angepresst werden. Durch die Verspannung des Blechlamellenpakets in axialer Richtung können die Relativbewegungen der einzelnen Blechlamellen des Blechlamellenpakets zueinander, insbesondere bei hohen Drehzahlen des Rotors, reduziert werden. Auf diese Weise können die Torsions- und/oder Biegesteifigkeit des Rotors erhöht werden.It is therefore an important aspect that the sheet metal lamina pack is prestressed in the axial direction by the tension element, with the first end flange and the second end flange also being pressed onto the sheet metal lamina pack via the tension element. By bracing the lamination stack in the axial direction, the relative movements of the individual laminations of the lamination stack to one another can be reduced, particularly at high rotor speeds. In this way, the torsional and/or bending rigidity of the rotor can be increased.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass durch den Hohlraum des Blechlamellenpakets ein Zentrierelement geführt ist, dass den ersten Stirnflansch und den zweiten Stirnflansch miteinander verbindet. Das Zentrierelement kann einerseits dazu dienen, den ersten Stirnflansch und den zweiten Stirnflansch in axialer Richtung zueinander auszurichten, sowie andererseits eine direkte Verbindung zwischen dem ersten Stirnflansch und dem zweiten Stirnflansch bereitzustellen. Somit kann die Genauigkeit der strukturellen Ausrichtung des Rotors in axialer Richtung erhöht werden. Zudem können die Torsions- und/oder Biegesteifigkeit des Rotors erhöht werden.Furthermore, it is provided that a centering element is guided through the cavity of the sheet metal plate pack and connects the first end flange and the second end flange to one another. The centering element can, on the one hand, serve to align the first end flange and the second end flange with one another in the axial direction, and on the other hand, to provide a direct connection between the first end flange and the second end flange. Thus, the accuracy of the structural alignment of the rotor in the axial direction can be increased. In addition, the torsional and/or bending rigidity of the rotor can be increased.

Der erste Stirnflansch und der zweite Stirnflansch sind derart ausgebildet, dass diese zur drehbaren Lagerung des Rotors um dessen Rotorachse ausgebildet sind. Hierzu weisen der erste Stirnflansch und der zweite Stirnflansch jeweils einen Lagerzapfen aufweist, der koaxial zur Rotorachse des Rotors ausgebildet ist.The first end flange and the second end flange are designed such that they are designed to rotatably support the rotor about its rotor axis. For this purpose, the first end flange and the second end flange each have a bearing pin which is formed coaxially with the rotor axis of the rotor.

Das Zugelement zum Vorspannen des Blechlamellenpakets sowie zur Anordnung des ersten Stirnflansch und des zweiten Stirnflanschs auf der Endseite des Blechlamellenpakets kann vorzugsweise als Zuganker, und/oder Zugbolzen und/oder Schraubenelement ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Zugelement ein Schraubenelement, das durch das Blechlamellenpaket geführt ist und in den ersten Stirnflansch und/oder den zweiten Stirnflansch eingeschraubt und/oder über eine aufgeschraubte Mutter rückverankert ist.The tension element for prestressing the sheet metal lamination stack and for arranging the first end flange and the second end flange on the end side of the sheet metal lamination stack can preferably be designed as a tie rod, and/or tension bolt and/or screw element. Preferably, the tension element is a screw element which is guided through the sheet metal plate pack and is screwed into the first end flange and/or the second end flange and/or is anchored back via a screwed-on nut.

Das Zugelement ist durch das Blechlamellenpaket geführt. Dies bedeutet, dass in dem Blechlamellenpaket wenigstens eine Bohrung zur Aufnahme des Zugelements ausgebildet ist, wobei diese Bohrung verschieden vom Hohlraum des Blechlamellenpakets ist. Auf diese Weise wird die Bohrung in Umfangsrichtung vom Blechlamellenpaket umgeben. Auf diese Weise kann eine erhöhte Vorspannkraft bzw. eine gleichmäßige Anpressung in axialer Richtung über das Zugelement ausgeübt werden. Zudem kann eine Verformung des ersten Stirnflanschs und/oder des zweiten Stirnflanschs infolge der axialen Vorspannung reduziert werden.The tension element is guided through the sheet metal plate package. This means that at least one hole for receiving the tension element is formed in the sheet metal plate pack, this hole being different from the cavity of the sheet metal plate pack. In this way, the hole is surrounded in the circumferential direction by the sheet metal plate package. In this way, an increased preload force or a uniform pressure can be exerted in the axial direction via the tension element. In addition, deformation of the first end flange and/or the second end flange as a result of the axial prestress can be reduced.

Das Zentrierelement kann verschiedenartig ausgebildet sein. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zentrierelement ein Blechpaketträger ist, auf dem das Blechlamellenpaket angeordnet ist. Demnach erstreckt sich der Blechpaketträger durch den Hohlraum des Blechlamellenpakets . Das Blechlamellenpaket ist vorzugsweise auf dem Blechlamellenpaketträger aufgeschrumpft. Insbesondere sitzt das Blechlamellenpaket im Presssitz auf dem Blechpaketträger auf. Somit kann ein Drehmoment einerseits über den Presssitz von dem Blechlamellenpaket auf den Blechpaketträger und schließlich auf den ersten Stirnflansch und/oder den zweiten Stirnflansch übertragen werden. Andererseits kann das Drehmoment über die Vorspannung durch das Zugelement direkt von dem Blechlammelenpaket in den ersten Stirnflansch und/oder den zweiten Stirnflansch eingeleitet werden.The centering element can be designed in various ways. In a preferred development of the invention it is provided that the centering element is a laminated core carrier on which the laminated plate pack is arranged. Accordingly, the laminated core carrier extends through the cavity of the laminated core. The sheet metal lamina pack is preferably shrunk onto the sheet metal lamina pack carrier. In particular, the laminated plate pack sits in a press fit on the laminated core carrier. Thus, on the one hand, a torque can be transmitted via the press fit from the laminated plate pack to the laminated core carrier and finally to the first end flange and/or the second end flange. On the other hand, the torque can be introduced directly from the sheet metal lamella package into the first end flange and/or the second end flange via the pretension by the tension element.

Der Blechpaketträger ist vorzugsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem ersten Stirnflansch und/oder dem zweiten Stirnflansch verbunden. Auf diese Weise kann eine direkte Verbindung zwischen dem ersten Stirnflansch und dem zweiten Stirnflansch über den als Zentrierelement ausgebildeten Blechpaketträger bereitgestellt werden, so dass eine Drehmomentübertragung, insbesondere bei hohen Drehzahlen nicht nur über die Vorspannung erfolgt, sondern auch über das Zentrierelement.The laminated core carrier is preferably positively and/or cohesively and/or non-positively connected to the first end flange and/or the second end flange. In this way, a direct connection between the first end flange and the second end flange can be provided via the laminated core carrier designed as a centering element, so that torque transmission, especially at high speeds, takes place not only via the preload, but also via the centering element.

Alternativ und/oder in Ergänzung dazu sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Zentrierelement ein in radialer Richtung zum Blechlamellenpaket beabstandet angeordneter Kühlkanal ist, der koaxial zur Rotorachse des Rotors angeordnet ist, zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet ist und den ersten Stirnflansch mit dem zweiten Stirnflansch verbindet. Demnach ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten Stirnflansch und dem zweiten Stirnflansch ein sich durch den Hohlraum des Blechlamellenpakets erstreckender Kühlkanal ausgebildet ist, der stoffschlüssig, und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem ersten Stirnflansch und dem zweiten Stirnflansch verbunden ist. Der Kühlkanal zentriert die beiden Wellenzapfen zueinander und kann der Konstruktion ein Mehr an Steifigkeit und die Möglichkeit zur Durchleitung und Verteilung einer Kühlflüssigkeit verleihen.Alternatively and/or in addition to this, a preferred development of the invention provides that the centering element is a cooling channel which is arranged at a distance in the radial direction from the sheet metal plate pack, which is arranged coaxially to the rotor axis of the rotor, is designed at least in sections as a hollow shaft and the first end flange with the second end flange connects. Accordingly, it is provided that between the first end flange and the second end flange there is formed a cooling channel which extends through the cavity of the sheet metal lamina pack and is connected to the first end flange and the second end flange in a cohesive and/or form-fitting and/or force-fitting manner. The cooling channel centers the two shaft journals in relation to each other and can give the construction more rigidity and the ability to pass through and distribute a coolant.

Unter einer stoffschlüssigen Verbindung kann beispielsweise eine Schweißverbindung, insbesondere eine Lasertiefschweißverbindung verstanden werden. Eine formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise dadurch bereitgestellt, dass eine endseitig an dem Zentrierelement ausgebildete Kontur in eine am ersten Stirnflansch und/oder am zweiten Stirnflansch ausgebildete Gegenkontur eingreift.A cohesive connection can be understood to mean, for example, a welded connection, in particular a deep laser welded connection. A positive connection is made preferably provided in that a contour formed on the end of the centering element engages in a counter contour formed on the first end flange and/or on the second end flange.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zentrierelement an den jeweiligen in axialer Richtung ausgebildeten Endabschnitten Stirnmitnehmer aufweist und der erste Stirnflansch und/oder der zweite Stirnflansch korrespondierende in die Stirnmitnehmer eingreifende Aufnahmen aufweist. Auf diese Weise können der erste Stirnflansch und der zweite Stirnflansch in einfacher Weise über das Zentrierelement formschlüssig miteinander verbunden werden. Auf diese Weise kann die Montage bzw. der Zusammenbau des Rotors vereinfacht werden.A preferred development of the invention provides that the centering element has face drivers on the respective end sections formed in the axial direction and the first end flange and/or the second end flange has corresponding receptacles which engage in the face drivers. In this way, the first end flange and the second end flange can be positively connected to one another in a simple manner via the centering element. In this way, the assembly or assembly of the rotor can be simplified.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Stirnflansch eine Öffnung aufweist, die koaxial zur Rotorachse des Rotors ausgebildet ist und der Kühlkanal mit dieser Öffnung verbunden ist. Auf diese Weise kann über die Öffnung dem Kühlkanal ein Kühlmedium, zum Kühlen des Rotors zugeführt werden. Durch das Kühlen des Rotors können materialbedingte Spannungen des Rotors und/oder des Blechlamellenpakets infolge einer Rotorerwärmung während des Betriebes reduziert werden.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the first end flange has an opening which is formed coaxially with the rotor axis of the rotor and the cooling channel is connected to this opening. In this way, a cooling medium for cooling the rotor can be supplied to the cooling channel via the opening. By cooling the rotor, material-related stresses on the rotor and/or the lamination stack as a result of the rotor heating up during operation can be reduced.

Das Kühlmedium ist vorzugsweise ein Kühlfluid, insbesondere ein Öl.The cooling medium is preferably a cooling fluid, in particular an oil.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühlkanal wenigstens eine in radialer Richtung ausgebildete Austrittsöffnung aufweist. Auf diese Weise kann das über die Öffnung dem Kühlkanal zugeführte Kühlmedium über die Austrittsöffnung austreten und an eine innere Mantelfläche des Blechpaketträgers und/oder eine innere Mantelfläche des Blechlamellenpakets gespritzt werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Austrittsöffnung bezogen auf die Länge des Blechlamellenpakets mittig angeordnet ist, so dass das Kühlmedium im sogenannten Hotspot auf das Blechlamellenpaket gerichtet werden kann. Somit kann die Kühlwirkung zum Kühlen des Rotors erhöht werden.In an advantageous development of the invention it is provided that the cooling channel has at least one outlet opening formed in the radial direction. In this way, the cooling medium supplied to the cooling channel via the opening can exit via the outlet opening and be sprayed onto an inner lateral surface of the laminated core carrier and/or an inner lateral surface of the laminated disk pack. Preferably, it is provided that the outlet opening is arranged centrally relative to the length of the sheet metal lamina pack, so that the cooling medium can be directed onto the sheet metal lamina pack in the so-called hotspot. The cooling effect for cooling the rotor can thus be increased.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste Stirnflansch und/oder der zweite Stirnflansch wenigstens eine Auslassöffnung aufweist. Auf diese Weise kann ein Kühlmedium, das über den Kühlkanal und/oder die Austrittsöffnung in den Hohlraum des Blechlamellenpakets gelangt ist, über die Auslassöffnung aus dem Hohlraum abgeführt werden. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Auslassöffnung derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass das aus dem Hohlraum austretende Kühlmedium an Wickelköpfe eines den Rotor in Umfangrichtung umgebenden Stators gespritzt wird.An advantageous development of the invention provides that the first end flange and/or the second end flange has at least one outlet opening. In this way, a cooling medium that has entered the cavity of the sheet metal fin stack via the cooling channel and/or the outlet opening can be removed from the cavity via the outlet opening. It can preferably be provided that the outlet opening is arranged and/or designed in such a way that the cooling medium emerging from the cavity is sprayed onto winding heads of a stator surrounding the rotor in the circumferential direction.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Kühlkanal auf einer äußeren Umfangsfläche wenigstens ein in radialer Richtung erstreckende Stützelement aufweist, das sich zumindest abschnittsweise gegen eine innere Mantelfläche des Blechpaketträgers oder eine innere Mantelfläche des Blechlamellenpakets abstützt. Auf diese Weise kann über das Stützelement die Biege- und/oder Torsionssteifigkeit des Kühlkanals bzw. des Rotors erhöht werden.A preferred development of the invention is that the cooling channel has on an outer peripheral surface at least one support element extending in the radial direction, which is supported at least in sections against an inner lateral surface of the laminated core carrier or an inner lateral surface of the laminated disk pack. In this way, the bending and/or torsional rigidity of the cooling channel or the rotor can be increased via the support element.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Stirnflansch und/oder der zweite Stirnflansch einen Zentriersitz aufweist, der in den Hohlraum hineinragt und zumindest abschnittsweise an der inneren Mantelfläche des Blechlamellenpakets und/oder der inneren Mantelfläche des Blechpaketträgers anliegt. Auf diese Weise wird über den Zentriersitz, vorzugsweise ein zylindrischer Sitz, eine Aufnahme des zylinderförmigen Blechlamellenpakets bereitgestellt, so dass eine erhöhte axiale Ausrichtung von dem ersten Stirnflansch, dem zweiten Stirnflansch und dem Blechlamellenpaket bereitgestellt werden kann.In an advantageous development of the invention it is provided that the first end flange and/or the second end flange has a centering seat which protrudes into the cavity and rests at least in sections on the inner lateral surface of the laminated plate pack and/or the inner lateral surface of the laminated core carrier. In this way, a receptacle for the cylindrical sheet metal plate pack is provided via the centering seat, preferably a cylindrical seat, so that an increased axial alignment of the first end flange, the second end flange and the plate plate pack can be provided.

Die Erfindung betrifft zudem eine elektrische Maschine zur Verwendung in einem Fahrzeug, aufweisend den erfindungsgemäßen Rotor.The invention also relates to an electric machine for use in a vehicle, having the rotor according to the invention.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine eine permanent erregte Synchronmaschine ist.In an advantageous development of the invention it is provided that the electrical machine is a permanently excited synchronous machine.

Abschließend betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.Finally, the invention relates to a vehicle with the electric machine according to the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht als einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Der Anmelder behält sich vor, einzelne oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Figuren näher erläutert.Further features and advantages of the invention result from the subclaims and the following exemplary embodiments. The exemplary embodiments are not to be understood as limiting, but rather as exemplary. They are intended to enable the person skilled in the art to carry out the invention. The applicant reserves the right to make one or more of the features disclosed in the exemplary embodiments the subject of patent claims or to include such features in existing patent claims. The exemplary embodiments are explained in more detail using figures.

In diesen zeigen:

  • 1 einen Längsschnitt durch einen Rotor gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Rotors,
  • 3 eine perspektivische Ansicht des Rotors, wobei eine formschlüssige Verbindung zwischen dem als Blechpaketträger ausgebildeten Zentrierelement und dem ersten Stirnflansch und dem zweiten Stirnflansch gezeigt ist,
  • 4 einen Längsschnitt durch den Rotor mit einem als Zentrierelement ausgebildeten Kühlkanal,
  • 5 eine perspektivische Ansicht des Rotors, wobei der erste Stirnflansch und der zweite Stirnflansch Austrittsöffnungen aufweist,
  • 6 einen Längsschnitt durch den Rotor, wobei das Zentrierelement ausschließlich als Kühlkanal ausgebildet ist,
  • 7 einen Längsschnitt durch den Rotor, wobei der Kühlkanal formschlüssig mit dem ersten Stirnflansch und dem zweiten Stirnflansch verbunden ist,
  • 8 eine Explosionszeichnung des ersten Stirnflanschs, zweiten Stirnflanschs und des Kühlkanals,
  • 9 einen Längsschnitt durch den Rotor, wobei auf einer äußeren Mantelfläche des Kühlkanals ein Stützenelement ausgebildet ist.
Show in these:
  • 1 a longitudinal section through a rotor according to a preferred embodiment of the invention,
  • 2 a perspective view of the rotor,
  • 3 a perspective view of the rotor, showing a positive connection between the centering element designed as a laminated core carrier and the first end flange and the second end flange,
  • 4 a longitudinal section through the rotor with a cooling channel designed as a centering element,
  • 5 a perspective view of the rotor, with the first end flange and the second end flange having outlet openings,
  • 6 a longitudinal section through the rotor, the centering element being designed exclusively as a cooling channel,
  • 7 a longitudinal section through the rotor, the cooling channel being positively connected to the first end flange and the second end flange,
  • 8th an exploded view of the first end flange, second end flange and the cooling channel,
  • 9 a longitudinal section through the rotor, with a support element being formed on an outer surface of the cooling channel.

In 1 ist ein Rotor 10 für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine permanent erregte Synchronmaschine, gezeigt. Der Rotor 10 umfasst ein zylinderförmig ausgebildetes Blechlamellenpaket 12, das einen Hohlraum 14 in Umfangsrichtung umschließt. Endseitig auf dem zylinderförmig ausgebildeten Blechlamellenpaket 12 sind ein erster Stirnflansch 16 und ein zweiter Stirnflansch 18 angeordnet, die den Hohlraum 14 in axialer Richtung zumindest teilweise abschließen. Der erste Stirnflansch 16 und der zweite Stirnflansch 18 weisen jeweils einen Lagerzapfen 20 zur drehbaren Lagerung des Rotors 10 um dessen Rotorachse 22 auf. Durch den ersten Stirnflansch 16, das Blechlamellenpaket 12 und den zweiten Stirnflansch 18 ist ein Zugelement 24 geführt, dass das Blechlamellenpaket 12 in axialer Richtung des Rotors 10 vorspannt. Das Zugelement 24 ist dabei als Schraubenelement ausgebildet, wobei endseitig auf dem Schraubenelement jeweils eine Mutter 26 aufgeschraubt ist, um den ersten Stirnflansch 16 und den zweiten Stirnflansch 18 endseitig auf dem Blechlamellenpaket 12 zu fixieren und das Blechlamellenpaket 12 in axialer Richtung vorzuspannen. Durch die Verspannung und/oder Vorspannung des Blechlamellenpakets 12 in axialer Richtung können die Relativbewegungen der einzelnen Blechlamellen des Blechlamellenpakets 12 zueinander, insbesondere bei hohen Drehzahlen des Rotors 10, reduziert werden. Auf diese Weise kann die Torsions- und Biegesteifigkeit des Rotors 10 erhöht werden.In 1 a rotor 10 is shown for an electrical machine, in particular for a permanently excited synchronous machine. The rotor 10 comprises a cylindrical sheet metal plate pack 12 which encloses a cavity 14 in the circumferential direction. A first end flange 16 and a second end flange 18 are arranged at the end of the cylindrical sheet metal plate pack 12, which at least partially close off the cavity 14 in the axial direction. The first end flange 16 and the second end flange 18 each have a bearing pin 20 for rotatably mounting the rotor 10 about its rotor axis 22. A tension element 24 is guided through the first end flange 16, the sheet metal plate pack 12 and the second end flange 18, which biases the sheet metal plate pack 12 in the axial direction of the rotor 10. The tension element 24 is designed as a screw element, with a nut 26 being screwed onto each end of the screw element in order to fix the first end flange 16 and the second end flange 18 on the end of the sheet metal plate pack 12 and to prestress the sheet metal plate pack 12 in the axial direction. By bracing and/or pre-tensioning the sheet metal lamination stack 12 in the axial direction, the relative movements of the individual sheet metal laminations of the lamination lamination stack 12 to one another, particularly at high speeds of the rotor 10, can be reduced. In this way, the torsional and bending rigidity of the rotor 10 can be increased.

Grundsätzlich kann nur ein Zugelement 24 vorgesehen sein. In der Regel sind, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, eine Mehrzahl von Zugelementen 24 in axialer Richtung durch das Blechlamellenpaket 12 angeordnet, wobei die Zugelemente 24 in Umfangsrichtung vorzugsweise in regelmäßigen Abständen zueinander beabstandet angeordnet sind.In principle, only one tension element 24 can be provided. As a rule, as shown in the exemplary embodiment, a plurality of tension elements 24 are arranged in the axial direction through the sheet metal plate pack 12, with the tension elements 24 preferably being arranged at regular intervals from one another in the circumferential direction.

Des Weiteren ist ein Zentrierelement 28 vorgesehen, das vorliegend als Blechpaketträger 30 ausgebildet ist, wobei das Blechlamellenpaket 12 auf dem Blechpaketträger 30 angeordnet ist. Hierbei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Blechlamellenpaket 12 auf den Blechpaketträger 30 aufgeschrumpft und/oder in Presspassung auf den Blechpaketträger 30 aufsitzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Blechpaketträger 30 formschlüssig mit dem ersten Stirnflansch 16 und dem zweiten Stirnflansch 18 verbunden. Auf diese Weise kann ein Drehmoment des Rotors einerseits über den Presssitz von dem Blechlamellenpaket 12 auf den Blechpaketträger 30 übertragen und wiederum über den Formschluss mit dem jeweiligen Stirnflansch 16, 18 weitergeleitet werden. Andererseits kann ein Großteil des Drehmoments über das Zugelement 24 von dem Blechlamellenpaket 12 auf den jeweiligen Stirnflansch 16, 18 übertragen werden. Auf diese Weise kann eine besonders steife Rotorstruktur bereitgestellt werden, die insbesondere bei hohen Rotordrehzahlen eine reduzierte Verformung aufweisen kann.Furthermore, a centering element 28 is provided, which in the present case is designed as a laminated core carrier 30, with the laminated plate pack 12 being arranged on the laminated core carrier 30. In this case, it can preferably be provided that the lamination stack 12 is shrunk onto the lamination stack carrier 30 and/or sits on the lamination stack carrier 30 in a press fit. In the present exemplary embodiment, the laminated core carrier 30 is positively connected to the first end flange 16 and the second end flange 18. In this way, a torque of the rotor can, on the one hand, be transmitted via the press fit from the laminated plate pack 12 to the laminated core carrier 30 and in turn be passed on via the positive connection with the respective end flange 16, 18. On the other hand, a large part of the torque can be transmitted from the sheet metal plate pack 12 to the respective end flange 16, 18 via the tension element 24. In this way, a particularly rigid rotor structure can be provided, which can have reduced deformation, particularly at high rotor speeds.

In 2 ist eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Rotors 10 dargestellt. Innerhalb des Blechlamellenpakets 12 sind in axialer Richtung Taschen 32 zur Aufnahme von Permanentmagneten 34 angeordnet. Die Taschen 32 werden in axialer Richtung über den endseitig auf dem Blechlamellenpaket 12 aufgesetzten ersten Stirnflansch 16 und zweiten Stirnflansch 18 zumindest teilweise verschlossen, so dass der in den Taschen 32 angeordnete Permanentmagnet 34 in axialer Richtung fixiert ist.In 2 is a perspective view of the in 1 shown rotor 10 shown. Pockets 32 for receiving permanent magnets 34 are arranged in the axial direction within the sheet metal lamination stack 12. The pockets 32 are at least partially closed in the axial direction via the first end flange 16 and second end flange 18 placed on the end of the sheet metal plate pack 12, so that the permanent magnet 34 arranged in the pockets 32 is fixed in the axial direction.

In 3 ist der aus 2 gezeigte Rotor 10 gezeigt. Das Blechlamellenpaket 12 ist auf dem als Zentrierelement 28 ausgebildeten Blechpaketträger 30 angeordnet.In 3 it's over 2 shown rotor 10 shown. The laminated plate pack 12 is arranged on the laminated core carrier 30 designed as a centering element 28.

Der Blechpaketträger 30 weist an den jeweiligen in axialer Richtung ausgebildeten Endabschnitten 36 Stirnmitnehmer 38 auf. Die Stirnmitnehmer 38 sind als Vorsprung ausgebildet. Der erste Stirnflansch 16 und der zweite Stirnflansch 18 weisen in die Stirnmitnehmer 38 eingreifende Aufnahmen 40, die vorliegend als eine Vertiefung und/oder Nut ausgebildet sind. Auf diese Weise kann ein Formschluss zwischen dem Blechpaketträger 30 und dem ersten Stirnflansch 16 bzw. dem zweiten Stirnflansch 18 bereitgestellt werden.The laminated core carrier 30 has end drivers 38 on the respective end sections 36 formed in the axial direction. The face drivers 38 are designed as a projection. The first end flange 16 and the second end flange 18 have receptacles 40 which engage in the end drivers 38 and which in the present case are designed as a recess and/or groove. In this way, a positive connection can be achieved between the laminated core carrier 30 and the first End flange 16 or the second end flange 18 are provided.

Die 4 zeigt den aus 1 bekannten Rotor 10, wobei zusätzlich zu dem als Blechpaketträger 30 ausgebildeten Zentrierelement 28 ein weiteres als Kühlkanal 42 ausgebildetes Zentrierelement 28 angeordnet ist, die den ersten Stirnflansch 16 mit dem zweiten Stirnflansch 18 verbindet. Der Kühlkanal 42 ist vollständig als Hohlwelle ausgebildet und koaxial zur Rotorachse 22 angeordnet. Im ersten Stirnflansch 16 ist eine Öffnung 44 ausgebildet, die koaxial zur Rotorachse 22 des Rotors 10 verläuft, wobei der Kühlkanal 42 mit der Öffnung 44 verbunden ist. Auf diese Weise kann ein Kühlmedium 45, insbesondere ein Öl, über die Öffnung 44 dem Kühlkanal 42 zugeführt werden. Der Kühlkanal 42 weist wenigstens eine in radialer Richtung ausgebildete Austrittsöffnung 46 auf, über die das Kühlmedium 45 aus dem Kühlkanal 42 austreten kann. Auf diese Weise kann das über die Austrittsöffnung 46 aus dem Kühlkanal 42 austretende Kühlmedium 45 an eine innere Mantelfläche 48 des Blechpaketträgers 30 gespritzt werden. Das Kühlmedium 45 kann über wenigstens eine im ersten Stirnflansch 16 und im zweiten Stirnflansch 18 ausgebildete Auslassöffnung 50 aus dem Hohlraum 14 des Rotors 10 entweichen und vorzugsweise gegen Wickelköpfe eines den Rotor 10 in Umfangsrichtung umgebenden Stators (nicht dargestellt) gespritzt werden. Auf diese Weise können nicht nur der Rotor 10, sondern auch die Wickelköpfe des den Rotor 10 umgebenden Stators gekühlt werden.The 4 shows it off 1 known rotor 10, wherein in addition to the centering element 28 designed as a laminated core carrier 30, a further centering element 28 designed as a cooling channel 42 is arranged, which connects the first end flange 16 to the second end flange 18. The cooling channel 42 is completely designed as a hollow shaft and is arranged coaxially to the rotor axis 22. An opening 44 is formed in the first end flange 16, which runs coaxially to the rotor axis 22 of the rotor 10, the cooling channel 42 being connected to the opening 44. In this way, a cooling medium 45, in particular an oil, can be supplied to the cooling channel 42 via the opening 44. The cooling channel 42 has at least one outlet opening 46 formed in the radial direction, via which the cooling medium 45 can exit the cooling channel 42. In this way, the cooling medium 45 emerging from the cooling channel 42 via the outlet opening 46 can be sprayed onto an inner lateral surface 48 of the laminated core carrier 30. The cooling medium 45 can escape from the cavity 14 of the rotor 10 via at least one outlet opening 50 formed in the first end flange 16 and in the second end flange 18 and can preferably be sprayed against winding heads of a stator (not shown) surrounding the rotor 10 in the circumferential direction. In this way, not only the rotor 10, but also the winding heads of the stator surrounding the rotor 10 can be cooled.

In 5 ist eine perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten Rotors 10 dargestellt. In 5 ist ersichtlich, dass die Auslassöffnungen 50 zum Abführen des Kühlmediums 45 aus dem Hohlraum 14 des Rotors 10 als Materialausnehmungen ausgebildet sind, die sich von einem äußeren Umfang des ersten Stirnflanschs 16 in radialer Richtung nach innen erstrecken. Auf diese Weise können die Auslassöffnungen 50 in einfacher Weise und preiswert hergestellt werden.In 5 is a perspective view of the in 4 shown rotor 10 shown. In 5 It can be seen that the outlet openings 50 for discharging the cooling medium 45 from the cavity 14 of the rotor 10 are designed as material recesses which extend inwards in the radial direction from an outer circumference of the first end flange 16. In this way, the outlet openings 50 can be manufactured in a simple and inexpensive manner.

In 6 ist der Rotor 10 gezeigt, wobei der Rotor 10 ein als Kühlkanal 42 ausgebildetes Zentrierelement 28 aufweist. Im Unterschied zu dem in 4 gezeigten Rotor 10 umfasst der in 6 gezeigte Rotor 10 keinen Blechpaketträger 30. Auf diese Weise kann das Kühlmedium 45, das den Rotor 10 über die Öffnung 44 dem Kühlkanal 42 zugeführt wird und über die Austrittsöffnung 46 aus dem Kühlkanal 42 austritt an eine innere Mantelfläche 52 des Blechlamellenpakets 12 gespritzt werden. Der Kühlkanal 42 kann stoffschlüssig mit dem ersten Stirnflansch 16 und dem zweiten Stirnflansch 18 verbunden sein. Eine stoffschlüssige Verbindung kann eine Schweißverbindung sein. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass wie in 7 gezeigt ist, der Kühlkanal 42 formschlüssig mit dem ersten Stirnflansch 16 und dem zweiten Stirnflansch 18 verbunden ist. Hierzu weist das Zentrierelement 28 an den jeweiligen in axialer Richtung ausgebildeten Endabschnitten 36 Stirnmitnehmer 38 auf und der erste Stirnflansch 16 und der zweite Stirnflansch 18 korrespondierende in die Stirnmitnehmer 38 eingreifenden Aufnahmen 40.In 6 the rotor 10 is shown, the rotor 10 having a centering element 28 designed as a cooling channel 42. In contrast to that in 4 shown rotor 10 includes the in 6 Rotor 10 shown does not have a laminated core carrier 30. In this way, the cooling medium 45, which is fed to the rotor 10 via the opening 44 to the cooling channel 42 and exits from the cooling channel 42 via the outlet opening 46, can be sprayed onto an inner lateral surface 52 of the laminated plate pack 12. The cooling channel 42 can be cohesively connected to the first end flange 16 and the second end flange 18. A cohesive connection can be a welded connection. It is particularly preferred that as in 7 is shown, the cooling channel 42 is positively connected to the first end flange 16 and the second end flange 18. For this purpose, the centering element 28 has end drivers 38 on the respective end sections 36 formed in the axial direction, and the first end flange 16 and the second end flange 18 have corresponding receptacles 40 which engage in the end drivers 38.

8 zeigt eine Explosionsdarstellung des ersten Stirnflanschs 16, zweiten Stirnflanschs 18 und des zwischen dem ersten Stirnflansch 16 und dem zweiten Stirnflansch 18 angeordneten Zentrierelements 28, die als Kühlkanal 42 ausgebildet ist. Der Darstellung ist die formschlüssige Verbindung zwischen dem Zentrierelement 28 und dem jeweiligen Stirnflansch 16, 18 zu entnehmen. Wobei die endseitig am Zentrierelement 28 ausgebildeten Stirnmitnehmer 38 in die entsprechenden Aufnahmen 40 des ersten Stirnflansch 16 bzw. zweiten Stirnflansch 18 eingreifen. 8th shows an exploded view of the first end flange 16, second end flange 18 and the centering element 28 arranged between the first end flange 16 and the second end flange 18, which is designed as a cooling channel 42. The illustration shows the positive connection between the centering element 28 and the respective end flange 16, 18. The end drivers 38 formed on the centering element 28 engage in the corresponding receptacles 40 of the first end flange 16 or second end flange 18.

9 zeigt den Rotor 10, wobei das Zentrierelement 28 als Kühlkanal 42 ausgebildet ist, und der Kühlkanal 42 nur abschnittsweise eine Hohlwelle aufweist. Auf einer äußeren Umfangsfläche 54 des Kühlkanals 42 ist ein sich in radialer Richtung erstreckendes Stützelement 56 ausgebildet, das sich gegen die innere Mantelfläche 52 des Blechlamellenpakets 12 abstützt. Auf diese Weise kann die Steifigkeit des Kühlkanals 42 erhöht werden. 9 shows the rotor 10, the centering element 28 being designed as a cooling channel 42, and the cooling channel 42 only having a hollow shaft in sections. On an outer peripheral surface 54 of the cooling channel 42, a support element 56 is formed which extends in the radial direction and is supported against the inner lateral surface 52 of the sheet metal plate pack 12. In this way, the rigidity of the cooling channel 42 can be increased.

Claims (12)

Rotor (10) für eine elektrische Maschine, mit einem einen Hohlraum (14) umschließenden Blechlamellenpaket (12), einem ersten Stirnflansch (16) und einem zweiten Stirnflansch (18), wobei der erste Stirnflansch (16) und der zweite Stirnflansch (18) in axialer Richtung des Rotors (10) endseitig auf dem Blechlamellenpaket (12) angeordnet und zur drehbaren Lagerung des Rotors (10) um dessen Rotorachse (22) ausgebildet sind, wobei der erste Stirnflansch (16) und der zweite Stirnflansch (18) jeweils einen Lagerzapfen (20) aufweisen, der koaxial zur Rotorachse (22) des Rotors (10) ausgebildet ist, ein Zugelement (24), das durch das Blechlamellenpaket (12) geführt ist und den ersten Stirnflansch (16) mit dem zweiten Stirnflansch (18) in axialer Richtung miteinander verbindet und vorspannt, wodurch eine gebaute Welle bereitgestellt wird, und ein durch den Hohlraum (14) geführtes Zentrierelement (28), das den ersten Stirnflansch (16) und den zweiten Stirnflansch (28) miteinander verbindet.Rotor (10) for an electrical machine, with a sheet metal plate package (12) enclosing a cavity (14), a first end flange (16) and a second end flange (18), where the first end flange (16) and the second end flange (18) are arranged at the ends in the axial direction of the rotor (10) on the sheet metal plate pack (12) and are designed to rotatably mount the rotor (10) about its rotor axis (22), the first The end flange (16) and the second end flange (18) each have a bearing pin (20) which is coaxial with the rotor axis (22) of the rotor (10), a tension element (24), which is guided through the sheet metal plate pack (12) and connects and prestresses the first end flange (16) with the second end flange (18) in the axial direction, thereby providing a built shaft, and a through the cavity ( 14) guided centering element (28), which connects the first end flange (16) and the second end flange (28) to one another. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (28) ein Blechpaketträger (30) ist, auf dem das Blechlamellenpaket (12) angeordnet ist.Rotor after Claim 1 , characterized in that the centering element (28) is a sheet metal package carrier (30) on which the sheet metal plate package (12) is arranged. Rotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (28) ein in radialer Richtung zum Blechlamellenpaket (12) beabstandet angeordneter Kühlkanal (42) ist, der koaxial zur Rotorachse (22) des Rotors (10) angeordnet ist, zumindest abschnittsweise eine Hohlwelle ausbildet und den ersten Stirnflansch (16) mit dem zweiten Stirnflansch (18) verbindet.Rotor according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the centering element (28) is a cooling channel (42) which is arranged at a distance in the radial direction from the sheet metal plate pack (12), which is arranged coaxially to the rotor axis (22) of the rotor (10), forms a hollow shaft at least in sections and the first Connects the end flange (16) to the second end flange (18). Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (28) an den jeweiligen in axialer Richtung ausgebildeten Endabschnitten (36) Stirnmitnehmer (38) aufweist und der erste Stirnflansch (16) und/oder der zweite Stirnflansch (18) korrespondierende in die Stirnmitnehmer (36) eingreifenden Aufnahmen (40) aufweist.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the centering element (28) has end drivers (38) on the respective end sections (36) formed in the axial direction and the first end flange (16) and/or the second end flange (18) have corresponding ones the face driver (36) has receptacles (40) engaging. Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stirnflansch (16) eine Öffnung (44) aufweist, die koaxial zur Rotorachse (22) des Rotors (10) ausgebildet ist und der Kühlkanal (42) mit dieser Öffnung (44) verbunden ist.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the first end flange (16) has an opening (44) which is formed coaxially with the rotor axis (22) of the rotor (10) and the cooling channel (42) with this opening (44) connected is. Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (42) wenigstens eine in radialer Richtung ausgebildete Austrittsöffnung (46) aufweist.Rotor according to one of the preceding claims in connection with Claim 3 , characterized in that the cooling channel (42) has at least one outlet opening (46) formed in the radial direction. Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stirnflansch (16) und/oder der zweite Stirnflansch (18) wenigstens eine Auslassöffnung (50) aufweist.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the first end flange (16) and/or the second end flange (18) has at least one outlet opening (50). Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (42) auf einer äußeren Umfangsfläche (54) wenigstens ein in radialer Richtung erstreckendes Stützelement (56) aufweist, dass sich zumindest abschnittsweise gegen eine innere Mantelfläche (48) des Blechpaketträgers (30) oder eine innere Mantelfläche (52) des Blechlamellenpakets (12) abstützt.Rotor according to one of the preceding claims in connection with Claim 3 , characterized in that the cooling channel (42) has on an outer peripheral surface (54) at least one support element (56) extending in the radial direction, which is at least partially against an inner lateral surface (48) of the laminated core carrier (30) or an inner lateral surface ( 52) of the sheet metal plate pack (12) is supported. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stirnflansch (16) und/oder der zweite Stirnflansch (18) einen Zentrierbund aufweist, der in den Hohlraum (14) hineinragt und zumindest abschnittsweise an der inneren Mantelfläche (52) des Blechlamellenpakets (12) und/oder der inneren Mantelfläche (48) des Blechpaketträgers (30) anliegt.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the first end flange (16) and/or the second end flange (18) has a centering collar which projects into the cavity (14) and at least in sections on the inner lateral surface (52) of the sheet metal plate pack (12) and/or the inner lateral surface (48) of the laminated core carrier (30). Elektrische Maschine zur Verwendung in einem Fahrzeug, aufweisend einen Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Electric machine for use in a vehicle, comprising a rotor (10) according to one of the preceding claims. Elektrische Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine eine permanent erregte Synchronmaschine ist.Electric machine after Claim 10 , characterized in that the electrical machine is a permanently excited synchronous machine. Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine nach einem der Ansprüche 10 oder 11.Vehicle with an electric machine according to one of the Claims 10 or 11 .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023135908A1 (en) * 2023-12-20 2025-06-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor for an electric machine and electrically or partially electrically powered motor vehicle
DE102024202646A1 (en) * 2024-03-20 2025-09-25 Zf Friedrichshafen Ag Rotor for an electric machine

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE543964C2 (en) 2020-02-24 2021-10-12 Scania Cv Ab Rotor for Electric Motor, Rotor Arrangement, Electric Propulsion Motor Arrangement, Vehicle, Set of Rotors for Electric Motors, and Method of Providing a Rotor for Electric Motor
US11431227B2 (en) * 2020-03-03 2022-08-30 Dana Belgium N.V. Systems and methods for providing direct spray cooling in an electric motor
DE102020203483A1 (en) * 2020-03-18 2021-09-23 Mahle International Gmbh Rotor of an electric motor
US11606005B2 (en) * 2020-04-28 2023-03-14 GM Global Technology Operations LLC Rotor end ring with oil jacket
JP7306336B2 (en) * 2020-06-23 2023-07-11 トヨタ自動車株式会社 Rotating electric machine
DE102020209932A1 (en) * 2020-08-06 2022-02-10 Vitesco Technologies Germany Gmbh Rotor for an electrical machine and method for manufacturing a rotor
KR20220141561A (en) * 2021-04-13 2022-10-20 엘지이노텍 주식회사 Motor
DE102021204219A1 (en) * 2021-04-28 2022-11-03 Mahle International Gmbh Sheet metal disc or laminated core for a rotor of an electric motor
EP4106151B1 (en) 2021-06-14 2025-01-15 Volvo Car Corporation Electric machine
DE102021122998A1 (en) 2021-09-06 2023-03-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Shaftless rotor for an electric machine, manufacturing method, electric machine and motor vehicle
DE102021129618A1 (en) 2021-11-12 2023-05-17 MTU Aero Engines AG Rotor shaft for an electric motor, arrangement for a rotor shaft and method for manufacturing an arrangement for a rotor shaft
DE102021213255A1 (en) 2021-11-25 2023-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Rotor arrangement for an electric machine, electric machine with the rotor arrangement and vehicle with the electric machine
DE102022202159A1 (en) 2022-03-03 2023-09-07 Zf Friedrichshafen Ag Electric machine and electric axle drive and vehicle with the electric machine
DE102022207609A1 (en) 2022-07-26 2024-02-01 Mahle International Gmbh Built rotor shaft of an electric motor and electric motor
DE102022133515A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-20 Valeo Powertrain Gmbh Rotor for an electrical machine
DE102023201703A1 (en) * 2023-02-24 2024-08-29 Zf Friedrichshafen Ag Rotor and method for producing the rotor
DE102023207685A1 (en) * 2023-08-10 2025-02-13 Mahle International Gmbh rotor for an electric machine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007039186A1 (en) 2007-08-20 2009-02-26 Siemens Ag Runner of a traction motor
JP2011019298A (en) 2009-07-07 2011-01-27 Toyota Industries Corp Rotor for motor and method of manufacturing the rotor for motor
JP2013115848A (en) 2011-11-25 2013-06-10 Toyota Motor Corp Cooling structure of rotating electric machine
EP3154156A1 (en) 2014-06-09 2017-04-12 Fuji Electric Co., Ltd. Rotor of permanent magnet-type rotary electric machine
DE102015223631A1 (en) 2015-11-30 2017-06-01 Thyssenkrupp Ag Built rotor hollow shaft with Kühlmediumverteilelement
DE102016204794A1 (en) 2016-03-23 2017-09-28 Thyssenkrupp Ag Rotor segment of an electric machine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046838A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Rotor for executing rotation movement around rotation axis of electrical machine in hybrid drive unit, has shaft with connecting section that is arranged for connecting end sections, where shaft is designed in multiparts
DE102010044521A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-08 Daimler Ag Rotor of an electric machine
US8970075B2 (en) * 2012-08-08 2015-03-03 Ac Propulsion, Inc. Liquid cooled electric motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007039186A1 (en) 2007-08-20 2009-02-26 Siemens Ag Runner of a traction motor
JP2011019298A (en) 2009-07-07 2011-01-27 Toyota Industries Corp Rotor for motor and method of manufacturing the rotor for motor
JP2013115848A (en) 2011-11-25 2013-06-10 Toyota Motor Corp Cooling structure of rotating electric machine
EP3154156A1 (en) 2014-06-09 2017-04-12 Fuji Electric Co., Ltd. Rotor of permanent magnet-type rotary electric machine
DE102015223631A1 (en) 2015-11-30 2017-06-01 Thyssenkrupp Ag Built rotor hollow shaft with Kühlmediumverteilelement
DE102016204794A1 (en) 2016-03-23 2017-09-28 Thyssenkrupp Ag Rotor segment of an electric machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023135908A1 (en) * 2023-12-20 2025-06-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor for an electric machine and electrically or partially electrically powered motor vehicle
DE102024202646A1 (en) * 2024-03-20 2025-09-25 Zf Friedrichshafen Ag Rotor for an electric machine

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