DE102018205258A1 - Electric machine - Google Patents
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Abstract
Es ist schon eine elektrische Maschine aus der DE 10 2008 004 876 A1 bekannt, mit einer Antriebswelle und zumindest einem auf der Antriebswelle angeordneten Rotorblechpaket, das eine Vielzahl von übereinander angeordneten Blechlamellen aufweist und zur Drehmomentübertragung drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Die Blechlamellen weisen jeweils eine Durchgangsöffnung zum Durchführen der Antriebswelle auf. Es sind Blechlamellen des Rotorblechpakets vorgesehen, an deren Durchgangsöffnung zumindest ein Kopplungselement ausgebildet ist, das zur Ausbildung einer mechanischen Kopplung mit der Antriebswelle in eine beim axialen Aufpressen entstehende, eine kleine Vertiefung bildende Spur der Antriebswelle vorsteht.
Bei der erfindungsgemäßen Wellenanordnung wird die formschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem zumindest einen Rotorblechpaket verbessert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vertiefung (9) der Antriebswelle (2) als in axialer Richtung verlaufende Nut (9) mit einem Nutboden (9.1) und zwei Nutseiten (9.2) ausgebildet ist und dass zumindest einige der Kopplungselemente (8) des Rotorblechpaketes (3) jeweils zwei Biegelaschen (10) aufweisen, die zur Herstellung einer spielfreien Kopplung mit der Antriebswelle (2) in gebogener Form an den beiden Nutseiten (9.2) der jeweiligen Nut (9) anliegen.
It is already an electrical machine known from DE 10 2008 004 876 A1, with a drive shaft and at least one arranged on the drive shaft rotor core, which has a plurality of stacked laminations and is rotatably coupled for torque transmission with the drive shaft. The laminations each have a passage opening for passing through the drive shaft. There are sheet metal laminations of the rotor laminated core is provided, at the passage opening at least one coupling element is formed, which protrudes to form a mechanical coupling with the drive shaft in a formed during axial pressing, forming a small recess track of the drive shaft.
In the shaft arrangement according to the invention, the positive connection between the drive shaft and the at least one rotor laminated core is improved.
According to the invention, the depression (9) of the drive shaft (2) is designed as a groove (9) running in the axial direction with a groove bottom (9.1) and two groove sides (9.2) and at least some of the coupling elements (8) of the rotor core ( 3) each have two bending tabs (10), which abut in curved form on the two groove sides (9.2) of the respective groove (9) for producing a play-free coupling with the drive shaft (2).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine elektrische Maschine aus der
It is already an electric machine from the
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die formschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem zumindest einen Rotorblechpaket verbessert wird, indem ein toleranzbedingtes seitliches Spiel zwischen den Kopplungselementen der Blechlamellen und den Vertiefungen der Antriebswelle vermieden wird. Bei Vorliegen eines seitlichen Spiels würden nur einige der Blechlamellen des Rotorblechpakets an der Antriebswelle anliegen und das Drehmoment der Antriebswelle auf das Rotorblechpaket übertragen. Dies könnte zu einer mechanischen Überbelastung und Schädigung einzelner Blechlamellen des Blechpaketes führen, auch bei einer schlagartigen Belastung nach Drehmomentwechsel.The electrical machine according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the positive connection between the drive shaft and the at least one rotor core is improved by a tolerance-related lateral play between the coupling elements of the laminations and the recesses of the drive shaft is avoided. In the presence of a lateral clearance only some of the laminations of the rotor lamination stack would rest against the drive shaft and transmit the torque of the drive shaft to the rotor lamination stack. This could lead to a mechanical overload and damage to individual laminations of the laminated core, even with a sudden load after torque change.
Um dies zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vertiefung der Antriebswelle als in axialer Richtung verlaufende Nut mit einem Nutboden und zwei Nutseiten ausgebildet ist und dass zumindest einige der Kopplungselemente des Rotorblechpaketes jeweils zwei Biegelaschen aufweisen, die zur Herstellung einer spielfreien Kopplung mit der Antriebswelle in gebogener Form an den beiden Nutseiten der jeweiligen Nut anliegen.To prevent this, the invention provides that the recess of the drive shaft is designed as a groove extending in the axial direction with a groove bottom and two groove sides and that at least some of the coupling elements of the rotor lamination stack each have two bending tabs, which for producing a play-free coupling with the drive shaft in curved form abut the two groove sides of the respective groove.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Maschine möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the main claim electrical machine are possible.
Sehr vorteilhaft ist, wenn alle Blechlamellen des Rotorblechpakets zumindest ein Kopplungselement aufweisen, wobei die Blechlamellen derart ausgerichtet sind, dass in zumindest einer der Nuten, insbesondere allen Nuten, eine Anordnung von aneinanderliegenden Kopplungselementen gebildet ist, wobei -bezogen auf eine einzelne der Nuten - jedes x-te, insbesondere jedes zweite Kopplungselement in der Nut die zwei Biegelaschen hat. Auf diese Weise wird für die in derselben Nut liegenden Biegelaschen jeweils ein Hohlraum zum Umbiegen in die Durchgangsöffnung der benachbarten Blechlamelle hinein gebildet, so dass beim Fügen die spielfreie Kopplung mit der Antriebswelle entstehen kann.It is very advantageous if all laminations of the rotor laminated core have at least one coupling element, wherein the laminations are aligned such that in at least one of the grooves, in particular all grooves, an array of adjacent coupling elements is formed, wherein-related to a single of the grooves - each x-te, in particular every second coupling element in the groove has the two bending tabs. In this way, a cavity for bending in the through hole of the adjacent lamination is formed in each case for lying in the same groove bending tabs, so that when joining the play-free coupling with the drive shaft can arise.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn an den Durchgangsöffnungen der Blechlamellen jeweils vier über den Umfang verteilte Kopplungselemente ausgebildet sind, wobei die vier Kopplungselemente sich paarweise diametral gegenüberliegen, wobei das eine Paar von Kopplungselementen keine Biegelaschen und das andere Paar von Kopplungselementen jeweils Biegelaschen aufweist. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Blechpaket aus einem Stapel von gleichen Blechlamellen gebildet werden. Mit anderen Worten wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rotorblechpaktes nur eine einzige Art von Blechlamelle benötigt. Außerdem wird das Rotorblechpaket auf diese Weise an zwei sich gegenüberliegenden Stellen formschlüssig und toleranzfrei mit der Antriebswelle verbunden.It is very advantageous if in each case four circumferentially distributed coupling elements are formed on the passage openings of the laminations, wherein the four coupling elements are diametrically opposed in pairs, wherein the one pair of coupling elements has no bending tabs and the other pair of coupling elements each have bending tabs. In this way, the laminated core according to the invention can be formed from a stack of identical laminations. In other words, only a single type of sheet metal lamination is required for the production of the rotor lamination package according to the invention. In addition, the rotor laminated core is connected in this way at two opposite points form-fitting and tolerance-free with the drive shaft.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Kopplungselemente jeweils einen sich nach radial innen erstreckenden, insbesondere nicht verformten Basisabschnitt aufweisen, der in Umfangsrichtung gesehen zu beiden Nutseiten der zugehörigen Nut hin Spiel aufweist. It is particularly advantageous if the coupling elements in each case have a radially inwardly extending, in particular not deformed, base section which, viewed in the circumferential direction, has clearance toward both groove sides of the associated groove.
Die Biegelaschen stehen von dem Basisabschnitt ihres Kopplungselementes in entgegengesetzter Richtung zu den Nutseiten der zugehörigen Nut hin ab, insbesondere derart, dass das Kopplungselement eine T-Form aufweist. Beim axialen Aufschieben des zumindest einen Rotorblechpakets auf die Antriebswelle werden die Biegelaschen der Kopplungselemente in der zugeordneten Nut in axialer Richtung umgebogen. Auf diese Weise liegen die T-förmigen Kopplungselemente, also die Kopplungselemente mit Biegelaschen, in beide Drehrichtungen spielfrei an der Antriebswelle an, so dass ein Toleranzausgleich zwischen dem Rotorblechpaket und der Antriebswelle in beide Drehrichtungen erzielt ist.The bending tabs protrude from the base portion of their coupling element in the opposite direction to the groove sides of the associated groove, in particular such that the coupling element has a T-shape. When axially pushing the at least one rotor laminated core onto the drive shaft, the bending tabs of the coupling elements are bent in the assigned groove in the axial direction. In this way, the T-shaped coupling elements, so the coupling elements with bending tabs, in both directions without play on the drive shaft, so that a tolerance compensation between the rotor core and the drive shaft is achieved in both directions of rotation.
Außerdem vorteilhaft ist, dass die Biegelaschen eines der Kopplungselemente quer zu dem Basisabschnitt angeordnet sind und sich so weit erstrecken, dass sich eine Breite des Kopplungselementes ergibt, die größer ist als die Breite der zugeordneten Nut der Antriebswelle. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Kopplungselemente mit Biegelaschen toleranzunabhängig an den Nutseiten anliegen.It is also advantageous that the bending tabs of one of the coupling elements are arranged transversely to the base portion and extend so far that results in a width of the coupling element which is greater than the width of the associated groove of the drive shaft. In this way it is ensured that the coupling elements lie with tolerance-independent bending tabs on the groove sides.
Auch vorteilhaft ist, wenn die Blechlamellen im Rotorblechpaket jeweils von einer der Blechlamellen zur jeweils benachbarten Blechlamelle derart zueinander verdreht sind, dass in derselben Nut der Antriebswelle jeweils ein Kopplungselement mit Biegelaschen (T-förmig) und ein Kopplungselement ohne Biegelaschen (I-förmig) mehrfach hintereinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird für die Biegelaschen jeweils ein Hohlraum zum Umbiegen in die Durchgangsöffnung der benachbarten Blechlamelle gebildet. It is also advantageous if the laminations are rotated in the rotor laminated core in each case from one of the laminations to the respective adjacent laminations to each other, that in the same groove of the drive shaft in each case a coupling element with bending tabs (T-shaped) and a coupling element without bending tabs (I-shaped) several times arranged one behind the other. In this way, a cavity for bending in the passage opening of the adjacent lamination is formed in each case for the bending tabs.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist die in radialer Richtung bezüglich der Rotorachse gemessene Länge der Kopplungselemente jeweils kleiner als die Höhe der zugehörigen Nut. Auf diese Weise lassen sich die Blechlamellen des Rotorblechpakets besonders gut auf die Antriebswelle aufschieben.According to an advantageous embodiment, the length of the coupling elements measured in the radial direction with respect to the rotor axis is in each case smaller than the height of the associated groove. In this way, the laminations of the rotor core can be pushed particularly well on the drive shaft.
Figurenlistelist of figures
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
1 zeigt eine Wellenanordnung einer elektrischen Maschine umfassend eine Antriebswelle und zumindest ein auf der Antriebswelle angeordnetes Rotorblechpaket, -
2 eine der Blechlamellen des Rotorblechpaketes nach1 , -
3 eine Schnittansicht entlang der LinienIII-III in1 , -
4 eine Teilansicht des Rotorblechpakets nach1 mit einer Anordnung von aneinanderliegenden Kopplungselementen und -
5 eine weitere Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Wellenanordnung nach1 .
-
1 shows a shaft assembly of an electric machine comprising a drive shaft and at least one arranged on the drive shaft rotor core, -
2 one of the laminations of the rotor core after1 . -
3 a sectional view along the linesIII-III in1 . -
4 a partial view of the rotor core after1 with an array of adjacent coupling elements and -
5 a further sectional view through the shaft arrangement according to the invention1 ,
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die erfindungsgemäße Wellenanordnung
An der Durchgangsöffnung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vertiefung
Nach dem Ausführungsbeispiel weisen alle Blechlamellen
According to the embodiment, all laminations
Nach
An den Durchgangsöffnungen
Die Blechlamellen
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der der Antriebswelle
Die radiale Länge
The radial length
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008004876 A1 [0001]DE 102008004876 A1 [0001]
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DE102018205258.1A DE102018205258A1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Electric machine |
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DE102018205258.1A DE102018205258A1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Electric machine |
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DE102018205258.1A Pending DE102018205258A1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Electric machine |
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DE (1) | DE102018205258A1 (en) |
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2018
- 2018-04-09 DE DE102018205258.1A patent/DE102018205258A1/en active Pending
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