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DE102020210694A1 - Electrical machine and method for its manufacture - Google Patents

Electrical machine and method for its manufacture Download PDF

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DE102020210694A1
DE102020210694A1 DE102020210694.0A DE102020210694A DE102020210694A1 DE 102020210694 A1 DE102020210694 A1 DE 102020210694A1 DE 102020210694 A DE102020210694 A DE 102020210694A DE 102020210694 A1 DE102020210694 A1 DE 102020210694A1
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DE
Germany
Prior art keywords
rotor shaft
machine element
metal coating
machine
electrical machine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102020210694.0A
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German (de)
Inventor
Josef Eberler
Freerk Jacobus Oude Kotte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/021Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with radially applied torque-limiting friction surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine elektrische Maschine mit einem Stator, einer Rotorwelle (10) und einem auf die Rotorwelle (10) aufgesetzten Maschinenelement (30).Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest im Bereich zwischen der Rotorwelle (10) und dem Maschinenelement (30) auf der Rotorwelle (10), dem Maschinenelement (30) oder auf beiden der genannten Teile eine Metallbeschichtung (20) aufgebracht ist, die eine Metallzwischenschicht zwischen der Rotorwelle (10) und dem Maschinenelement (30) bildet und eine überlastbedingte Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement (30) und der Rotorwelle (10) erlaubt, wobei das Material der Metallbeschichtung (20) sich sowohl von dem Material der Rotorwelle (10) als auch von dem Material des Maschinenelements (30) unterscheidet.The invention relates, among other things, to an electrical machine with a stator, a rotor shaft (10) and a machine element (30) placed on the rotor shaft (10). According to the invention, at least in the area between the rotor shaft (10) and the machine element (30) a metal coating (20) is applied to the rotor shaft (10), the machine element (30) or to both of the parts mentioned, which forms an intermediate metal layer between the rotor shaft (10) and the machine element (30) and prevents overload-related relative rotation between the machine element (30) and the rotor shaft (10), the material of the metal coating (20) differing both from the material of the rotor shaft (10) and from the material of the machine element (30).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Maschinen mit einem Stator, einer Rotorwelle und einem auf die Rotorwelle aufgesetzten Maschinenelement.The invention relates to electrical machines with a stator, a rotor shaft and a machine element placed on the rotor shaft.

Derartige Maschinen werden beispielsweise als Antriebsmotoren in Eisenbahnschienenfahrzeugen eingesetzt. Bei Antriebsmotoren in Eisenbahnschienenfahrzeugen besteht das Problem, dass im Falle einer Umrichteransteuerung der Antriebsmotoren bei Halbleiterfehlern hohe Drehmomentspitzen, sogenannte Kurzschlussmomente, auftreten können. Diese Belastungsspitzen sind für den Antriebsstrang der Eisenbahnschienenfahrzeuge unerwünscht.Such machines are used, for example, as drive motors in railway vehicles. In the case of drive motors in railroad vehicles, there is the problem that high torque peaks, so-called short-circuit torques, can occur if the drive motors are controlled by converters in the event of semiconductor faults. These load peaks are undesirable for the drive train of the railroad vehicles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine anzugeben, bei denen das beschriebene Problem der Belastungsspitzen reduziert ist.The invention is based on the object of specifying an electrical machine in which the described problem of load peaks is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elektrischen Maschine sind in Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by an electrical machine having the features according to patent claim 1 . Advantageous configurations of the electrical machine are specified in the dependent claims.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest im Bereich zwischen der Rotorwelle und dem Maschinenelement auf der Rotorwelle, dem Maschinenelement oder auf beiden der genannten Teile eine Metallbeschichtung aufgebracht ist, die eine Metallzwischenschicht zwischen der Rotorwelle und dem Maschinenelement bildet und eine überlastbedingte Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement und der Rotorwelle erlaubt, wobei das Material der Metallbeschichtung sich sowohl von dem Material der Rotorwelle als auch von dem Material des Maschinenelements unterscheidet.According to the invention, it is provided that at least in the area between the rotor shaft and the machine element, a metal coating is applied to the rotor shaft, the machine element or to both of the parts mentioned, which forms an intermediate metal layer between the rotor shaft and the machine element and prevents overload-related relative rotation between the machine element and of the rotor shaft, the material of the metal coating differing both from the material of the rotor shaft and from the material of the machine element.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine besteht darin, dass die Metallbeschichtung das Auftreten hoher Drehmomentspitzen vermeiden hilft, indem sie aufgrund ihrer Positionierung zwischen dem Maschinenelement und der Rotorwelle eine überlastbedingte Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement und der Rotorwelle, also ein Durchrutschen erlaubt. Gleichzeitig wird die Gefahr eines Kaltverschweißens bzw. Festfressens zwischen dem Maschinenelement und der Rotorwelle durch die Metallbeschichtung reduziert, da die Metallbeschichtung Maschinenelement und Rotorwelle baulich trennt.A major advantage of the electric machine according to the invention is that the metal coating helps avoid the occurrence of high torque peaks by allowing overload-related relative rotation between the machine element and the rotor shaft, i.e. slipping, due to its positioning between the machine element and the rotor shaft. At the same time, the risk of cold welding or seizure between the machine element and the rotor shaft is reduced by the metal coating, since the metal coating structurally separates the machine element and rotor shaft.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bzw. der erfindungsgemäß vorgesehenen Metallzwischenschicht besteht darin, dass diese kein separates bzw. zusätzliches Bauteil bildet, das montiert werden müsste, sondern durch die Ausgestaltung als Metallbeschichtung gemeinsam mit dem Maschinenelement bzw. der Rotorwelle ohne Mehraufwand mitmontiert wird.Another significant advantage of the electrical machine according to the invention or the metal intermediate layer provided according to the invention is that it does not form a separate or additional component that would have to be installed, but is installed together with the machine element or the rotor shaft without additional effort due to the design as a metal coating .

Noch ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bzw. der erfindungsgemäß vorgesehenen Metallzwischenschicht besteht darin, dass die Metallzwischenschicht durch ein einfaches Beschichtungsverfahren aufgebracht werden kann. Außerdem ist es möglich, die Oberflächenbeschaffenheit der Metallzwischenschicht, die Schichtdicke der Metallzwischenschicht und/oder den Durchmesser (Innendurchmesser oder Außendurchmesser) des beschichteten Bauteils (Rotorwelle bzw. Maschinenelement) mit Standardverfahren (z. B. Drehen, Polieren etc.) gezielt einzustellen, sodass mit wenig Aufwand sehr enge Toleranzen erreicht werden können. Beispielsweise können sehr viel engere Toleranzen erreicht werden, als dies möglich wäre, wenn eine Zwischenhülse als separates Bauteil zwischen Rotorwelle und Maschinenelement eingesetzt werden würde. Durch die Einhaltung besonders enger Toleranzen lässt sich wiederum das Verhalten des Überlastschutzes gezielt einstellen, beispielsweise mit Blick auf das Drehmoment, bei dem die Metallzwischenschicht eine Relativdrehung zwischen Rotorwelle und Maschinenelement zulassen soll.Yet another essential advantage of the electrical machine according to the invention or the intermediate metal layer provided according to the invention is that the intermediate metal layer can be applied using a simple coating process. It is also possible to specifically adjust the surface quality of the metal intermediate layer, the layer thickness of the metal intermediate layer and/or the diameter (inner diameter or outer diameter) of the coated component (rotor shaft or machine element) using standard processes (e.g. turning, polishing, etc.) so that very tight tolerances can be achieved with little effort. For example, much tighter tolerances can be achieved than would be possible if an intermediate sleeve were used as a separate component between the rotor shaft and the machine element. By adhering to particularly tight tolerances, the behavior of the overload protection can in turn be adjusted in a targeted manner, for example with regard to the torque at which the metal intermediate layer should allow a relative rotation between the rotor shaft and the machine element.

Noch ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bzw. der erfindungsgemäß vorgesehenen Metallzwischenschicht besteht darin, dass die Dicke der Trennschicht zwischen Rotorwelle und Maschinenelement sehr viel kleiner gewählt werden kann als die Wandstärke einer Zwischenhülse, falls man eine solche als separates Bauteil zwischen Rotorwelle und Maschinenelement einsetzen würde; denn eine Zwischenhülse müsste mit Blick auf Herstellung, Handhabung und Montage üblicherweise eine Wandstärke im Millimeterbereich aufweisen, wohingegen die erfindungsgemäße Metallzwischenschicht je nach Maschinendimensionierung mit Wandstärken von unter 0,1 Millimeter auskommen kann. Die erfindungsgemäße Metallbeschichtung spart im Vergleich mit einer separaten Zwischenhülse also Platz und Gewicht.Yet another significant advantage of the electrical machine according to the invention or the intermediate metal layer provided according to the invention is that the thickness of the separating layer between the rotor shaft and the machine element can be selected to be much smaller than the wall thickness of an intermediate sleeve if one is used as a separate component between the rotor shaft and the machine element would use; because an intermediate sleeve would normally have to have a wall thickness in the millimeter range with regard to production, handling and assembly, whereas the metal intermediate layer according to the invention can manage with wall thicknesses of less than 0.1 millimeters depending on the machine dimensions. The metal coating according to the invention thus saves space and weight in comparison with a separate intermediate sleeve.

Die Metallbeschichtung kann beliebig aufgetragen werden, beispielsweise durch Flammspritzen, thermische Spritzverfahren für metallische Werkstoffe oder Auftragsschweißen. Mit Blick auf einen minimalen Wärmeeintrag in das zu beschichtende Bauteil, also Rotorwelle und/oder Maschinenelement, wird es jedoch als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Metallbeschichtung eine aufgespritzte Kaltgasspritzschicht ist, die durch Aufspritzen von Pulvermaterial gebildet ist.The metal coating can be applied in any way, for example by flame spraying, thermal spraying processes for metallic materials or build-up welding. However, with a view to minimal heat input into the component to be coated, ie rotor shaft and/or machine element, it is considered particularly advantageous if the metal coating is a sprayed-on cold gas spray layer formed by spraying on powder material.

Bezüglich möglicher Ausgestaltungen des Kaltgasspritzens bzw. Herstellens von Kaltgasspritzschichten sei auf die Literatur verwiesen, beispielsweise auf „Review on Cold Spray Process and Technology Part I - Intellectual Property“ (Irissou et al., Journal of Thermal Spray Technology, 17, 4, pp. 495-516, 2008) .With regard to possible configurations of cold gas spraying or the production of cold gas spray layers, reference is made to the literature, for example to "Review on Cold Spray Process and Technology Part I - Intellectual Property" (Irissou et al., Journal of Thermal Spray Technology, 17, 4, pp. 495-516, 2008).

Die Metallbeschichtung weist vorzugsweise eine Schichtdicke von weniger als 100 µm auf.The metal coating preferably has a layer thickness of less than 100 μm.

Das Material der Metallbeschichtung ist vorzugsweise derart gewählt, dass die Metallbeschichtung eine geringere Neigung zu Reibverschweißung und Festfressen aufweist als eine Metallbeschichtung, die aus dem Material der Rotorwelle oder des Maschinenelements besteht.The material of the metal coating is preferably selected in such a way that the metal coating has a lower tendency to seizure and seizing than a metal coating consisting of the material of the rotor shaft or the machine element.

Mit Blick auf die Übertragung hoher Drehmomente im Normalbetrieb und einen effizienten Überlastschutz bei Kurzschlussmomenten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Rotorwelle und das Maschinenelement aus Stahl bestehen und die Metallbeschichtung eine andere Legierung als Stahl ist.With a view to the transmission of high torques in normal operation and efficient overload protection in the event of short-circuit torques, it is considered advantageous if the rotor shaft and the machine element are made of steel and the metal coating is an alloy other than steel.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Metallbeschichtung eine Kupferschicht ist oder Kupfer enthält.In a preferred embodiment it is provided that the metal coating is a copper layer or contains copper.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Metallbeschichtung eine Messingschicht oder Bronzeschicht ist oder Messing oder Bronze enthält.In another preferred embodiment it is provided that the metal coating is a layer of brass or bronze or contains brass or bronze.

Mit Blick auf einen effizienten Überlastschutz bei Kurzschlussmomenten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Metallbeschichtung einen Elastizitätskoeffizienten aufweist, der maximal ± 10 % von dem Elastizitätskoeffizienten des Maschinenelements und der Rotorwelle abweicht.With a view to efficient overload protection in the event of short-circuit torques, it is considered advantageous if the metal coating has a coefficient of elasticity that deviates by a maximum of ±10% from the coefficient of elasticity of the machine element and the rotor shaft.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Außenfläche der Rotorwelle im Bereich des Maschinenelements kegelförmig und die Innenfäche des Maschinenelements dort ebenfalls kegelförmig ist.In a preferred embodiment, it is provided that the outer surface of the rotor shaft is conical in the area of the machine element and the inner surface of the machine element is also conical there.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Außenfläche der Rotorwelle im Bereich des Maschinenelements zylindrisch und die Innenfäche des Maschinenelements dort ebenfalls zylindrisch ist.In another preferred embodiment, it is provided that the outer surface of the rotor shaft is cylindrical in the area of the machine element and the inner surface of the machine element is also cylindrical there.

Bei der elektrischen Maschine handelt es sich vorzugsweise um einen Antriebsmotor für ein Eisenbahnschienenfahrzeug. Die Erfindung bezieht sich mit Blick auf die eingangs angesprochene Problematik bezüglich Drehmomentspitzen in Antriebsmotoren auch auf ein Eisenbahnschienenfahrzeug, das mit einer elektrischen Maschine ausgestattet ist. Erfindungsgemäß ist diesbezüglich vorgesehen, dass die Maschine so ausgestaltet ist, wie dies oben beschrieben worden ist.The electrical machine is preferably a drive motor for a railway vehicle. In view of the problems mentioned at the outset with regard to torque peaks in drive motors, the invention also relates to a railroad vehicle which is equipped with an electric machine. In this regard, according to the invention, the machine is configured as described above.

Bezüglich der Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Eisenbahnschienenfahrzeugs gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Maschine und deren vorteilhafter Ausgestaltungen entsprechend.With regard to the advantages and advantageous configurations of the railway vehicle according to the invention, the above statements apply accordingly in connection with the machine according to the invention and its advantageous configurations.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Maschine eines Eisenbahnschienenfahrzeugs, wobei bei dem Verfahren eine Rotorwelle mit einem Maschinenelement drehfest verbunden wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass vor dem Verbinden von Rotorwelle und Maschinenelement auf der Rotorwelle, dem Maschinenelement oder auf beiden der genannten Teile eine Metallbeschichtung aufgebracht wird, und die Rotorwelle und das Maschinenelement nach dem Aufbringen der Metallbeschichtung miteinander verbunden werden, wobei die Metallbeschichtung eine Metallzwischenschicht zwischen der Rotorwelle und dem Maschinenelement bildet und eine überlastbedingte Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement und der Rotorwelle erlaubt und wobei das Material der Metallbeschichtung sich sowohl von dem Material der Rotorwelle als auch von dem Material des Maschinenelements unterscheidet.The invention also relates to a method for producing an electrical machine, in particular a machine of a railroad vehicle, with a rotor shaft being non-rotatably connected to a machine element in the method. According to the invention, before the rotor shaft and machine element are connected, a metal coating is applied to the rotor shaft, the machine element or to both of the parts mentioned, and the rotor shaft and the machine element are connected to one another after the metal coating has been applied, with the metal coating having an intermediate metal layer between of the rotor shaft and the machine element and allows an overload-related relative rotation between the machine element and the rotor shaft and the material of the metal coating differs from both the material of the rotor shaft and the material of the machine element.

Bezüglich der Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Maschine und deren vorteilhafter Ausgestaltungen entsprechend.With regard to the advantages and advantageous configurations of the method according to the invention, the above statements apply accordingly in connection with the machine according to the invention and its advantageous configurations.

Vorteilhaft ist es, wenn die Metallbeschichtung durch Aufspritzen von Pulvermaterial, insbesondere Kaltgasspritzen, aufgebracht wird.It is advantageous if the metal coating is applied by spraying on powder material, in particular cold gas spraying.

Die Metallbeschichtung wird vorzugsweise mit einer Schichtdicke von weniger als 100 µm aufgetragen.The metal coating is preferably applied with a layer thickness of less than 100 μm.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Metallbeschichtung einen Elastizitätskoeffizienten aufweist, der maximal ± 10 % von dem Elastizitätskoeffizienten des Maschinenelements und der Rotorwelle abweicht.It is also advantageous if the metal coating has a coefficient of elasticity that deviates from the coefficient of elasticity of the machine element and the rotor shaft by a maximum of ±10%.

Besonders geeignete Materialien für die Metallbeschichtung sind Kupfer, Messing und Bronze.Particularly suitable materials for the metal coating are copper, brass and bronze.

Nach dem Aufbringen der Metallbeschichtung auf dem Maschinenelement oder der Rotorwelle wird die Metallbeschichtung vorzugsweise außenseitig abgetragen, vorzugsweise durch ein spanabhebendes Verfahren wie zum Beispiel Drehen, wobei der Außendurchmesser der beschichteten Rotorwelle verkleinert oder der Innendurchmesser des beschichteten Maschinenelements vergrößert wird.After the metal coating has been applied to the machine element or rotor shaft, the metal coating will preferably be on the outside tig removed, preferably by a machining process such as turning, whereby the outside diameter of the coated rotor shaft is reduced or the inside diameter of the coated machine element is increased.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

  • 1-5 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer Welle-Nabe-Verbindung mit einer Metallschicht als Zwischenschicht zum Überlastschutz und zur Reibschweißvermeidung, wobei die Welle an einem Wellenende zylindrisch ist und die Nabe durch ein Zahnrad gebildet wird und wobei die Zwischenschicht auf dem zylindrischen Wellenende aufgebracht wird,
  • 6-10 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer Welle-Nabe-Verbindung mit einer Metallschicht als Zwischenschicht zum Überlastschutz und zur Reibschweißvermeidung, wobei die Welle an einem Wellenende konisch ist und die Nabe durch eine Hülse mit Flansch gebildet wird und wobei die Zwischenschicht auf dem konischen Wellenende aufgebracht wird,
  • 11-15 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer Welle-Nabe-Verbindung mit einer Metallschicht als Zwischenschicht zum Überlastschutz und zur Reibschweißvermeidung, wobei eine Bohrung der Nabe zylindrisch ist und die Nabe durch ein Zahnrad gebildet wird und wobei die Zwischenschicht auf der zylindrischen Bohrung aufgebracht wird,
  • 16-20 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer Welle-Nabe-Verbindung mit einer Metallschicht als Zwischenschicht zum Überlastschutz und zur Reibschweißvermeidung, wobei eine Bohrung der Nabe konisch ist und die Nabe durch eine Hülse mit Flansch gebildet wird und wobei die Zwischenschicht auf der konischen Bohrung aufgebracht wird, und
  • 21-22 Ausführungsbeispiele für Welle-Nabe-Verbindungen mit Zwischenschichten auf Nabe und Welle.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments; show examples
  • 1-5 an embodiment of a method for producing a shaft-hub connection with a metal layer as an intermediate layer for overload protection and to avoid friction welding, the shaft being cylindrical at one shaft end and the hub being formed by a gear and the intermediate layer being applied to the cylindrical shaft end ,
  • 6-10 an embodiment of a method for producing a shaft-hub connection with a metal layer as an intermediate layer for overload protection and to avoid friction welding, the shaft being conical at one shaft end and the hub being formed by a sleeve with a flange and the intermediate layer on the conical shaft end is raised,
  • 11-15 an embodiment of a method for producing a shaft-hub connection with a metal layer as an intermediate layer for overload protection and to avoid friction welding, wherein a bore of the hub is cylindrical and the hub is formed by a gear and the intermediate layer is applied to the cylindrical bore,
  • 16-20 an embodiment of a method for producing a shaft-hub connection with a metal layer as an intermediate layer for overload protection and friction welding prevention, wherein a bore of the hub is conical and the hub is formed by a sleeve with a flange and the intermediate layer is applied to the conical bore will, and
  • 21-22 Examples of shaft-hub connections with intermediate layers on hub and shaft.

In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.In the figures, the same reference numbers are always used for identical or comparable components.

Die 1 zeigt in einem schematischen Querschnitt einen zylindrischen Abschnitt 11 einer Rotorwelle 10 einer nicht weiter dargestellten elektrischen Maschine vor dem Aufbringen einer Metallbeschichtung, die im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion ausübt.the 1 shows a schematic cross section of a cylindrical section 11 of a rotor shaft 10 of an electrical machine, not shown in detail, before the application of a metal coating, which performs an overload protection function during subsequent operation of the electrical machine.

Die 2 zeigt den zylindrischen Abschnitt 11 der Rotorwelle 10 gemäß 1 während des Aufbringens einer Metallbeschichtung bzw. einer Metallschicht 20, die mittels Kaltgasspritzen KGS aufgetragen bzw. abgeschieden wird und also eine Kaltgasspritzschicht ist. Die Dicke der aufgespritzten Metallschicht 20 beträgt vorzugsweise weniger als 100 µm.the 2 shows the cylindrical portion 11 of the rotor shaft 10 according to FIG 1 during the application of a metal coating or a metal layer 20, which is applied or deposited by means of cold gas spraying KGS and is therefore a cold gas spraying layer. The thickness of the sprayed metal layer 20 is preferably less than 100 μm.

Die 3 zeigt den beschichteten zylindrischen Abschnitt 11 der Rotorwelle 10 gemäß 2 während der Nachbearbeitung NB der Oberfläche der aufgespritzten Metallschicht 20. Im Rahmen der Nachbearbeitung NB kann beispielsweise die Oberfläche poliert werden, um das Auslösen des Überlastschutzes bereits bei kleinen Drehmomentspitzen zu ermöglichen, oder aufgeraut werden, um das Auslösen des Überlastschutzes erst bei größeren Drehmomentspitzen zu erlauben.the 3 FIG. 1 shows the coated cylindrical section 11 of the rotor shaft 10 according to FIG 2 during the post-processing NB of the surface of the sprayed metal layer 20. As part of the post-processing NB, for example, the surface can be polished to enable the overload protection to be triggered even at small torque peaks, or roughened to allow the overload protection to be triggered only at larger torque peaks .

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen der Nachbearbeitung NB - beispielsweise durch Drehen mittels einer Drehmaschine - der Durchmesser des beschichteten Abschnitts 11 auf ein vorgegebenes Zielmaß eingestellt werden, wobei sehr enge Toleranzen eingehalten werden können.As an alternative or in addition, the diameter of the coated section 11 can be set to a specified target dimension as part of the post-processing NB—for example by turning using a lathe—with very narrow tolerances being able to be maintained.

Die 4 zeigt den nachbearbeiteten Abschnitt 11 der Rotorwelle 10 mit der nachbearbeiteten Metallschicht 21.the 4 shows the reworked section 11 of the rotor shaft 10 with the reworked metal layer 21.

Die 5 zeigt in einem schematischen Querschnitt ein Maschinenelement 30, das eine zylindrische Bohrung 31 aufweist und mit dieser auf den nachbearbeiteten Abschnitt 11 der Rotorwelle 10 gemäß 4 aufgeschoben oder aufgepresst worden ist. Die Metallschicht 21 übt im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion aus, indem sie als eine Art „Rutschschicht“ fungiert und eine Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 ermöglicht; gleichzeitig verhindert oder zumindest verzögert sie ein Reibverschweißen zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 im Falle einer Relativdrehung.the 5 shows a machine element 30 in a schematic cross section, which has a cylindrical bore 31 and with this on the reworked section 11 of the rotor shaft 10 according to 4 has been postponed or forced on. During subsequent operation of the electrical machine, the metal layer 21 performs an overload protection function by acting as a kind of “slip layer” and enabling relative rotation between the machine element 30 and the rotor shaft 10; at the same time, it prevents or at least delays friction welding between the machine element 30 and the rotor shaft 10 in the event of relative rotation.

Verbindungen zwischen Wellen und Maschinenelementen in der gezeigten Form werden fachsprachlich auch als Welle-Nabe-Verbindung bezeichnet, wobei die Nabe in 5 durch ein Zahnrad 32 gebildet wird.Connections between shafts and machine elements in the form shown are also technically referred to as shaft-hub connections, with the hub in 5 is formed by a gear 32.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 kann das Maschinenelement 30 auf der Innenseite 31a der zylindrischen Bohrung 31 selbst unbeschichtet sein, wie in 5 gezeigt; alternativ kann die Innenseite 31a der zylindrischen Bohrung 31 auch beschichtet sein. Bei der letztgenannten Ausführungsform ergibt sich eine Anordnung mit zwei Metallschichten, die in der 21 gezeigt und mit den Bezugszeichen 20a und 21a gekennzeichnet sind.In the embodiment according to 5 the machine element 30 can be uncoated on the inside 31a of the cylindrical bore 31 itself, as in FIG 5 shown; alternatively, the inside 31a of the cylindrical bore 31 can also be coated. In the latter execution tion form results in an arrangement with two metal layers in the 21 1 and identified by reference numerals 20a and 21a.

Zur axialen Befestigung des Maschinenelements 30 kann im Übrigen eine Schraubverbindung 40 vorgesehen werden, wie in 5 gezeigt.A screw connection 40 can also be provided for the axial fastening of the machine element 30, as shown in FIG 5 shown.

Die 6 zeigt in einem schematischen Querschnitt einen konischen Abschnitt 12 einer Rotorwelle 10 einer nicht weiter dargestellten elektrischen Maschine vor dem Aufbringen einer Metallbeschichtung, die im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion ausübt.the 6 shows a schematic cross section of a conical section 12 of a rotor shaft 10 of an electrical machine, not shown in detail, before the application of a metal coating, which performs an overload protection function during subsequent operation of the electrical machine.

Die 7 zeigt den konischen Abschnitt 12 der Rotorwelle 10 gemäß 6 während des Aufbringens einer Metallschicht 20 in Form einer Kaltgasspritzschicht mittels Kaltgasspritzen KGS. Die Dicke der aufgespritzten Metallschicht 20 beträgt vorzugsweise weniger als 100 µm.the 7 shows the conical section 12 of the rotor shaft 10 according to FIG 6 during the application of a metal layer 20 in the form of a cold spray layer by means of cold spray KGS. The thickness of the sprayed metal layer 20 is preferably less than 100 μm.

Die 8 zeigt den beschichteten konischen Abschnitt 12 der Rotorwelle 10 gemäß 7 während der Nachbearbeitung NB der Oberfläche der aufgespritzten Metallschicht 20. Im Rahmen der Nachbearbeitung NB kann beispielsweise die Oberfläche poliert werden, um das Auslösen des Überlastschutzes bereits bei kleinen Drehmomentspitzen zu ermöglichen, oder aufgeraut werden, um das Auslösen des Überlastschutzes erst bei größeren Drehmomentspitzen zu erlauben.the 8th shows the coated conical section 12 of the rotor shaft 10 according to FIG 7 during the post-processing NB of the surface of the sprayed metal layer 20. As part of the post-processing NB, for example, the surface can be polished to enable the overload protection to be triggered even at small torque peaks, or roughened to allow the overload protection to be triggered only at larger torque peaks .

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen der Nachbearbeitung NB - beispielsweise durch Drehen mittels einer Drehmaschine - der Durchmesser des beschichteten Abschnitts 12 auf ein vorgegebenes Zielmaß eingestellt werden, wobei sehr enge Toleranzen eingehalten werden können.As an alternative or in addition, the diameter of the coated section 12 can be set to a predetermined target dimension as part of the post-processing NB—for example by turning using a lathe—with very narrow tolerances being able to be maintained.

Die 9 zeigt den nachbearbeiteten Abschnitt 12 der Rotorwelle 10 mit der nachbearbeiteten Metallschicht 21.the 9 shows the reworked section 12 of the rotor shaft 10 with the reworked metal layer 21.

Die 10 zeigt in einem schematischen Querschnitt ein Maschinenelement 30, das eine konische Bohrung 31 aufweist und mit dieser auf den nachbearbeiteten Abschnitt 12 der Rotorwelle 10 gemäß 9 aufgeschoben oder aufgepresst worden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 bildet das Maschinenelement 30, das durch eine Hülse 33 mit Flansch 34 gebildet ist, die Nabe einer Welle-Nabe-Verbindung.the 10 shows a machine element 30 in a schematic cross section, which has a conical bore 31 and with this on the reworked section 12 of the rotor shaft 10 according to FIG 9 has been postponed or forced on. In the embodiment according to 10 forms the machine element 30, which is formed by a sleeve 33 with a flange 34, the hub of a shaft-hub connection.

Die Metallbeschichtung übt bei der Anordnung gemäß 10 im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion aus, indem sie als eine Art „Rutschschicht“ fungiert und eine Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 ermöglicht; gleichzeitig verhindert oder zumindest verzögert sie ein Reibverschweißen zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 im Falle einer Relativdrehung.The metal coating exercises in the arrangement according to 10 during subsequent operation of the electric machine, it performs an overload protection function by acting as a kind of "slip layer" and enabling relative rotation between the machine element 30 and the rotor shaft 10; at the same time, it prevents or at least delays friction welding between the machine element 30 and the rotor shaft 10 in the event of relative rotation.

Das Maschinenelement 30 gemäß 10 kann im Bereich der konischen Bohrung 31 selbst unbeschichtet sein, wie in 10 gezeigt; alternativ kann das Maschinenelement 30 im Bereich der konischen Bohrung 31 ebenfalls mittels einer Metallbeschichtung beschichtet sein. Bei der letztgenannten Ausführungsform ergibt sich eine Anordnung mit zwei Metallschichten, die in der 22 gezeigt und mit den Bezugszeichen 20a und 21a gekennzeichnet sind.The machine element 30 according to 10 can be uncoated in the area of the conical bore 31 itself, as in 10 shown; alternatively, the machine element 30 can also be coated with a metal coating in the area of the conical bore 31 . In the latter embodiment, there is an arrangement with two metal layers in the 22 are shown and identified by the reference numerals 20a and 21a.

Zur axialen Befestigung des Maschinenelements 30 kann eine Schraubverbindung 40 vorgesehen werden, wie in 10 gezeigt.A screw connection 40 can be provided for the axial fastening of the machine element 30, as in 10 shown.

Die 11 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine zylindrische Bohrung 31 eines Maschinenelements 30 einer nicht weiter dargestellten elektrischen Maschine vor dem Aufbringen einer Metallbeschichtung, die im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion ausübt. Bei dem Maschinenelement 30 kann es sich beispielsweise um ein Zahnrad 32 handeln.the 11 shows a schematic cross section of a cylindrical bore 31 of a machine element 30 of an electrical machine, not shown in detail, before the application of a metal coating, which performs an overload protection function during subsequent operation of the electrical machine. The machine element 30 can be a gear wheel 32, for example.

Die 12 zeigt die zylindrische Bohrung 31 gemäß 11 während des Aufbringens einer Metallbeschichtung in Form einer Metallschicht 20a, die mittels Kaltgasspritzen KGS aufgetragen bzw. abgeschieden wird, also mit anderen Worten eine Kaltgasspritzschicht ist. Die Dicke der aufgespritzten Metallschicht 20a beträgt vorzugsweise weniger als 100 µm.the 12 shows the cylindrical bore 31 according to FIG 11 during the application of a metal coating in the form of a metal layer 20a, which is applied or deposited by means of cold gas spraying KGS, in other words is a cold gas spraying layer. The thickness of the sprayed metal layer 20a is preferably less than 100 μm.

Die 13 zeigt die beschichtete Bohrung 31 gemäß 12 während der Nachbearbeitung NB der Oberfläche der aufgespritzten Metallschicht 20a. Im Rahmen der Nachbearbeitung NB kann beispielsweise die Oberfläche poliert werden, um das Auslösen des Überlastschutzes bereits bei kleinen Drehmomentspitzen zu ermöglichen, oder aufgeraut werden, um das Auslösen des Überlastschutzes erst bei größeren Drehmomentspitzen zu erlauben.the 13 shows the coated bore 31 according to FIG 12 during the post-processing NB of the surface of the sprayed metal layer 20a. As part of the post-processing NB, for example, the surface can be polished to enable the overload protection to be triggered even at small torque peaks, or roughened to allow the overload protection to be triggered only at larger torque peaks.

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen der Nachbearbeitung NB - beispielsweise durch Drehen mittels einer Drehmaschine - der Durchmesser des beschichteten Abschnitts 11 auf ein vorgegebenes Zielmaß eingestellt werden, wobei sehr enge Toleranzen eingehalten werden können.As an alternative or in addition, the diameter of the coated section 11 can be set to a specified target dimension as part of the post-processing NB—for example by turning using a lathe—with very narrow tolerances being able to be maintained.

Die 14 zeigt die Bohrung 31 mit der nachbearbeiteten Metallschicht 21a nach Abschluss der Nachbearbeitung NB.the 14 shows the hole 31 with the post-processed metal layer 21a after completion of the post-processing NB.

Die 15 zeigt in einem schematischen Querschnitt das nachbearbeitete Maschinenelement 30 gemäß 14, nachdem es auf eine Rotorwelle 10 aufgeschoben oder aufgepresst worden ist. Die nachbearbeitete Metallschicht 21a übt im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion aus, indem sie als eine Art „Rutschschicht“ fungiert und eine Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 ermöglicht; gleichzeitig verhindert oder zumindest verzögert sie ein Reibverschweißen zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 im Falle einer Relativdrehung.the 15 shows in a schematic cross section the reworked machine element 30 according to FIG 14 after it has been slid or pressed onto a rotor shaft 10 . The post-processed metal layer 21a exerts an overload protection function during later operation of the electrical machine by acting as a kind of “slip layer” and enabling relative rotation between the machine element 30 and the rotor shaft 10; at the same time, it prevents or at least delays friction welding between the machine element 30 and the rotor shaft 10 in the event of relative rotation.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 15 kann die Rotorwelle 10 selbst unbeschichtet sein, wie in 15 gezeigt; alternativ kann die Rotorwelle 10 ebenfalls beschichtet sein, beispielsweise so, wie dies im Zusammenhang mit den 1 bis 5 oben erläutert wurde. Bei der letztgenannten Ausführungsform ergibt sich eine Anordnung mit zwei Metallschichten, die in der 21 gezeigt und mit den Bezugszeichen 20a und 21a gekennzeichnet sind.In the embodiment according to 15 the rotor shaft 10 itself can be uncoated, as in 15 shown; Alternatively, the rotor shaft 10 can also be coated, for example, as in connection with 1 until 5 explained above. In the latter embodiment, there is an arrangement with two metal layers in the 21 are shown and identified by the reference numerals 20a and 21a.

Zur axialen Befestigung des Maschinenelements 30 kann eine Schraubverbindung 40 vorgesehen werden, wie in 15 gezeigt ist.A screw connection 40 can be provided for the axial fastening of the machine element 30, as in 15 is shown.

Die 16 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine konische Bohrung 31 eines Maschinenelements 30 einer nicht weiter dargestellten elektrischen Maschine vor dem Aufbringen einer Metallbeschichtung, die im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion ausübt. Bei dem Maschinenelement 30 kann es sich beispielsweise um eine Hülse 33 mit Flanschabschnitt 34 handeln.the 16 shows a schematic cross section of a conical bore 31 of a machine element 30 of an electrical machine, not shown in detail, before the application of a metal coating, which performs an overload protection function during subsequent operation of the electrical machine. The machine element 30 can be, for example, a sleeve 33 with a flange section 34 .

Die 17 zeigt die konische Bohrung 31 gemäß 16 während des Aufbringens einer Metallbeschichtung in Form einer Metallschicht 20a, die mittels Kaltgasspritzen KGS aufgetragen bzw. abgeschieden wird, also mit anderen Worten eine Kaltgasspritzschicht ist. Die Dicke der aufgespritzten Metallschicht 20a beträgt vorzugsweise weniger als 100 µm.the 17 shows the conical bore 31 according to FIG 16 during the application of a metal coating in the form of a metal layer 20a, which is applied or deposited by means of cold gas spraying KGS, in other words is a cold gas spraying layer. The thickness of the sprayed metal layer 20a is preferably less than 100 μm.

Die 18 zeigt die beschichteten Bohrung 31 gemäß 17 während der Nachbearbeitung NB der Oberfläche der aufgespritzten Metallschicht 20a. Im Rahmen der Nachbearbeitung NB kann beispielsweise die Oberfläche poliert werden, um das Auslösen des Überlastschutzes bereits bei kleinen Drehmomentspitzen zu ermöglichen, oder aufgeraut werden, um das Auslösen des Überlastschutzes erst bei größeren Drehmomentspitzen zu erlauben.the 18 shows the coated bore 31 according to FIG 17 during the post-processing NB of the surface of the sprayed metal layer 20a. As part of the post-processing NB, for example, the surface can be polished to enable the overload protection to be triggered even at small torque peaks, or roughened to allow the overload protection to be triggered only at larger torque peaks.

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen der Nachbearbeitung NB - beispielsweise durch Drehen mittels einer Drehmaschine - der Durchmesser des beschichteten Abschnitts 11 auf ein vorgegebenes Zielmaß eingestellt werden, wobei sehr enge Toleranzen eingehalten werden können.As an alternative or in addition, the diameter of the coated section 11 can be set to a specified target dimension as part of the post-processing NB—for example by turning using a lathe—with very narrow tolerances being able to be maintained.

Die 19 zeigt die Bohrung 31 mit der nachbearbeiteten Metallschicht 21a nach Abschluss der Nachbearbeitung NB.the 19 shows the hole 31 with the post-processed metal layer 21a after completion of the post-processing NB.

Die 20 zeigt in einem schematischen Querschnitt das nachbearbeitete Maschinenelement 30 gemäß 19, nachdem es auf eine Rotorwelle 10 aufgeschoben oder aufgepresst worden ist. Die nachbearbeitete Metallschicht 21a übt im späteren Betrieb der elektrischen Maschine eine Überlastschutzfunktion aus, indem sie als eine Art „Rutschschicht“ fungiert und eine Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 ermöglicht; gleichzeitig verhindert oder zumindest verzögert sie ein Reibverschweißen zwischen dem Maschinenelement 30 und der Rotorwelle 10 im Falle einer Relativdrehung.the 20 shows in a schematic cross section the reworked machine element 30 according to FIG 19 after it has been slid or pressed onto a rotor shaft 10 . The post-processed metal layer 21a exerts an overload protection function during later operation of the electrical machine by acting as a kind of “slip layer” and enabling relative rotation between the machine element 30 and the rotor shaft 10; at the same time, it prevents or at least delays friction welding between the machine element 30 and the rotor shaft 10 in the event of relative rotation.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 20 kann die Rotorwelle 10 selbst unbeschichtet sein, wie in 20 gezeigt; alternativ kann die Rotorwelle 10 ebenfalls beschichtet sein, beispielsweise so, wie dies im Zusammenhang mit den 1 bis 5 oben erläutert wurde. Bei der letztgenannten Ausführungsform ergibt sich eine Anordnung mit zwei Metallschichten, die in der 22 gezeigt und mit den Bezugszeichen 20a und 21a gekennzeichnet sind.In the embodiment according to 20 the rotor shaft 10 itself can be uncoated, as in 20 shown; Alternatively, the rotor shaft 10 can also be coated, for example, as in connection with 1 until 5 explained above. In the latter embodiment, there is an arrangement with two metal layers in the 22 are shown and identified by the reference numerals 20a and 21a.

Zur axialen Befestigung des Maschinenelements 30 kann eine Schraubverbindung 40 vorgesehen werden, wie in 20 gezeigt ist.A screw connection 40 can be provided for the axial fastening of the machine element 30, as in 20 is shown.

Die in den 5, 10, 15, 20, 21 und 22 gezeigten Anordnungen bilden vorzugsweise Bestandteile einer aus Gründen der Übersicht nicht weiter dargestellten elektrischen Maschine, beispielsweise eines Antriebsmotors eines Eisenbahnschienenfahrzeugs.The in the 5 , 10 , 15 , 20 , 21 and 22 Arrangements shown preferably form components of an electrical machine not shown for reasons of clarity, for example a drive motor of a railway vehicle.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the protective scope of the invention.

Bezugszeichenlistereference list

1010
Rotorwellerotor shaft
1111
zylindrischer Abschnittcylindrical section
1212
konischer Abschnittconical section
2020
Metallschichtmetal layer
20a20a
Metallschichtmetal layer
2121
nachbearbeitete Metallschichtfinished metal layer
21a21a
Metallschichtmetal layer
3030
Maschinenelementmachine element
3131
zylindrische Bohrungcylindrical bore
31a31a
Innenseiteinside
3232
Zahnradgear
3333
Hülsesleeve
3434
Flanschflange
4040
Schraubverbindung screw connection
NBNB
Nachbearbeitungpost processing
KGSKGS
Kaltgasspritzencold gas spraying

Claims (15)

Elektrische Maschine mit - einem Stator, - einer Rotorwelle (10) und - einem auf die Rotorwelle (10) aufgesetzten Maschinenelement (30), dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest im Bereich zwischen der Rotorwelle (10) und dem Maschinenelement (30) auf der Rotorwelle (10), dem Maschinenelement (30) oder auf beiden der genannten Teile eine Metallbeschichtung (20) aufgebracht ist, die eine Metallzwischenschicht zwischen der Rotorwelle (10) und dem Maschinenelement (30) bildet und eine überlastbedingte Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement (30) und der Rotorwelle (10) erlaubt, - wobei das Material der Metallbeschichtung (20) sich sowohl von dem Material der Rotorwelle (10) als auch von dem Material des Maschinenelements (30) unterscheidet.Electrical machine with - a stator, - a rotor shaft (10) and - a machine element (30) placed on the rotor shaft (10), characterized in that - at least in the area between the rotor shaft (10) and the machine element (30) on the A metal coating (20) is applied to the rotor shaft (10), the machine element (30) or to both of the parts mentioned, which forms an intermediate metal layer between the rotor shaft (10) and the machine element (30) and overload-related relative rotation between the machine element (30) and the rotor shaft (10), - the material of the metal coating (20) differing both from the material of the rotor shaft (10) and from the material of the machine element (30). Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) eine aufgespritzte Kaltgasspritzschicht ist.Electric machine after claim 1 , characterized in that the metal coating (20) is a sprayed cold gas sprayed layer. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) eine Schichtdicke von weniger als 100 µm aufweist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the metal coating (20) has a layer thickness of less than 100 µm. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, ddadurch gekennzeichnet, dass das Material der Metallbeschichtung (20) eine geringere Neigung zu Reibverschweißung oder Festfressen mit dem Material der Rotorwelle (10) und dem Material des Maschinenelements (30) aufweist, als eine Beschichtung aus dem Material der Rotorwelle (10) oder des Maschinenelements (30) aufweisen würde.Electrical machine according to one of the preceding claims, d characterized in that the material of the metal coating (20) has a lower tendency to friction welding or seizure with the material of the rotor shaft (10) and the material of the machine element (30) than a coating of the Material of the rotor shaft (10) or the machine element (30) would have. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (10) und das Maschinenelement (30) aus Stahl bestehen und die Metallbeschichtung (20) eine andere Legierung als Stahl ist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft (10) and the machine element (30) are made of steel and the metal coating (20) is an alloy other than steel. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) eine Kupferschicht ist oder Kupfer enthält.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the metal coating (20) is a copper layer or contains copper. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) eine Messingschicht oder Bronzeschicht ist oder Messing oder Bronze enthält.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the metal coating (20) is a layer of brass or bronze or contains brass or bronze. Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) einen Elastizitätskoeffizienten aufweist, der maximal ± 10 % von dem Elastizitätskoeffizienten des Maschinenelements (30) und der Rotorwelle (10) abweicht.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the metal coating (20) has a coefficient of elasticity which deviates at most ± 10% from the coefficient of elasticity of the machine element (30) and the rotor shaft (10). Elektrische Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Außenfläche der Rotorwelle (10) im Bereich des Maschinenelements (30) kegelförmig und die der Außenfläche gegenüber liegende Innenfläche des Maschinenelements (30) dort ebenfalls kegelförmig ist oder - die Außenfläche der Rotorwelle (10) im Bereich des Maschinenelements (30) zylindrisch und die der Außenfläche gegenüber liegende Innenfläche des Maschinenelements (30) ebenfalls zylindrisch ist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that - the outer surface of the rotor shaft (10) in the area of the machine element (30) is conical and the inner surface of the machine element (30) opposite the outer surface is also conical there or - the outer surface of the rotor shaft (10) is cylindrical in the area of the machine element (30) and the inner surface of the machine element (30) opposite the outer surface is also cylindrical. Eisenbahnschienenfahrzeug mit einer elektrischer Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Maschine nach einem der voranstehenden Ansprüche ist.Railway rail vehicle with an electrical machine, characterized in that the machine is a machine according to one of the preceding claims. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Maschine eines Eisenbahnschienenfahrzeugs, wobei bei dem Verfahren eine Rotorwelle (10) mit einem Maschinenelement (30) drehfest verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass - vor dem Verbinden von Rotorwelle (10) und Maschinenelement (30) auf der Rotorwelle (10), dem Maschinenelement (30) oder auf beiden der genannten Teile eine Metallbeschichtung (20) aufgebracht wird, und - die Rotorwelle (10) und das Maschinenelement (30) nach dem Aufbringen der Metallbeschichtung (20) miteinander verbunden werden, - wobei die Metallbeschichtung (20) eine Metallzwischenschicht zwischen der Rotorwelle (10) und dem Maschinenelement (30) bildet und eine überlastbedingte Relativdrehung zwischen dem Maschinenelement (30) und der Rotorwelle (10) erlaubt und - wobei das Material der Metallbeschichtung (20) sich sowohl von dem Material der Rotorwelle (10) als auch von dem Material des Maschinenelements (30) unterscheidet.Method for producing an electrical machine, in particular a machine of a railroad vehicle, in which method a rotor shaft (10) is non-rotatably connected to a machine element (30), characterized in that - before the rotor shaft (10) and machine element (30) are connected a metal coating (20) is applied to the rotor shaft (10), the machine element (30) or to both of said parts, and - the rotor shaft (10) and the machine element (30) are connected to one another after the metal coating (20) has been applied - Wherein the metal coating (20) forms a metal intermediate layer between the rotor shaft (10) and the machine element (30) and a Überlastbe conditioned relative rotation between the machine element (30) and the rotor shaft (10) and - wherein the material of the metal coating (20) differs both from the material of the rotor shaft (10) and from the material of the machine element (30). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) durch Aufspritzen von Pulvermaterial, insbesondere Kaltgasspritzen (KGS), aufgebracht wird.procedure after claim 11 , characterized in that the metal coating (20) by spraying powder material, in particular cold gas spraying (KGS), is applied. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) mit einer Schichtdicke von weniger als 100 µm aufgetragen wird.Method according to any of the foregoing Claims 11 until 12 , characterized in that the metal coating (20) is applied with a layer thickness of less than 100 µm. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (20) einen Elastizitätskoeffizienten aufweist, der maximal ± 10 % von dem Elastizitätskoeffizienten des Maschinenelements (30) und der Rotorwelle (10) abweicht.Method according to any of the foregoing Claims 11 until 13 , characterized in that the metal coating (20) has a coefficient of elasticity which deviates from the coefficient of elasticity of the machine element (30) and the rotor shaft (10) by a maximum of ± 10%. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der Metallbeschichtung (20) auf dem Maschinenelement (30) oder der Rotorwelle (10) die Metallbeschichtung (20) außenseitig abgetragen wird, vorzugsweise durch ein spanabhebendes Verfahren wie zum Beispiel Drehen, wobei der Außendurchmesser der beschichteten Rotorwelle (10) verkleinert oder der Innendurchmesser des beschichteten Maschinenelements (30) vergrößert wird.Method according to any of the foregoing Claims 11 until 14 , characterized in that after the metal coating (20) has been applied to the machine element (30) or the rotor shaft (10), the metal coating (20) is removed on the outside, preferably by a machining process such as turning, with the outer diameter of the coated rotor shaft (10) is reduced or the inner diameter of the coated machine element (30) is increased.
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