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DE102019202566A1 - Rotor for an electrical machine with cooling channels - Google Patents

Rotor for an electrical machine with cooling channels Download PDF

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Publication number
DE102019202566A1
DE102019202566A1 DE102019202566.8A DE102019202566A DE102019202566A1 DE 102019202566 A1 DE102019202566 A1 DE 102019202566A1 DE 102019202566 A DE102019202566 A DE 102019202566A DE 102019202566 A1 DE102019202566 A1 DE 102019202566A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
axial
laminated core
radial
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019202566.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Fenn
Matthias Weidner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102019202566.8A priority Critical patent/DE102019202566A1/en
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
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Abstract

Es wird ein Rotor (1) für eine elektrische Maschine mit einem Rotorträger (2) und einem an diesem angeordneten Blechpaket (5) beschrieben, wobei der Rotorträger (2) ein erstes Trägerteil (3) mit einem sich in Bezug auf eine Drehachse (A) des Rotors (1) axial erstreckenden Zylinderabschnitt (3a) zur Anordnung des Blechpakets (5) umfasst. Dabei ist das Blechpaket (5) zwischen einem ersten Axialanschlag (6a) und einem zweiten Axialanschlag (6b) festgelegt ist und stirnseitig zum Blechpaket 5(5) sind im Bereich von einem der Axialanschläge (6a, 6b) zumindest abschnittweise in radialer Richtung verlaufende Radialkanäle (15a, b) vorgesehen. Es wird vorgeschlagen, dass die Radialkanäle (15a, b) zwischen dem Blechpaket (5) und einem der Axialanschläge (6a, 6b) ausgebildet sind.

Figure DE102019202566A1_0000
A rotor (1) for an electrical machine with a rotor carrier (2) and a laminated core (5) arranged on this is described, the rotor carrier (2) having a first carrier part (3) with a rotating axis (A ) of the rotor (1) comprises axially extending cylinder section (3a) for the arrangement of the laminated core (5). The laminated core (5) is fixed between a first axial stop (6a) and a second axial stop (6b) and at the end of the laminated core 5 (5) are radial channels running at least in sections in the radial direction in the area of one of the axial stops (6a, 6b) (15a, b) provided. It is proposed that the radial channels (15a, b) are formed between the laminated core (5) and one of the axial stops (6a, 6b).
Figure DE102019202566A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine mit darin ausgebildeten Kühlkanälen.The invention relates to a rotor for an electrical machine with cooling channels formed therein.

Ein gattungsgemäßer Rotor, welcher gemäß einer Anwendung einen Bestandteil einer elektrischen Maschine eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs darstellen kann, ist beispielsweise mit der DE 11 2011 101 540 T5 bekannt geworden. Der Rotorträger des dort zum Stator innenlaufendenden Rotors umfasst zur Anordnung eines Blechpakets einen sich axial erstreckenden Zylinderabschnitt, wobei zur Abführung einer Verlustwärme zwischen einer inneren Umfangsfläche des Blechpakets und einer äu-ßeren Umfangsfläche des Zylinderabschnitts mehrere am Umfang verteilte und axial verlaufende Kühlkanäle für ein Kühlfluid ausgebildet sind. Auf einer ersten axialen Stirnseite schließt sich an den Zylinderabschnitt ein Radialabschnitt an, welcher am radial inneren Bereich des Blechpakets unmittelbar und an einem sich daran anschließenden radial äußeren Bereich des Blechpakets unter Zwischenlagerung einer ersten Ringscheibe mittelbar einen axialen Anschlag für das Blechpaket ausbildet. An der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Blechpakets liegt eine weitere, zweite Ringscheibe über gesamte radiale Erstreckung des Blechpakets an. Von dem vorgenannten axialen Kühlkanälen ausgehend, zweigt auf der ersten Stirnseite innerhalb des Radialabschnitts und auf der zweiten Stirnseite innerhalb der Ringscheibe radial nach außen führende Kühlkanäle ab, welche in radialen und Wickelkopfbereichen am Stator gegenüberliegenden Austrittsöffnungen münden. Diese radialen Kühlkanäle sind vollständig im Material des Radialabschnitts bzw. der Ringscheibe ausgebildet. Die Kühlkanäle verlaufen auf beiden Stirnseiten mit einem axialen Abstand zum Blechpaket des Rotors und treffen daher beim Vorliegen eines axial etwa gleichlangen Statorblechpakets erst in einem gleichfalls axial von den Stirnseiten dieses Statorblechpakets beabstandeten Bereichen auf die dort befindlichen Wickelköpfe auf.A generic rotor, which according to an application can represent a component of an electrical machine of an electric or hybrid vehicle, is for example with the DE 11 2011 101 540 T5 known. The rotor arm of the rotor that runs inside the stator there comprises an axially extending cylinder section for the arrangement of a laminated core, with several axially extending cooling channels distributed around the circumference for a cooling fluid being formed between an inner circumferential surface of the laminated core and an outer circumferential surface of the cylinder section to dissipate heat loss are. On a first axial end face, the cylinder section is followed by a radial section which directly forms an axial stop for the laminated core directly on the radially inner area of the laminated core and indirectly on an adjoining radially outer area of the laminated core with the interposition of a first annular disk. A further, second annular disk rests on the opposite, second end face of the laminated core over the entire radial extent of the laminated core. Starting from the aforementioned axial cooling ducts, cooling ducts leading radially outwardly on the first end face within the radial section and on the second end face within the annular disk branch off, which open into exit openings opposite the radial and end winding areas on the stator. These radial cooling channels are completely formed in the material of the radial section or the annular disk. The cooling channels run on both end faces at an axial distance from the laminated core of the rotor and therefore, when there is a stator laminated core of approximately the same length axially, only hit the winding heads located there in an area that is also axially spaced from the end faces of this stator laminated core.

Die Erfindung stellt sich von dem genannten Stand der Technik ausgehend die Aufgabe, einen Rotor der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. Insbesondere soll ein Rotor mit einer verbesserten Kühlung des Rotorblechpakets geschaffen werden. Zudem soll der Rotor so ausgebildet sein, dass damit gleichfalls eine verbesserte Kühlung eines Stators mit einem zum Rotor im Wesentlichen gleich langen Blechpaket und mit einer Statorwicklung ermöglicht wird.On the basis of the prior art mentioned, the invention has the object of further improving a rotor of the type mentioned at the beginning. In particular, a rotor with improved cooling of the laminated rotor core is to be created. In addition, the rotor should be designed in such a way that it also enables improved cooling of a stator with a laminated core of essentially the same length as the rotor and with a stator winding.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch einen Rotor mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmbar.The above-mentioned object is achieved by a rotor with the features specified in claim 1. Advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims and in the following description of the figures.

Es wird somit ein Rotor für eine elektrische Maschine mit einem Rotorträger und einem an diesem angeordneten Blechpaket vorgeschlagen, wobei der Rotorträger ein erstes Trägerteil mit einem sich in Bezug auf eine Drehachse des Rotors axial erstreckenden Zylinderabschnitt zur Anordnung des Blechpakets umfasst. Dabei ist das Blechpaket zwischen einem ersten Axialanschlag und einem zweiten Axialanschlag festgelegt ist und stirnseitig zum Blechpaket sind zur Führung eines Kühlfluids im Bereich von einem der Axialanschläge zumindest abschnittweise in radialer Richtung verlaufende Radialkanäle vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, die Radialkanäle zwischen dem Blechpaket und einem der Axialanschläge auszubilden.A rotor for an electrical machine with a rotor carrier and a laminated core arranged thereon is therefore proposed, the rotor carrier comprising a first carrier part with a cylinder section which extends axially with respect to an axis of rotation of the rotor for arranging the laminated core. The laminated core is fixed between a first axial stop and a second axial stop, and radial channels extending at least in sections in the radial direction are provided on the face of the laminated core for guiding a cooling fluid in the area of one of the axial stops. In the context of the invention it is proposed to form the radial channels between the laminated core and one of the axial stops.

Durch die unmittelbar am Blechpaket verlaufenden Radialkanäle ergibt sich der Vorteil, dass sich ein darin geführtes Kühlfluid unmittelbar im Wärmeübertragungskontakt mit dem Blechpaket, also der Quelle der Verlustwärme einer elektrischen Maschine befindet und somit ein effektiver Wärmeaustausch ermöglicht wird. Zudem kann ein dem Rotor radial gegenüberliegender Stator, dessen Blechpaket üblicherweise eine zu dem Blechpaket des Rotors vergleichbare und diesem im Wesentlichen entsprechende axiale Erstreckung aufweist, axial näher am Blechpaket mit einem Kühlfluid beaufschlagt werden. Eine am Stator festgelegte Wicklung kann im Bereich der axial über das Blechpaket überstehenden Wickelköpfe in einem größeren Bereich von dem Kühlfluid erfasst werden. Somit kann auch der Stator und die elektrische Maschine in deren Gesamtheit besser gekühlt werden.The radial channels running directly on the laminated core have the advantage that a cooling fluid guided therein is in direct heat transfer contact with the laminated core, i.e. the source of the heat loss of an electrical machine, thus enabling effective heat exchange. In addition, a stator radially opposite the rotor, the laminated core of which usually has an axial extent comparable to and substantially corresponding to the laminated core of the rotor, can be acted upon with a cooling fluid axially closer to the laminated core. A winding fixed on the stator can be covered by the cooling fluid in a larger area in the area of the winding heads projecting axially beyond the laminated core. Thus, the stator and the electrical machine as a whole can also be cooled better.

Der Rotor kann grundsätzlich für einen elektrischen Innenläufermotor oder für einen elektrischen Außenläufermotor ausgebildet und vorgesehen sein. Ein Axialanschlag kann einteilig an dem Rotorträger, insbesondere an dem Zylinderabschnitt ausgebildet sein oder durch ein gegenüber dem Zylinderabschnitt separates Element ausgebildet sein.The rotor can in principle be designed and provided for an electrical internal rotor motor or for an electrical external rotor motor. An axial stop can be formed in one piece on the rotor arm, in particular on the cylinder section, or can be formed by an element that is separate from the cylinder section.

Es wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, den Rotorträger mehrteilig auszubilden, wobei dieser ein zweites Trägerteil mit einem Radialabschnitt umfasst und wobei das erste Trägerteil mittels des Zylinderabschnitts und das zweite Trägerteil mittels des Radialabschnitts an einem gegenseitigen Verbindungsbereich fest miteinander verbunden sind. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der erste Axialanschlag an dem ersten Trägerteil und der zweite Axialanschlag an dem zweiten Trägerteil ausgebildet sind und wobei der zweite Axialanschlag durch den Radialabschnitt des zweiten Trägerteils gebildet und radial zu dem Verbindungsbereich angeordnet ist.According to one embodiment of the invention, it is proposed to design the rotor arm in several parts, this comprising a second carrier part with a radial section and the first carrier part being firmly connected to one another by means of the cylinder section and the second carrier part by means of the radial section at a mutual connection area. In particular, it is provided that the first axial stop is formed on the first carrier part and the second axial stop is formed on the second carrier part and the second axial stop is formed by the radial section of the second carrier part and is arranged radially to the connection area.

Der an dem ersten Trägerteil ausgebildete Zylinderabschnitt kann zur Bildung eines Rotors für eine elektrische Innenläufermaschine mit einer radial äußeren Fügefläche ausgeführt sein, wobei der erste und der zweite Axialanschlag radial außerhalb des Zylinderabschnitts und des Verbindungsbereichs der Trägerteile liegen. Bei einem Rotor für eine elektrische Außenläufermaschine sind diese Axialanschläge radial innen zu einer radial innen am Zylinderabschnitt ausgebildeten Fügefläche angeordnet, wobei an dem zweiten Trägerteil durch den dort bereits vorhandenen und üblicherweise nach innen verlaufenden Radialabschnitt, insbesondere zur Verbindung mit einer Rotorwelle oder Rotornabe diesbezüglich keine gesonderten Maßnahmen vorzusehen sind. The cylinder section formed on the first carrier part can be designed to form a rotor for an electrical internal rotor machine with a radially outer joining surface, the first and second axial stops being located radially outside the cylinder section and the connecting area of the carrier parts. In a rotor for an electrical external rotor machine, these axial stops are arranged radially on the inside to a joining surface formed radially on the inside on the cylinder section, with no separate ones on the second support part due to the radial section already present there and usually running inward, in particular for connection to a rotor shaft or rotor hub Measures are to be provided.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der erste Axialanschlag durch einen sich an den Zylinderabschnitt anschließenden Radialabschnitt ausgebildet sein. Dieser Anschlag kann insbesondere gegenüber dem Zylinderabschnitt als ein abgewinkelter oder abgebogener Abschnitt ausgeführt sein und sich radial bei Bedarf über das gesamte Blechpaket erstrecken. Somit kann der Anschlag auf einer gegenüber dem Zylinderabschnitt und einer Fügefläche des Blechpakets deutlich anderen radialen Lage ausgebildet werden. Bei einer am Zylinderabschnitt ausgebildeten und als Axialanschlag dienenden Durchmesserstufe fällt diese üblicherweise im Wesentlichen je nach Bauart der elektrischen Maschine mit einer radial inneren oder äußeren Begrenzung des Blechpakets zusammen. Dadurch wird ein Blechpaket radial einseitig geklemmt und in Folge neigt die radial gegenüberliegende Fläche des Blechpakets zum Auffächern der einzelnen Blechlamellen. Im Gegensatz dazu kann sich der Radialabschnitt bei der vorgeschlagenen Lösung bis deutlich innerhalb der radialen Ausdehnung des Blechpakets erstrecken, insbesondere mindestens bis zu einem Drittel, bis zur Hälfte oder noch darüber hinaus, so dass ein axiales Auffächern des Blechpakets somit effektiv vermieden werden kann.According to an advantageous embodiment, the first axial stop can be formed by a radial section adjoining the cylinder section. This stop can in particular be designed as an angled or bent section with respect to the cylinder section and, if necessary, extend radially over the entire laminated core. The stop can thus be formed on a radial position that is significantly different from the cylinder section and a joining surface of the laminated core. In the case of a diameter step formed on the cylinder section and serving as an axial stop, this usually coincides essentially with a radially inner or outer boundary of the laminated core, depending on the design of the electrical machine. As a result, a laminated core is clamped radially on one side and, as a result, the radially opposite surface of the laminated core tends to fan out the individual laminations. In contrast, the radial section in the proposed solution can extend well within the radial extent of the laminated core, in particular at least up to a third, up to half or even more, so that an axial fanning out of the laminated core can thus be effectively avoided.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, einen Axialanschlag als einen von einem Grundkörper zum Blechpaket axial vorstehenden Anlagebereich, also einen Axialvorsprung auszubilden. Ein solcher Axialvorsprung weist somit im Vergleich zu dem gesamten Radialabschnitt eine geringere radiale Ausdehnung aus. Auf diese Weise wird eine Verkleinerung der am Blechpaket anliegenden Wirkfläche und eine Erhöhung des axialen Anpressdrucks erzeugt, was zu einem besseren Zusammenhalt des Blechpakets, insbesondere unter Temperaturwechselbelastungen und bei hohen Drehzahlen des Rotors führt. Ein solcher Axialvorsprung kann zum Beispiel durch ein Zwischenelement, durch eine spanende Bearbeitung oder mittels Umformen der Trägerteile an deren Radialabschnitten dargestellt werden. Auf diese Weise kann auf einer oder beiden Stirnseiten des Blechpakets außerhalb dieser Axialvorsprünge zu dem Rotorträger ein axialer Zwischenraum erzeugt werden, der sich nach radial innen und/oder außen an dem Axialvorsprung erstrecken kann.According to a further development, it is provided that an axial stop is designed as a contact area that protrudes axially from a base body to the laminated core, that is, an axial projection. Such an axial projection thus has a smaller radial extent in comparison to the entire radial section. In this way, a reduction in the effective area resting on the laminated core and an increase in the axial contact pressure are produced, which leads to better cohesion of the laminated core, in particular under thermal shock loads and at high speeds of the rotor. Such an axial projection can be represented, for example, by an intermediate element, by machining or by reshaping the carrier parts at their radial sections. In this way, an axial gap can be generated on one or both end faces of the laminated core outside of these axial projections to the rotor arm, which can extend radially inwards and / or outwards on the axial projection.

Grundsätzlich kann ein derartiger Axialvorsprung am Rotorträger in Umfangsrichtung geschlossen oder mit einem Öffnungsbereich ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können jedoch auch in Umfangsrichtung mehrere Axialvorsprünge vorgesehen sein, welche durch Zwischenräume voneinander separiert sind und wobei die Radialkanäle zwischen jeweils zwei Axialvorsprüngen ausgebildet sind. Das Rotorblechpaket liegt somit axial lediglich bereichsweise an einzelnen Positionen, insbesondere punktuell oder stempelförmig am Rotorträger an. Die Radialkanäle zwischen den Axialanschlägen und dem Blechpaket werden somit durch die in radialer und axialer Richtung erzeugten Zwischenräume erzeugt. Somit werden Kühlkanäle oder Kühlräume ausgebildet, welche zur Ableitung einer Verlustwärme des Rotorblechpakets von einem Kühlfluid durchströmt werden können.In principle, such an axial projection on the rotor arm can be closed in the circumferential direction or formed with an opening area. According to an advantageous embodiment, however, a plurality of axial projections can also be provided in the circumferential direction, which are separated from one another by intermediate spaces and the radial channels are formed between two axial projections in each case. The laminated rotor core thus rests axially on the rotor arm only in areas at individual positions, in particular at points or in the form of a stamp. The radial channels between the axial stops and the laminated core are thus created by the spaces created in the radial and axial directions. In this way, cooling channels or cooling spaces are formed through which a cooling fluid can flow in order to dissipate heat loss from the laminated rotor core.

Zur gegenseitigen Verbindung der Trägerteile können das erste Trägerteil und das zweiten Trägerteil mittels einer axialen Steckverbindung, insbesondere mittels einer axialen Steckverzahnung in Eingriff stehen. Zu diesem Zweck können an der dem Radialabschnitt gegenüber liegenden Stirnseite des ersten Trägerteils, also am oder benachbart zum Zylinderabschnitt mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete axiale Laschen oder Zähne und zwischen diesen befindliche Ausnehmungen bzw. Lücken in der Art einer Axialverzahnung ausgebildet sein. Gleichzeitig können an dem Radialabschnitt des zweiten Trägerteils Öffnungen ausgebildet sein, welche zu den genannten Zähnen korrespondieren und mit diesen in Eingriff gebracht werden können.For the mutual connection of the carrier parts, the first carrier part and the second carrier part can be in engagement by means of an axial plug connection, in particular by means of an axial plug-in toothing. For this purpose, several axial tabs or teeth spaced from one another in the circumferential direction and recesses or gaps located between these in the manner of an axial toothing can be formed on the end face of the first carrier part opposite the radial section, i.e. on or adjacent to the cylinder section. At the same time, openings can be formed on the radial section of the second carrier part which correspond to the teeth mentioned and can be brought into engagement with them.

Weiter kann der Rotorträger an dessen Zylinderabschnitt radiale Durchgänge aufweisen, welche bei Anwesenheit eines Kühlfluids mit den Radialkanälen in Fluidverbindung stehen. Durch diese Durchgänge kann somit ein Kühlfluid ungehindert von einer radial inneren zu einer radial äußeren Seite des Rotorträgers hindurchtreten und durch den unmittelbaren Kontakt mit dem Blechpaket eine Verlustwärme aufnehmen und abführen. Die radialen Durchgänge können am Rotorträger mit Vorteil an einem stirnseitigen Endbereich des Blechpakets oder aber auch an jeder anderen Position vorgesehen sein.Furthermore, the rotor arm can have radial passages on its cylinder section, which are in fluid connection with the radial channels in the presence of a cooling fluid. A cooling fluid can thus pass unhindered through these passages from a radially inner to a radially outer side of the rotor arm and absorb and dissipate heat loss due to the direct contact with the laminated core. The radial passages can advantageously be provided on the rotor arm at a front end region of the laminated core or else at any other position.

So können am Zylinderabschnitt des ersten Trägerteils axial etwa im Bereich des ersten Axialanschlags erste radiale Durchgänge und auch an der axial gegenüberliegenden Seite zweite radiale Durchgänge ausgebildet sein. Die zweiten radialen Durchgänge können bevorzugt im Bereich der dem Blechpaket zugewandten Axialseite des zweiten Trägerteils vorgesehen sein. Gemäß einer Ausbildungsvariante können die zweiten radialen Durchgänge zumindest teilweise durch Öffnungen gebildet sein, welche im zusammengebauten Zustand zwischen den beiden Trägerteilen im Bereich der Lücken des Verzahnungsprofils verbleiben.For example, first radial passages can be formed on the cylinder section of the first support part axially approximately in the region of the first axial stop, and second radial passages can also be formed on the axially opposite side. The second radial Passages can preferably be provided in the area of the axial side of the second carrier part facing the laminated core. According to one embodiment variant, the second radial passages can be formed at least partially by openings which, in the assembled state, remain between the two carrier parts in the area of the gaps in the toothed profile.

In weiterer günstiger Ausgestaltung des Rotors können die radialen Durchgänge mit den im Bereich der Axialanschläge vorhandenen Radialkanälen fluchten, so dass dadurch ein ungehinderter Durchtritt eines Kühlfluids durch den Rotorträger hindurch und seitlich am Blechpaket vorbei ermöglicht wird. Insbesondere sind dazu die erläuterten Axialvorsprünge und die Lücken des Verzahnungsprofils am Rotorträger in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet.In a further advantageous embodiment of the rotor, the radial passages can be aligned with the radial channels present in the area of the axial stops, so that an unimpeded passage of a cooling fluid through the rotor arm and laterally past the laminated core is made possible. In particular, the explained axial projections and the gaps of the toothed profile on the rotor arm are arranged offset to one another in the circumferential direction.

Das Blechpaket kann an dem Rotorträger durch eine Fügeverbindung, zum Beispiel durch Aufschrumpfen festgelegt werden. Zur Erhöhung der Drehmomentfestigkeit kann es jedoch vorteilhaft sein, zwischen dem ersten Trägerteil und dem Blechpaket eine radiale Formschlussverbindung auszubilden. Dazu können am Zylinderabschnitt des ersten Trägerteils und an der Fügefläche des Blechpakets entsprechende zahnförmige und dazu korrespondierende nutförmige Strukturen, beispielsweise in Form einer Radialverzahnung oder dergleichen ausgebildet sein.The laminated core can be fixed on the rotor arm by a joint connection, for example by shrinking it on. To increase the torque strength, however, it can be advantageous to form a radial positive connection between the first carrier part and the laminated core. For this purpose, corresponding tooth-shaped and corresponding groove-shaped structures, for example in the form of radial teeth or the like, can be formed on the cylinder section of the first carrier part and on the joining surface of the laminated core.

Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabfuhr aus dem Blechpaket können radial zwischen dem Rotorträger und dem Blechpaket Axialkanäle vorgesehen sein, wobei die Axialkanäle in die erläuterten Radialkanäle münden und mit diesen bei Anwesenheit eines Kühlfluids in Fluidverbindung stehen. Die Axialkanäle können insbesondere gleichzeitig als Elemente der zuvor erläuterten radialen Formschlussverbindung zwischen dem Rotorträger und dem Blechpaket vorliegen bzw. dienen. Die radiale Formschlussverbindung kann in axialer Richtung zur Führung eines Kühlfluids durchlässig ausgebildet sein. An der Fügefläche des Blechpakets können dazu mehrere in Umfangsrichtung verteilte und sich axial erstreckende Ausnehmungen, insbesondere Nuten ausgebildet sein, in welche am Zylinderabschnitt radial ausgestellte Vorsprünge, insbesondere Zähne eingreifen können. Es ist dabei nicht erforderlich, dass die Vorsprünge am ersten Trägerteil über die gesamte axiale Erstreckung des Zylinderabschnitts ausgebildet sind. Vielmehr genügt es, wenn sich ein Vorsprung jeweils nur über einen Bruchteil, insbesondere etwa zwischen einem Viertel, einem Drittel oder einer Hälfte, der axialen Erstreckung des Zylinderabschnitts erstreckt. Am Umfang des Rotorträgers benachbarte Vorsprünge können axial gestaffelt am Zylinderabschnitt angeordnet sein. Insbesondere kann das Blechpaket zwei Teilpakete umfassen, wobei zumindest ein Teil der Vorsprünge einen gegenseitigen Verbindungsbereich der Teilpakete übergreifen kann. Andere Vorsprünge können an jeweils nur einem Teilpaket eingreifen.To further improve the heat dissipation from the laminated core, axial channels can be provided radially between the rotor arm and the laminated core, the axial channels opening into the radial channels explained and being in fluid connection therewith in the presence of a cooling fluid. The axial channels can in particular be present or serve at the same time as elements of the previously explained radial form-fit connection between the rotor carrier and the laminated core. The radial form-fit connection can be made permeable in the axial direction for guiding a cooling fluid. For this purpose, a plurality of axially extending recesses, in particular grooves, which are distributed in the circumferential direction and in which radially flared projections, in particular teeth, can engage on the cylinder section, can be formed on the joining surface of the laminated core. It is not necessary here for the projections on the first carrier part to be formed over the entire axial extent of the cylinder section. Rather, it is sufficient if a projection only extends over a fraction, in particular approximately between a quarter, a third or a half, of the axial extent of the cylinder section. On the circumference of the rotor arm, adjacent projections can be arranged axially staggered on the cylinder section. In particular, the laminated core can comprise two sub-assemblies, at least some of the projections being able to overlap a mutual connecting area of the sub-assemblies. Other projections can only engage one sub-package at a time.

Es wird somit durch die am Umfang des Rotors axial gestaffelte Anordnung von mehreren Axialvorsprüngen, welche gegenüber dem Blechpaket axial verkürzt ausgeführt sein können, einerseits eine zentrierte und drehfeste Anordnung des Rotors auf dem Rotorträger ermöglicht. Andererseits können die mit den Axialvorsprüngen zusammenwirkenden Nuten am Blechpaket über deren gesamte axiale Länge als Kühlfluidkanäle wirken. Durch die gegenüber der axialen Erstreckung des Blechpakets vergleichsweise möglichen kurzen Eingriffslänge der Formschlussverbindung kann das Blechpaket über größere Bereiche direkt, das heißt ohne einer vorherigen Wärmeableitung über bzw. durch den Rotorträger gekühlt werden. Des Weiteren kann in einem Umfangsbereich zwischen jeweils zwei axial verlaufenden Nuten ein Ringsegmentraum zwischen der Fügefläche des ersten Trägerteils und der Fügefläche des Blechpakets dargestellt werden, welches gleichfalls von einem Kühlfluid durchströmt werden kann. Das Blechpaket wird in diesem Fall lediglich abschnittweise durch die Formschlussverbindung auf dem Rotorträger gehalten.The axially staggered arrangement of several axial projections on the circumference of the rotor, which can be made axially shorter than the laminated core, enables a centered and non-rotatable arrangement of the rotor on the rotor arm. On the other hand, the grooves cooperating with the axial projections on the laminated core can act as cooling fluid channels over their entire axial length. As a result of the short engagement length of the form-fit connection, which is comparatively short compared to the axial extension of the laminated core, the laminated core can be cooled directly over larger areas, that is to say without prior heat dissipation via or through the rotor arm. Furthermore, an annular segment space between the joining surface of the first carrier part and the joining surface of the laminated core, through which a cooling fluid can also flow, can be represented in a circumferential area between two axially running grooves. In this case, the laminated core is only held in sections by the form-fitting connection on the rotor arm.

In fertigungstechnischer Hinsicht kann der Rotorträger ein Blechumformteil umfassen, an welchem einer der Axialanschläge ausgebildet ist. Des Weiteren können bei einem mehrteiligen Rotorträger das erste und das zweite Trägerteil kostengünstig und gewichtsoptimiert in Leichtbauweise mittels Blechumformteilen ausgebildet und nach dem Zusammenfügen zur Sicherung der gegenseitigen Verbindung miteinander verschweißt sein. Dazu können insbesondere im Bereich der Steckverbindung in der axialen Innen- und/oder Außenseite mehrere Schweißbereiche vorgesehen sein. Das Verschweißen kann bereichsweise, insbesondere punktuell und zeitlich im Wesentlichen sequentiell erfolgen, wobei die dabei eingebrachte Prozesswärme im Wesentlichen keinen Verzug des Rotors bewirkt. Ein nachfolgendes Tempern des Rotors und/oder eine Nachbearbeitung sind nicht erforderlich.In terms of manufacturing technology, the rotor arm can comprise a formed sheet metal part on which one of the axial stops is formed. Furthermore, in the case of a multi-part rotor arm, the first and the second carrier part can be designed in a cost-effective and weight-optimized lightweight construction by means of formed sheet metal parts and, after joining, they can be welded to one another to secure the mutual connection. For this purpose, in particular in the area of the plug connection, several welding areas can be provided on the axial inside and / or outside. The welding can take place in areas, in particular at points and essentially sequentially, with the process heat introduced essentially not causing any distortion of the rotor. Subsequent tempering of the rotor and / or reworking are not required.

Die Erfindung betrifft weiter eine elektrische Maschine mit einem wie zuvor beschriebenen Rotor und mit einem radial zu dem Rotor angeordneten Stator mit einer Statorwicklung.The invention further relates to an electrical machine with a rotor as described above and with a stator with a stator winding arranged radially with respect to the rotor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in den Figuren dargestellten Ausführungsform beispielhaft erläutert.The invention is explained by way of example below with reference to an embodiment shown in the figures.

Es zeigen:

  • 1 einen Rotor mit einem zweiteiligen Rotorträger und einem Blechpaket in einer Axialschnittdarstellung,
  • 2 ein erstes Trägerteil des Rotors von 1 in zwei Ansichten,
  • 3 ein zweites Trägerteil des Rotors von 1 in zwei Ansichten;
  • 4 eine stirnseitige Ansicht eines Blechpakets.
Show it:
  • 1 a rotor with a two-part rotor arm and a laminated core in an axial section,
  • 2 a first support part of the rotor of 1 in two views,
  • 3 a second support part of the rotor of 1 in two views;
  • 4th an end view of a laminated core.

1 zeigt einen Rotor 1 für eine elektrische Maschine mit einem mehrteiligen Rotorträger 2 und einem an diesem angeordneten Blechpaket 5. Der Rotor 1 ist vorliegend als Funktionsteil einer in Innenläuferbauweise konzipierten elektrischen Maschine, insbesondere einer permanent erregten Synchronmaschine ausgebildet, welche als Antriebsaggregat eines Hybrid- oder Elektrofahrzeuges vorgesehen ist. Die elektrische Maschine umfasst weiter einen hier zeichnerisch nicht dargestellten Stator mit einer Statorwicklung, welcher in der üblichen Weise unter Ausbildung eines Luftspalts radial zu dem Rotor 1 angeordnet ist. 1 shows a rotor 1 for an electrical machine with a multi-part rotor arm 2 and a laminated core arranged on this 5 . The rotor 1 is in the present case designed as a functional part of an electrical machine designed in internal rotor design, in particular a permanently excited synchronous machine, which is provided as a drive unit of a hybrid or electric vehicle. The electrical machine further comprises a stator, not shown in the drawing, with a stator winding, which in the usual manner forms an air gap radially to the rotor 1 is arranged.

Das Blechpaket 5 des Rotors 1 ist in bekannter Art und Weise aus axial gestapelten Blechlamellen hergestellt und weist in den Figuren nicht sichtbare Taschen auf, in denen Permanentmagnete angeordnet sind. Der Rotorträger 2 umfasst zunächst ein erstes Trägerteil 3 mit einem sich in Bezug auf eine Drehachse A des Rotors 1 axial erstreckenden Zylinderabschnitt 3a zur Anordnung des Blechpakets 5. Zur Herstellung einer Drehmitnahmeverbindung des Rotors 1 mit weiteren Antriebsstrangkomponenten und zur Lagerung des Rotors 1 ist ein zweites Trägerteil 4 vorgesehen, welches zunächst einen Radialabschnitt 4a umfasst. Die Trägerteile 3, 4 sind aus einem vergleichsweise dünnwandigen, vorzugsweise jedoch hochfesten Stahlblech als Blechumformteile ausgebildet und sind, wie das im Verlauf der weiteren Beschreibung noch erläutert wird, mittels des Zylinderabschnitts 3a und mittels des Radialabschnitts 4a an einem gegenseitigen Verbindungsbereich 9 fest miteinander verbunden. Das Blechpaket 5 ist an einer Fügefläche 3c des Zylinderabschnitts 3a aufgenommen und zwischen einem an dem ersten Trägerteil 3 vorgesehenen ersten Axialanschlag 6a und einem an dem zweiten Trägerteil 4 ausgebildeten zweiten Axialanschlag 6b festgelegt. Dabei ist der zweite Axialanschlag 6b durch den Radialabschnitt 4a gebildet und radial zu dem Verbindungsbereich 9 angeordnet.The sheet metal package 5 of the rotor 1 is made in a known manner from axially stacked sheet metal lamellas and has pockets, not visible in the figures, in which permanent magnets are arranged. The rotor arm 2 initially comprises a first carrier part 3 with one referring to an axis of rotation A. of the rotor 1 axially extending cylinder section 3a for the arrangement of the laminated core 5 . To produce a rotary drive connection of the rotor 1 with further drive train components and for bearing the rotor 1 is a second support part 4th provided, which initially has a radial section 4a includes. The support parts 3 , 4th are formed from a comparatively thin-walled, but preferably high-strength sheet steel as shaped sheet metal parts and are, as will be explained in the course of the further description, by means of the cylinder section 3a and by means of the radial section 4a at a mutual connection area 9 firmly connected. The sheet metal package 5 is on a joining surface 3c of the cylinder section 3a received and between one on the first carrier part 3 provided first axial stop 6a and one on the second support part 4th trained second axial stop 6b set. The second axial stop is here 6b through the radial section 4a formed and radial to the connection area 9 arranged.

Im Ausführungsbeispiel sind beide Axialanschläge 6a, 6b radial außerhalb des Zylinderabschnitts 3a und des Verbindungsbereichs 9 angeordnet. Wie in den Figuren erkennbar, ist der erste Axialanschlag 6a durch einen sich stofflich an den Zylinderabschnitt 3a anschließenden und dort abgewinkelten Radialabschnitt 3b ausgebildet. Der Zylinderabschnitt 3a und der Radialabschnitt 3b sind einteilig ausgebildet. Diese Anschläge sind somit auf einer gegenüber dem Zylinderabschnitt 3a oder einer dort befindlichen Fügefläche 5a des Blechpakets 5 deutlich anderen radialen Lage ausgebildet.In the exemplary embodiment, both are axial stops 6a , 6b radially outside of the cylinder section 3a and the connection area 9 arranged. As can be seen in the figures, the first axial stop is 6a by a material to the cylinder section 3a subsequent and angled radial section there 3b educated. The cylinder section 3a and the radial section 3b are made in one piece. These stops are thus on one opposite the cylinder section 3a or a joining surface located there 5a of the laminated core 5 clearly different radial position formed.

Speziell sind zur Ausbildung der Axialanschläge 6a, 6b an den Trägerteilen 3, 4 jeweils in Umfangsrichtung mehrere einzelne Axialvorsprünge 10a; 10b vorgesehen, welche gegenüber einen der Radialabschnitte 3b, 4a axial hervorvorstehen und die sich in Anlage an dem Blechpaket 5 befinden und auf dieses eine axiale Vorspannung ausüben können. Die Axialvorsprünge 10a; 10b sind mittels Umformen der Trägerteile, insbesondere durch Herausdrücken von Blechmaterial erzeugt. Auf diese Weise sind außerhalb dieser Axialvorsprünge 10a, 10b auf beiden Stirnseiten des Blechpakets zu dem Rotorträger 2 jeweils axiale und am Blechpaket 5 durchgehende radiale Zwischenräume 14a, 14b erzeugt worden, wie das in den 2, 3 erkennbar ist. Das Rotorblechpaket 5 liegt somit axial lediglich an einzelnen Positionen, faktisch punktuell oder stempelförmig am Rotorträger 2 an. Die Axialvorsprünge 10a; 10b sind umfangsmäßig so angeordnet, dass diese bevorzugt außerhalb der Magnetaufnahmetaschen des Blechpakets 5, insbesondere radial innerhalb zu oder zwischen diesen Magnetaufnahmetaschen anliegen. Die Zwischenräume 14a, b bilden am Blechpaket 5 in radialer Richtung zumindest abschnittweise oder durchgehende Radialkanäle 15a, b aus, welche zur Ableitung einer Verlustwärme des Rotorblechpakets 5 von Luft oder von einem Kühlfluid durchströmt werden können und die im Ausführungsbeispiel radiale Austrittsöffnungen aufweisen. Diese Austrittsöffnungen liegen an der elektrischen Maschine den Wickelköpfen eines Statorblechpakets radial gegenüber. Alternativ können die Austrittsöffnungen auch axial ausgebildet sein.They are specially designed to form the axial stops 6a , 6b on the carrier parts 3 , 4th several individual axial projections in the circumferential direction 10a ; 10b provided, which opposite one of the radial sections 3b , 4a protrude axially and which are in contact with the laminated core 5 are located and can exert an axial bias on this. The axial protrusions 10a ; 10b are produced by reshaping the carrier parts, in particular by pressing out sheet metal material. In this way, these axial projections are outside 10a , 10b on both ends of the laminated core to the rotor arm 2 each axial and on the laminated core 5 continuous radial spaces 14a , 14b like that in the 2 , 3 is recognizable. The rotor core 5 is therefore axially only at individual positions, in fact punctiform or stamped on the rotor arm 2 on. The axial protrusions 10a ; 10b are circumferentially arranged in such a way that they are preferably outside the magnet receiving pockets of the laminated core 5 , in particular rest radially inside to or between these magnet receiving pockets. The spaces in between 14a , b form on the laminated core 5 in the radial direction, at least in sections or through radial channels 15a , b from, which is used to dissipate heat loss from the laminated rotor core 5 can be flowed through by air or by a cooling fluid and which have radial outlet openings in the exemplary embodiment. On the electrical machine, these outlet openings are located radially opposite the winding heads of a laminated stator core. Alternatively, the outlet openings can also be formed axially.

Zur gegenseitigen Verbindung der Trägerteile 3, 4 sind an der dem Radialabschnitt 3b gegenüber liegenden Stirnseite des ersten Trägerteils 3, also am oder benachbart zum Zylinderabschnitt 3a mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete axiale Fortsätze bzw. Zähne 18 und zwischen diesen befindliche Ausnehmungen bzw. Lücken 20 in der Art einer axialen Verzahnung bzw. eines axialen Verzahnungsprofils ausgebildet. Gleichzeitig sind an dem Radialabschnitt 4a des zweiten Trägerteils 4 Durchgriffsöffnungen 22 vorgesehen, welche in deren Anordnung und Dimensionierung zu den Zähnen 18 korrespondieren, damit in Eingriff stehen und mit diesen eine Steckverbindung 23, insbesondere in der Art einer Steckverzahnung zwischen den beiden Trägerteilen 3, 4 ausbilden.For the mutual connection of the carrier parts 3 , 4th are on the radial section 3b opposite end face of the first carrier part 3 , i.e. on or adjacent to the cylinder section 3a a plurality of axial extensions or teeth spaced from one another in the circumferential direction 18th and recesses or gaps located between them 20th designed in the manner of an axial toothing or an axial toothing profile. At the same time are on the radial section 4a of the second carrier part 4th Access openings 22nd provided, which in their arrangement and dimensioning to the teeth 18th correspond to be in engagement and with these a plug connection 23 , especially in the form of a spline between the two carrier parts 3 , 4th form.

Wie in den Figuren weiter erkennbar ist, weist der Rotorträger 2 zudem radiale Durchgänge 26a; 26b auf, welche mit den am Blechpaket 5 angrenzenden Zwischenräume 14a, 14b verbunden sind. Durch diese Durchgänge 26a, 26b kann somit ein Kühlfluid ungehindert in radialer Richtung durch den Rotorträger 2 hindurchtreten und durch den unmittelbaren Kontakt mit dem Blechpaket 5 eine Verlustwärme aufnehmen und abführen. Die radialen Durchgänge 26a, 26b sind vorliegend am Rotorträger 2 an beiden stirnseitigen Endbereichen des Blechpakets 5 vorgesehen. Insbesondere sind am Zylinderabschnitt 3a des ersten Trägerteils 3 axial etwa im Bereich des ersten Axialanschlags 6a erste radiale Durchgänge 26a und an der axial gegenüberliegenden Seite zweite radiale Durchgänge 26b ausgebildet. Die Durchgänge 26b sind somit im Bereich der dem Blechpaket 5 zugewandten Axialseite des zweiten Trägerteils 4 vorgesehen. In 1 ist weiter erkennbar, dass die Durchgänge 26b durch Öffnungsbereiche 20' gebildet sind, welche im zusammengebauten Zustand zwischen den beiden Trägerteilen 3, 4 im Bereich der Ausnehmungen 20 des Verzahnungsprofils der Steckverbindung 23 verbleiben.As can also be seen in the figures, the rotor arm 2 also radial passages 26a ; 26b which with the laminated core 5 adjoining spaces 14a , 14b are connected. Through these passages 26a , 26b a cooling fluid can thus pass through the rotor arm unhindered in the radial direction 2 pass through and through direct contact with the laminated core 5 absorb and dissipate heat loss. The radial passages 26a , 26b are present on the rotor arm 2 at both face end areas of the laminated core 5 intended. In particular, are on the cylinder section 3a of the first carrier part 3 axially approximately in the area of the first axial stop 6a first radial passages 26a and second radial passages on the axially opposite side 26b educated. The passages 26b are thus in the area of the laminated core 5 facing axial side of the second carrier part 4th intended. In 1 can also be seen that the passages 26b through opening areas 20 ' are formed, which in the assembled state between the two support parts 3 , 4th in the area of the recesses 20th the tooth profile of the connector 23 remain.

Die radialen Durchgänge 26a, 26b sind so angeordnet, dass diese mit den im Bereich der Axialvorsprünge 10a, 10b vorhandenen Zwischenräumen 14a, b, insbesondere radial fluchten, so dass dadurch ein ungehinderter Durchtritt eines Kühlfluids durch den Rotorträger 2 und seitlich am Blechpaket 5 ermöglicht wird. Insbesondere sind dazu die Axialvorsprünge 10a, 10b der Axialanschläge 6a, 6b zu den Durchgängen 26a, b und damit auch zu den Ausnehmungen 20 des Verzahnungsprofils am Rotorträger 2 in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. In den 1-3 sind Ausbreitungsrichtungen eines Kühlfluids an den Trägerteilen 3 und 4 in radialer und in Umfangsrichtung mit Pfeilen (F) angedeutet.The radial passages 26a , 26b are arranged in such a way that they correspond to the in the area of the axial projections 10a , 10b existing spaces 14a , b , in particular radially aligned, so that an unhindered passage of a cooling fluid through the rotor arm 2 and on the side of the laminated core 5 is made possible. The axial projections are particularly useful for this purpose 10a , 10b the axial stops 6a , 6b to the passages 26a , b and thus also to the recesses 20th of the tooth profile on the rotor arm 2 arranged offset to one another in the circumferential direction. In the 1-3 are directions of propagation of a cooling fluid on the carrier parts 3 and 4th in radial and circumferential direction with arrows ( F. ) indicated.

Zurückkommend auf das Blechpaket 5 ist dieses an dem Rotorträger 2 durch eine Fügeverbindung durch axiales Aufstecken festgelegt. Zur Erhöhung der Drehmomentfestigkeit ist zwischen dem ersten Trägerteil 3 und dem Blechpaket 5 eine radiale Formschlussverbindung 28, insbesondere in Form einer Radialverzahnung ausgebildet. An der Fügefläche 5a des Blechpakets 5 sind dazu mehrere in Umfangsrichtung verteilte und sich axial erstreckende Ausnehmungen, insbesondere Nuten 5d ausgebildet, in welche am Zylinderabschnitt 3a radial ausgestellte Vorsprünge 3d eingreifen. Dabei erstreckt sich ein Vorsprung 3d jeweils nur über einen Teil, insbesondere etwa zwischen einem Drittel und einer Hälfte der axialen Erstreckung des Zylinderabschnitts 3a. Am Umfang des Rotorträgers 2 benachbarte Vorsprünge 3d sind außerdem axial gestaffelt am Zylinderabschnitt 3a angeordnet. Im Ausführungsbeispiel umfasst das Blechpaket 5 zwei Teilpakete 5b, 5c, wobei zumindest ein Teil der Vorsprünge 3d einen gegenseitigen Verbindungsbereich der Teilpakete 5b, 5c übergreift. Andere Vorsprünge 3d greifen jeweils nur an einem Teilpaket 5b, 5c ein.Coming back to the sheet metal package 5 is this on the rotor arm 2 fixed by a joint connection by axial plugging. To increase the torque strength is between the first carrier part 3 and the laminated core 5 a radial interlocking connection 28 , in particular designed in the form of radial teeth. At the joint surface 5a of the laminated core 5 are for this purpose a plurality of axially extending recesses, in particular grooves, distributed in the circumferential direction 5d formed in which on the cylinder portion 3a radially flared projections 3d intervention. A projection extends here 3d in each case only over a part, in particular approximately between a third and a half of the axial extent of the cylinder section 3a . On the circumference of the rotor arm 2 adjacent protrusions 3d are also axially staggered on the cylinder section 3a arranged. In the exemplary embodiment, the laminated core comprises 5 two sub-packages 5b , 5c , at least part of the protrusions 3d a mutual connection area of the sub-packages 5b , 5c overlaps. Other ledges 3d only apply to one partial package 5b , 5c a.

Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabfuhr aus dem Blechpaket 5 sind radial zwischen dem Rotorträger 2 und dem Blechpaket 5 mehrere am Umfang verteilte Axialkanäle 30 vorgesehen, welche bei Anwesenheit eines Kühlfluids mit den radialen Durchgängen 26a, 26b in Fluidverbindung stehen. Bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel werden die Axialkanäle 30 durch die Nuten 5d des Blechpakets 5, also durch Elemente der zuvor erwähnten radialen Formschlussverbindung 28 gebildet. Die Formschlussverbindung 28 kann zur Führung eines Kühlfluids in axialer Richtung durchlässig ausgebildet sein, indem sich beispielsweise die zusammenwirkenden Profile von Rotorträger 2 und dem Blechpaket 5 nicht vollflächig berühren, sondern lediglich punkt- oder linienförmig aneinander anliegen und/oder beispielsweise indem die Zähne bzw. Vorsprünge 3d am Zylinderabschnitt 3a axial beidseitig offen und somit durchlässig gestaltet sind.To further improve the heat dissipation from the laminated core 5 are radial between the rotor arm 2 and the laminated core 5 several axial channels distributed around the circumference 30th provided, which in the presence of a cooling fluid with the radial passages 26a , 26b are in fluid communication. In the exemplary embodiment explained here, the axial channels 30th through the grooves 5d of the laminated core 5 , so by elements of the aforementioned radial form-fit connection 28 educated. The form-fit connection 28 can be made permeable in the axial direction for guiding a cooling fluid, for example by the interacting profiles of the rotor arm 2 and the laminated core 5 do not touch the entire surface, but merely abut against one another in points or lines and / or, for example, by the teeth or projections 3d on the cylinder section 3a are designed to be axially open on both sides and thus permeable.

In weiterer Ausgestaltung des Rotors 1 sind an beiden Trägerteilen 3, 4 Wuchtbereiche 32a, b vorgesehen, welche insbesondere als sich an einen der Radialabschnitte 3b, 4a anschließende Ringbereiche ausgebildet sind. An diesen Wuchtbereichen 32a, b können beim Wuchten des Rotors 1 Wuchtgewichte und/oder Wuchtöffnungen angebracht bzw. eingebracht werden.In another embodiment of the rotor 1 are on both support parts 3 , 4th Balancing areas 32a , b provided, which in particular as attached to one of the radial sections 3b , 4a subsequent ring areas are formed. At these balancing areas 32a , b can when balancing the rotor 1 Balance weights and / or balancing openings are attached or introduced.

Der Rotorträger 2 umfasst weiterhin eine Rotornabe 34 mit einem hohlzylindrischen Wellenabschnitt 36 und mit einem daran angeformten Radialflansch 38, mit welchem das zweite Trägerteil 4 verbunden ist. Dazu weist der der Radialflansch 38 eine Zentrierfläche 38a und einen axialen Anschlag 38b auf. Wie weiter erkennbar, ist das zweite Trägerteil 4 an einem axialen Endbereich des ersten Trägerteils 3 und somit auch an einem axialen Endbereich des Rotors 1 angeordnet. Der Rotor 1 ist wie erkennbar mittels des zweiten Trägerteils 4 zur einfachen Lagerung ausgebildet. Das zweite Trägerteil 4 weist weiter zwei abgewinkelte Bereiche 4d, 4e auf, wobei zu dem Radialabschnitt 4a ein weiterer radialer Abschnitt 4b und ein dazwischen angeordneter rohrförmiger Zylinderabschnitt 4c vorgesehen ist. Dadurch kann eine weitere Versteifung und eine Erhöhung der Tragfähigkeit des Rotors 1 erzielt werden.The rotor arm 2 further comprises a rotor hub 34 with a hollow cylindrical shaft section 36 and with a radial flange formed thereon 38 , with which the second carrier part 4th connected is. For this purpose, the has the radial flange 38 a centering surface 38a and an axial stop 38b on. As can also be seen, the second carrier part is 4th at an axial end region of the first carrier part 3 and thus also at an axial end area of the rotor 1 arranged. The rotor 1 can be seen by means of the second support part 4th designed for easy storage. The second support part 4th further has two angled areas 4d , 4e on, being to the radial section 4a another radial section 4b and a tubular cylinder portion disposed therebetween 4c is provided. This can further stiffen and increase the load-bearing capacity of the rotor 1 be achieved.

Bei der Montage des Rotors 1 wird das Blechpaket 5 bis zur Anlage an den Axialvorsprüngen 10a auf das Trägerteil 3 aufgeschoben. Das Trägerteil 4 wird bis zur Anlage an den Axialvorsprüngen 10b mit dessen Durchgriffsöffnungen 22 auf die Zähne 18 des Trägerteils 3 eingeführt und dort mittels einer Anpresskraft unter einer Vorspannung gehalten. Beim gegenseitigen Zusammenfügen der Trägerteile 3, 4 kann gleichzeitig eine Justage in radialer Richtung und ein Ausgleich von Längentoleranzen in axialer Lage erfolgen. Zur Sicherung der gegenseitigen Verbindung sind die Trägerteile 3, 4 im Bereich der Steckverbindung 23 an der axialen Innen- und/oder Außenseite mittels mehrerer Schweißbereiche 24 miteinander verschweißt. Im montierten Zustand des Blechpakets 5 auf dem Trägerteil 3 kann zur Ausbildung des zweiten Axialanschlags 6b somit auf eine stoßartige Belastung und eine plastische Materialverformung, welche das Blechpaket schädigen kann, verzichtet werden.When assembling the rotor 1 becomes the laminated core 5 until it rests on the axial projections 10a on the carrier part 3 postponed. The carrier part 4th is until it rests on the axial projections 10b with its access openings 22nd on the teeth 18th of the carrier part 3 introduced and held there under a bias by means of a pressing force. When joining the carrier parts together 3 , 4th an adjustment in the radial direction and a compensation of length tolerances in the axial position can take place at the same time. To secure the mutual connection are the carrier parts 3 , 4th in the area the connector 23 on the axial inside and / or outside by means of several welding areas 24 welded together. In the assembled state of the laminated core 5 on the carrier part 3 can be used to form the second axial stop 6b This eliminates the need for shock loads and plastic material deformation, which can damage the laminated core.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Rotorrotor
22
RotorträgerRotor arm
33
erstes Trägerteilfirst carrier part
3a3a
ZylinderabschnittCylinder section
3b3b
RadialabschnittRadial section
3c3c
FügeflächeJoining surface
3d3d
Vorsprunghead Start
44th
zweites Trägerteilsecond support part
4a, b4a, b
RadialabschnittRadial section
4c4c
ZylinderabschnittCylinder section
4d, e4d, e
AbwinkelungAngulation
55
BlechpaketLaminated core
5a5a
FügeflächeJoining surface
5b, c5b, c
TeilpaketPartial package
5d5d
NutGroove
6a, b6a, b
AxialanschlagAxial stop
99
VerbindungsbereichConnection area
10a, b10a, b
AxialvorsprungAxial projection
14a, b14a, b
Zwischenraum Space
15a, b15a, b
RadialkanalRadial channel
1818th
Zahntooth
2020th
Lückegap
20'20 '
ÖffnungsbereichOpening range
2222nd
DurchgriffsöffnungAccess opening
2323
SteckverbindungConnector
2424
SchweißbereichWelding area
26a,b26a, b
DurchgangPassage
2828
FormschlussverbindungForm-fit connection
3030th
AxialkanalAxial channel
32a, b32a, b
WuchtbereichBalancing range
3434
RotornabeRotor hub
3636
WellenabschnittShaft section
3838
RadialflanschRadial flange
38a38a
ZentrierflächeCentering surface
38b38b
Anschlagattack
AA.
DrehachseAxis of rotation
FF.
Ausbreitungsrichtung KühlfluidCooling fluid propagation direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 112011101540 T5 [0002]DE 112011101540 T5 [0002]

Claims (12)

Rotor (1) für eine elektrische Maschine mit - einem Rotorträger (2) und einem an diesem angeordneten Blechpaket (5),wobei - der Rotorträger (2) ein erstes Trägerteil (3) mit einem sich in Bezug auf eine Drehachse (A) des Rotors (1) axial erstreckenden Zylinderabschnitt (3a) zur Anordnung des Blechpakets (5) umfasst und wobei - das Blechpaket (5) zwischen einem ersten Axialanschlag (6a) und einem zweiten Axialanschlag (6b) festgelegt ist und wobei - stirnseitig zum Blechpaket (5) im Bereich von einem der Axialanschläge (6a, 6b) zumindest abschnittweise in radialer Richtung verlaufende Radialkanäle (15a, b) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkanäle (15a, b) zwischen dem Blechpaket (5) und einem der Axialanschläge (6a, 6b) ausgebildet sind.Rotor (1) for an electrical machine with - a rotor carrier (2) and a laminated core (5) arranged on this, wherein - the rotor carrier (2) has a first carrier part (3) with a rotating axis (A) of the Rotor (1) comprises axially extending cylinder section (3a) for the arrangement of the laminated core (5) and wherein - the laminated core (5) is fixed between a first axial stop (6a) and a second axial stop (6b) and wherein - the end face to the laminated core (5 ) in the area of one of the axial stops (6a, 6b) radial channels (15a, b) running at least in sections in the radial direction are provided, characterized in that the radial channels (15a, b) between the laminated core (5) and one of the axial stops (6a , 6b) are formed. Rotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (2) umfasst - ein zweites Trägerteil (4) mit einem Radialabschnitt (4a), wobei - das erste Trägerteil (3) mittels des Zylinderabschnitts (3a) und das zweite Trägerteil (4) mittels des Radialabschnitts (4a) an einem gegenseitigen Verbindungsbereich (9) fest miteinander verbunden sind, und wobei - der erste Axialanschlag (6a) an dem ersten Trägerteil (3) und der zweite Axialanschlag (6b) an dem zweiten Trägerteil (4) ausgebildet sind, wobei - der zweite Axialanschlag (6b) durch den Radialabschnitt (4a) gebildet und radial zu dem Verbindungsbereich (9) angeordnet ist.Rotor (1) Claim 1 , characterized in that the rotor arm (2) comprises - a second carrier part (4) with a radial section (4a), wherein - the first carrier part (3) by means of the cylinder section (3a) and the second carrier part (4) by means of the radial section ( 4a) are firmly connected to one another at a mutual connecting area (9), and wherein - the first axial stop (6a) is formed on the first support part (3) and the second axial stop (6b) is formed on the second support part (4), wherein - the second axial stop (6b) is formed by the radial section (4a) and is arranged radially to the connecting area (9). Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Axialanschlag (6a) durch einen sich an den Zylinderabschnitt (3a) anschließenden Radialabschnitt (3b) ausgebildet ist.Rotor after Claim 1 or 2 , characterized in that the first axial stop (6a) is formed by a radial section (3b) adjoining the cylinder section (3a). Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Axialanschlag (6a, 6b) einen von einem Grundkörper des Axialanschlags (6a, 6b) zum Blechpaket (5) vorstehenden Axialvorsprung (10a; 10b) aufweist.Rotor after one of the Claims 1 to 3 , characterized in that an axial stop (6a, 6b) has an axial projection (10a; 10b) protruding from a base body of the axial stop (6a, 6b) to the laminated core (5). Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung mehrere Axialvorsprünge (10a; 10b) vorgesehen sind, welche durch Zwischenräume (14a; 14b) voneinander separiert sind und wobei die Radialkanäle (15a, b) zwischen jeweils zwei Axialvorsprüngen (10a; 10b) ausgebildet sind.Rotor after Claim 4 , characterized in that a plurality of axial projections (10a; 10b) are provided in the circumferential direction, which are separated from one another by spaces (14a; 14b) and wherein the radial channels (15a, b) are formed between two axial projections (10a; 10b). Rotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerteil (3) und das zweiten Trägerteil (4) mittels einer axialen Steckverbindung (22), insbesondere mittels einer axialen Steckverzahnung in Eingriff stehen.Rotor after one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the first carrier part (3) and the second carrier part (4) are in engagement by means of an axial plug connection (22), in particular by means of an axial spline. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (2) an dessen Zylinderabschnitt (3a) radiale Durchgänge (26a; 26b) aufweist, welche bei Anwesenheit eines Kühlfluids mit den Radialkanälen (15a, b) in Fluidverbindung stehen.Rotor after one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the rotor arm (2) has radial passages (26a; 26b) on its cylinder section (3a) which are in fluid connection with the radial channels (15a, b) in the presence of a cooling fluid. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Trägerteil (3) und dem Blechpaket (5) eine radiale Formschlussverbindung (28) ausgebildet ist.Rotor after one of the Claims 1 to 7th , characterized in that a radial interlocking connection (28) is formed between the first carrier part (3) and the laminated core (5). Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Rotorträger (2) und dem Blechpaket (5) Axialkanäle (30) ausgebildet sind, wobei die Axialkanäle (30) in die Radialkanäle (15a, b) münden.Rotor after one of the Claims 1 to 8th , characterized in that axial channels (30) are formed radially between the rotor carrier (2) and the laminated core (5), the axial channels (30) opening into the radial channels (15a, b). Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (2) ein Blechumformteil umfasst, an welchem ein Axialanschlag (6a, 6b) ausgebildet.Rotor after one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the rotor arm (2) comprises a formed sheet metal part on which an axial stop (6a, 6b) is formed. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ist die Trägerteile (3, 4) als Blechumformteile ausgebildet und miteinander verschweißt sind.Rotor after one of the Claims 1 to 10 , characterized in that the carrier parts (3, 4) are designed as formed sheet metal parts and are welded together. Elektrische Maschine mit einem Stator mit einer Statorwicklung und mit einem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten und radial zu dem Stator angeordneten Rotor.Electrical machine with a stator with a stator winding and with one according to one of the Claims 1 to 11 formed and arranged radially to the stator rotor.
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