DE102018200865B4 - Rotor for an electric machine - Google Patents
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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.
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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:
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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.
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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
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
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
In
In
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
Die
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