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Title:
METHOD FOR MECHANICALLY CONNECTING TWO COMPONENTS IN A RIGID MANNER, ROTOR OF AN ELECTRIC ROTATION MACHINE, METHOD FOR PRODUCING A ROTOR OF AN ELECTRIC ROTATION MACHINE, AND ELECTRIC ROTATION MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/214131
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for mechanically connecting two components in a rigid manner, to a rotor of an electric rotation machine, to a method for producing a rotor of an electric rotation machine, and to an electric rotation machine. According to the method for mechanically connecting two components in a rigid manner, a first component (50) and a second component (60) are provided, wherein at least one pin (51) is produced in the first component (50) by pressing into the material of the first component (50), at least one through-hole (61) is produced in the second component (60), a pin (51) of the first component (50) is introduced into a through-hole (61) of the second component (60), a pressing force (70) and/or a pulse is applied to the pin (51) in the axial direction thereof by means of a pressing element, and a counter pressure force (71) and/or a counter pulse is applied to the pin in the axial direction opposite the pressing direction of the pressing force (70) by means of a counter pressing element in the through-hole (61) such that pin (51) material located between the pressing elements is moved radially and a force-fitting connection is produced with the wall of the through-hole (61). The aforementioned method for mechanically connecting two components in a rigid manner and the rotor produced using said method ensure a durable and rigid connection of rotor sheet metal ends to the shaft.

Inventors:
ROSE ALEXANDER (DE)
NACHTMANN FLORIAN (FR)
OSTER SEBASTIEN (FR)
Application Number:
PCT/DE2022/100221
Publication Date:
October 13, 2022
Filing Date:
March 23, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
H02K1/28; H02K7/00; H02K15/02
Foreign References:
DE102016200703A12017-07-20
JP2013128359A2013-06-27
US20020036440A12002-03-28
DE102018104653A12019-09-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen, bei dem

- ein erstes Bauteil (50) und ein zweites Bauteil (60) zur Verfügung gestellt wer den,

- im ersten Bauteil (50) durch Eindrücken in das Material des ersten Bauteils (50) mindestens ein Zapfen (51 ) erzeugt wird,

- im zweiten Bauteil (60) mindestens ein Durchgangsloch (61) erzeugt wird,

- ein Zapfen (51) des ersten Bauteils (50) in ein Durchgangsloch (61) des zweiten Bauteils (60) eingebracht wird, und

- mit einem Druckelement in axialer Richtung des Zapfens (51) auf diesen eine Druckkraft (70) aufgebracht und/oder ein Impuls aufgebracht wird und mit einem Gegendruckelement im Durchgangsloch (61) in axialer Richtung entgegen der Druckrichtung der Druckkraft (70) auf den Zapfen eine Gegendruckkraft (71) auf gebracht wird und/oder ein Gegen-Impuls aufgebracht wird, sodass sich axial zwi schen dem Druckelement und dem Druckelement befindliches Material des Zap fens (51) radial verschiebt und einen Kraftschluss mit einer Lochwandung des Durchgangslochs (61) ausbildet.

2. Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung des Zapfens (51) gleich zeitig mit der Einbringung des Zapfens (51) in das Durchgangsloch (61) des zwei ten Bauteils (60) erfolgt.

3. Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Druckkraft (70) der Zapfen (51) aus dem Material des ersten Bauteils (50) erzeugt wird.

4. Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine, umfassend eine Welle (10) und koa xial auf der Welle (10) angeordnet ein Blechpaket (20) zur Aufnahme von Magne ten (21) oder wenigstens eines elektrischen Leiters, wobei das Blechpaket (20) an wenigstens einer axialen Seite ein Rotorendblech (30) aufweist, und der Rotor ein mit einem Schaft (13) der Welle (10) drehfest verbundenes Drehmomentübertra gungselement (40) aufweist, welches eine höhere Festigkeit hat als das Rotorend blech (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorendblech (30) mit dem Drehmomentübertragungselement (40) mit tels des Verfahrens zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 -3 verbunden ist, wobei das Rotorendblech (30) das erste Bauteil (50) oder das zweite Bauteil (60) ist, und das Drehmomentübertragungs element (40) das jeweils andere Bauteil (50,60) ist.

5. Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Drehmomentübertragungselement (40) ein Ring ist, welcher drehfest mit der Welle (10) verbunden ist, oder dass das Drehmomentübertra gungselement (40) ein integraler Bestandteil der Welle (10) ist.

6. Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Drehmomentübertragungselement (40) mittels eines Presssit zes mit der Welle (10) verbunden ist.

7. Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentübertragungselement (40) das erste Bauteil (50) ist und dass Rotorendblech (30) das zweite Bauteil (60) ist.

8. Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorendblech (30) das erste Bauteil (50) ist und dass Drehmomentübertragungselement (40) das zweite Bauteil (60) ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt werden:

- es werden eine Welle (10), wenigstens ein Rotorendblech (30) und wenigstens ein Drehmomentübertragungselement (40) sowie ein Blechpaket (20) zur Aufnahme von Magneten (21) oder wenigstens eines elektrischen Leiters bereit gestellt,

- das Rotorendblech (30) wird mit dem Drehmomentübertragungselement (40) mittels des Verfahrens zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 -3 verbunden, wobei das Rotorendblech (30) das erste Bauteil (50) oder das zweite Bauteil (60) ist, und das Drehmomentübertra gungselement (40) das jeweils andere Bauteil (50,60) ist, und nach diesem Schritt

- wird das Blechpaket (20) koaxial auf der Welle (10) angeordnet, sodass ein axia ler Abschluss des Blechpakets (20) durch das Rotorendblech (30) ausgebildet wird.

10. Elektrische Rotationsmaschine, umfassend einen Rotor gemäß einem der Ansprü che 1 bis 8.

Description:
Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen. Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors ei- ner elektrischen Rotationsmaschine und elektrische Rotationsmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen, einen Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine, ein Verfahren zur Her stellung eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine sowie eine elektrische Ro tationsmaschine.

Aus dem Stand der Technik sind zur mechanischen Verbindung von Blechen unter schiedliche Verfahren bekannt. Dazu zählen unter anderem auch das Durchsetzfügen bzw. Clinchen, bei dem mittels eines Stempels Material eines Blechs in eine Matrize gedrückt wird, wo das Material einen Hinterschnitt ausbildet, zur festen formschlüssi gen axialen Fixierung.

Ein weiteres Verfahren zur Verbindung von Blechteilen ist das Nieten mit unterschied lichen Ausführungsformen eines jeweiligen Niets.

Zur Anordnung von Bauteilen auf Wellen existieren kraftschlüssig wirkende Verfahren, wie zum Beispiel das Warmaufziehen.

Auch bei der Herstellung von Rotoren von elektrischen Rotationsmaschinen können derartige Verfahren zur Anwendung kommen.

Ein Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine umfasst üblicherweise ein Blechpaket zur Aufnahme von Magneten bzw. bereits darin integrierten Magneten. Axial abge schlossen wird ein derartiges Blechpaket üblicherweise durch Rotorendbleche.

Die Verbindung zwischen einem Rotorendblech und der Welle muss hohe Drehmo mente und hohe Drehzahlen übertragen können, aufgrund der Wirkung des Massen trägheitsmoments eines jeweiligen Rotorendblechs. Zudem muss die Verbindung zwi schen Rotorendblech und Welle absolut spielfrei sein, da Rotorendbleche üblicher weise Aussparungen besitzen, die der Signalgebung für Wirbelstromsensoren dienen. Zudem sind in Rotorendblechen oftmals Wuchtbohrungen angeordnet, um den ge samten Rotorunterzusammenbau auszuwuchten. Rotorendbleche sind vorzugsweise aus geeigneten Aluminium legierung gefertigt, weil in dieser Ausführungsform Wirbelstromverluste in Bezug zum Stator sowie das Ge wicht minimiert werden.

Ein übliches Verfahren zur festen Anordnung des Rotorendblechs auf der Welle ist da bei das kraftschlüssige Aufschrumpfen auf die Welle. Zusätzlich kann noch ein Stahl ring mittels radialer Pressung auf der Welle angeordnet sein. In dieser Ausführungs form ist üblicherweise vorgesehen, dass die Montage des Rotorendblechs sowie des Stahlrings derart erfolgt, dass das Rotorendblech und der Stahlring axial gegeneinan der gedrückt werden und auch in dieser axialen Vorspannung im montierten Zustand vorliegen.

Der Stahlring stellt somit hier eine axiale Sicherung des Rotorendblechs dar, er kann nur bedingt vom Rotorendblech eingebrachtes Torsionsmoment aufnehmen.

Beim Betrieb einer elektrischen Rotationsmaschine kann nicht ausgeschlossen wer den, dass auf den Rotor hohe impulsartige Drehmomente, sogenannte Impaktmo mente, aufgebracht werden. Diese wirken auf den Rotor z.B. durch Einrasten einer Parksperre, Fehlzündung einer angekoppelten Verbrennungskraftmaschine, Einlei tung von Drehmomenten von einem angekoppelten Rad eines Kraftfahrzeugs und starken Beschleunigungen dieses Rades beim Fahren auf einer unebenen oder glat ten Fahrbahn.

Eine einfache kraftschlüssige Verbindung zwischen Rotorendblech und Welle mittels eines Presssitzes kann in Abhängigkeit vom Massenträgheitsmoment des Rotorend blechs dann gegebenenfalls nicht mehr den auftretenden Belastungen standhalten.

Fliervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen, einen Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine sowie eine elektrische Rotationsmaschine zur Verfü gung zu stellen, die in effizienter sowie bauraumsparender Weise die Fixierung von Rotorendblechen auf der Welle eines Rotors gewährleisten. Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen gemäß Anspruch 1, durch einen Rotor einer elektrischen Rotati onsmaschine gemäß Anspruch 4, durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine gemäß Anspruch 9 sowie durch eine elektrische Rotationsmaschine gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Rotors der elektrischen Rotati onsmaschine sind in den Unteransprüchen 5 bis 8 angegeben.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Be schreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die er gänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen, bei dem ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil zur Verfügung gestellt werden, im ersten Bauteil durch Eindrücken in das Material des ersten Bauteils min destens ein Zapfen erzeugt wird, im zweiten Bauteil mindestens ein Durchgangsloch erzeugt wird, ein Zapfen des ersten Bauteils in ein Durchgangsloch des zweiten Bau teils eingebracht wird, und mit einem Druckelement in axialer Richtung des Zapfens auf diesen eine Druckkraft aufgebracht und/oder ein Impuls aufgebracht wird und mit einem Gegendruckelement im Durchgangsloch in axialer Richtung entgegen der Druckrichtung der Druckkraft auf den Zapfen eine Gegendruckkraft aufgebracht wird und/oder ein Gegen-Impuls aufgebracht wird, sodass sich axial zwischen dem Dru ckelement und dem Druckelement befindliches Material des Zapfens radial verschiebt und einen Kraftschluss mit einer Lochwandung des Durchgangslochs ausbildet.

Das bedeutet, dass anders als bei einem herkömmlichen Nietverfahren mittels dem Gegendruckelement kein Schließkopf an einer Stirnseite des zweiten Bauteils erzeugt wird, da die Gegendruckkraft innerhalb des Durchgangslochs erzeugt wird. Ebenfalls existiert kein Nietkopf eines Niets. Es wird insbesondere mittels eines Stempels als Druckelement in das erste Bauteil eingedrückt. Dadurch verschiebt sich Material des ersten Bauteils auf der dem Stem pel gegenüberliegenden Seite und trifft dort als Zapfen oder Vorsprung aus, ähnlich wie bei einem Tiefzieh-Vorgang. Je nach Dicke des ersten Bauteils kann dabei der Zapfen gegebenenfalls innen hohl ausgeführt sein. Ein solcher Zapfen kann auch als Durchstellung bezeichnet werden.

Der Kraftschluss mit der Lochwandung des Durchgangslochs erzeugt dort eine Loch leibungsspannung bzw. eine Lochleibungspressung, die für eine dauerhafte mechani sche Verbindung zwischen Zapfen und Durchgangsloch und demzufolge zwischen den beiden Bauteilen in axialer Richtung sorgt. In radialer Richtung sind die beiden Bauteile kraftschlüssig und formschlüssig miteinander verbunden.

Die axiale Richtung bezeichnet hierbei die Richtung der Ausbildung des Zapfens, also seine Längsrichtung. Entsprechend bezeichnet die radiale Richtung die dazu quer ver laufende Richtung, also quer zur Längsrichtung des Zapfens und quer zur Wirkrich tung der von dem Druckelement und dem Gegendruckelement aufgebrachten Druck kräfte.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist entsprechend in ähnlicher Weise wie das Durch setzfügen bzw. Clinchen ausgestaltet, wobei allerdings bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht zwingend die beim Durchsetzfügen erzeugte Hinterschneidung im Ma terial der Matrize, die hier dem zweiten Bauteil entspricht, erzeugt werden muss. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch als Nietwarzen bezeichnet werden.

Vor der radialen Aufweitung des Zapfens kann dessen Außendurchmesser Da in Be zug zu dem Innendurchmesser Di des Durchgangslochs das folgende Verhältnis auf weisen: Da/Di = 0,85 bis 1.

Das bedeutet, dass vor der radialen Aufweitung des Zapfens dieser in Bezug zum Durchgangsloch eine Spielpassung ausbilden kann. Dies erleichtert die Einbringung des Zapfens in die Durchgangsbohrung. Erst durch die radiale Aufweitung des Zap fens wird die Lochleibung realisiert. Die Begriffe „radial“, „axial“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich im Rahmen der vor liegenden Erfindung auf die Drehachse der Welle oder auf die Längsachse eines je weiligen Zapfens.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann derart ausgeführt werden, dass die Ausbil dung des Zapfens gleichzeitig mit der Einbringung des Zapfens in das Durchgangs loch des zweiten Bauteils erfolgt.

Eine alternative Vorgehensweise wäre, den Zapfen vor der Einbringung in das Durch gangsloch zu erzeugen, insbesondere zeitgleich mit einem Stanzvorgang zur Ausbil dung der äußeren Kontur des ersten Bauteils.

In einer effizienten Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass mittels der Druck kraft der Zapfen aus dem Material des ersten Bauteils erzeugt wird.

Entsprechend ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass das Druckelement nicht nur dazu genutzt wird, die radiale Aufweitung des Zapfens zu realisieren, son dern auch um überhaupt den Zapfen herzustellen. Entsprechend kann die Herstellung des Zapfens sowie die radiale Aufweitung des Zapfens im Wesentlichen in einem Ar beitsvorgang erfolgen, indem mittels des Druckelements der Zapfen im Durchgangs loch des zweiten Bauteils erzeugt wird und gleichzeitig oder daran unmittelbar an schließend im Durchgangsloch durch das Gegendruckelement entgegen der vom Dru ckelement realisierten Druckkraft eine Gegendruckkraft aufgebracht wird, die zur radi alen Aufweitung des Zapfens führt.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Rotor einer elektrischen Rotati onsmaschine, umfassend eine Welle und koaxial auf der Welle angeordnet ein Blech paket zur Aufnahme von Magneten oder wenigstens eines elektrischen Leiters, wobei das Blechpaket an wenigstens einer axialen Seite ein Rotorendblech aufweist, und der Rotor ein mit einem Schaft der Welle drehfest verbundenes Drehmomentübertra gungselement aufweist, welches eine höhere Festigkeit hat als das Rotorendblech. Das Rotorendblech ist mit dem Drehmomentübertragungselement mittels des erfin dungsgemäßen Verfahrens zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen verbunden, wobei das Rotorendblech das erste Bauteil oder das zweite Bauteil ist, und das Drehmomentübertragungselement das jeweils andere Bauteil ist.

Das Blechpaket kann dabei bereits die Magneten bzw. elektrischen Leiter aufweisen, oder aber dazu eingerichtet sein, Magneten bzw. elektrische Leiter aufzunehmen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass axial beidseitig des Blech pakets jeweils ein Rotorendblech angeordnet ist.

Die betreffende Festigkeit des Drehmomentübertragungselements ist insbesondere die Druckfestigkeit und/ oder Scherfestigkeit.

In einer Ausführungsform des Rotors ist dabei vorgesehen, dass das Drehmomen tübertragungselement ein Ring ist, welcher drehfest mit der Welle verbunden ist, oder dass das Drehmomentübertragungselement ein integraler Bestandteil der Welle ist.

Die drehfeste Verbindung des Drehmomentübertragungselements mit der Welle kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass das Drehmomentübertragungselement auf den Schaft der Welle aufgesch rümpft ist.

In alternativer Ausführungsform kann das Drehmomentübertragungselement ein integ raler Bestandteil der Welle sein, insbesondere ein von der Welle ausgebildeter Ab satz.

Insbesondere kann dabei das Drehmomentübertragungselement mittels eines Press sitzes mit der Welle verbunden sein. Diese Ausführungsform bezieht sich auf die Vari ante des Drehmomentübertragungselements, in welcher dieses als extra Element drehfest mit der Welle verbunden ist.

Es ist vorgesehen, dass das Drehmomentübertragungselement das erste Bauteil ist und dass Rotorendblech das zweite Bauteil ist, oder aber dass das Rotorendblech das erste Bauteil ist und dass Drehmomentübertragungselement das zweite Bauteil ist.

In der erstgenannten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Zapfen aus dem Ma terial des Drehmomentübertragungselements heraus erzeugt wird und in das Durch gangsloch des Rotorendblechs eingebracht wird. Diese Ausführungsform tritt insbe sondere in der Ausgestaltung auf, in der das Drehmomentübertragungselement als ein extra Bauteil auf der Welle angeordnet ist. In der zweitgenannten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Zapfen aus dem Material des Rotorendblechs heraus erzeugt wird und in das Durchgangsloch des Drehmomentübertragungselements eingebracht wird.

Diese Ausführungsform tritt insbesondere in der Ausgestaltung auf, in der das Dreh momentübertragungselement ein integraler Bestandteil der Welle ist.

Unabhängig davon, ob das Drehmomentübertragungselement das erste Bauteil oder das zweite Bauteil ausbildet und das Rotorendblech das jeweils andere Bauteil ausbil det, weisen in einer vorteilhaften Ausführungsform beide Bauteile im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse der Welle verlaufende Anlageflächen auf, die im anei nander befestigten Zustand der beiden Bauteile aneinander anliegen, gegebenenfalls aneinander anpressen.

Das Material des Drehmomentübertragungselements kann Stahl sein, und das Rotor endblech kann zumindest überwiegend aus einer Aluminiumlegierung bestehen, wo bei die Ausführung des Rotorendblechs aus einem anderen Werkstoff, wie z.B. eben falls aus Stahl, nicht ausgeschlossen werden soll.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine, bei dem die folgenden Schritte durchge führt werden:

Es werden eine Welle, wenigstens ein Rotorendblech und wenigstens ein Drehmo mentübertragungselement sowie ein Blechpaket zur Aufnahme von Magneten oder wenigstens eines elektrischen Leiters bereitgestellt; das Rotorendblech wird mit dem Drehmomentübertragungselement mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen verbunden, wobei das Rotorend blech das erste Bauteil oder das zweite Bauteil ist, und das Drehmomentübertra gungselement das jeweils andere Bauteil ist, und nach diesem Schritt das Blechpaket koaxial auf der Welle angeordnet wird, sodass ein axialer Abschluss des Blechpakets durch das Rotorendblech ausgebildet wird.

Dabei kann dieses Verfahren in unterschiedlichen Ausgestaltungen durchgeführt wer den. In der Ausführungsform, in der das Drehmomentübertragungselement als ein extra Bauteil in Form eines Ringes vorliegt, ist vorgesehen, dass zunächst eine Unterbaugruppe aus Rotorendblech und Drehmomentübertragungselement gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen erzeugt wird, und dann diese Unterbaugruppe fest mit dem Schaft der Welle verbunden wird, insbesondere durch Warmaufziehen des Rings bzw. des Drehmo mentübertragungselements auf die Welle. Die Welle kann zuvor abgekühlt worden sein.

Dadurch erfolgt eine feste mechanische Verbindung zwischen der Welle und dem Ro torendblech über das Drehmomentübertragungselement.

In der alternativen Ausführungsform, in der das Drehmomentübertragungselement als integraler Bestandteil der Welle, insbesondere als Absatz, ausgeführt ist, erfolgt eine feste mechanische Verbindung zwischen diesem Drehmomentübertragungselement und dem Rotorendblech, nachdem das Rotorendblech auf der Welle positioniert wurde.

Das Blechpaket kann in Umfangsrichtung und/ oder in axialer Richtung mit dem Rotor endblech fest mechanisch verbunden werden.

Das Rotorendblech sowie das Drehmomentübertragungselement und gegebenenfalls auch ein jeweiliges Blechpaket werden durch ihre inneren Durchmesser bzw. radialen Begrenzungen in Bezug zueinander automatisch durch die Anordnung auf der Welle zentriert.

Zudem wird durch die Erfindung eine elektrische Rotationsmaschine zur Verfügung gestellt, die einen erfindungsgemäßen Rotor umfasst.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung, welche eine Ausgestal tung der Erfindung zeigt, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein sche matische Zeichnung in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel nicht auf die dargestellten Maße einge schränkt ist. Es ist dargestellt in

Fig. 1 : ein erfindungsgemäß hergestellter Rotor in Schnittansicht. Der in Figur 1 dargestellte Rotor umfasst eine Welle 10, auf deren Schaft 11 mehrere Blechpakete 20 angeordnet sind. Diese Blechpakete 20 können zum Beispiel mittels einer geeigneten Drehmomentübertragungsverbindung, wie zum Beispiel mit einer hier nicht dargestellten Steckverzahnung, drehfest mit der Welle 10 verbunden sein. Die Blechpakete 20 sind in der hier dargestellten Ausführungsform von Magneten 21 durchdrungen.

Axial beidseitig der Blechpakete 20 umfasst der Rotor jeweils ein Rotorendblech 30. Beide Rotorendbleche sind gemäß der hier dargestellten Ausführungsform mit Wucht bohrungen 43 versehen.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform des Rotors sind die Rotorendbleche 30 in unterschiedlichen Varianten auf der Welle 10 befestigt.

Zunächst wird die Ausführungsform anhand der linken Seite des Rotors erläutert.

Hier umfasst der Rotor ein Drehmomentübertragungselement 40 in Form eines Rings. Dieses Drehmomentübertragungselement 40 ist ein erstes Bauteil 50, welches mit dem Rotorendblech 30, welches hier ein zweites Bauteil 60 ausbildet, drehfest ver bunden ist.

Die drehfeste Verbindung ist dadurch realisiert, dass mittels eines hier nicht darge stellten Druckelements eine Druckkraft 70 derart auf das erste Bauteil 50 bzw. das Drehmomentübertragungselement 40 gerichtet wurde, dass sich auf der der Einwir kung der Druckkraft 70 gegenüberliegenden Seite des Drehmomentübertragungsele ments 40 ein Zapfen 51 ausgebildet hat.

Das zweite Bauteil 60 bzw. das Rotorendblech 30 weist ein Durchgangsloch 61 auf, welches hinsichtlich Form und Größe des Querschnitts des Zapfens 51 und auch der Position des Zapfens 51 komplementär ausgestaltet ist.

Dies ermöglicht das Einbringen des Zapfens 51 in das Durchgangsloch 61. Dabei kann der Zapfen 51 vor der Anlage des Drehmomentübertragungselements 40 mit ei ner Anlagefläche 41 an einer Anlagefläche 31 des Rotorendblechs 30 ausgebildet worden sein, und bei Anlage der beiden Anlageflächen 31 ,41 aneinander erst in das Durchgangsloch 61 eindringen. Eine Zentrierung von Drehmomentübertragungsele ment 40 und Rotorendblech 30 erfolgt dabei automatisch an deren Innendurchmesser bzw. innerer radialer Begrenzungskante durch den Schaft 13 der Welle 10. In alternativer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden Anlageflächen 31 ,41 aneinander zur Anlage gebracht werden und dann erst der Zapfen 51 im Drehmomen tübertragungselement 40 ausgebildet wird und damit gleichzeitig in das Durchgangs loch 61 eindringt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen wird eine der Druckkraft 70 entgegengerichtete Gegendruckkraft 71 in axialer Richtung auf den Zapfen 51 aufgebracht, sodass Material des Zapfens 51 eine radiale Verschiebung 72 erfährt. Dies führt dazu, dass der Zapfen 51 radial an die Wandung des Durchgangslochs 61 anpresst und derart eine kraftschlüssige Verbin dung in axialer Richtung zwischen dem ersten Bauteil 50 und dem zweiten Bauteil bzw. zwischen dem Drehmomentübertragungselement 40 und dem Rotorendblech 30 realisiert wird.

Das Drehmomentübertragungselement 40, welches hier als extra Ring ausgeführt ist, ist mit einem Presssitz 42 auf dem Schaft 11 der Welle befestigt. Dieser Presssitz 42 kann insbesondere durch Warmaufziehen des Drehmomentübertragungselements 40 realisiert sein. Durch diese kraftschlüssige Verbindung wird auch auf der linken Seite des dargestellten Rotors demzufolge auch das Rotorendblech 30 fixiert.

Auf der rechten Seite des dargestellten Rotors ist eine andere Ausführungsform dar gestellt. Hier ist ebenfalls ein Drehmomentübertragungselement 40 vorhanden, jedoch ist dieses in Form eines Absatzes 12 der Welle 10 ausgeführt.

Im Gegensatz zu der auf der linken Seite dargestellten Ausführungsform ist somit hier das Drehmomentübertragungselement 40 ein integraler Bestandteil der Welle 10.

Auch in der auf der rechten Seite dargestellten Ausführungsform umfasst das Dreh momentübertragungselement 40 eine Anlagefläche 41 , die an einer Anlagefläche 31 des Rotorendblechs 30 axial anliegt. In dieser Ausführungsform ist das Rotorendblech 30 als erstes Bauteil 50 ausgeführt, und das als Absatz 12 ausgestaltete Drehmomen tübertragungselement 40 ist als zweites Bauelement ausgeführt.

Entsprechend ist hier vorgesehen, dass durch Einwirkung der Druckkraft 70 auf das Rotorendblech 30 auf der der Einwirkung der Druckkraft 70 gegenüberliegenden Seite ein Zapfen 51 ausgebildet wird. Das Drehmomentübertragungselement 40 bzw. der Absatz 12 weist ein axial verlaufendes Durchgangsloch 61 auf, welches hinsichtlich Form und Größe des Querschnitts des Zapfens 51 und auch der Position des Zapfens 51 komplementär ausgestaltet ist.

Auch in dieser Ausführungsform wird durch Aufbringung einer Gegendruckkraft 71 auf die axiale Stirnseite des Zapfens 51 bewirkt, dass das Material des Zapfens 51 eine radiale Verschiebung 72 erfährt und damit gegen die Wandung des Durchgangslochs 61 presst und derart eine kraftschlüssige Verbindung realisiert.

Neben der Befestigung des Rotorendblechs 30 dient der Absatz 12 auch noch zur An ordnung hier nicht dargestellter Kupplungslamellen mittels der Steckverzahnung 13. Zudem hat in der hier dargestellten Ausführungsform der Absatz 12 mehrere Radial bohrungen 14 zur Ermöglichung von Fluid-Strömungen zwecks Kühlung und/oder Schmierung in der Umgebung des Rotors befindlicher Aggregate.

Die Montage des dargestellten Rotors kann derart vorgenommen werden, dass zu nächst das Rotorendblech 30 auf der rechten Seite mit dem als Drehmomentübertra gungselement 40 ausgestalteten Absatz 12 der Welle 10 fest verbunden wird. Danach können die Blechpakete 20 auf der Welle 10 positioniert werden. Dem Rotorendblech 30 auf der rechten Seite axial gegenüberliegend kann eine Unterbaugruppe, umfas send das Rotorendblech sowie das als extra Bauelement vorliegende Drehmomen tübertragungselement 40 in Form des Rings, auf der Welle 10 angeordnet werden. Diese Unterbaugruppe kann vor der Montage auf der Welle 10 vorgefertigt werden, durch die beschriebene Fixierung von Rotorendblech 30 und Drehmomentübertra gungselement 40 aneinander.

Aufgrund dessen, dass ein jeweiliges Drehmomentübertragungselement 40 insbeson dere aus Stahl gefertigt sein kann und demzufolge eine höhere Festigkeit haben kann als ein Rotorendblech 30 aus einer Aluminiumlegierung, und aufgrund dessen, dass am Umfang um die Welle 10 eine Vielzahl von Zapfen-Durchgangsloch-Verbindungen realisiert sein können, ist eine hohe mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Rotorendblech 30 und Welle 10 gewährleistet.

Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren zum festen mechanischen Verbinden von zwei Bauteilen sowie dem damit hergestellten Rotor wird eine langlebige und feste Verbindung von Rotorendblechen auf der Welle gewährleistet. Bezuqszeichenliste

Welle

Schaft

Absatz

Steckverzahnung

Radialbohrung

Blechpaket

Magnet

Rotorendblech

Anlagefläche des Rotorendblechs

Drehmomentübertragungselement

Anlagefläche des Drehmomentübertragungselements

Presssitz

Wuchtbohrung erstes Bauteil

Zapfen zweites Bauteil Durchgangsloch Druckkraft Gegendruckkraft radiale Verschiebung