本发明涉及一种用于异步电机的鼠笼式转子和一种用于制造这种鼠笼式转子的方法，在此，所述异步电机尤其设置用于在机动车中使用。
背景技术：
异步电机的转子(也称为短路转子或者鼠笼式转子)由具有冲压的槽的金属板组(所谓的转子叠片组)组成。在金属板组的端侧上设有端环(所谓的短路环)的短路杆延伸穿过这些槽。已知的是，(例如借助压铸方法)铸造短路杆，其中，短路杆被注入到金属板组的冲压的槽中。同样已知的是，将预制的杆插入到金属板组的槽中。短路杆在端部上设有铸造的或者预制的短路环。
这种类型的鼠笼式转子由de102009034647a1中已知。在该鼠笼式转子中，短路杆被插在转子叠片组的槽中。短路环被铸造到从转子叠片组的端侧中伸出的短路杆端部上。从铸造的短路环中伸出的杆端部能够被用作平衡栓。
这样构造的鼠笼式转子的平衡方案是非常有利的，但是在铸造的或者部分铸造的鼠笼式转子中由于浇铸可能形成缩孔。这些缩孔可能在局部大幅降低机械强度，使得这些鼠笼式转子在高要求的情况下(如在车辆应用的情况下存在的高要求)仅能够有条件地使用。通过设置降低短路环的负载的、昂贵的支撑措施可能克服上述情况。但是这除了更高的成本之外，也与更高的制造耗费相关。
技术实现要素：
本发明的任务是，提供一种用于异步电机的鼠笼式转子，所述鼠笼式转子成本经济并且提供有利的平衡方案。该任务借助具有权利要求1的特征的鼠笼式转子和用于制造鼠笼式转子的、具有根据权利要求8的步骤的方法解决。本发明的有利的扩展方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的一个实施例，提供用于异步电机的鼠笼式转子，所述鼠笼式转子包括由堆叠的多个转子叠片组成的转子叠片组，所述转子叠片分别具有沿着周向分布的多个转子叠片槽；所述鼠笼式转子包括设置在转子叠片组的两个端侧上的短路环，所述短路环分别具有沿着周向分布的多个短路环槽；并且所述鼠笼式转子包括接合到转子叠片槽中的短路杆，所述短路杆延伸穿过短路环槽并且短路杆的端部伸出于短路环，其中，短路环槽径向向外至少部分是敞开的并且短路杆与短路环在短路环槽的所述径向向外敞开的侧上相互连接或者说彼此固定、尤其是非无损伤地可松开地相互连接。在此，优选所述短路环槽完全径向向外敞开，即短路环槽在它们沿着鼠笼式转子的轴向方向的整个长度上(在相应的环的整个厚度上)是敞开的。但是也可能的是，短路环槽仅部分径向向外敞开，即短路环槽在沿着鼠笼式转子的轴向方向在特定的部段(相应的环的厚度)上是敞开的。在本实施例的情况下，鼠笼式转子(转子)的平衡根据本发明能够通过伸出于短路环的短路杆端部实现。这优选通过在杆端部上的材料去除实现。作为替选，平衡重量的安装也是可能的。此外能够通过短路杆和短路环的连接技术在批量生产中实现经济的制造，批量生产的鼠笼式转子能够满足高的负载要求。因此，本实施例将鼠笼式转子的简单和经济的平衡方案的优点与鼠笼式转子承受高负载和在车辆领域中提供足够的强度的特性相结合。尤其是所描述的构造方式具有以下优点：与借助短路环自身的材料去除的平衡方案相比，由于短路环的横截面未被改变，因此该构造方式既不会负面地影响短路环的强度，也不会负面地影响电磁特性。通过短路杆数量多，在可能的平衡位置方面获得高的灵活性。
根据本发明的一个另外的实施例，在短路环槽的所述径向向外敞开的侧上将短路杆与短路环相互熔焊或者钎焊。该类型的连接在强度高的同时确保导电能力。
根据本发明的一个另外的实施例，短路环槽具有这样的部段，在该部段上，短路环槽径向向外变窄。通过所述向外变窄，在运行中由于离心力被径向向外加载力的短路杆被保持在短路环槽中，这导致在短路笼架和短路杆之间的连接的卸载。
根据本发明的一个另外的实施例，所述短路环分别由至少两个相互堆叠的环构造。通过将两个环并排设置的方式，能够经济地对这些环的径向向外朝向的并且指向彼此的边缘倒棱。由此形成的、沿着短路环周向环绕的槽用于焊缝的安装，借助该焊缝不仅使所述各环被相互连接，而且尤其是也使短路杆与短路环熔焊。如果缺少所述槽，那么所述短路杆和短路环必须尽可能准确地径向向外对齐，以便实现良好的熔焊/钎焊连接。借助这种槽，存在足够用于熔焊/钎焊连接的接触面。
根据本发明的一个另外的实施例，所述短路环锻制、冲压、铣制或者裁切成该短路环的成型。
根据本发明的一个另外的实施例，在短路环的所述径向向外朝向的侧上，沿着短路环的周向环绕的、连贯的或者中断的焊缝或者钎焊连接部分别在相邻的两个环之间延伸，短路杆借助所述焊缝或者钎焊连接部也与短路环相连接。由此实现已在前面结合所述两个相互堆叠的环提及的优点。
根据本发明的一个另外的实施例，短路环和/或短路杆包括铝。这能够实现鼠笼式转子的更轻的结构。
此外，本发明提供一种用于制造鼠笼式转子的方法，所述方法包括以下步骤：提供由堆叠的多个转子叠片组成的转子叠片组，所述转子叠片分别具有沿着周向分布的多个转子叠片槽；将短路杆插入到转子叠片槽中，使得短路杆突出于转子叠片组的两个端侧；将短路环插到转子叠片组的两个端侧上，使得短路杆被接合到短路环槽中并且在短路环完全插上的状态中，短路杆伸出于短路环；以及在短路环槽的径向向外至少部分敞开的侧上将短路杆与短路环连接。该方法提供已在前面结合鼠笼式转子描述的优点。
根据本方法的一个扩展方案，将短路杆与短路环以如下方式连接：在短路环槽的所述径向向外敞开的侧上将短路杆与短路环相互熔焊或者钎焊。
根据本方法的一个扩展方案，将短路杆与短路环以如下方式连接：在短路环槽的所述径向向外敞开的侧上将短路杆与短路环通过沿着短路环的周向环绕的、连贯的或者中断的焊缝或者钎焊连接相连接。
根据本发明的一个扩展方案，短路环分别由至少两个相互堆叠的环构成，所述扩展方案包括以下步骤：在短路环的所述径向向外朝向的侧面上通过沿着短路环的周向环绕的、连贯的或者中断的焊缝或者钎焊连接部将分别两个相邻的环熔焊或者钎焊，短路杆借助所述焊缝或者钎焊连接部也被与短路环连接。
根据一个扩展方案，本方法此外包括通过对所选择的伸出于短路环的短路杆的材料去除使鼠笼式转子平衡的步骤。
附图说明
下面参考附图描述本发明的一个优选的实施例。附图如下：
图1示意性地示出根据本发明的鼠笼式转子的主要构件，即左边的短路笼架和右边的转子叠片组；
图2示出图1的、在组装状态中的主要构件；
图3示出转子叠片组中的转子叠片的一个部段；
图4示出已装配的鼠笼式转子的侧视图；
图5示出已组装的鼠笼式转子的一个端部的俯视图；
图6示出完成装配的鼠笼式转子的俯视图；以及
图7示出已组装的鼠笼式转子的三维视图。
具体实施方式
图1示意性地示出鼠笼式转子的主要构件，其中，左边示出短路笼架1并且右边示出转子叠片组2。图2示出在组装状态中的这些主要构件，在该组装状态中，转子叠片组2设置在短路笼架1中并且由此构成鼠笼式转子3。
参考图3对转子叠片组2的结构进行更详细地阐述。图3示出在其中设置有转子叠片槽5的转子叠片4的一个部段。转子叠片4中的每个转子叠片具有圆形的外圆周和圆形的内圆周，该内圆周设有轴槽6，该轴槽与轴栓(未示出)处于接合。所述各个转子叠片4彼此隔离并且基本由铁或者铁合金制成。优选所述转子叠片槽5具有相同的形状并且彼此等距地沿着转子叠片4的周向分布。从转子叠片槽5的径向内的端部出发，转子叠片槽5垂直于径向方向(并且在转子叠片平面内)展开。转子叠片槽5的径向外端部要么如在图1中示出的那样是敞开的，要么如在图3中示出的那样是闭合的。在第一种情况下，仅转子叠片槽5的所述径向外端部是敞开的。在这两种变型方案中，能够在转子叠片槽5的所述槽径外端部上设有部段7，在所述部段上，转子叠片槽5垂直于径向方向地径向向外变窄。但是，该变窄的部段7不必强制性地存在。多个这种转子叠片4被同心地堆叠，其中，相邻的转子叠片4相互接触，使它们构成转子叠片组2。
使短路杆8滑动穿过所述各个转子叠片4的朝彼此定向的转子叠片槽5。在此，短路杆8的横截面形状对应于转子叠片槽5的形状。
短路杆8例如由铝、铜、具有铝和/或铜的合金或者其它具有导电能力的金属制成。此外，短路杆8能够既由铝制成、又由铜制成，例如短路杆8的内部能够由铝制成，其被铜层围绕。这具有如下的优点：在最大电流流经的部位(即在短路杆8的外部区域中)，短路杆由具有良好导电性的铜制成，而内部则由较轻的铝制成。
短路杆8被这样接合到转子叠片组2的转子叠片槽5中，使这些短路杆在转子叠片组2的端侧9上突出。在两侧将短路环10插到伸出于转子叠片组2的短路杆端部上。参考图4，对所述短路环10进行更详细地描述。图4示出已装配的鼠笼式转子3的侧视图。短路环10同样具有沿着周向分布的多个短路环槽11。所述短路环槽11具有与短路杆8的横截面对应的形状。从短路环槽11的径向内端部出发，短路环槽11垂直于径向方向展开。短路环槽11的所述槽径外端部至少部分是敞开的，以便执行稍后阐述的熔焊。在短路环槽11的所述槽径外端部上可设有部段12，在该部段上，短路环槽11垂直于径向方向(并且在短路环平面内)径向向外变窄。但是，该变窄的部段12不必强制性地存在。短路环槽11也可在径向向外朝向的侧上部分地(即局部地沿着轴向方向)闭合。
在此，短路杆8的长度这样设计尺寸，使得短路杆8在鼠笼式转子3完成装配的状态中在两个端部上从短路环10中伸出。在此，所述伸出于短路杆8的长度在所有短路杆8中同样长。这些伸出的端部构成平衡栓13，所述平衡栓可在图1和图2中最好地识别出。
图5示出完成装配的鼠笼式转子3的一个端部的俯视图。如在图5中可见的那样，短路环10由多个并排设置的环14构成。在图5中，短路环10分别包括三个环14。所述各个环14具有相同的外轮廓、内轮廓和全等的短路环槽11。优选所述短路环槽11是完全径向向外敞开的，即短路环槽在它们的沿着(鼠笼式转子的)轴向方向的整个长度上、即在相应的环14的整个厚度上是敞开的。但是也可能的是，短路环槽11仅部分地径向向外敞开，即短路环槽11在沿着(鼠笼式转子的)轴向方向、即在相应的环14的厚度的特定部段上是敞开的，例如由于环14的单侧的或者双侧的倒棱。
在图5中，在短路环10的内侧能够看见相互堆叠的转子叠片4。随着短路杆进入到转子叠片组2中，短路杆8在图5中不再可见，因为它们于是被转子叠片槽5的(如在图3中示出的那样的)闭合的外端部覆盖。为了将短路杆8与短路环10(更确切地说是与所述各个环14)连接，设有沿着短路环10的周向环绕的焊缝15。通过焊缝15，一方面将相应相邻的环14相互连接并且同时将环14以及由此整个短路环10与短路杆8连接。替代于熔焊的连接技术，也能够使用其它连接技术，例如钎焊。确保足够的稳定性并且另一方面保证必要的导电能力的连接技术是有利的。焊缝15或者钎焊连接部如提及的那样优选沿着周向闭合地沿着环14的所述径向向外指向的侧延伸，但是其也能够中断地或者点状地实施。在点状实施的情况下，连接点尤其设置在从短路杆8至环14的材料过渡部上，即在短路环槽11的所述径向外敞开的侧的区域中。通过将两个环14并排设置的方式，环14的所述径向向外朝向的和指向彼此的边缘能够被倒棱。由此形成的、沿着短路环周向环绕的槽(被焊缝15覆盖)用于施加焊缝15。借助这种槽，存在足够用于熔焊/钎焊连接的接触面。但是，短路环10不必强制性地如前所述的那样由多个环14构造，而是也能够一件式地构成。优选环14或者短路环10由铝或者铜制成。环14或者短路环10优选被冲制、锻制、铣制或者喷水切割等。
图6示出完成装配的短路鼠笼式转子3的俯视图。区别于在图5中示出的鼠笼式转子3，短路环10分别具有四个环14。除了此区别，请参阅前面的说明。
图7示出完成装配的鼠笼式转子3以及轴16的三维视图。在图7中，在装配状态中的短路杆8即使沿着转子叠片组2也可见。其原因在于，在这里使用转子叠片4的变型方案，它们的径向外端部是敞开的。在该实施方案的情况下，能够附加地以如下方式实现短路杆8与转子组2的熔焊：沿着轴向方向延伸的焊缝设置在位于导体杆8和转子组2的材料之间的材料过渡部上。为了鼠笼式转子的平整的外轮廓，可能必须对鼠笼式转子3的外轮廓进行车削。此外请参阅前面的说明。
为了制造根据本发明的鼠笼式转子3，首先提供前述的转子叠片组2。接着，将短路杆8这样接合到转子叠片槽5中，使得短路杆8在转子叠片组2的两个端侧9上突出。短路环10被插到短路杆8的这些突出的端部上，使得短路杆8在短路环10完全插上的状态中伸出于短路环10。接着，在短路环槽11的径向向外敞开的侧上将短路杆8与短路环10连接、优选熔焊或者钎焊。为了平衡鼠笼式转子3，优选对所选择的平衡栓13的材料去除，作为替选可将未示出的平衡重量固定、例如熔焊在平衡栓13上。
在附图中，为了清楚性，转子叠片槽5、部段7、短路杆8、短路环槽11、部段12、平衡栓13中的仅一个或一些设有附图标记。
在附图和前面的说明中已详细地说明和描述了本发明，但是该说明和描述可理解为是说明性的或者示例性的、而非局限性的，并且无意将本发明局限于所公开的实施例。在不同的从属权利要求中列举了特定的特征，这一单纯的事实不应表示，这些特征的组合不能够有利地被使用。
附图标记列表
1短路笼架
2转子叠片组
3鼠笼式转子
4转子叠片
5转子叠片槽
6轴槽
7部段
8短路杆
9转子叠片组的端侧
10短路环
11短路环槽
12部段
13平衡栓
14环
15焊缝
16轴