电机的转子和电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机的转子。
[0002]转子可以具有与转子的转子轴抗扭地连接的转子板叠，其中，转子板叠在转子板叠的旋转轴线的方向上看具从转子板叠的第一轴向端侧向转子板叠的第二轴向端侧延伸。
[0003]此外，本发明涉及一种电机，其中电机具有定子和转子，其中，转子支承在轴承中，从而使转子能够围绕转子的旋转轴线旋转。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于形成一种具有通风机的电机转子，改善其运行性能。
[0005]该目的通过具有权利要求1所述的特征的转子实现。转子和相应的地电机的优选的设计方案是从属权利要求2至12的内容。
[0006]电机的转子具有转子板叠。通风机在端侧设置在转子板叠的区域中。通风机具有通风机叶片。通风机叶片处于支承元件处和/或上。该支承元件可以设计成环形的。因此，支承元件可以是环盘。由此，设计出了用于一个或者多个通风机叶片的一种类型的通风机承载盘。在支承元件上得多个通风机叶片可以在圆周方向上对称地布置。
[0007]此外，旋转的通风机的这种结构通过离心力加载。尤其在通风机由薄金属片制成时，该离心力会导致通风机叶片在通风机承载环(支承元件)的固定位置处的弯曲力矩，从而在一些情况中会超出在电机正常运行中在该区域中得允许的机械应力，这会导致部件失效。
[0008]为了改善焊接的通风机叶片的坚固性可以采用不同的措施，为此有焊缝的改进的设计方案，材料选择，材料强度的选择，通风机叶片的数量和/或构型等等。
[0009]一个通风机叶片和/或多个通风机叶片可以这样地设计，即其具有第一部段和第二部段。第一部段从支承元件上看处于第一轴向方向上，并且第二部段从支承元件上看处于第二轴向方向上。轴向方向涉及电机的旋转轴线并进而也设计转子的旋转轴线。第一轴向方向与第二轴向方向相反。转子可以这样地设计，即这些部段(第一和第二)轴向地越过支承元件向外延伸。
[0010]通风机叶片的质量的重心在轴向上处于通风机叶片的轴向端部区域之间。如果通风机叶片的重心不处于支承盘的平面中或者在该支承盘(平面)附近，那么在叶片的重心出作用的离心力就会在支承元件的固定点出产生力矩，其会导致不允许的高机械应力。基于转子板叠外部通常比较紧张的结构空间的原因，不容易找到简单的措施，已将重心移动至支承元件的平面。
[0011]重心的位置是优选的，该位置是弯曲力矩中性的。
[0012]为了使通风机叶片与支承元件的连接部在转子运行中承受尽可能小的机械负荷，质量重心(重心)可以尽可能朝向支承元件定位。
[0013]在转子的一个设计方案中，第一部段的质量和第二部段的质量这样的分配，即为整个叶片的部段给出一个质量重心，其处于支承元件的区域中，其中该区域设计轴向区域和/或径向区域。支承元件例如是环盘，其在外部区域具有通风机叶片。
[0014]通风机叶片的形状也可以如此地受到影响，即在重心上时间的离心力不会导致在固定位置处的弯曲力矩或者引起降低的弯曲力矩。因此，由薄金属片制成的轴流通风机也可以作为通风机使用。薄金属片允许例如有利的制造，较小的重量，良好的可平衡性。
[0015]在转子的一个设计方案中，转子板叠在端侧具有一个容纳部。转子板叠在端侧也可以具有多个容纳部，其中这些容纳部优选具有旋转对称的位置。容纳部可以是冷却通道，其从转子板叠的一个端侧向转子板叠的另一个端侧延伸。通风机叶片的一部分延伸到容纳部中。该部分尤其是通风机叶片的第二部段，其面对转子板叠的一个端侧。如果第二部段伸入到转子板叠的容纳部中，那么当支承元件处于转子板叠的端侧附近并且在支承元件和端侧之间的间距较小时，通风机叶片的重心就可以在转子板叠的方向上移动。如果通风机叶片的第二部段伸入到冷却通道中，那么热量在冷却通道中就已经能够传递给导热的通风机叶片。作为材料，通风机叶片特别具有铁(尤其是其由薄金属片制成)。如果支承元件也由具有铁的材料制成，那么该支承元件也用于附加的排热。如果在转子的设计方案中容纳部从第一轴向端延伸射至第二轴向端侧，以形成冷却通道，其中转子可以具有多个这样的冷却通道，那么对转子的冷却就可以通过伸入到冷却通道中得导热部件来改善。导热部件可以是通风机叶片的一部分。
[0016]当仅为通风机提供了受限的结构空间(例如因为:与突出的部件的碰撞，通风机的可平衡性，装配等等)时，对于将通风机叶片弯折力矩中性地固定在通风机支承环上来说有利的是将通风机叶片的前底部区域移动到转子板叠的冷却通道中。由此，叶片的重心被推移到承载盘的平面中，从而实现了弯折力矩中性的固定。由此降低了部件中的应力。通过描述的叶片构型不会对输送效果产生消极作用或者不必担心通风机的声音。
[0017]在转子的一个设计方案中，在转子中的冷却通道的横截面在一个区域中轴向上不发生变化，在该区域中通风机叶片的第二部段延伸到冷却通道中。这尤其在简单的几何形状中出现，该几何形状能简单地实现。
[0018]在转子的一个设计方案中，支承元件与通风机叶片焊接和/或粘接。该焊接和/或粘接连接在此不仅涉及通风机叶片的第一部段，也涉及通风机叶片的第二部段。如果通风机叶片的重心朝向支承元件，那么在通风机叶片和支承元件之间的连接部就会获得较小的机械负荷。这会对连接部(焊接连接部和/或粘接连接部)的保持性起到积极影响。
[0019]在通风机的一个设计方案中，一个通风机叶片(或者多个通风机叶片)的质量重心处于粘接连接部或者焊接连接部的中心区域中，其中，该连接部具有径向的指向。由此也降低了连接部的应力。
[0020]在转子的一个设计方案中，通风机叶片设计成叠片部件。一个或者多个通风机叶片可以例如插装到环盘上，以使通风机叶片在定位之后粘接或者焊接在那里。在一个设计方案中，通风机叶片从径向内侧向径向外侧插装到环盘上。由此将通风机叶片简单地保持在环盘(支承元件)上。
[0021]在转子的一个设计方案中，通风机叶片在容纳部的内部和外部具有不同的厚度。通过不断或者通风机叶片的厚度的选择的自由度允许以简单的方式改变重心的位置。
[0022]在转子的一个设计方案中，第二部段具有一个厚度，该厚度小于第一部段的厚度。由此可以实现，即冷却通道的轴向横截面不用不必要地减小。作为对该较小厚度的补偿，第二部段伸入到转子板叠中的部分的被设计得较长。
[0023]在转子的一个设计方案中，通风机叶片具有拱起的端部区域，其中该端部区域在第二部段的延伸部的一个部段中处于容纳部中。该拱起的端部区域尤其处于冷却通道中。利用该拱起部可以改善冷却通道中的流动。通过较小的涡流能够优化冷却效果，或者该冷却效果不会通过冷却通道中的材料造成不良影响。
[0024]在本发明的一个设计方案中，所描述的设计方案的转子被集成在电机中，该电机具有对应于转子的钉子，其中电机是车辆的牵引发动机。例如车辆是载货汽车、小客车、有轨车辆等等。
[0025]尤其是在车辆中的电机的通风机可以与电机的转子固定连接，其中，转子板叠具有围绕旋转轴线分布的另外的容纳部，这些容纳部在旋转轴线的方向上看从第一轴向端侧延伸至第二轴向端侧。在这些另外的容纳部中例如分别插入有拉紧螺杆，其在旋转轴线的方向上看越过轴向端侧伸出。在此，紧固件在两个轴向端侧处设置在拉紧螺杆上，从而使转子板叠的转子叠片彼此压紧，其中在转子板叠的第一轴向端侧处在拉紧螺杆上设置有通风机。
[0026]如果转子板叠具有多个转子叠片，那么转子叠片可以在其背向旋转轴线的一侧分别具有磁轭和在其朝向旋转轴线的一侧分别具有叠片毂。在该种情况中，磁轭和转子叠片的叠片毂通过相应的叠片辐条彼此连接。优选的时，在转子板叠的第一轴向端侧处紧固件设置在该端侧和通风机之间。优选的是，通风机具有垂直于旋转轴线延伸的环盘和从环盘上伸出的通风机叶片。环盘可以在其背向旋转轴线的一侧具有外环并且在其朝向旋转轴线的一侧具有盘毂。在该种情况中，通风机叶片布置在外环上并且外环和盘毂通过盘辐条彼此连接。
[0027]如果在该设计方案中盘毂布置在拉紧螺杆上，那么盘毂可以不与转子轴抗扭地连接。该盘毂在该种情况中仅仅用于在装配时作为对通风机的定位辅助和定心辅助。
【附图说明】
[0028]接下来参考附图示意性地对本发明进行进一步说明。图中示出:
[0029]图1是电机的纵截面；
[0030]图2是转子叠片的横截面；
[0031]图3是横向于旋转轴线观看的图1中的电机的通风机；
[0032]图4是具有电机的车辆；
[0033]图5是通风机叶片的一个设计方案；
[0034]图6是通风机叶片的另外的设计方案；
[0035]图7是通风机叶片的另外的设计方案；
[0036]图8是通风机叶片的另外的设计方案；
[0037]图9是通风机叶片的另外的设计方案；
[0038]图10是通风机叶片的另外的设计方案；
[0039]图11是通风机叶片的另外的设计方案。
【具体实施方式】
[0040]根据图1的附图示出了具有定子I和转子2的电机60。该转子2具有转子轴3和转子板叠4。转子轴3支承在轴承5中，从而使转子轴3以及与之连接的整个转子2能够围绕电机的旋转轴线6旋转。
[0041]倘若接下来使用概念“轴向的”，“径向的”和“切向的”，那么这些概念就会一直设计旋转轴线6。概念“轴向的”意味着平行于旋转轴线6的方向。概念“径向的”意味着与旋转轴线6正交并向着旋转轴线6或者背向旋转轴线的方向。概念“切向的”意味着与旋转轴线6正交和与径向方向正交的方向，也就是与旋转轴线6保持恒定的径向间距圆形地围绕旋转轴线6。
[0042]通常，转子2对应于图1中的图示径向地布置在定子I的内部。电机因此设计成内转子。然而，在个别情况中，转子2也可以可替换地布置在定子2的径向外部。在该种情况中，电机设计成外转子。
[0043]根据图1，转子板叠4在轴向方向上看从转子板叠4的第一轴向端侧7延伸至转子板叠4的第二轴向端侧8。转子板叠4有多个在轴向方向上彼此堆叠在一起的转子叠片9构成。
[0044]根据图1和2，转子板叠4具有多个容纳部10。这些容纳部10根据图2围绕旋转轴线6分布地布置。容纳部1