制造用于电机的转子的方法和模具与流程

本发明涉及一种制造用于电机的转子的方法和一种制造用于电机的转子的模具。

背景技术：

电机(电机)是电动机或者发电机。在汽车制造领域中，用于牵引驱动装置和/或用于发电的电机一般具有一个定子(或者多个静子)和可转动或者可旋转地支承在定子中的转子(或者多个动子)。转子由转子轴或者转子支架和在转子轴或者转子支架上防偏转地或者抗扭地布置的转子片构成，转子片大多组合成转子叠片组。在转子轴或者转子支架与转子片或者转子叠片组之间大多设计为轴-毂连接的防扭转装置保证了可靠和持久的相对的旋转同步并且实现转矩的传输。

最相关的文献de102006011998a1示出并且描述了一种电机的转子支架(见图11和12以及说明书0044和0045段)。转子支架具有管段86。管段构造用于容纳叠片组102。需要的是，叠片组102抗扭地支撑在转子支架的管段86上。为此，管段具有沿周向分布的并且径向向外指向的多个凸出部108，这些凸出部嵌接在叠片组的内周面上的凹部或者轴向槽110中，并且以此建立这些部件抗扭的连接。凸出部108通过经应用内高压变型方法产生管段的塑性变形。

此外，针对现有技术还引用文献de102016212004a1(尤其见0006段)。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种制造用于电机的转子的方法，该方法能快速和简便地实施，并且利用该方法构造在转子轴或者转子支架与转子片或者转子叠片组之间可靠的防偏转装置。

上述技术问题通过一种制造用于电机的转子的方法和通过一种利用所述方法制造用于电机的转子的内高压成型模具解决。

按照本发明的第一种制造用于电机的转子的方法至少包括下述步骤，其中，转子具有转子轴或者转子支架和至少一个借助轴毂连接防扭转地布置在转子轴或者转子支架上的转子叠片组：

-提供预制好的空心轴，该空心轴构成转子轴或者转子支架，并且提供至少一个预制好的，即堆叠好的转子叠片组；

-把一转子叠片组(或者多个转子叠片组)轴向定位在空心轴上；

-借助内高压成型工艺(ihu)在模具(ihu模具)中(塑性)使空心轴扩径，以此在空心轴和一个转子叠片组或者多个转子叠片组之间产生防扭转的轴毂连接，其中配设有器件，在空心轴通过内高压成型工艺扩径时所述器件导致或者造成所述一个或者多个转子叠片组相对于空心轴的确定的角度定向或者角度位置。

利用按照本发明的该方法因此可以制造带有一个或者多个转子叠片组的转子，所述转子叠片组相对于转子轴或者转子支架具有确定的角度定向(即转动角度定向或者转动角度位置)。角度定向可以基于确定的预制的或者在内高压成型时一并产生的轴特征(例如纵向槽、四边形、六边形等等)进行。内高压成型本身由现有技术已知，为此引用相应的专业文献或者例如甚至引用维基百科条目“内高压成型”。

按照本发明的第二种制造用于电机的转子的方法至少包括下述步骤，其中，转子具有转子轴或者转子支架和多个借助轴毂连接防扭转地布置在转子轴或者转子支架上的转子叠片组：

-提供预制好的空心轴，该空心轴构成转子轴或者转子支架，并且提供多个预制好的转子叠片组；

-把多个转子叠片组轴向定位在空心轴上；

-借助内高压成型工艺(ihu)在模具(内高压成型模具)中(塑性)使空心轴扩径，以此在空心轴和多个转子叠片组之间产生防扭转的轴毂连接，其中配设有器件，在空心轴通过内高压成型工艺扩径时所述器件导致或者造成所述多个转子叠片组相对彼此的确定的角度定向。

利用这种按照本发明的方法因此可以制造带有多个转子叠片组的转子，所述转子叠片组相对彼此具有确定的角度定向或者转角定向。尤其规定，多个转子叠片组相对彼此具有所谓的角度错移量，以便构成所谓的转子倾斜，如文献de102016212004a1中所述。这种倾斜也被称为交叉。利用本发明能比较方便地制造精确的转子倾斜。

所述两种方法都实现转子轴快速和比较方便的制造，该转子轴具有可靠的以及重量适中并且结构空间也适中的防偏转并且具有各种材料组合。此外避免了例如在熔焊、钎焊或者热压配合时会出现的热变形。此外，也省掉了加热和冷却，以此也得到能量方面的优点。

这两种方法也可以相互组合，即配设器件，所述器件造成多个转子叠片组相对于空心轴和相对于彼此的角度定向。在转子轴从模具中取出之后可以实施其他加工步骤，例如安装磁体或者施加转子线圈、动平衡，绝缘等等。制造的转子轴尤其使用在机动车的电驱动装置中。

用于角度定向的器件优选是模具侧的多个形状配合元件(至少一个形状配合元件)，它们尤其布置在模具空腔内部；和对应的转子叠片组侧的多个形状配合元件(至少一个形状配合元件)，它们尤其布置在所述一个(预制的)转子叠片组或者多个(预制的)转子叠片组的外圆周上，其中，这些形状配合元件共同作用并且通过形状配合的嵌接迫使所述一个转子叠片组或者每个转子叠片组实现相对于空心轴或者相对于彼此的确定的角度定向。优选地，这些对应的形状配合元件按照槽-榫原理发挥作用，为此，在一个或者多个转子叠片组的外圆周上配设至少一个预制的槽，模具侧的榫可以嵌接在该槽中。

所述模具可以具有一种装置，例如滑块等等，在使空心轴扩径时利用该装置把转子叠片组沿轴向压合或者相互挤压。以此可以防止转子叠片组之间轴向的移位以及形成间隙。

此外，该模具可以具有空腔，首先有被提供的转子叠片组插入该空腔中并且在此相互定心(并且必要时甚至相同地角度定向)，使得转子叠片组的内部凹缺部或者中央凹缺部构成通道，然后空心轴移入该通道中。就是说，布置在模具中的转子叠片组构成使空心轴(轴坯)定心的通道，这也被称为自定心。

优选地规定，一个或者多个转子叠片组的内部凹缺部构造带有齿轮廓或者三叶片轮廓，空心轴在扩径时沿形状或者沿轮廓贴靠在齿轮廓或者三叶片轮廓上，以构成可靠的摩擦配合和形状配合和防扭转的轴毂连接。在此实现非常高的质量水平。

附图说明

下文中示例性并且以非限制性的方式参照附图进一步阐述本发明。在附图的示意图中示出的和/或下文中阐述的特征可以、或者可以与具体特征组合无关地是本发明的一般特征并且相应改进本发明。

图1a-1c示出按照本发明的制造用于电机的转子的方法。

图2示出按照图1c中所示的剖切线(a-a)的剖视图。

具体实施方式

图1a示出内高压成型模具300的底箱，该底箱具有构造为兜状凹槽的空腔或者说模腔310。如图1b所示，多个预制的转子叠片组100a，100b，100c装入该空腔310中。转子叠片组100例如可以由10至50个堆叠的转子叠片组成。空腔310构造成使得所有转子叠片组100a，100b，100c形状配合地容纳在该空腔310中。在此，转子叠片组100a，100b，100c相对彼此定心，使得转子叠片组的内部的凹缺部110齐平并且构成直的通道，然后预制的空心轴200移入该直的通道中，如图1c所示。为此不需要费事的安装装置。空心轴200例如由钢制成，并且例如具有1.5mm至3mm的壁厚，但是也可以更厚。模具300可以构造为，使得实现空心轴200的准确的轴向定位。然后，在通过装上顶箱将ihu模具300闭合之后，借助内高压成型工艺(ihu)使空心轴200扩径，如以箭头p所示，其中，空心轴200沿形状或者沿轮廓贴靠在内部凹缺部110的例如有齿的或者三叶形的内轮廓上，以构成摩擦配合或者形状配合并且构成抗扭的或者防扭转的轴毂连接，如图2中所示。

模具300可以具有滑块330等等，在通过内高压成型使空心轴200扩径时利用滑块330能把转子叠片组100a、100b、100c沿轴向压在一起，如图1c所示。

此外配设有器件，该器件在空心轴200通过内高压成型扩径时造成转子叠片组100a、100b、100c相对于空心轴200或者由此构成的转子轴的确定的角度定向和/或转子叠片组100a、100b、100c相对于彼此的确定的角度定向。在转子叠片组100a、100b、100c的外圆周面中例如构造有轴向槽120，在装上顶箱时，分别有模具侧的形状配合元件(榫)320嵌接到轴向槽120中并且造成和确保角度定向，如图2所示。这种模具侧的形状配合元件320也可以设置在模具300的底箱中，使得能在装入转子叠片组100a、100b、100c时就能进行角度位置的定向。

对于每个转子叠片组100a、100b、100c，可以规定不同的角度定向，使得转子叠片组100a、100b、100c具有角度错移量w并且构成所谓的转子倾斜或者交叉。这种角度错移量w对于空心轴200的扩径不重要，因为空心轴在内高压成型时无视相应角度定向地沿轮廓贴靠在每个转子叠片组100的内部凹缺部110的对应内轮廓或者内圆周面(毂)上。

附图标记列表：

100转子叠片组

110内部凹缺部

120槽

200空心轴

300模具

310空腔

320形状配合元件(榫)

330滑块

f力

w角度错移量

p压力