用于制造转子的方法以及转子与流程

1.本发明涉及一种用于制造转子(尤其是电流激励式电机的转子)的方法以及一种用于电流激励式电机的转子。


背景技术：

2.为了避免涡流损耗，所说明类型的板材叠片由薄的、冲压的板材片构成。转子轴在这种板材叠片中的布置结构通常借助挤压接合实现，其中，板材叠片被加热并且转子轴被冷却。这不是没有问题的，因为板材片由于在冲压时感生的应力在冷却时变形。在没有支撑或轴向夹紧的情况下，板材叠片之后会侧向地倾翻或凸出。为了补偿这种不希望的效应，这种板材叠片通常用螺纹连接或者借助附加的构件轴向夹紧。然而，这在制造技术上是耗费的，提高了成本并且此外要求附加的结构空间。


技术实现要素：

3.因此，本发明的任务是，给出一种用于制造转子的方法以及一种转子，所述方法和转子消除上面提到的缺点并且在此简单地构造并且能够成本有利地实现。
4.所述任务通过一种根据权利要求1所述的方法以及通过一种根据权利要求7所述的转子来解决。其它优点和特征由从属权利要求以及说明书和附图得出。
5.根据本发明，用于制造转子(尤其是用于电流激励式电机的转子)的方法包括以下步骤：
[0006]-提供多个片元件并且将这些片元件布置成叠片组，所述叠片组具有或成形出多个板条；
[0007]-将端部盘在端侧布置在叠片组上，端部盘设计成轴向地支撑叠片组；
[0008]-通过用导体材料缠绕板条或端部盘来轴向固定或预紧叠片组；
[0009]-将转子轴尤其是通过挤压接合或横向接合布置在固定的或预先固定的或预紧的叠片组中。
[0010]
有利地，转子侧的缠绕物完全地或者至少部分地在将转子轴布置在叠片组上之前布置，以便实现转子轴的尤其是轴向的预紧。换句话说，包括叠片组以及布置在端侧的端部盘的结构通过完全或至少局部或部分布置的缠绕物这样预紧或固定、尤其是轴向预紧或固定，使得在接合转子轴之后在冷却叠片组时不出现变形。
[0011]
适宜地，转子轴借助于挤压接合布置或接合在叠片组中。相应地，在叠片组的相应的开口与转子轴之间作用有压配合。优选地，实现了横向压接结构。在装配之前，冷却转子轴并且相应地加热叠片组。可能出现的变形、尤其是叠片组的板条区域中的变形通过借助缠绕物施加的预紧有效地避免或得到补偿。
[0012]
根据一个优选的实施方式，作为导体材料使用线材形的导体材料，例如具有圆的(rund)、尤其是例如圆形的(kreisrund)横截面的铜线。为了实现好的预紧，端部盘适宜地相应弯曲刚性地构造。优选的材料是金属材料，例如铝或其合金。根据成本目标，端部盘能
够是已加工的(金属)铸件亦或铣削件。非金属材料、尤其是复合材料、例如碳纤维增强的塑料由于可达到的高刚度而也很好地适合。重要的是，通过选择材料和结构上的设计方案这样(高地)设计(弯曲)刚度，使得通过缠绕物可以在叠片组上构建足够的预紧力。
[0013]
适宜地，端部盘延续叠片组的形状，即相应地同样具有板条。适宜地，端部盘在端侧分别全表面地支撑叠片组。
[0014]
优选地，端部盘具有转向区域，其设计用于使导体材料转向。转向区域优选设计为圆的或倒圆的，以便能够实现缓和的缠绕。这也能够实现在施加高预紧力的情况下缠绕，而不会使导体材料在边缘等处受到损坏。
[0015]
根据一个优选的实施方式，片元件由电工板材(elektroblech)成形。所述成型优选成本有利地进行并且过程可靠地借助分离方法、特别优选借助冲压进行。替代的分离方法、尤其是用于分割的方法(例如剪切)同样是可行的。上述方法的共同点在于，由于将力引入到片元件中而引起应力，所述应力随后可能导致不期望的变形特性。沿着分离边缘、切割边缘或冲压边缘，片元件具有冲压毛刺，所述冲压毛刺根据切割方向或冲压方向沿特定方向定向。片元件在冷却时沿所述方向变形。在此，所述毛刺原则上基本上垂直于片元件的平面。
[0016]
片元件也可以被称为板材片。相应地，叠片组是板材叠片。
[0017]
适宜地，该方法包括以下步骤：
[0018]-将叠片组中的片元件这样定向，使得一个或多个冲压毛刺沿优先方向定向；
[0019]-在端部盘中设置空隙部，该空隙部朝向所述优先方向定向，以便吸收叠片组在转子轴的区域中的变形。
[0020]
有利地，通过由缠绕物施加的预紧可以有效地补偿叠片组在板条区域中的变形。因为端部盘不是无限刚性的，所以也不可能使叠片组靠近轴地通过端部盘足够地预紧。因此，已被证明在所述区域中允许叠片组的小变形是极其有效的。这适宜地通过以下方式实现，即朝向叠片组的变形方向定向的端部盘具有相应的凹部或空隙部，以便吸收所述变形。上面提到的优先方向尤其是这样的方向，当叠片组冷却时，沿该方向形成变形。如已示出的那样，这由一个冲压毛刺或多个冲压毛刺的方向引起。
[0021]
根据一个实施方式，该方法包括以下步骤：
[0022]-将叠片组中的片元件这样定向，使得冲压毛刺交替地定向。
[0023]
由此可以有利地实现，在叠片组内部至少直至一定程度的变形得到补偿。
[0024]
根据一个实施方式，所述叠片组包括多个区段，其中，每个区段包括多个片元件。根据一个实施方式，该方法包括以下步骤：
[0025]-这样布置片元件，使得冲压毛刺在这些区段中分别相同地定向；
[0026]-将这些区段这样定向，使得冲压毛刺在这些区段中交替地定向。
[0027]
因此，也可以有利地补偿变形特性的补偿。
[0028]
根据一个实施方式，该方法包括以下步骤：
[0029]-沿所述优先方向布置转子轴。
[0030]
由此能够有利地实现，在转子轴与叠片组之间的可能存在的摩擦力在热接合中沿期望的方向表现出来。
[0031]
根据一个实施方式，该方法包括以下步骤：
[0032]-沿接合方向布置转子轴，直至达到目标位置，其中，所述目标位置相对于接合方向位于最终位置之前。
[0033]
有利地，在布置转子轴时考虑到变形，从而在冷却之后实现精确的最终位置。转子轴的通过叠片组的变形引起的轴向移动适宜地通过在接合转子轴时在接合工具中提供补偿值而得到补偿。
[0034]
根据一个实施方式，该方法包括以下步骤：
[0035]-在缠绕时沿径向预先固定叠片组。
[0036]
为此，可以在转子开口中有利地布置有轴，该轴至少暂时用于沿径向定位片元件。
[0037]
根据一个实施方式，叠片组(与端部盘一起)沿轴向预先固定，以便使缠绕物的布置变得容易。
[0038]
本发明还涉及一种转子，该转子包括由多个片元件构成的叠片组，其中，在叠片组上在端侧布置有端部盘，并且，至少一个端部盘具有凹部或空隙部，所述凹部或空隙部设计用于吸收叠片组的轴向变形。
[0039]
端部盘分别具有支撑面，所述支撑面设计用于端侧地贴靠在叠片组上。在装入状态中，支撑面垂直于或基本上垂直于转子轴线定向。适宜地，支撑面平坦地或扁平地或平面地构造。上述凹部或空隙部优选构造为在支撑面上的靠近轴的、环形的、尤其是圆环形的凹进部。
[0040]
适宜地，叠片组在其板条的区域中通过在布置转子轴之前施加的缠绕物轴向地预紧。适宜地，可以放弃附加的构件，如保持件、张紧元件、螺纹连接件等。这种转子在其结构空间需求方面是优化的。此外，通过取消附加的构件可以节省成本以及重量。
[0041]
根据一个实施方式，片元件具有冲压毛刺，其中，冲压毛刺朝向所述凹部定向。因此，上面提到的凹部有利地可以有效地吸收叠片组在转子开口的区域中的变形。
[0042]
本发明还涉及一种电动机，该电动机包括转子，所述转子根据本发明的方法来制造。优选地，涉及一种电流激励式同步电机。
附图说明
[0043]
其它的优点和特征由下面参照附图对转子的实施方式的描述得出。
[0044]
在附图中：
[0045]
图1以透视图示出转子的一个实施方式；
[0046]
图2示出在图1中所示的转子的剖面图。
具体实施方式
[0047]
图1以透视图示出具有叠片组10的转子，其中，所述叠片组构成多个板条14。在叠片组10的端侧上分别构造有端部盘20。在叠片组10中设置有转子轴60。所述布置这样实现，使得在叠片组10被加热时，转子轴60被冷却。尤其是当所述片元件是冲压的片元件时，在冷却时出现变形。为了补偿所述变形，在布置转子轴60之前就已经用导体材料缠绕叠片组10，参见缠绕物40。已被证明的是，由此可以实现轴向预紧，该轴向预紧抵抗叠片组的变形、尤其是在板条14的区域中的变形。这尤其是能够实现与端部盘14的配合作用，所述端部盘适宜地相应弯曲刚性地构造。
[0048]
图2以剖面图示出由图1已知的转子。尤其是可以看出叠片组10。这通过多个单个的、薄的片元件构成，但是这些片元件在该示图中不可见。叠片组10具有开口12，转子轴60布置在该开口中。该转子轴尤其是构造为空心轴，该空心轴包括布置区域62。该布置区域62适宜地设计用于将转矩引入到转子中或从转子中引出。在这里所示的实施方式中，所述布置区域构造为花键齿。转子轴60沿转子轴线r延伸。在叠片组10的端侧上布置有端部盘20，其中，端部盘20也分别具有一个开口64，转子轴60穿过该开口。端部盘20分别具有支撑面24，该支撑面构造用于在端侧贴靠在叠片组10上。附图标记26表示端部盘20的转向区域，缠绕物贴靠在该转向区域上并且转向。在这里所示的实施方式中，左边的端部盘20在支撑面24的区域中具有凹部22，该凹部设计用于吸收叠片组10在该区域中的变形。如所提及的在这里所示的实施方式中不可见的片元件这样布置，使得其冲压毛刺朝向上面提到的凹部22定向。在冷却时，叠片组10在开口12的区域中朝向凹部22构造。通过提供所述补偿空间，在包括端部盘20以及叠片组10的整个布置结构之内不出现另外的张紧。最终状态的几何结构有利地保持正交于转子轴线r。转子轴60的布置适宜地沿接合方向f进行。已被证明的是，因此可能存在于转子轴60与叠片组10之间的摩擦力在热接合时在所希望的方向上表现出来。由于叠片组10的变形特性，在冷却时存在转子轴60在叠片组10中的轴向移动。所述轴向移动适宜地通过在接合转子轴60时在接合工具中提供补偿值而得到补偿。
[0049]
附图标记列表
[0050]
10
ꢀꢀꢀꢀ
叠片组
[0051]
12
ꢀꢀꢀꢀ
开口
[0052]
14
ꢀꢀꢀꢀ
板条
[0053]
20
ꢀꢀꢀꢀ
端部盘
[0054]
22
ꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0055]
24
ꢀꢀꢀꢀ
支撑面
[0056]
26
ꢀꢀꢀꢀ
转向区域
[0057]
40
ꢀꢀꢀꢀ
缠绕物
[0058]
60
ꢀꢀꢀꢀ
转子轴
[0059]
62
ꢀꢀꢀꢀ
布置区域
[0060]
64
ꢀꢀꢀꢀ
开口
[0061]rꢀꢀꢀꢀ
转子轴线
[0062]fꢀꢀꢀꢀ
接合方向