DE102018115244A1 - Method for mounting a rotor shaft for an electric motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Rotorwelle (1) für einen Elektromotor, und umfasst die Schritte:a) Positionierung eines Blechpaketes (2) auf der Rotorwelle (1);b) Formschlüssiges Verbinden des Blechpakets (2) mit der Rotorwelle (1) durch Hydroforming.The invention relates to a method for assembling a rotor shaft (1) for an electric motor, and comprises the steps of: a) positioning a laminated core (2) on the rotor shaft (1), b) positively locking the laminated core (2) to the rotor shaft (1 ) by hydroforming.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Rotorwelle für einen Elektromotor, eine Rotorwelle und einen Elektromotor.The invention relates to a method for mounting a rotor shaft for an electric motor, a rotor shaft and an electric motor.
Die
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer Rotorwelle für einen Elektromotor umfasst die Schritte:
- a) Positionierung eines Blechpaketes auf der Rotorwelle;
- b) Formschlüssiges Verbinden des Blechpakets mit der Rotorwelle durch Hydroforming.
- a) positioning a laminated core on the rotor shaft;
- b) Form-fitting connection of the laminated core to the rotor shaft by hydroforming.
Beim Hydroforming wird ein metallischer Hohlkörper durch einen Druck, welcher in dem Hohlkörper erzeugt wird, umgeformt. Durch die Umformung wird eine formschlüssige Anpassung des Hohlkörpers an eine definierte äußere Form erreicht, welche benachbart zur äußeren Wand des Hohlkörpers positioniert ist. Der Druck wird durch eine Flüssigkeit erreicht, welche dafür in das Innere des Hohlkörpers eingeleitet wird.In hydroforming, a metallic hollow body is deformed by a pressure which is generated in the hollow body. By forming a positive fit of the hollow body is achieved to a defined outer shape, which is positioned adjacent to the outer wall of the hollow body. The pressure is achieved by a liquid which is introduced into the interior of the hollow body for this purpose.
Das Blechpaket umfasst einzelne, übereinandergestapelte Bleche. Die Bleche weisen mindestens teilweise ein magnetisches Material auf. Die einzelnen Bleche werden durch eine Trennschicht voneinander getrennt angeordnet. So erfolgt eine Anpassung der magnetischen Eigenschaften des Blechpaktes, was eine Optimierung des Betriebs des Elektromotors ermöglicht. Die Trennschicht umfasst dabei einen Lack, einen Kleber und/oder ein anderes, nicht magnetisches Material. Die Bleche weisen einen Innendurchmesser auf, mit dem sie benachbart zur Rotorwelle auf dieser positioniert werden.The laminated core comprises individual, stacked sheets. The sheets have at least partially a magnetic material. The individual sheets are separated by a separating layer. Thus, an adaptation of the magnetic properties of the sheet metal Pakt, which allows an optimization of the operation of the electric motor. The release layer comprises a lacquer, an adhesive and / or another, non-magnetic material. The sheets have an inner diameter with which they are positioned adjacent to the rotor shaft on this.
Bei Elektromotoren, insbesondere bei Elektromotoren, welche in elektrisch betriebenen und/oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen verwendet werden, ist ein geringes Gewicht der Rotorwelle wünschenswert. Gleichzeitig ist eine formschlüssige Verbindung zwischen der Rotorwelle und einem Blechpaket essentiell, da über diese Verbindung eine Übertragung von Drehmoment erfolgt, was einen sicheren und langlebigen Betrieb des Elektromotors ermöglicht.In electric motors, in particular in electric motors, which are used in electrically operated and / or partially electrically operated vehicles, a low weight of the rotor shaft is desirable. At the same time a positive connection between the rotor shaft and a laminated core is essential, as this connection, a transmission of torque takes place, which allows safe and long-lasting operation of the electric motor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verwendung eines Hohlkörpers als Rotorwelle. Dadurch werden eine Gewichtsreduktion der Rotorwelle, sowie eine Erhöhung des Wirkungsgrades während des Betriebs des Elektromotors ermöglicht.The inventive method allows the use of a hollow body as a rotor shaft. This allows a weight reduction of the rotor shaft, as well as an increase in the efficiency during operation of the electric motor.
Zusätzlich wird durch die Verwendung des Hohlkörpers eine Kühlung der Rotorwelle ermöglicht, ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Langbohrung. Diese würde für den Fall benötigt, dass die Rotorwelle aus einem Vollmaterial gefertigt wäre. Somit wird eine Reduktion der Herstellungskosten ermöglicht.In addition, cooling of the rotor shaft is made possible by the use of the hollow body, without the need for an additional long bore. This would be required in the event that the rotor shaft would be made of a solid material. Thus, a reduction of the manufacturing cost is made possible.
Eine erfindungsgemäße Rotorwelle ist montiert nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.A rotor shaft according to the invention is mounted by a method according to the invention.
Ein erfindungsgemäßer Elektromotor umfasst eine erfindungsgemäße Rotorwelle.An electric motor according to the invention comprises a rotor shaft according to the invention.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte vorteilhafte Gewichtsreduktion des Rotors, und die Reduktion der Herstellungskosten und Materialkosten der Rotorwelle ergeben sich in vorteilhafter Weise auch für den erfindungsgemäßen Elektromotor.The advantageous weight reduction of the rotor achieved by the method according to the invention and the reduction of the production costs and material costs of the rotor shaft are also advantageously produced for the electric motor according to the invention.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 eine Seitenansicht einererfindungsgemäßen Rotorwelle 1 mit einemBlechpaket 3, und -
2 einen Querschnitt durch ein Blech aus der ersten Anzahl anBlechen 3, und -
3 eine Seitenansicht einerRotorwelle 1 mit.
-
1 a side view of arotor shaft 1 according to the invention with a laminatedcore 3, and -
2 a cross section through a sheet of the first number ofsheets 3, and -
3 a side view of arotor shaft 1 with.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer Rotorwelle
- a) Positionierung eines
Blechpaketes 2 auf derRotorwelle 1 ; - b) Formschlüssiges Verbinden des
Blechpakets 2 mit derRotorwelle 1 durch Hydroforming.
- a) positioning a laminated
core 2 on therotor shaft 1 ; - b) positive connection of the laminated
core 2 with therotor shaft 1 by hydroforming.
Die Rotorwelle
Durch die Verwendung eines dünnwandigen Rohres wird die Gewichtsreduktion der Welle gegenüber Vollmetallwellen und dickwandigen Rohren erhöht. Es entfallen aufwendige Herstellungsschritte, wie eine nachträgliche Langlochbohrung, um eine Gewichtsreduktion bei einer Vollmetallwelle zu erreichen. Weiterhin steht so ein größeres Volumen für eine Kühlflüssigkeit zur Verfügung, welche durch die Rotorwelle 1 geleitet werden kann. Dies ermöglicht eine Erhöhung der maximal möglichen Kühlleistung. Zusätzlich wird ein schnellerer Wärmeabtransport durch das dünnwandige Rohr ermöglicht, was zu einer weiteren effektiven Erhöhung der Kühlleistung führt.By using a thin-walled tube, the weight reduction of the shaft is increased over full metal shafts and thick-walled tubes. It eliminates complex manufacturing steps, such as a subsequent long hole drilling to achieve a weight reduction in a full metal shaft. Furthermore, such a larger volume is available for a cooling liquid, which can be passed through the
Durch die Wahl der Wandstärke in einem Bereich zwischen 5% und 30% des Rohrdurchmessers werden die Stabilität und die Langlebigkeit der Rotorwelle
In diesem Ausführungsbeispiel werden in Schritt a) zwei Endplatten
Die Verwendung von den Endplatten
Konventionell werden diese Endplatten mit einer Klemmvorrichtung ausgestattet, um die Blechpakete zusammengedrückt zu halten, und/oder mit Schrauben fixiert, was eine Gewichtserhöhung und eine Erhöhung der Herstellungskosten zur Folge hat. Conventionally, these end plates are equipped with a clamping device to hold the laminated cores compressed and / or fixed with screws, resulting in an increase in weight and an increase in the production cost.
Vorteilhafterweise erfolgt die Montage der Endplatten
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Blechpaket
In diesem Ausführungsbeispiel werden alle Bleche aus der ersten Anzahl an Blechen 3 mit einer identischen Stanzform in Form gebracht. Dies ermöglicht zum einen eine Reduktion der Herstellungskosten, da nur eine Stanzform bereitgestellt werden muss. Zusätzlich ermöglicht es eine Vereinfachung in den Arbeitsabläufen der Montage, da die Bleche aus der ersten Anzahl an Blechen
Der Vorteil der Vereinfachung der Arbeitsabläufe ergibt sich auch für den Fall, dass die Bleche aus der ersten Anzahl an Blechen
Die Bleche weisen in diesem Ausführungsbeispiel mindestens teilweise ein magnetisches Material auf. Zur Anpassung der Eigenschaften des Elektromotors werden die Bleche aus der ersten Anzahl von Blechen
Durch die Verwendung von Hydroforming ist es hierbei nicht nötig, dass die Bleche entsprechend verdrehte Nuten aufweisen. Dazu würden verschiedene Stanzformen benötigt werden, was die Herstellung kostenintensiver machen würde. Durch das Hydroforming werden die Nuten
Dabei ergeben sich Federn
Zudem werden in Schritt a) Schleifringe, Lager, Lage Geber, Lagersitze und/oder Zahnräder auf der Rotorwelle
Die ermöglicht eine Vereinfachung der Montage von diesen Komponenten. Es entfallen zusätzliche Befestigungsmaterialen, sowie zusätzlicher Montageaufwand.This allows a simplification of the assembly of these components. It eliminates additional mounting materials, as well as additional installation costs.
Ein nicht gezeigter erfindungsgemäßer Elektromotor umfasst eine erfindungsgemäße Rotorwelle.An electric motor according to the invention, not shown, comprises a rotor shaft according to the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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