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DE102022209742A1 - Rotor assembly with hollow shaft for an electric loader with electric motor drive and electric charger - Google Patents

Rotor assembly with hollow shaft for an electric loader with electric motor drive and electric charger Download PDF

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DE102022209742A1
DE102022209742A1 DE102022209742.4A DE102022209742A DE102022209742A1 DE 102022209742 A1 DE102022209742 A1 DE 102022209742A1 DE 102022209742 A DE102022209742 A DE 102022209742A DE 102022209742 A1 DE102022209742 A1 DE 102022209742A1
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DE
Germany
Prior art keywords
rotor
shaft
hollow
compressor wheel
rotor assembly
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102022209742.4A
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German (de)
Inventor
Markus Graf
Mark Paulov
Dominik Just
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.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotor-Baugruppe (10) eines Elektroladers (100) mit Rotorhohlwelle (40) mit elektromotorischem Antrieb (150) und einen Elektrolader (100) mit einer solchen Rotor-Baugruppe (10). Die erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe (10) weist eine, einen Innenhohlraum (43) aufweisende Rotorhohlwelle (40), ein Verdichterrad (30), das an einem ersten Wellenende (41) der Rotorhohlwelle (40) angeordnet ist und eine Rotor-Permanentmagnet-Anordnung (50), die im Innenhohlraum (43) der Rotorhohlwelle (40) angeordnet und mechanisch fest mit der Rotorhohlwelle (40) verbunden ist auf. Dabei ist das Verdichterrad (30) mittels eines Montage-Anschlussstutzens (32) auf das erste Wellenende (41) der Rotorhohlwelle (40) aufgesteckt und mit dieser mechanisch fest verbunden, wobei der Montage-Anschlussstutzen (32) integraler Bestandteil des Verdichterrades (30) oder integraler Bestandteil eines separaten Verdichterradträgerbauteils (32) ist, auf dem das Verdichterrad (30) mechanisch fest angeordnet ist.The invention relates to a rotor assembly (10) of an electric charger (100) with a hollow rotor shaft (40) with an electric motor drive (150) and an electric charger (100) with such a rotor assembly (10). The rotor assembly (10) according to the invention has a hollow rotor shaft (40) having an inner cavity (43), a compressor wheel (30) which is arranged on a first shaft end (41) of the hollow rotor shaft (40), and a rotor permanent magnet arrangement (50), which is arranged in the inner cavity (43) of the hollow rotor shaft (40) and is mechanically firmly connected to the hollow rotor shaft (40). The compressor wheel (30) is plugged onto the first shaft end (41) of the hollow rotor shaft (40) by means of a mounting connection piece (32) and is mechanically firmly connected to it, with the mounting connection piece (32) being an integral part of the compressor wheel (30). or is an integral part of a separate compressor wheel carrier component (32) on which the compressor wheel (30) is mechanically fixed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotor-Baugruppe für einen Elektrolader mit elektromotorischem Antrieb, der eine Hohlwelle mit einer darin angeordneten Rotor-Permanentmagnet-Anordnung aufweist und einen Elektrolader mit einer solchen Rotor-Baugruppe.The invention relates to a rotor assembly for an electric charger with an electric motor drive, which has a hollow shaft with a rotor-permanent magnet arrangement arranged therein, and an electric charger with such a rotor assembly.

Unter dem Begriff Elektrolader ist hier ein elektromotorisch angetriebener Verdichter, insbesondere ein Radialverdichter, zu verstehen, der zur Aufladung von Verbrennungsmotoren eingesetzt wird. Solche Elektrolader werden seit langem als sogenannte E-Lader oder E-Booster zur Leistungssteigerung bei Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht mit dem Ziel den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CO2-Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. E-Lader oder E-Booster werden auch ergänzend zu Abgasturboladern eingesetzt, um die Leistungsschwächen der Abgasturbolader in transienten Betriebsbereichen, die auch als sogenanntes Turboloch bekannt sind, auszugleichen. Das Wirkprinzip besteht darin, den Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.The term electric charger here means a compressor driven by an electric motor, in particular a radial compressor, which is used to charge internal combustion engines. Such electric chargers have long been used as so-called e-chargers or e-boosters to increase the performance of motor vehicle internal combustion engines. This is done with the aim of reducing the size and weight of the internal combustion engine while maintaining the same or even increased performance and at the same time reducing consumption and thus CO 2 emissions in view of increasingly strict legal requirements in this regard. E-chargers or e-boosters are also used in addition to exhaust gas turbochargers in order to compensate for the exhaust gas turbochargers' performance weaknesses in transient operating ranges, which are also known as so-called turbo lag. The working principle is to increase the pressure in the intake tract of the internal combustion engine and thus ensure a better filling of the combustion chamber with air-oxygen and thus be able to convert more fuel, petrol or diesel, per combustion process, i.e. increasing the performance of the internal combustion engine.

Bei Brennstoffzellen, die einen Baustein der Elektromobilität darstellen können, werden den Elektroden Brennstoffe in Form von gasförmigen Medien, z. B. Luft und Wasserstoff, unter Druck zugeführt, die unter Abgabe von elektrischem Strom zu Wasser reagieren, das in Form von Wasserdampf, quasi als Abgas, abgegeben wird. Auch hier können Elektrolader, E-Lader bzw. E-Booster zum Einsatz kommen, die zum Druckaufbau in der Zuführung der gasförmigen Brennstoffe genutzt werden können.In fuel cells, which can be a component of electromobility, the electrodes are supplied with fuel in the form of gaseous media, e.g. B. Air and hydrogen, supplied under pressure, which react with the release of electrical current to form water, which is released in the form of water vapor, virtually as exhaust gas. Electric chargers, electric chargers or electric boosters can also be used here, which can be used to build up pressure in the supply of gaseous fuels.

Dazu wird der Elektrolader im Ansaugtrakt bzw. der Brennstoffzuführung angeordnet und weist einen Radialverdichter in einem Verdichtergehäuse, sowie einen Elektromotor, eine Rotor-Baugruppe und eine Lagereinheit auf, die in einem mit dem Verdichtergehäuse verbundenen Lagergehäuse angeordnet sind. Der Radialverdichter weist außer seinem Verdichtergehäuse ein darin angeordnetes, einen Ladedruck aufbauendes Verdichterrad auf, das zur Rotor-Baugruppe gehört. Das Verdichterrad ist auf einem Ende einer ebenfalls zur Rotor-Baugruppe gehörenden Rotorwelle, der sogenannten Läuferwelle, drehfest angeordnet und bildet so die auch als Verdichterläufer bezeichnete Rotor-Baugruppe des Elektroladers. Die Rotorwelle erstreckt sich axial durch das im Lagergehäuse angeordnete Läuferlager und ist in diesem, in Bezug auf die Rotorwellenachse, radial und axial drehgelagert. Gemäß diesem Aufbau treibt ein ebenfalls auf der Rotorwelle angeordneter Elektromotor über die Rotorwelle das Verdichterrad an, wodurch der Druck im Ansaugtrakt bzw. in der Brennstoffzufuhr des Verbrennungsaggregats, bezogen auf den Gasmassenstrom hinter dem Radialverdichter, erhöht und dadurch eine bessere Befüllung des Brennraumes bzw. Reaktionsaggregats mit Luft-Sauerstoff bzw. Brennstoff bewirkt wird.For this purpose, the electric charger is arranged in the intake tract or the fuel supply and has a radial compressor in a compressor housing, as well as an electric motor, a rotor assembly and a bearing unit, which are arranged in a bearing housing connected to the compressor housing. In addition to its compressor housing, the radial compressor has a compressor wheel arranged therein that builds up a boost pressure and is part of the rotor assembly. The compressor wheel is arranged in a rotationally fixed manner on one end of a rotor shaft that is also part of the rotor assembly, the so-called rotor shaft, and thus forms the rotor assembly of the electric charger, also known as the compressor rotor. The rotor shaft extends axially through the rotor bearing arranged in the bearing housing and is rotatably mounted radially and axially in relation to the rotor shaft axis. According to this structure, an electric motor, which is also arranged on the rotor shaft, drives the compressor wheel via the rotor shaft, which increases the pressure in the intake tract or in the fuel supply of the combustion unit, based on the gas mass flow behind the radial compressor, and thereby improves the filling of the combustion chamber or reaction unit with air-oxygen or fuel.

Eine zentrale Baueinheit des Elektroladers stellt dabei die Rotor-Baugruppe dar, die auch als Verdichterläufer bezeichnet wird, welche die Rotorwelle, die entsprechend auch als Läuferwelle bezeichnet wird, den Rotor des Elektromotors und das am Rotorwellenende angeordnete Verdichterrad aufweist. Das Verdichterrad und der Rotor des Elektromotors sind mit der Rotorwelle drehfest verbunden. Die Rotorwelle erstreckt sich im montierten Zustand entlang der Elektroladerachse axial durch das Lagergehäuse und ist in diesem mittels einer Lageranordnung axial und radial um seine Längsachse, die Rotordrehachse, drehgelagert. Bei einer beispielhaften Ausführung eines Elektroladers ist auf der Rotorwelle zum Beispiel eine Rotor-Permanentmagnet-Anordnung vorgesehen, die mit einem drehfest im Lagergehäuse angeordneten Stator in Wechselwirkung steht und so die elektrische Maschine bzw. den Elektromotor bildet.A central structural unit of the electric charger is the rotor assembly, which is also referred to as the compressor rotor, which has the rotor shaft, which is also referred to as the rotor shaft, the rotor of the electric motor and the compressor wheel arranged at the end of the rotor shaft. The compressor wheel and the rotor of the electric motor are connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner. In the assembled state, the rotor shaft extends axially through the bearing housing along the electric charger axis and is rotatably mounted therein by means of a bearing arrangement axially and radially about its longitudinal axis, the rotor rotation axis. In an exemplary embodiment of an electric charger, for example, a rotor-permanent magnet arrangement is provided on the rotor shaft, which interacts with a stator arranged in a rotationally fixed manner in the bearing housing and thus forms the electric machine or the electric motor.

Die Rotor-Baugruppe weist dazu in der Regel eine durchgehende Rotorwelle auf, auf welche die weiteren Komponenten quasi aufgefädelt werden. Mittels dieser Rotorwelle welche an einem Ende beispielsweise als Zuganker ausgebildet ist, werden die einzelnen Komponenten, zum Beispiel das Verdichterrad, Axiallagerscheiben, Radiallager, etc., auf der Rotorwelle mittels Schrauben oder Muttern verspannt und dadurch fixiert. Zusätzlich oder wahlweise können auch einzelne Komponenten, zum Beispiel Magnetanordnungen, Radiallager, etc., auf die Rotorwelle aufgepresst werden.For this purpose, the rotor assembly usually has a continuous rotor shaft onto which the other components are, so to speak, threaded. By means of this rotor shaft, which is designed as a tie rod at one end, for example, the individual components, for example the compressor wheel, axial bearing disks, radial bearings, etc., are braced on the rotor shaft using screws or nuts and thereby fixed. Additionally or optionally, individual components, for example magnet arrangements, radial bearings, etc., can also be pressed onto the rotor shaft.

Durch das Auffädeln, Aufpressen und Verspannen der einzelnen Komponenten auf der Rotorwelle kann es durch Toleranzen zur Schiefstellung oder einem Verzug der Rotorwelle und somit der gesamten Rotor-Baugruppe führen. Dadurch können Unwuchten und dadurch im Betrieb hervorgerufene Wellenauslenkungen bzw. Schwingungen entstehen, die einen signifikanten negativen Einfluss auf die Laufruhe der Rotor-Baugruppe im Betrieb und die gesamte Rotordynamik haben und so zum Beispiel auch zu verkürzten Lebensdauern der Radiallager beitragen.By threading, pressing and clamping the individual components onto the rotor shaft, tolerances can lead to skewing or distortion of the rotor shaft and thus of the entire rotor assembly. This can result in imbalances and shaft deflections or vibrations caused during operation, which have a significant negative influence on the smooth running of the rotor assembly during operation and the overall rotor dynamics and thus, for example, also contribute to shortened service lives of the radial bearings.

Diesem Effekt wird versucht entgegenzuwirken durch sehr kleine Toleranzen der einzelnen Bauteile in der Fertigung, hohe Präzision bei der Montage und ggf. mehrfaches hochgenaues Wuchten. Dies erhöht den Fertigungsaufwand und ggf. die Ausschussquote in der Fertigung erheblich, was sich nachteilig auf die Herstellkosten auswirkt.Attempts are made to counteract this effect through very small tolerances of the individual components in production, high precision during assembly and, if necessary, multiple high-precision balancing. This significantly increases the manufacturing effort and possibly the reject rate in production, which has a negative impact on the manufacturing costs.

Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht somit darin, eine Rotor-Baugruppe für einen Elektrolader mit elektromotorischem Antrieb und einen Elektrolader zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Laufruhe im Betrieb bei vertretbarem Fertigungsaufwand aufweisen und zu verbesserten Lebensdauern der Radiallager der Rotorwelle beitragen.The problem to be solved by the invention is therefore to provide a rotor assembly for an electric charger with an electric motor drive and an electric charger, which have improved smoothness in operation with reasonable manufacturing effort and contribute to improved service life of the radial bearings of the rotor shaft.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Rotor-Baugruppe mit Hohlwelle für einen Elektrolader mit elektromotorischem Antrieb und einem Elektrolader mit einer solchen Rotor-Baugruppe gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.This task is solved by a rotor assembly with a hollow shaft for an electric charger with an electric motor drive and an electric charger with such a rotor assembly according to the independent patent claims.

Die Gegenstände gemäß der Erfindung weisen dabei die Vorteile auf, dass keine Verspannung der Rotor-Baugruppe über eine zentrale durchgehende Rotorwelle erfolgt und dadurch fertigungs- und montagetechnisch bedingte Unwuchten der Rotor-Baugruppe reduziert werden. Darüber hinaus ist die Rotor-Permanentmagnetanordnung im Innern der Rotorhohlwelle vor mechanischen Einwirkungen bzw. Beschädigungen bei Transport und Montage im Herstellungsprozess wirksam geschützt und im Betrieb gegen die auftretenden hohen Zentrifugalkräfte bei hohen Umdrehungszahlen der Rotor-Baugruppe gesichert.The objects according to the invention have the advantages that there is no tensioning of the rotor assembly via a central, continuous rotor shaft and thereby unbalances of the rotor assembly caused by manufacturing and assembly technology are reduced. In addition, the rotor permanent magnet arrangement inside the hollow rotor shaft is effectively protected from mechanical influences or damage during transport and assembly in the manufacturing process and is secured during operation against the high centrifugal forces that occur at high speeds of rotation of the rotor assembly.

Die erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe für einen Elektrolader mit elektromotorischem Antrieb weist eine als Hohlwelle ausgebildete, einen Innenhohlraum aufweisende und um eine Rotor-Drehachse rotierbare Rotorhohlwelle, ein Verdichterrad, das an einem ersten Wellenende der Rotorhohlwelle angeordnet ist, wobei das gegenüberliegende freie, zweite Wellenende geschlossen ist, und eine Rotor-Permanentmagnet-Anordnung, die im Innenhohlraum der Rotorhohlwelle angeordnet und mechanisch fest mit der Rotorhohlwelle verbunden ist. Dabei ist das Verdichterrad mittels eines Montage-Anschlussstutzens auf das erste Wellenende der Rotorhohlwelle aufgesteckt und mit dieser mechanisch fest verbunden ist. Dabei ist der Montage-Anschlussstutzen entweder als integraler Bestandteil des Verdichterrades ausgebildet oder der Montage-Anschlussstutzen ist integraler Bestandteil eines separaten Verdichterradträgerbauteils, auf dem das Verdichterrad mechanisch fest angeordnet ist.The rotor assembly according to the invention for an electric charger with an electric motor drive has a hollow rotor shaft designed as a hollow shaft, having an inner cavity and rotatable about a rotor axis of rotation, a compressor wheel which is arranged on a first shaft end of the hollow rotor shaft, the opposite free, second shaft end being closed is, and a rotor permanent magnet arrangement, which is arranged in the inner cavity of the hollow rotor shaft and is mechanically firmly connected to the hollow rotor shaft. The compressor wheel is plugged onto the first shaft end of the hollow rotor shaft by means of a mounting connection piece and is mechanically firmly connected to it. The mounting connecting piece is either designed as an integral part of the compressor wheel or the mounting connecting piece is an integral part of a separate compressor wheel carrier component on which the compressor wheel is mechanically fixed.

Unter einer mechanisch festen Verbindung ist in diesem Zusammenhang sowohl eine formschlüssige, eine kraftschlüssige als auch eine stoffschlüssige Verbindung zu verstehen, die zwei oder mehr Bauteile derart miteinander verbindet, dass diese in ihrer Lage zueinander so fixiert sind, dass sie den zu erwartenden mechanischen, äußeren oder inneren Beanspruchungen im Betreib standhält.In this context, a mechanically fixed connection is understood to mean both a positive, a non-positive and a cohesive connection that connects two or more components to one another in such a way that their position relative to one another is fixed in such a way that they meet the expected mechanical, external or internal stresses during operation.

Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen offenbart und im Folgenden sowie anhand der Figuren beschrieben.Advantageous embodiments are disclosed in the subclaims and described below and with reference to the figures.

Eine Ausführung der Rotor-Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen am ersten Wellenende in den Innenhohlraum der Rotorhohlwelle passgenau um eine axiale Aufstecklänge hineinragt. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass für die Anordnung eines Radiallagers auf dem Außenumfang der Rotorhohlwelle mehr Spielraum besteht und das Lager vorteilhaft dicht am Verdichterrad auf der Rotorhohlwelle angeordnet werden kann.One embodiment of the rotor assembly is characterized in that the mounting connection piece at the first shaft end protrudes precisely into the inner cavity of the hollow rotor shaft by an axial insertion length. This design has the advantage that there is more scope for arranging a radial bearing on the outer circumference of the hollow rotor shaft and the bearing can advantageously be arranged close to the compressor wheel on the hollow rotor shaft.

Eine weitere Ausführung der Rotor-Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen einen Außenumfang des ersten Wellenendes passgenau umfasst und um eine axiale Aufstecklänge übergreift. Der Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, dass im Innenraum der Rotorhohlwelle mehr Platz gewonnen wird für die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung.A further embodiment of the rotor assembly is characterized in that the mounting connection piece encloses an outer circumference of the first shaft end with a precise fit and overlaps by an axial insertion length. The advantage of this design is that more space is gained in the interior of the hollow rotor shaft for the rotor permanent magnet arrangement.

Weiterhin kann im Rahmen der vorgenannten Ausführungen auch an dem Montage-Anschlussstutzen eine Kombination derart realisiert werden, dass der Montage-Anschlussstutzen am ersten Wellenende in den Innenhohlraum der Rotorhohlwelle passgenau um eine axiale Aufstecklänge hineinragt und gleichwohl mit dem ersten Montage-Anschlussstutzen einen Außenumfang des ersten Wellenendes passgenau umfasst und um eine axiale Aufstecklänge übergreift.Furthermore, within the scope of the above-mentioned embodiments, a combination can also be implemented on the mounting connection piece in such a way that the mounting connection piece at the first shaft end protrudes into the inner cavity of the hollow rotor shaft with a precise fit by an axial plug-on length and, at the same time, with the first mounting connection piece, an outer circumference of the first Shaft end fits precisely and overlaps by an axial insertion length.

Mit anderen Worten ist bei einer solchen Ausführung auf einer der Rotorhohlwelle zugewandten Stirnseite des Montage-Anschlussstutzens des Verdichterrades eine konzentrisch zur Rotor-Drehachse umlaufende axiale Stecknut ausgebildet, in die das jeweilige Ende einer den Innenhohlraum der Rotorhohlwelle umfassende die Rotorhohlwelle bildende Zylinderwand passgenau eingefügt ist. Dabei kann die Tiefe der Stecknut der Aufstecklänge entsprechen, wobei der Stecknutgrund einen Anschlag bildet für das jeweilige eingefügte Rotorwellenende. Diese Art der Verbindung zeichnet sich durch besondere Festigkeit aus und ermöglicht es die axiale Aufstecklänge zu reduzieren bei gleicher Festigkeit der Verbindung.In other words, in such an embodiment, an axial plug-in groove is formed on an end face of the assembly connecting piece of the compressor wheel facing the hollow rotor shaft, which runs concentrically to the rotor axis of rotation, into which the respective end of a cylinder wall surrounding the inner cavity of the hollow rotor shaft and forming the hollow rotor shaft is inserted with a precise fit. The depth of the plug-in groove can correspond to the plug-in length, with the plug-in groove base forming a stop for the respective inserted rotor shaft end. This type of connection is characterized by particular strength and makes it possible to reduce the axial attachment length while maintaining the same strength of the connection.

Eine weitere Ausführung der Rotor-Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen des Verdichterrades als Hohlstutzen mit einer sich axial erstreckenden um die Drehachse der Rotor-Baugruppe konzentrisch umlaufenden Stutzenwand und einer dem Innenhohlraum der Rotorhohlwelle zugewandten, von der Stutzenwand umfassten Stutzen-Ausnehmung ausgebildet ist. Durch die Ausführung des Montage-Anschlussstutzen als Hohlstutzen wird vorteilhaft das Gewicht der Rotor-Baugruppe reduziert und Material eingespart. Auch die Dynamik der Rotor-Baugruppe im Betrieb wird dadurch positiv beeinflusst.Another version of the rotor assembly is characterized in that the Mon The connecting piece of the compressor wheel is designed as a hollow piece with an axially extending piece wall that runs concentrically around the axis of rotation of the rotor assembly and a piece recess that faces the inner cavity of the hollow rotor shaft and is surrounded by the piece wall. By designing the mounting connection piece as a hollow piece, the weight of the rotor assembly is advantageously reduced and material is saved. This also has a positive influence on the dynamics of the rotor assembly during operation.

In Fortbildung der oben beschriebenen Ausführung ist eine weitere Ausführung der Rotor-Baugruppe dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stutzen-Ausnehmung im Montage-Anschlussstutzen des Verdichterrades bis in das Verdichterrad hinein erstreckt. Somit ist nicht nur der Montage-Anschlussstutzen als Hohlstutzen ausgeführt, sondern auch das Verdichterrad ist im Nabenbereich hohl ausgebildet. Der Innendurchmesser der entsprechenden Ausnehmung kann dabei dem Außendurchmesser des Montage-Anschlussstutzens sowie der Nabe des Verdichterrades derart angepasst sein, dass die Wandstärke der jeweiligen Stutzenwand sowie der Nabe des Verdichterrades auf ein Maß minimiert ist, das eine maximale Gewichtsreduzierung ergibt, das jedoch den mechanischen Belastungen im Betrieb noch sicher standhält. Dies reduziert das Gesamtgewicht der Rotor-Baugruppe und den Materialbedarf weiter, wodurch deren Massenträgheit vorteilhaft signifikant reduziert wird.In a further development of the embodiment described above, a further embodiment of the rotor assembly is characterized in that the connecting piece recess in the assembly connecting piece of the compressor wheel extends into the compressor wheel. This means that not only is the assembly connection piece designed as a hollow piece, but the compressor wheel is also hollow in the hub area. The inner diameter of the corresponding recess can be adapted to the outer diameter of the mounting connection piece and the hub of the compressor wheel in such a way that the wall thickness of the respective nozzle wall and the hub of the compressor wheel is minimized to a level that results in a maximum weight reduction, but which does not withstand the mechanical loads still holds up safely during operation. This further reduces the overall weight of the rotor assembly and the material requirement, which advantageously significantly reduces its mass inertia.

Eine weitere Ausgestaltung der vorausgehenden Ausführungen der Rotor-Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen des Verdichterrades einen konzentrisch zur Rotor-Drehachse umlaufenden Anschlagrand aufweist, der gegenüber der Stirnfläche des ersten Wellenendes angeordnet ist und die axiale Einstecklänge begrenzt. Bei einer solche Ausführung ist die Positionierung der Einzelbauteile Rotorhohlwelle und Verdichterrad zueinander auf einfache Weise mit hoher Genauigkeit ermöglicht. In Fortbildung der oben beschriebenen Ausführung mit in den Innenhohlraum der Rotorhohlwelle hineinragendem Montage-Anschlussstutzen, kann der umlaufende Anschlagrand beispielsweise auf dem Außenumfang des Montage-Anschlusstutzens angeordnet sein und einen Außendurchmesser aufweisen, der den Innendurchmesser des Innenhohlraums der Rotorhohlwelle am ersten Wellenende radial überragt.A further embodiment of the previous embodiments of the rotor assembly is characterized in that the mounting connection piece of the compressor wheel has a stop edge which runs concentrically to the rotor axis of rotation, which is arranged opposite the end face of the first shaft end and limits the axial insertion length. With such a design, the positioning of the individual components, the hollow rotor shaft and the compressor wheel, relative to one another is made possible in a simple manner with a high degree of accuracy. In a further development of the embodiment described above with a mounting connecting piece protruding into the inner cavity of the hollow rotor shaft, the circumferential stop edge can be arranged, for example, on the outer circumference of the mounting connecting piece and have an outer diameter that radially projects beyond the inner diameter of the inner cavity of the hollow rotor shaft at the first shaft end.

In weiterer Ausgestaltung der Rotor-Baugruppe gemäß einer der vorausgehend beschriebenen Ausführungen ist eine weitere Ausführung dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad über den Montage-Anschlussstutzen mit dem zugeordneten ersten Wellenende der Rotorhohlwelle mittels einer Pressverbindung oder einer Schweißverbindung mechanisch fest verbunden ist. Beide genannte Arten der Verbindung sind erprobt und montagetechnisch einfach und mit hoher Präzision vorteilhaft herstellbar.In a further embodiment of the rotor assembly according to one of the previously described embodiments, a further embodiment is characterized in that the compressor wheel is mechanically firmly connected via the mounting connection piece to the assigned first shaft end of the hollow rotor shaft by means of a press connection or a welded connection. Both types of connection mentioned have been tried and tested and can be manufactured easily and advantageously with high precision.

Bei einer Verbindung gemäß dem Ausführungsbeispiel, bei dem der Montage-Anschlussstutzen in den Innenhohlraum der Rotorhohlwelle hineinragt, weist bei einer Pressverbindung beispielsweise der Außendurchmesser des Montage-Anschlussstutzens gegenüber dem Innendurchmesser des Innenhohlraums am zugeordneten ersten Wellenende ein geringes Übermaß auf, so dass eine Presspassung zwischen den beiden Montagepartnern gebildet ist.In a connection according to the exemplary embodiment, in which the mounting connecting piece protrudes into the inner cavity of the hollow rotor shaft, in a press connection, for example, the outer diameter of the mounting connecting piece has a small excess dimension compared to the inner diameter of the inner cavity at the assigned first shaft end, so that a press fit between the two assembly partners.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbespiel ist die Rotor-Baugruppe dadurch gekennzeichnet, dass eine Axiallagerscheibe als integraler Bestandteil des Montage-Anschlussstutzens oder als separates Bauteil auf dem Montage-Anschlussstutzen angeordnet ist, zur axialen Lagerung der Rotor-Baugruppe in einem Lagergehäuse des Elektroladers. Dies ermöglicht vorteilhaft und auf einfache Weise die Abstützung der axial auf die Rotor-Baugruppe wirkenden Kräfte im Betrieb.According to a further exemplary embodiment, the rotor assembly is characterized in that an axial bearing disk is arranged as an integral part of the mounting connection piece or as a separate component on the mounting connection piece, for axially supporting the rotor assembly in a bearing housing of the electric charger. This advantageously and easily enables the forces acting axially on the rotor assembly to be supported during operation.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Rotor-Baugruppe dadurch gekennzeichnet, dass ein separates Verdichterradträgerbauteil vorgesehen ist, das einen, sich von der Rotorhohlwelle weg erstreckenden Wellenzapfen aufweist, auf dem das Verdichterrad mechanisch fest verbunden angeordnet ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass herkömmliche Verdichterräder, die zur Aufsteckmontage auf eine herkömmliche Rotorwelle vorgesehen sind, Verwendung finden können, ohne jedoch auf die Vorteile der Rotorhohlwelle mit integrierter Rotor-Permanentmagnet-Anordnung und die Verbindung zwischen Verdichterrad und Motorhohlwelle mittels Montage-Anschlussstutzen verzichten zu müssen. Verdichterrad und Montage-Anschlussstutzen bilden so, alternativ zu der integrierten Ausführung, eine vormontierbare Unterbaugruppe.In a further exemplary embodiment, the rotor assembly is characterized in that a separate compressor wheel carrier component is provided, which has a shaft journal extending away from the hollow rotor shaft, on which the compressor wheel is arranged in a mechanically fixed manner. This design has the advantage that conventional compressor wheels, which are designed to be mounted on a conventional rotor shaft, can be used, but without sacrificing the advantages of the hollow rotor shaft with an integrated rotor-permanent magnet arrangement and the connection between the compressor wheel and the hollow motor shaft by means of mounting connecting pieces to have to. As an alternative to the integrated version, the compressor wheel and mounting connection piece form a pre-assembled subassembly.

Eine Ausgestaltung der vorgenannten Ausführung mit Verdichterradträgerbauteil und Wellenzapfen zeichnet sich dadurch aus, dass das Verdichterrad mit dem Wellenzapfen des Verdichterradträgerbauteils mittels einer Pressverbindung oder einer Schweißverbindung oder einer Schraubverbindung mechanisch fest verbunden ist. Die benannten Verbindungsverfahren sind für die Verbindung zwischen Verdichterrädern erprobt und montagetechnisch gut beherrschbar.An embodiment of the aforementioned embodiment with compressor wheel carrier component and shaft journal is characterized in that the compressor wheel is mechanically firmly connected to the shaft journal of the compressor wheel carrier component by means of a press connection or a welded connection or a screw connection. The connection methods mentioned have been tried and tested for the connection between compressor wheels and are easily manageable from an assembly point of view.

Eine weitere Ausgestaltung der Rotor-Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass dass zumindest ein Gegenstand aus einer Gruppe, die gebildet ist durch die Rotorhohlwelle, den Montage-Anschlussstutzen, das Verdichterrad und einen Hohlwellenverschlussdeckel, einen oder mehrere axiale oder radiale Durchbrüche, zum Innenhohlraum der Rotorhohlwelle hin, aufweisen, zur kühlenden Belüftung der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung im Innenhohlraum der Rotorhohlwelle. Dies ermöglicht die Reduzierung der Betriebstemperatur der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung und somit ein höheres Leistungsniveau des elektromotorischen Antriebs. So kann beispielsweise im Verdichterrad eine zentrisch durch die Nabe verlaufende Durchgangsbohrung vorgesehen sein, durch die Luft aus dem Verdichterbereich in den Innenhohlraum der Rotorhohlwelle geleitet wird. Auf der Gegenüberliegenden Seite der Rotorhohlwelle können beispielsweise radial durch die Rotorhohlwellenwand oder axial durch den Hohlwellenverschlussdeckel bis in den Innenhohlraum verlaufende Durchgangsbohrungen vorgesehen sein, durch die Luft aus dem Innenhohlraum der Rotorhohlwelle in die Umgebung austreten kann.A further embodiment of the rotor assembly is characterized in that at least one object from a group formed by the hollow rotor shaft, the mounting connection piece, the compressor wheel and a hollow shaft closure cover, have one or more axial or radial openings towards the inner cavity of the hollow rotor shaft, for cooling ventilation of the rotor permanent magnet arrangement in the inner cavity of the rotor hollow shaft. This enables the operating temperature of the rotor-permanent magnet arrangement to be reduced and thus a higher performance level of the electromotive drive. For example, a through hole running centrally through the hub can be provided in the compressor wheel, through which air is guided from the compressor area into the inner cavity of the hollow rotor shaft. On the opposite side of the hollow rotor shaft, through holes can be provided, for example, extending radially through the hollow rotor shaft wall or axially through the hollow shaft closure cover into the inner cavity, through which air can escape from the inner cavity of the hollow rotor shaft into the environment.

Eine weitere Ausführung der Rotor-Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung im Innenhohlraum der Rotorhohlwelle axial und rotatorisch fixiert ist mittels einer Klemmverbindung, einer Pressverbindung oder einer Klebeverbindung. So können beispielsweise einzelne Permanentmagnet-Segmente in einem Trägerbauteil angeordnet und fixiert sein, wobei der Außendurchmesser des Trägerbauteils so bemessen ist, dass eine Presspassung mit dem Innendurchmesser des Innenhohlraums der Rotorhohlwelle gebildet ist. Es können jedoch wahlweise oder ergänzend auch separate Klemmscheiben beiderseits der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung eingesetzt werden, die eine Klemmverbindung zwischen Rotorhohlwelle und Rotor-Permanentmagnet-Anordnung herstellen und so die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung im Innenhohlraum der Rotorhohlwelle axial und rotatorisch fixieren. Auch eine Fixierung der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung durch eine Klebeverbindung kann vorgesehen sein.A further embodiment of the rotor assembly is characterized in that the rotor permanent magnet arrangement is fixed axially and rotationally in the inner cavity of the hollow rotor shaft by means of a clamp connection, a press connection or an adhesive connection. For example, individual permanent magnet segments can be arranged and fixed in a carrier component, the outer diameter of the carrier component being dimensioned such that a press fit is formed with the inner diameter of the inner cavity of the hollow rotor shaft. However, separate clamping disks can optionally or additionally be used on both sides of the rotor-permanent magnet arrangement, which establish a clamping connection between the hollow rotor shaft and the rotor-permanent magnet arrangement and thus axially and rotationally fix the rotor-permanent magnet arrangement in the inner cavity of the hollow rotor shaft. The rotor-permanent magnet arrangement can also be fixed using an adhesive connection.

Eine weitere Ausführung der Rotor-Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass die im Innenhohlraum der Rotorhohlwelle angeordnete Rotor-Permanentmagnet-Anordnung eine Kern-Achse aufweist, die sich mittig durch die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung erstreckt und /oder eine Magnet-Hülse auf aufweist, die die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung auf ihrer gesamten axialen Erstreckung umfasst. Insbesondere die Kern-Achse kann sich dabei auch bis durch die zuvor genannten Klemmscheiben erstrecken, die zu diesem Zweck eine zentrische Durchgangsbohrung aufweisen, in die die Kernachse beispielsweise mittels Presspassung eingefügt ist. Auf diese Weise trägt die Kern-Achse zur weiteren Versteifung der Rotor-Baugruppe bei und trägt zu einer gegenüber Biegeschwingungen lebensdauerfest ausgeführten Rotor-Baugruppe bei. Bei entsprechender Wahl des Materials der Kern-Achse, zum Beispiel Weicheisen, kann zudem positiv Einfluss genommen werden auf den magnetischen Fluß der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung und somit auf die Leistung des elektromotorischen Antriebs. Die Magnet-Hülse bewirkt zusätzlich, dass die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung vor und während der Montage vor Beschädigungen durch äußere Einflüsse geschützt ist.A further embodiment of the rotor assembly is characterized in that the rotor permanent magnet arrangement arranged in the inner cavity of the hollow rotor shaft has a core axis which extends centrally through the rotor permanent magnet arrangement and/or has a magnet sleeve, which includes the rotor permanent magnet arrangement over its entire axial extent. In particular, the core axis can also extend through the aforementioned clamping disks, which for this purpose have a central through hole into which the core axis is inserted, for example by means of a press fit. In this way, the core axis contributes to further stiffening of the rotor assembly and contributes to a rotor assembly that is designed to be durable against bending vibrations. If the material of the core axis is chosen appropriately, for example soft iron, a positive influence can also be had on the magnetic flux of the rotor-permanent magnet arrangement and thus on the performance of the electromotive drive. The magnet sleeve also ensures that the rotor permanent magnet arrangement is protected from damage caused by external influences before and during assembly.

Der erfindungsgemäße Elektrolader weist einen Radialverdichter mit einem Verdichtergehäuse, eine Lagereinheit mit einem Lagergehäuse, in dem eine Lageranordnung und ein Stator eines elektromotorischen Antriebs angeordnet sind, sowie eine Rotor-Baugruppe, mit zumindest den Merkmalen der vorausgehend erstgenannten Ausführungsform und ggf. weiteren Merkmalen wie vorausgehend und anhand von im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Lageranordnung drehgelagert ist und die mit dem Stator des elektromotorischen Antriebs zusammenwirkt.The electric charger according to the invention has a radial compressor with a compressor housing, a bearing unit with a bearing housing in which a bearing arrangement and a stator of an electric motor drive are arranged, and a rotor assembly, with at least the features of the first-mentioned embodiment and possibly further features as above and described using the exemplary embodiments shown below, which is rotatably mounted in the bearing arrangement and which interacts with the stator of the electric motor drive.

Eine Auswahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie verschiedene Kombinationsmöglichkeiten von Merkmalen verschiedener Ausführungen, gemäß den Ansprüchen, werden im Folgenden anhand der Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert.A selection of exemplary embodiments of the invention as well as various possible combinations of features of different designs, according to the claims, are explained in more detail below using the illustrations in the drawing.

Es zeigen:

  • 1 bis 3 unterschiedliche Ausführungen der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe in Ausführung mit Montage-Anschlussstutzen als integraler Bestandteil des Verdichterrades, in schematisch vereinfachter Schnitt-Darstellung;
  • 4 bis 6 unterschiedliche Ausführungen der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe in Ausführung mit Montage-Anschlussstutzen als integraler Bestandteil eines separaten Verdichterradträgerbautels, in schematisch vereinfachter Schnitt-Darstellung;
  • 7 eine Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroladers in schematisch vereinfachter Schnitt-Darstellung.
Show it:
  • 1 to 3 different versions of the rotor assembly according to the invention in a version with a mounting connection piece as an integral part of the compressor wheel, in a schematically simplified sectional representation;
  • 4 to 6 different versions of the rotor assembly according to the invention in a version with a mounting connection piece as an integral part of a separate compressor wheel carrier component, in a schematically simplified sectional view;
  • 7 an embodiment of the electric charger according to the invention in a schematically simplified sectional view.

Funktions- und Benennungsgleiche Teile sind in den Figuren durchgehend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.Parts with the same function and name are marked with the same reference numerals throughout the figures.

1 zeigt schematisiert eine erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe 10 für einen Elektrolader 100 mit elektromotorischem Antrieb 150. Dieser weist als zentrales Bauelement eine um eine Rotor-Drehachse 11 rotierbare, als Hohlwelle ausgebildete Rotorhohlwelle 40 mit einem ersten Wellenende 41, einem zweiten Wellenende 42 und einem Innenhohlraum 43 auf. Mit dem ersten Wellenende 41 ist ein Verdichterrad 30 mechanisch fest verbunden. Dazu ist am Verdichterrad 30 ein Montage-Anschlussstutzen 32 ausgebildet, der eine integrale Bauteileinheit, mit dem Verdichterrad 30 bildet und mit dem das Verdichterrad 30 auf das erste Wellenende 41 der Rotorhohlwelle 40 aufgesteckt und mit dieser mechanisch fest verbunden ist. Das zweite Wellenende 42 ist frei und ist lediglich mit einem Hohlwellenverschlussdeckel 60 verschlossen, der mechanisch fest mit dem zweiten Wellenende 42 verbunden ist. Dazu kann, wie in diesem Beispiel gezeigt, auch am Hohlwellenverschlussdeckel 60 ein Montage-Anschlussstutzen 32 ausgebildet sein, der auf das zweite Wellenende 42 der Rotorhohlwelle 40 aufgesteckt und mit dieser mechanisch fest verbunden ist. 1 shows schematically a rotor assembly 10 according to the invention for an electric charger 100 with an electric motor drive 150. As a central component, this has a rotor assembly. Axis of rotation 11 rotatable hollow rotor shaft 40 designed as a hollow shaft with a first shaft end 41, a second shaft end 42 and an inner cavity 43. A compressor wheel 30 is mechanically firmly connected to the first shaft end 41. For this purpose, a mounting connection piece 32 is formed on the compressor wheel 30, which forms an integral component unit with the compressor wheel 30 and with which the compressor wheel 30 is plugged onto the first shaft end 41 of the hollow rotor shaft 40 and is mechanically firmly connected to it. The second shaft end 42 is free and is only closed with a hollow shaft closure cover 60, which is mechanically firmly connected to the second shaft end 42. For this purpose, as shown in this example, a mounting connection piece 32 can also be formed on the hollow shaft closure cover 60, which is plugged onto the second shaft end 42 of the hollow rotor shaft 40 and is mechanically firmly connected to it.

Bei der gezeigten Ausführung weist das Verdichterrad 30 einen Montage-Anschlussstutzen 32 auf, der am ersten Wellenende 41 der Rotorhohlwelle 40 in den Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 passgenau um eine axiale Aufstecklänge 33 hineinragt. Der Montage-Anschlussstutzen 32 ist als integrale Bauteileinheit, einstückig mit dem Verdichterrad 30 gefertigt und als Hohlstutzen mit einer sich axial erstreckenden konzentrisch um die Rotor-Drehachse 11 umlaufenden Stutzenwand 34 und einer dem Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 zugewandten, von der Stutzenwand 34 umfassten Stutzen-Ausnehmung 36 ausgebildet. Zur Verbindung des Verdichterrads 30 mit der Rotorhohlwelle 40 kann hier beispielsweise eine Pressverbindung oder eine Schweißverbindung zwischen dem Montage-Anschlussstutzen 32 und dem ersten Wellenende 41 der Rotorhohlwelle 40 vorgesehen sein. Ein solcher Montage-Anschlussstutzen 32 wirkt sich, abhängig von der Bemessung der axialen Aufstecklänge 33 und der Materialstärke der Stutzenwand 34, vorteilhaft auf die Steifigkeit und Stabilität der Rotor-Baugruppe 10 aus und ermöglicht eine ebenso zuverlässige wie einfache Verbindung zwischen Verdichterrad 30 und Rotorhohlwelle 40.In the embodiment shown, the compressor wheel 30 has a mounting connection piece 32, which protrudes at the first shaft end 41 of the hollow rotor shaft 40 into the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 by an axial slip-on length 33. The mounting connecting piece 32 is manufactured as an integral component unit, in one piece with the compressor wheel 30 and as a hollow piece with an axially extending piece wall 34 that extends concentrically around the rotor axis of rotation 11 and a piece that faces the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 and is enclosed by the piece wall 34 -Recess 36 formed. To connect the compressor wheel 30 to the hollow rotor shaft 40, for example, a press connection or a welded connection can be provided between the mounting connection piece 32 and the first shaft end 41 of the hollow rotor shaft 40. Such a mounting connecting piece 32 has an advantageous effect on the rigidity and stability of the rotor assembly 10, depending on the dimensioning of the axial slip-on length 33 and the material thickness of the nozzle wall 34, and enables a reliable and simple connection between the compressor wheel 30 and the hollow rotor shaft 40 .

Weiterhin weist der Montage-Anschlussstutzen 32 des Verdichterrads 30 einen auf seinem Außenumfang umlaufenden Anschlagrand 35 auf, der gegenüber der Stirnfläche des ersten Wellenendes 41 angeordnet ist und die axiale Aufstecklänge 33 begrenzt. Dabei überragt der Außendurchmesser des Anschlagrandes 35 einen Innendurchmesser des Innenhohlraums 43 der Rotorhohlwelle 40 am zugeordneten ersten Wellenende 41 in radialer Richtung. Dies ermöglicht eine einfache und genaue axiale Positionierung des Verdichterrads 30 an der Rotorhohlwelle 40.Furthermore, the mounting connection piece 32 of the compressor wheel 30 has a stop edge 35 running around its outer circumference, which is arranged opposite the end face of the first shaft end 41 and limits the axial attachment length 33. The outer diameter of the stop edge 35 projects beyond an inner diameter of the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 at the associated first shaft end 41 in the radial direction. This enables simple and precise axial positioning of the compressor wheel 30 on the hollow rotor shaft 40.

Im Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 ist eine Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 angeordnet, die mechanisch fest mit der Rotorhohlwelle 40 verbunden ist. Diese kann beispielsweise aus einem Trägerbauteil und mehreren unterschiedliche polarisierten, darin gehaltenen Magnetsegmenten bestehen, die zusammen in den Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 eingepresst sind. Eine mechanisch feste Verbindung zwischen Rotorhohlwelle 40 und Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 kann, wie beispielhaft und schematisch in 1 gezeigt, auch mittels Klemmscheiben 57 hergestellt oder ergänzt werden. Auch eine Klebeverbindung zwischen Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 und Rotorhohlwelle 40 kann wahlweise oder ergänzend zur Anwendung kommen. Die genannten Verbindungstechnologien sind vielfach erprobt und einfach anwendbar.A rotor permanent magnet arrangement 50 is arranged in the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 and is mechanically firmly connected to the hollow rotor shaft 40. This can, for example, consist of a carrier component and several different polarized magnet segments held therein, which are pressed together into the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40. A mechanically fixed connection between the hollow rotor shaft 40 and the rotor permanent magnet arrangement 50 can, as exemplified and schematically in 1 shown, can also be produced or supplemented using clamping disks 57. An adhesive connection between the rotor permanent magnet arrangement 50 and the rotor hollow shaft 40 can also be used optionally or in addition. The connection technologies mentioned have been tried and tested many times and are easy to use.

2 zeigt eine Ausführung der Rotor-Baugruppe, die im Wesentlichen den gleichen Aufbau aufweist wie die in 1 gezeigte Ausführung. Hier wird jedoch eine andere Konfiguration des Montage-Anschlussstutzens 32 gezeigt. So ist das Verdichterrad 30 mit einem Montage-Anschlussstutzen 32 ausgestattet, der einen Außenumfang des ersten Wellenendes 41 passgenau umfasst und um eine axiale Aufstecklänge 33 übergreift. Somit ist hier also eine Stutzen-Ausnehmung 36 vorgesehen, deren Innenumfang, zumindest im Bereich einer Aufstecklänge 33, dem Außenumfang des ersten Wellenendes 41 angepasst ist und das erste Wellenende 41 der Rotorhohlwelle 40 ragt über die Aufstecklänge 33 in den Montage-Anschlussstutzen 32 hinein. Am Innenumfang dieser Stutzen-Ausnehmung 36 ist ein umlaufender Anschlagrand 35 vorgesehen, der gegenüber der Stirnfläche des ersten Wellenendes 41 angeordnet ist und die axiale Einstecklänge 33 begrenzt. 2 shows an embodiment of the rotor assembly, which essentially has the same structure as that in 1 version shown. However, a different configuration of the mounting connection piece 32 is shown here. Thus, the compressor wheel 30 is equipped with a mounting connection piece 32, which precisely encompasses an outer circumference of the first shaft end 41 and overlaps by an axial slip-on length 33. Thus, a socket recess 36 is provided here, the inner circumference of which, at least in the area of a slip-on length 33, is adapted to the outer circumference of the first shaft end 41 and the first shaft end 41 of the hollow rotor shaft 40 protrudes over the slip-on length 33 into the mounting connection socket 32. On the inner circumference of this socket recess 36, a circumferential stop edge 35 is provided, which is arranged opposite the end face of the first shaft end 41 and limits the axial insertion length 33.

Die in 2 gezeigte Ausführung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass eine Axiallagerscheibe 55 als separates Bauteil auf dem Außenumfang des Montage-Anschlussstutzens 32 angeordnet ist. Diese dient zur axialen Lagerung der Rotor-Baugruppe 10 in einem Lagergehäuse 141 des Elektroladers 100. Die Axiallagerscheibe 55 ist mechanisch fest mit dem Montage-Anschlussstutzen 32 verbunden. Dies kann im gezeigten Beispiel mit Hilfe einer Schweißverbindung oder einem Presssitz gewährleistet werden.In the 2 The embodiment shown is further characterized in that an axial bearing disk 55 is arranged as a separate component on the outer circumference of the mounting connection piece 32. This serves to axially mount the rotor assembly 10 in a bearing housing 141 of the electric charger 100. The axial bearing disk 55 is mechanically firmly connected to the mounting connection piece 32. In the example shown, this can be ensured using a welded connection or a press fit.

Der Montage-Anschlussstutzen 32 des in 3 dargestellten Verdichterrads 30 weist eine weitere alternative Gestaltung des Montage-Anschlussstutzens 32 auf. Die gezeigte Ausführung des Montage-Anschlussstutzens 32 stellt eine Kombination dar, aus der in 1 gezeigten Ausführung des Montage-Anschlussstutzens 32 und der in 2 gezeigten Ausführung des Montage-Anschlussstutzens 32. So ragt hier der Montage-Anschlussstutzen 32 des Verdichterrads 30 am ersten Wellenende 41 in den Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 passgenau um eine axiale Aufstecklänge 33 hinein und umfasst auch den Außenumfang des ersten Wellenendes 41 passgenau und übergreift das erste Wellenende 41um eine axiale Aufstecklänge 33. Dabei können der in den Innenhohlraum 43 hineinragende Teil und der das erste Wellenende 41 umfassende Teil des Montage-Anschlussstutzens 32 unterschiedliche Erstreckung in axialer Richtung aufweisen, so dass sich dadurch zwei unterschiedliche Aufstecklängen 33 auf der Innenseite und Außenseite des ersten Wellenendes 41 ergeben können.The mounting connection piece 32 of the in 3 Compressor wheel 30 shown has a further alternative design of the mounting connection piece 32. The embodiment of the mounting connection piece 32 shown represents a combination of which in 1 shown version of the mounting connection piece 32 and in 2 shown version of the mounting connection piece zens 32. Here, the assembly connecting piece 32 of the compressor wheel 30 on the first shaft end 41 protrudes into the inner cavity 43 of the rotor hollow shaft 40 with a precise fit by an axial insertion length 33 and also encompasses the outer circumference of the first shaft end 41 with a precise fit and engages over the first shaft end 41 by an axial Attachment length 33. The part protruding into the inner cavity 43 and the part of the assembly connecting piece 32 encompassing the first shaft end 41 can have different extensions in the axial direction, so that this results in two different attachment lengths 33 on the inside and outside of the first shaft end 41 can.

Auf diese Weise ist bei dieser Ausführung auf der Stirnseite des Montage-Anschlussstutzens 32, die der Rotorhohlwelle 40 zugewandt ist, eine konzentrisch zur Rotor-Drehachse 11 umlaufende axiale Stecknut 37 ausgebildet, in die das erste Wellenende 41, also die den Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 umfassende, die Rotorhohlwelle 40 bildende Zylinderwand, passgenau eingefügt ist. Dabei kann die Tiefe der Stecknut 37 der axialen Aufstecklänge 33 entsprechen, wobei der Stecknutgrund 37a einen Anschlagrand bildet für das eingefügte erste Wellenende 41. Zusätzlich ist auch hier eine Stutzen-Ausnehmung 36 vorgesehen, so dass die axiale Stecknut 37 in der sich axial erstreckenden konzentrisch um die Rotor-Drehachse 11 umlaufenden Stutzenwand 34 ausgebildet ist.In this way, in this embodiment, an axial plug-in groove 37 is formed on the end face of the mounting connection piece 32, which faces the hollow rotor shaft 40, concentrically to the rotor axis of rotation 11, into which the first shaft end 41, i.e. the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 comprehensive cylinder wall forming the rotor hollow shaft 40 is inserted precisely. The depth of the plug-in groove 37 can correspond to the axial plug-on length 33, with the plug-in groove base 37a forming a stop edge for the inserted first shaft end 41. In addition, a socket recess 36 is also provided here, so that the axial plug-in groove 37 is concentric in the axially extending around the rotor axis of rotation 11 circumferential nozzle wall 34 is formed.

Weiterhin weisen die in den 2 und 3 gezeigten Verdichterräder 30 jeweils eine Stutzen-Ausnehmung 36 im Montage-Anschlussstutzen 32 des Verdichterrads 30 auf, die sich bis in das Verdichterrad 30 hinein erstreckt und so zur vorteilhaften Reduzierung des Gewichts und des Massenträgheitsmoments des Verdichterrads 30 beiträgt.Furthermore, those in the 2 and 3 The compressor wheels 30 shown each have a socket recess 36 in the mounting connection socket 32 of the compressor wheel 30, which extends into the compressor wheel 30 and thus contributes to the advantageous reduction of the weight and the mass moment of inertia of the compressor wheel 30.

Schließlich zeigen die in den 2 und 3 dargestellten Ausführungen eine Rotor-Baugruppe 10, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Rotorhohlwelle 40 im Bereich des zweiten Wellenendes 42 mehrere radiale Durchbrüche 45, in Form von radial verlaufenden Durchgangsbohrungen durch die Rotorhohlwelle 40, zum Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 hin, aufweisen. Weiterhin ist in dem gezeigten Beispiel je ein axialer Durchbruch 44 in der Nabe des Verdichterrades 30 und im Hohlwellenverschlussdeckel 60 in Form einer zentrischen, axialen Durchgangsbohrung vorgesehen. Dies ermöglicht eine Luftzirkulation im Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 zur kühlenden Belüftung der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50.Finally, they show in the 2 and 3 shown embodiments a rotor assembly 10, which is characterized in that the rotor hollow shaft 40 in the area of the second shaft end 42 has a plurality of radial openings 45, in the form of radially extending through holes through the rotor hollow shaft 40, towards the inner cavity 43 of the rotor hollow shaft 40. Furthermore, in the example shown, an axial opening 44 is provided in the hub of the compressor wheel 30 and in the hollow shaft closure cover 60 in the form of a central, axial through hole. This enables air circulation in the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 for cooling ventilation of the rotor-permanent magnet arrangement 50.

4 zeigt schematisiert eine erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe 10 für einen Elektrolader 100 mit elektromotorischem Antrieb 150. Auch dieser weist als zentrales Bauelement eine als Hohlwelle ausgebildete Rotorhohlwelle 40 mit einem ersten Wellenende 41, einem zweiten Wellenende 42 und einem Innenhohlraum 43 auf. Mit dem ersten Wellenende 41 ist ein Verdichterradträgerbauteil 31 mechanisch fest verbunden. Auf dem Verdichterradträgerbauteil 31 ist das Verdichterrad 30 angeordnet und mit diesem ebenfalls mechanisch fest verbunden. Das zweite Wellenende 42 ist frei und mit einem Hohlwellenverschlussdeckel 60, wie bereits in den Ausführungen der 1 bis 3 gezeigt, verschlossen. 4 shows schematically a rotor assembly 10 according to the invention for an electric charger 100 with an electric motor drive 150. This also has, as a central component, a hollow rotor shaft 40 designed as a hollow shaft with a first shaft end 41, a second shaft end 42 and an inner cavity 43. A compressor wheel carrier component 31 is mechanically firmly connected to the first shaft end 41. The compressor wheel 30 is arranged on the compressor wheel carrier component 31 and is also mechanically firmly connected to it. The second shaft end 42 is free and has a hollow shaft closure cover 60, as already described in FIG 1 to 3 shown, locked.

Das Verdichterradträgerbauteil 31 weist als integralen Bestandteil einen Montage-Anschlussstutzen 32 auf, der am ersten Wellenende 41 der Rotorhohlwelle 40 in den Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 passgenau um eine erste axiale Einstecklänge 23 hineinragt. Der Montage-Anschlussstutzen 32 ist als Hohlstutzen mit einer sich axial erstreckenden umlaufenden Stutzenwand 34 und einer dem Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 zugewandten, von der Stutzenwand 34 umfassten Stutzen-Ausnehmung 36 ausgebildet. Zur Verbindung des Verdichterradträgerbauteils 31 mit der Rotorhohlwelle 40 kann hier beispielsweise eine Pressverbindung oder eine Schweißverbindung zwischen dem Montage-Anschlussstutzen 32 und dem ersten Wellenende 41 der Rotorhohlwelle 40 vorgesehen sein. Ein solcher Anschlussstutzen wirkt sich, abhängig von der Bemessung der axialen Einstecklänge 33 und der Materialstärke der Stutzenwand 34, vorteilhaft auf die Steifigkeit und Stabilität der Rotor-Baugruppe 10 aus und ermöglicht eine ebenso zuverlässige wie einfache Verbindung zwischen Verdichterradträgerbauteil 31 und Rotorhohlwelle 40.The compressor wheel carrier component 31 has, as an integral component, a mounting connection piece 32, which protrudes at the first shaft end 41 of the hollow rotor shaft 40 into the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 by a first axial insertion length 23. The assembly connecting piece 32 is designed as a hollow piece with an axially extending circumferential piece wall 34 and a piece recess 36 facing the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 and enclosed by the piece wall 34. To connect the compressor wheel carrier component 31 to the hollow rotor shaft 40, for example, a press connection or a welded connection can be provided between the mounting connection piece 32 and the first shaft end 41 of the hollow rotor shaft 40. Depending on the dimensioning of the axial insertion length 33 and the material thickness of the nozzle wall 34, such a connecting piece has an advantageous effect on the rigidity and stability of the rotor assembly 10 and enables a connection between the compressor wheel carrier component 31 and the hollow rotor shaft 40 that is as reliable as it is simple.

Weiterhin weist das Verdichterradträgerbauteil 31 der 4 einen sich von der Rotorhohlwelle 40 weg erstreckenden Wellenzapfen 38 auf, auf dem das Verdichterrad 30 mechanisch fest verbunden angeordnet ist. Die mechanisch feste Verbindung ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Spannmutter 56 realisiert, mit der das Verdichterrad 30 auf dem Wellenzapfen 38 festgespannt ist. Es sind hier jedoch alternativ oder ergänzend auch andere Arten der Verbindung einsetzbar, wie zum Beispiel eine Pressverbindung oder eine Schraubverbindung mittels Gewinde in der Verdichterradbohrung oder eine Schweißverbindung, etc. Eine solche Ausgestaltung des Verdichterradträgerbauteils 31 hat den Vorteil einer einfachen Montage des Verdichterrades 30 auf dem Verdichterradträgerbauteil 31 und ermöglicht gleichzeitig die Verwendung herkömmlicher Verdichterräder, die mit einer Verdichterradbohrung zur Montage auf einer herkömmlichen Rotorwelle ausgestattet sind.Furthermore, the compressor wheel carrier component 31 has 4 a shaft journal 38 which extends away from the hollow rotor shaft 40 and on which the compressor wheel 30 is arranged in a mechanically fixed manner. In this exemplary embodiment, the mechanically fixed connection is realized by means of a clamping nut 56, with which the compressor wheel 30 is clamped onto the shaft journal 38. However, other types of connection can also be used here as an alternative or in addition, such as a press connection or a screw connection using a thread in the compressor wheel bore or a welded connection, etc. Such a design of the compressor wheel carrier component 31 has the advantage of simple assembly of the compressor wheel 30 on the Compressor wheel carrier component 31 and at the same time allows the use of conventional compressor wheels that are equipped with a compressor wheel hole for mounting on a conventional rotor shaft.

Wie in 4 dargestellt weist der Montage-Anschlussstutzen 32 des Verdichterradträgerbauteils 31 einen radial umlaufenden Anschlagrand 35 auf, dessen Außendurchmesser einen Innendurchmesser des Innenhohlraums 43 der Rotorhohlwelle 40 am zugeordneten ersten Wellenende 41 radial überragt und die axiale Einstecklänge 33 des Anschlussstutzens 32 begrenzt. Dies ermöglicht eine einfache und genaue axiale Positionierung des Verdichterradträgerbauteils 31 an der Rotorhohlwelle 40.As in 4 shown has the assembly connecting piece 32 of the compressor wheel carrier partly 31 has a radially circumferential stop edge 35, the outer diameter of which radially projects beyond an inner diameter of the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 at the assigned first shaft end 41 and limits the axial insertion length 33 of the connecting piece 32. This enables simple and precise axial positioning of the compressor wheel carrier component 31 on the hollow rotor shaft 40.

Weiterhin ist das Ausführungsbeispiel der in 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorhohlwelle 40 und der Montage-Anschlussstutzen 32 mehrere radiale Durchbrüche 45 zum Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 hin aufweisen und dass das der Wellenzapfen 38 des Verdichterradträgerbauteils 31 und der Hohlwellenverschlussdeckel 60 jeweils einen oder mehrere axiale Durchbrüche 44 zum Innenhohlraum 43 der Rotorhohlwelle 40 hin aufweisen, die der kühlenden Belüftung der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 dienen.Furthermore, the exemplary embodiment is in 4 characterized in that the hollow rotor shaft 40 and the mounting connecting piece 32 have a plurality of radial openings 45 towards the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40 and that the shaft journal 38 of the compressor wheel carrier component 31 and the hollow shaft closure cover 60 each have one or more axial openings 44 towards the inner cavity 43 of the hollow rotor shaft 40, which serve to provide cooling ventilation for the rotor-permanent magnet arrangement 50.

Die in der 5 gezeigte Ausführung weist ebenfalls ein separates Verdichterradträgerbauteil 31, wie bereits in 4 beschrieben, auf ist darüber hinaus jedoch dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Verdichterradträgerbauteil 31 eine Axiallagerscheibe 55 angeordnet ist, zur axialen Lagerung der Rotor-Baugruppe 10 in einem Lagergehäuse 141 eines Elektroladers 100. Dabei ist die Axiallagerscheibe 55 ausgebildet als integraler Bestandteil des Verdichterradträgerbauteils 31 und begrenzt gleichzeitig die axiale Einstecklänge 33 des ersten Anschlussstutzens 32, indem sie als Anschlag für das erste Wellenende 41 wirkt. Auf diese Art ist die Funktion der Axiallagerung auf einfache Weise in die Rotor-Baugruppe 10 integriert und eine einfache und genaue axiale Positionierung des Verdichterradträgerbauteils 31 an der Rotorhohlwelle 40 ermöglicht.The ones in the 5 The embodiment shown also has a separate compressor wheel carrier component 31, as already shown in 4 described, but is also characterized in that an axial bearing disk 55 is arranged on the compressor wheel carrier component 31 for axially supporting the rotor assembly 10 in a bearing housing 141 of an electric charger 100. The axial bearing disk 55 is designed as an integral part of the compressor wheel carrier component 31 and at the same time limits the axial insertion length 33 of the first connecting piece 32 by acting as a stop for the first shaft end 41. In this way, the function of the axial bearing is easily integrated into the rotor assembly 10 and enables simple and precise axial positioning of the compressor wheel carrier component 31 on the hollow rotor shaft 40.

Die in 5 dargestellte Ausführung unterscheidet sich weiterhin bezüglich der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 von den Ausführungen der 1 bis 4. Hier weist die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 eine Kern-Achse 58 aufweist, die sich mittig durch die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 und die beidseitig davon angeordneten Klemmscheiben 57 erstreckt und damit verpresst ist. Auf diese Weise trägt die Kern-Achse 58 zur weiteren Versteifung der Rotor-Baugruppe 10 bei. Bei entsprechender Wahl des Materials der Kern-Achse 58, zum Beispiel Weicheisen, kann zudem positiv Einfluss genommen werden auf den magnetischen Fluss der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 und somit auf die Leistung des elektromotorischen Antriebs 150.In the 5 The embodiment shown also differs from the embodiments in terms of the rotor-permanent magnet arrangement 50 1 to 4 . Here, the rotor permanent magnet arrangement 50 has a core axis 58, which extends centrally through the rotor permanent magnet arrangement 50 and the clamping disks 57 arranged on both sides of it and is pressed therewith. In this way, the core axis 58 contributes to further stiffening the rotor assembly 10. With an appropriate choice of the material of the core axis 58, for example soft iron, a positive influence can also be had on the magnetic flux of the rotor-permanent magnet arrangement 50 and thus on the performance of the electromotive drive 150.

Darüber hinaus weist diese Ausführung ergänzend zu der Kern-Achse 58 eine Magnet-Hülse 59 auf, die die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 auf ihrer gesamten axialen Erstreckung umfasst. Diese Magnet-Hülse 59 bewirkt eine zusätzliche Versteifung der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 und schützt diese vor und während der Montage vor Beschädigungen durch äußere Einflüsse.In addition to the core axis 58, this embodiment also has a magnet sleeve 59, which encompasses the rotor permanent magnet arrangement 50 over its entire axial extent. This magnet sleeve 59 causes additional stiffening of the rotor permanent magnet arrangement 50 and protects it from damage caused by external influences before and during assembly.

Kern-Achse 58 und Magnet-Hülse 59 tragen beide vorteilhaft zu einer gegenüber Biegeschwingungen lebensdauerfesten Ausführung der Rotor-Baugruppe bei.Core axis 58 and magnet sleeve 59 both advantageously contribute to a design of the rotor assembly that is durable against bending vibrations.

Die in 6 gezeigte Ausführung unterscheidet sich von der Ausführung der 4 darin, dass eine Axiallagerscheibe 55 vorgesehen ist, die als separates Bauteil ausgeführt und auf dem Verdichterradträgerbauteil 31 montagetechnisch fixiert, also nicht als integraler Bestandteil des Verdichterradträgerbauteils 31 ausgeführt ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Axiallagerscheibe 55 auf einem Absatz des Wellenzapfens 38 des Verdichterradträgerbauteils 31 angeordnet und mittels einer Spannmutter 56 zusammen mit dem Verdichterrad 30 festgespannt.In the 6 The version shown differs from the version shown 4 in that an axial bearing disk 55 is provided, which is designed as a separate component and is fixed to the compressor wheel carrier component 31 for assembly purposes, i.e. is not designed as an integral part of the compressor wheel carrier component 31. In the example shown, the axial bearing disk 55 is arranged on a shoulder of the shaft journal 38 of the compressor wheel carrier component 31 and clamped together with the compressor wheel 30 by means of a clamping nut 56.

Darüber hinaus wird beim Ausführungsbeispiel der 6 bei dem Verdichterradträgerbauteil 31 auf einen Anschlagrand verzichtet. Dies ermöglicht eine in Grenzen variable axiale Eistecklänge 33 und somit eine Feinjustierung der Gesamtlänge der Rotor-Baugruppe 10 bei der Montage.In addition, in the exemplary embodiment 6 the compressor wheel carrier component 31 does not have a stop edge. This enables an axial insertion length 33 that is variable within limits and thus a fine adjustment of the overall length of the rotor assembly 10 during assembly.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in den 1 bis 6 gezeigten Merkmalskombinationen der Ausführungsbeispiele beispielhaft zu verstehen sind und weitere davon abweichende Merkmalskombinationen aufweisende Ausführungsbeispiele nicht ausschließen sollen. Die in den abhängigen Patentansprüchen benannten Merkmale sind zu den Merkmalen ihrer unabhängigen Patentansprüche einzeln, in Kombinationen oder vollständig kombinierbar, sofern sie nicht sich gegenseitig ausschließende Alternativen bilden.It should be noted that in the 1 to 6 shown feature combinations of the exemplary embodiments are to be understood as examples and are not intended to exclude further exemplary embodiments having deviating feature combinations. The features named in the dependent patent claims can be combined with the features of their independent patent claims individually, in combinations or completely, provided that they do not form mutually exclusive alternatives.

7 zeigt einen erfindungsgemäßen Elektrolader 100 in vereinfachter schematischer Darstellung. Der Elektrolader 100 weist einen Radialverdichter 130 mit einem Verdichtergehäuse 131 auf, in dem das Verdichterrad 30 der Rotor-Baugruppe 10 angeordnet ist. 7 shows an electric charger 100 according to the invention in a simplified schematic representation. The electric charger 100 has a radial compressor 130 with a compressor housing 131 in which the compressor wheel 30 of the rotor assembly 10 is arranged.

Am Verdichtergehäuse 131 des Radialverdichters 130 ist eine Lagereinheit 140 mit einem Lagergehäuse 141 angeordnet. In dem Lagergehäuse 141 sind eine Lageranordnung 142 und ein Stator 151 eines elektromotorischen Antriebs 150 angeordnet, sowie eine erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe 10 gemäß einer der vorausgehend beschriebenen Ausführungen. Die Rotor-Baugruppe 10 ist in der Lageranordnung 142 drehgelagert und wirkt mittels ihrer Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 mit dem Stator 151 des elektromotorischen Antriebs 150 zusammen.A bearing unit 140 with a bearing housing 141 is arranged on the compressor housing 131 of the radial compressor 130. A bearing arrangement 142 and a stator 151 of an electric motor drive 150 are arranged in the bearing housing 141, as well as a rotor assembly 10 according to the invention according to one of the previously described embodiments. The rotor assembly 10 is rotatably mounted in the bearing arrangement 142 and interacts with the stator 151 of the electromotive drive 150 by means of its rotor-permanent magnet arrangement 50.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
Rotor-BaugruppeRotor assembly
1111
Rotor-DrehachseRotor rotation axis
3030
VerdichterradCompressor wheel
3131
VerdichterradträgerbauteilCompressor wheel carrier component
3232
Montage-AnschlussstutzenMounting connection piece
3333
axiale Aufstecklängeaxial attachment length
3434
Stutzenwandnozzle wall
3535
AnschlagrandStop edge
3636
Stutzen-AusnehmungNozzle recess
3737
StecknutPlug-in groove
37a37a
StecknutgrundSlot base
3838
Wellenzapfenshaft journal
4040
RotorhohlwelleRotor hollow shaft
4141
erstes Wellenendefirst wave end
4242
zweites Wellenendesecond shaft end
4343
InnenhohlraumInterior cavity
4444
axialer Durchbruchaxial breakthrough
4545
radialer Durchbruchradial breakthrough
5050
Rotor-Permanentmagnet-AnordnungRotor permanent magnet arrangement
5555
AxiallagerscheibeThrust bearing washer
5656
Spannmutterclamping nut
5757
KlemmscheibeClamping disc
5858
Kern-AchseCore axis
5959
Magnet-HülseMagnet sleeve
6060
Hohlwellenverschlussdeckel Hollow shaft closure cover
100100
ElektroladerElectric loader
130130
RadialverdichterCentrifugal compressor
131131
VerdichtergehäuseCompressor housing
140140
LagereinheitStorage unit
141141
Lagergehäusebearing housing
142142
LageranordnungStorage arrangement
150150
elektromotorischer Antriebelectric motor drive
151151
Statorstator

Claims (14)

Rotor-Baugruppe (10) eines Elektroladers (100) mit elektromotorischem Antrieb (150), die aufweist, - eine als Hohlwelle ausgebildete, einen Innenhohlraum (43) aufweisende und um eine Rotor-Drehachse (11) rotierbare Rotorhohlwelle (40), - ein Verdichterrad (30), das an einem ersten Wellenende (41) der Rotorhohlwelle (40) angeordnet ist, wobei ein gegenüberliegendes freies Wellenende (42) geschlossen ist, - eine Rotor-Permanentmagnet-Anordnung (50), die im Innenhohlraum (43) der Rotorhohlwelle (40) angeordnet und mechanisch fest mit der Rotorhohlwelle (40) verbunden ist, - wobei das Verdichterrad (30) mittels eines Montage-Anschlussstutzens (32) auf das erste Wellenende (41) der Rotorhohlwelle (40) aufgesteckt und mit dieser mechanisch fest verbunden ist, wobei der Montage-Anschlussstutzen (32) integraler Bestandteil des Verdichterrades (30) ist oder wobei der Montage-Anschlussstutzen (32) integraler Bestandteil eines separaten Verdichterradträgerbauteils (31) ist, auf dem das Verdichterrad (30) mechanisch fest angeordnet ist.Rotor assembly (10) of an electric charger (100) with an electric motor drive (150), which has - a hollow rotor shaft (40) designed as a hollow shaft, having an inner cavity (43) and rotatable about a rotor axis of rotation (11), - a compressor wheel (30) which is arranged on a first shaft end (41) of the hollow rotor shaft (40), with an opposite free shaft end (42) being closed, - a rotor permanent magnet arrangement (50), which is arranged in the inner cavity (43) of the hollow rotor shaft (40) and is mechanically firmly connected to the hollow rotor shaft (40), - wherein the compressor wheel (30) is plugged onto the first shaft end (41) of the hollow rotor shaft (40) by means of a mounting connection piece (32) and is mechanically firmly connected to it, the mounting connection piece (32) being an integral part of the compressor wheel (30 ) or wherein the mounting connection piece (32) is an integral part of a separate compressor wheel carrier component (31) on which the compressor wheel (30) is mechanically fixed. Rotor-Baugruppe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen (32) am ersten Wellenende (41) in den Innenhohlraum (43) der Rotorhohlwelle (40) passgenau um eine axiale Aufstecklänge (33) hineinragt.Rotor assembly (10). Claim 1 , characterized in that the assembly connecting piece (32) at the first shaft end (41) protrudes precisely into the inner cavity (43) of the hollow rotor shaft (40) by an axial insertion length (33). Rotor-Baugruppe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen (32) einen Außenumfang des ersten Wellenendes (41) passgenau umfasst und um eine axiale Aufstecklänge (33) übergreift.Rotor assembly (10). Claim 1 or 2 , characterized in that the assembly connecting piece (32) encloses an outer circumference of the first shaft end (41) with a precise fit and overlaps by an axial slip-on length (33). Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen (32) als Hohlstutzen mit einer sich axial erstreckenden konzentrisch um die Rotor-Drehachse (11) umlaufenden Stutzenwand (34) und einer dem Innenhohlraum (43) der Rotorhohlwelle (40) zugewandten, von der Stutzenwand (34) umfassten Stutzen-Ausnehmung (36) ausgebildet ist.Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly connecting piece (32) is designed as a hollow piece with an axially extending piece wall (34) running concentrically around the rotor axis of rotation (11) and an inner cavity (43 ) a nozzle recess (36) is formed facing the hollow rotor shaft (40) and enclosed by the nozzle wall (34). Rotor-Baugruppe (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stutzen-Ausnehmung (36) im Montage-Anschlussstutzen (32) des Verdichterrades (30) bis in das Verdichterrad (30) hinein erstreckt.Rotor assembly (10). Claim 4 , characterized in that the connecting piece recess (36) in the mounting connecting piece (32) of the compressor wheel (30) extends into the compressor wheel (30). Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen (32) des Verdichterrades (30) einen umlaufenden Anschlagrand (35) aufweist, der gegenüber einer Stirnfläche des ersten Wellenendes (41) angeordnet ist und die axiale Aufstecklänge (33) begrenzt.Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting connection piece (32) of the compressor wheel (30) has a circumferential stop edge (35) which is arranged opposite an end face of the first shaft end (41) and which axial attachment length (33) limited. Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montage-Anschlussstutzen (32) des Verdichterrades (30) mit dem zugeordneten Wellenende (41) der Rotorhohlwelle (40) mittels einer Pressverbindung oder einer Schweißverbindung mechanisch fest verbunden ist.Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting connection piece (32) of the compressor wheel (30) is mechanically firmly connected to the associated shaft end (41) of the hollow rotor shaft (40) by means of a press connection or a welded connection . Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axiallagerscheibe (55) als integraler Bestandteil des Montage-Anschlussstutzens (32) oder als separates Bauteil auf dem Montage-Anschlussstutzen (32) angeordnet ist, zur axialen Lagerung der Rotor-Baugruppe (10) in einem Lagergehäuse (141) des Radialverdichters (100).Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that an axial bearing disk (55) is arranged as an integral part of the mounting connecting piece (32) or as a separate component on the mounting connecting piece (32) for axial storage of the Rotor assembly (10) in a bearing housing (141) of the centrifugal compressor (100). Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterradträgerbauteil (31) einen, sich von der Rotorhohlwelle (40) weg erstreckenden Wellenzapfen (38) aufweist, auf dem das Verdichterrad (30) mechanisch fest verbunden angeordnet ist.Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor wheel carrier component (31) has a shaft journal (38) which extends away from the hollow rotor shaft (40) and on which the compressor wheel (30) is arranged in a mechanically fixed manner . Rotor-Baugruppe (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad (30) mit dem Wellenzapfen (36) des Verdichterradträgerbauteils (31) mittels einer Pressverbindung oder einer Schweißverbindung oder einer Schraubverbindung mechanisch fest verbunden ist.Rotor assembly (10). Claim 8 , characterized in that the compressor wheel (30) is mechanically firmly connected to the shaft journal (36) of the compressor wheel carrier component (31) by means of a press connection or a welded connection or a screw connection. Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gegenstand aus einer Gruppe, die gebildet ist durch die Rotorhohlwelle (40), den Montage-Anschlussstutzen (32), das Verdichterrad (30) und einen Hohlwellenverschlussdeckel (60), einen oder mehrere axiale oder radiale Durchbrüche (44, 45), zum Innenhohlraum (43) der Rotorhohlwelle (40) hin, aufweisen, zur kühlenden Belüftung der Rotor-Permanentmagnet-Anordnung (50).Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one object from a group formed by the hollow rotor shaft (40), the mounting connection piece (32), the compressor wheel (30) and a hollow shaft closure cover ( 60), one or more axial or radial openings (44, 45), towards the inner cavity (43) of the rotor hollow shaft (40), for cooling ventilation of the rotor permanent magnet arrangement (50). Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung (50) im Innenhohlraum (43) der Rotorhohlwelle (40) axial und rotatorisch fixiert ist mittels einer Klemmverbindung, einer Pressverbindung oder einer Klebeverbindung.Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor permanent magnet arrangement (50) is axially and rotationally fixed in the inner cavity (43) of the hollow rotor shaft (40) by means of a clamp connection, a press connection or an adhesive connection. Rotor-Baugruppe (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Innenhohlraum (43) der Rotorhohlwelle (40) angeordnete Rotor-Permanentmagnet-Anordnung (50) eine Kern-Achse 58 aufweist, die sich mittig durch die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 erstreckt und /oder eine Magnet-Hülse 59 auf aufweist, die die Rotor-Permanentmagnet-Anordnung 50 auf ihrer gesamten axialen Erstreckung umfasst.Rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor permanent magnet arrangement (50) arranged in the inner cavity (43) of the rotor hollow shaft (40) has a core axis 58 which extends centrally through the rotor Permanent magnet arrangement 50 extends and / or has a magnet sleeve 59 which includes the rotor permanent magnet arrangement 50 over its entire axial extent. Elektrolader (100) der aufweist einen Radialverdichter (130) in einem Verdichtergehäuse (131), eine Lagereinheit (140) mit einem Lagergehäuse (141) in dem eine Lageranordnung (142) und ein Stator (151) eines elektromotorischen Antriebs (150) angeordnet sind, sowie eine Rotor-Baugruppe (10) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, die in der Lageranordnung (142) drehgelagert ist und deren Rotor-Permanentmagnet-Anordnung (50) mit dem Stator (151) des elektromotorischen Antriebs (150) zusammenwirkt.Electric charger (100) which has a radial compressor (130) in a compressor housing (131), a bearing unit (140) with a bearing housing (141) in which a bearing arrangement (142) and a stator (151) of an electric motor drive (150) are arranged, and a rotor assembly (10) according to one of the preceding claims, which is rotatably mounted in the bearing arrangement (142) and whose rotor-permanent magnet arrangement (50) cooperates with the stator (151) of the electric motor drive (150).
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