AT525718B1 - Rotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (3) mit einer Welle (4) und mit zumindest einer Lamelle (5), die auf der Welle (4) angeordnet ist, wobei die Lamelle (5) einen Durchbruch (7) aufweist, durch den die Welle (4) hindurchgeführt ist, und wobei die Lamelle (5) ein erstes Verbindungselement (8) aufweist, das mit einem auf der Welle (4) ausgebildeten zweiten Verbindungselement (9) zusammenwirkt, und wobei in Radialrichtung (12) oberhalb des ersten Verbindungselementes (8) in der Lamelle (5) ein Durchbruch (10) ausgebildet ist, sodass das erste Verbindungselement (8) federelastisch verformbar ist. Das erste Verbindungselement (8) weist zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandete Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche mit der Welle (4) auf.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Rotor mit einer Welle und mit zumindest einer Lamelle, die auf der Welle angeordnet ist, wobei die Lamelle einen Durchbruch aufweist, durch den die Welle hindurchgeführt ist, und wobei die Lamelle ein erstes Verbindungselement aufweist, das mit einem auf der Welle ausgebildeten zweiten Verbindungselement zusammenwirkt.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine umfassend einen Stator und einen Rotor.

[0003] Zur Anbindung der Blechlamellen an die Rotorwelle eines Elektromotors ist es bekannt, verformbare Formelemente einzusetzen. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2007 032 138 A1 ein Verfahren zur Befestigung eines Lamellen- oder Rotorblechpakets auf einer Rotorwelle oder einem Rotorträger eines Rotors einer elektrischen Maschine sowie einen Rotor für eine elektrische Maschine, wobei das Lamellen- oder Rotorblechpaket kraftschlüssig mit der Rotorwelle oder dem Rotorträger verbunden wird/ist. Es ist vorgesehen, dass das Lamellen- oder Rotorblechpaket an einer inneren oder an einer äußeren Umfangsfläche mit überstehenden Vorsprüngen versehen und anschließend unter plastischer Verformung der Vorsprünge auf die Rotorwelle oder den Rotorträger aufgepresst bzw. in eine Offnung des Rotorträgers eingepresst wird, sodass die Umfangsfläche danach mit überstehenden plastisch verformten Vorsprüngen versehen ist, die unter Presspassung gegen eine gegenüberliegende zylindrische Umfangsfläche der Rotorwelle oder des Rotorträgers anliegen und das Lamellen- oder Rotorblechpaket ohne Formschluss mit der Rotorwelle oder dem Rotorträger verbinden.

[0004] Die EP 3 172 815 B1 beschreibt einen Rotor für einen Elektromotor mit einer Welle und mit mehreren Lamellen, die auf der Welle aufgenommen sind und wobei die Lamellen einen Innendurchgang aufweisen, durch den die Welle hindurchgeführt ist, sodass die Lamellen über den Innendurchgang auf der Welle zentriert sind. Die Lamellen weisen im Innendurchgang ausgebildete Federzungen auf, die mit einer Verspannungskraft in Umfangsrichtung mit wenigstens einer an der Welle ausgebildeten Gegengeometrie verspannt sind.

[0005] Die DE 10 2013 102 822 A1 beschreibt einen Elektromotor, umfassend einen Stator, einen in dem Stator drehbeweglich angeordneten Rotor, welcher ein Blechpaket aufweist, in dem mindestens eine erste Ausnehmung und mindestens eine zweite Ausnehmung vorgesehen sind, wobei der ersten Ausnehmung ein darin angeordneter Rotormagnet zugeordnet ist, wobei der zweiten Ausnehmung ein darin angeordnetes Verklemmelement zugeordnet ist, wobei zwischen der ersten Ausnehmung und der zweiten Ausnehmung ein Klemmglied vorgesehen ist, und wobei das Verklemmelement und die zweite Ausnehmung dazu ausgebildet sind, ein Abstützen des Verklemmelements am Blechpaket zu ermöglichen, und das Klemmglied in Richtung zum Rotormagneten hin mit einer Kraft zu beaufschlagen, um so den Rotormagneten in der ersten Ausnehmung zu verklemmen.

[0006] Aus der EP 2 835 888 A?2 ist eine Rotorkomponente für einen Rotor einer rotierenden elektrischen Maschine bekannt, wobei die Komponente definiert: eine Bohrung zur Aufnahme einer Welle, die eine Drehachse für die Rotorkomponente definiert; eine Vielzahl von Schenkelpolen, die um die Bohrung herum angeordnet sind; eine oder mehrere Nuten, die sich axial durch die Rotorkomponente erstrecken, wobei jede Nut eine Umfangsgröße hat, die größer als seine größte radiale Größe ist; und einen jeweiligen Brückenabschnitt der Rotorkomponente, der sich zwischen jeder Nut und der Bohrung befindet und so proportioniert ist, dass ein durch den jeweiligen Brückenabschnitt auf eine Welle in der Bohrung ausgeübter Druck steigt, wenn die Rotorkomponente um die Drehachse gedreht wird, wobei jeder Brückenabschnitt im Allgemeinen zwischen zwei benachbarten Polen angeordnet ist.

[0007] Die DE 10 2009 047 485 A1 beschreibt eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einer Welle, wobei der Rotor zumindest eine Lamelle aufweist, die auf die Welle gefügt und mit der Welle verbunden ist, und wobei die Lamelle in einem Befestigungsbereich eine mittige Aufnahmebohrung aufweist, durch die sich die Welle erstreckt, wobei die Lamelle in dem Befesti-

gungsbereich zumindest eine Entlastungsaussparung aufweist.

[0008] Aus der DE 10 2006 046 231 A1 ist ein Rotorblech eines Rotors eines Elektromotors bekannt, das einen Schwerpunkt und bezüglich des Schwerpunkts eine Innenkontur und eine Außenkontur aufweist, wobei die Innenkontur vom Schwerpunkt einen Radialabstand aufweist, der mit einem auf den Schwerpunkt und eine Referenzrichtung bezogenen Tangentialwinkel zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert variiert, wobei die Außenkontur vom Schwerpunkt einen Radialabstand aufweist, der unabhängig vom Tangentialwinkel größer als der Maximalwert des Radialabstands der Innenkontur vom Schwerpunkt ist, wobei bei Tangentialwinkeln, bei denen der Radialabstand der Innenkontur vom Schwerpunkt den Minimalwert annimmt, in die Rotorbleche in der Nähe der Innenkontur Zwischenausnehmungen eingebracht sind, so dass zwischen der jeweiligen Zwischenausnehmung und der Innenkontur ein in Radialrichtung elastisch nachgebender Steg verbleibt.

[0009] Die DE 10 2008 038 726 B3 beschreibt eine Befestigung eines Rotorkörpers auf einer Welle, wobei der Rotorkörper aus einzelnen Blechen gestapelt ist und eine polygonale Mittelöffnung zum Einführen der Welle hat, und wobei an mindestens einer Polygonseite der Mittelöffnung wenigstens ein Biegeelement angeordnet ist, das einen Linienkontakt zu der Welle hat und durch ein Einpressen der Welle in die Mittelöffnung ausgelenkt wird.

[0010] Die WO 2011/096052 A1 beschreibt einen Rotor mit einem Rotorkern, einer Rotorwelle, die in dem Wellenbefestigungsloch des Rotorkerns montiert ist, und einer Verbindungsstruktur, die den Rotorkern und die Rotorwelle verbindet. In der Verbindungsstruktur sind der Innenumfang des Wellenbefestigungslochs und der Außenumfang der Rotorwelle in einer Draufsicht unregelmäßig geformt. Die unregelmäßige Form des Innenumfangs des Wellenbefestigungslochs ist im Wesentlichen ein Polygon und umfasst: Kreisbogenabschnitte, die den Ecken des Polygons entsprechen und auf der Rotationsachse des Rotorkerns zentriert sind; und flache Abschnitte, die jeweils mit Enden benachbarter Kreisbogenabschnitte verbunden sind. Die unregelmäßige Form des Außenumfangs der Rotorwelle ist im Wesentlichen ein Polygon und umfasst: Kreisbogenabschnitte, die den Ecken des Polygons entsprechen und auf der Rotationsachse der Rotorwelle zentriert sind; und flache Abschnitte, die jeweils mit Enden von jedem der Kreisbogenabschnitte verbunden sind. Ein Teil jedes flachen Abschnitts in der unregelmäßigen Form des Innenumfangs des Wellenbefestigungslochs oder ein Teil jedes flachen Abschnitts in der unregelmäßigen Form des Außenumfangs der Rotorwelle bildet eine Aussparung.

[0011] Die JP 2006/254662 A beschreibt einen Rotor umfassend einen ersten Rohrabschnitt, der an einer Welle befestigt ist, einen zweiten Rohrabschnitt, der außerhalb des ersten Rohrabschnitts angeordnet ist, und einen Rippenabschnitt zum Befestigen des ersten Rohrabschnitts und des zweiten Rohrabschnitt miteinander. Der erste Rohrabschnitt und der zweite Rohrabschnitt sind voneinander entfernt angeordnet. Der Rotor ist so ausgebildet, dass er einen ersten Hohlraumabschnitt aufweisen kann, der von dem ersten Rohrabschnitt, dem zweiten Rohrabschnitt und dem Rippenabschnitt umgeben ist.

[0012] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zur Kompensation des Einflusses der Fliehkraft auf die Anbindung der Blechlamellen an der Rotorwelle eines eingangs genannten Rotors für eine elektrische Maschine zu schaffen.

[0013] Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Rotor dadurch gelöst, dass das erste Verbindungselement zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandete Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche mit der Welle aufweist.

[0014] Weiter wird die Aufgabe der Erfindung bei dem eingangs genannten Elektromotor dadurch gelöst, dass dieser den Rotor nach der Erfindung aufweist.

[0015] Von Vorteil ist dabei, dass mit dieser Ausbildung des Rotors eine Kombination aus kraftund formschlüssiger Verbindung erreicht werden kann, wobei aufgrund des Durchbruchs der an der Welle anliegende, verbleibende Abschnitt der Lamelle ein gewisse Federelastizität aufweist. Diese wiederum ermöglicht einerseits die zumindest teilweise Kompensation der auf diesen Abschnitt wirkenden Fliehkraft. Andererseits kann damit aber auch eine kostengünstige Variante der

Anbindung der Lamelle an die Rotorwelle erreicht werden, da die Form der Lamelle einfach mit einem Schnittwerkzeug erhalten werden kann. Aufgrund der Federelastizität ist auch ein Temperaturunterschied zwischen Welle und Lamelle beim Fügen des Lamelle nötig. Zudem kann dadurch die Lamelle auch einfacher wieder demontiert werden. Durch das elastisch wirksame Element kann die Anbindung der Lamelle vorgespannt ausgebildet werden, womit ein gegebenenfalls auftretendes Spiel zwischen der Lamelle und der Welle aufgrund des Fliehkrafteinflusses ausgeglichen werden kann.

[0016] Das erste Verbindungselement weist zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandete Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche mit der Welle auf. Durch diese Ausbildung des kraftschlüssigen Anteils der Verbindung zwischen Lamelle und Welle kann ein Zentrierungseffekt für die Lamelle erreicht werden.

[0017] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Durchbruch in der Lamelle zumindest annähernd sichelförmig ausgebildet ist. Mit dieser Ausführungsvariante kann die federelastische Wirkung des ersten Verbindungselementes weiter verbessert werden, insbesondere wenn nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung das erste Verbindungselement bogenförmig ausgebildet ist. Letztere Ausführungsvariante kann auch das Aufweiten der Lamelle unter Fliehkrafteinfluss besser vermeiden.

[0018] Sollten die kraftschlüssige Komponente nicht auf Kontaktpunkte beschränkbar, sondern als Kontaktbereich ausgebildet sein, kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass sich die Kontaktbereiche jeweils über eine Länge erstrecken, die zwischen 0,1 % und 10 % der Gesamtlänge des ersten Verbindungselementes beträgt. Mit Einhaltung dieses Längenbereichs für die Kontaktbereiche kann eine Reduktion des federelastischen Verhaltens des ersten Verbindungselementes besser vermieden werden. Durch diese gezielte Auslegung der Kontaktfläche wird das plastische Verhalten auf ein Minimum beschränkt und die Kraft im Wesentlichen durch ein federelastisches Verhalten übertragen.

[0019] Der genannte Zentrierungseffekt wird unterstützt, wenn gemäß einer Ausführungsvariante Normale durch die Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche einen von der Radialrichtung abweichenden Verlauf aufweisen und sich außerhalb des Mittelpunkts der Welle - in Axialrichtung betrachtet - mit einem Schnittwinkel schneiden. Es kann damit eine drehzahlunabhängige Verbindung zwischen Lamelle und Welle für die Drehmomentübertragung und Zentrierung der Lamelle erreicht werden, da die Verbindungskraft nicht genau, sondern nur annähernd in radiale Richtung und zusätzlich in Umfangsrichtung gerichtet ist.

[0020] Dieser Effekt kann verstärkt werden, wenn gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung der Schnittwinkel der Normalen zwischen 5 ° und 90 ° beträgt.

[0021] Zur Verbesserung des federelastischen Verhaltens des ersten Verbindungselementes kann nach einer anderen Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass das erste Verbindungselement eine radiale Breite von maximal 40 % der radialen Breite der Lamelle aufweist.

[0022] Der Anbindung der Lamelle an die Welle kann weiter verbessert und das Abheben der Lamelle von der Welle weiter reduziert werden, wenn nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement außerhalb der Kontaktpunkte oder der Kontaktbereiche ein radialer Abstand ausgebildet ist, wobei der radialer Abstand zwischen 0,1 % und 5 % einer radialen Höhe des zweiten Verbindungselementes beträgt.

[0023] Zur einfacheren Montierbarkeit der Lamelle auf der Welle kann entsprechend einer Ausführungsvariante der Erfindung das zweite Verbindungselement im Querschnitt betrachtet höckerförmig, halbzylinderförmig, halbeliptisch, parabolisch, linsenförmig, rampenförmig, trapezförmig, dreieckförmig oder polygonal ausgebildet sein.

[0024] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Verbindungselement eine Dicke in axialer Richtung zwischen 50 % und 100 % der Dicke der Lamelle in gleicher Richtung aufweist, um damit ebenfalls die Montierbarkeit der La-

melle auf der Welle zu verbessern.

[0025] Obwohl es möglich ist, nur einen Verbindungsbereich zwischen Lamelle und Welle auszubilden, ist es für die Vermeidung des Aufweitens der Lamelle von Vorteil, wenn nach einer Ausführungsvariante der Erfindung über den Umfang der Lamelle verteilt mehrere erste Verbindungselemente und über den Umfang der Welle verteilt mehrere zweite Verbindungselemente angeordnet sind.

[0026] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0027] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

[0028] Fig. 1 eine elektrische Maschine im Längsschnitt;

[0029] Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Rotor in Stirnansicht;

[0030] Fig. 3 ein vergrößertes Detail des Ausschnittes nach Fig. 2;

[0031] Fig. 4 eine Ausführungsvariante eines zweiten Verbindungselementes in Stirnansicht;

[0032] Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante eines zweiten Verbindungselementes in Stirnansicht;

[0033] Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante eines zweiten Verbindungselementes in Stirnansicht.

[0034] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0035] Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer elektrische Maschine 1 in Form eines Elektromotors. Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator 2 und einen Rotor 3. Der Rotor 3 ist radial innerhalb des Stators 2 angeordnet, also vom Stator 2 umgeben. Weiter weist der Rotor 3 eine Welle 4 auf, auf der er drehfest angeordnet bzw. mit der er drehfest verbunden ist.

[0036] Es sei darauf hingewiesen, dass die elektrische Maschine 1 nach Fig. 1 nur als Beispiel zu verstehen ist. Die elektrische Maschine 1 kann auch anders ausgeführt sein, beispielsweise als Axialflussmaschine. In diesem Fall ist der Stator 2 in axialer Richtung neben dem Rotor 3 und nicht diesen umgebend angeordnet. Zudem kann die elektrische Maschine 1 auch mehr als einen Stator 2 und/oder mehr als einen Rotor 3 aufweisen. Weiter muss die elektrische Maschine 1 nicht zwingend ein Elektromotor sein, sondern kann beispielsweise auch als Generator ausgebildet sein.

[0037] Die elektrische Maschine 1 ist auch dahingehend vereinfacht dargestellt, als auf die Darstellung der Windungen bzw. Spulen verzichtet wurde, nachdem dieser Aufbau aus dem einschlägigen Stand der Technik dazu bekannt ist. Zu weiteren Einzelheiten derartiger elektrischer Maschinen 1 sei daher auf diesen einschlägigen Stand der Technik verwiesen.

[0038] Der Rotor 3 weist zumindest einen Lamelle 5 auf. Vorzugsweise weist der Rotor 3 aber eine Mehrzahl an Lamellen 5 auf, die zu einem Lamellenpaket (auch als Blechpaket bezeichenbar) zusammengefasst sind. Es ist weiter bevorzugt, dass alle Lamellen 5 des Rotors 3 ausgebildet sind, sodass die folgenden Ausführungen, die auf eine Lamelle 5 gerichtet sind, auch auf alle weiteren Lamellen 5 übertragbar sind.

[0039] Die Lamelle 5 weist einen Lamellenkörper 6 (siehe Fig. 2) aus einem Metallblech, insbesondere einem sogenannten Elektroblech, auf bzw. besteht daraus. Derartige Elektrobleche sind an sich bekannt, sodass sich weitere Erörterungen dazu erübrigen. Üblicherweise handelt es sich um Eisenlegierungen mit unter anderem Silizium.

[0040] Für die Anordenbarkeit der Lamelle 5 auf der Welle 4 weist der Lamellenkörper 6 einen Durchbruch 7 auf, der zentrisch ausgebildet ist, und durch den sich die Welle 4 erstreckt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die Lamelle 5 zumindest annährend kreisringförmig ausgebildet.

[0041] Wie bereits ausgeführt ist die Lamelle 5 drehfest auf der Welle 4 angeordnet, sodass mit der Drehung der Welle 4 auch die Lamelle 5 mitgedreht wird. Dazu weisen einerseits die Lamelle 5 ein erstes Verbindungselement 8 und die Welle 4 ein mit diesem ersten Verbindungselement 8 zusammenwirkendes zweites Verbindungselement 8 auf, wie dies aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Das erste Verbindungselement 8 der Lamelle 5 ist vorzugsweise einstückig mit dem restlichen Lamellenkörper 6 ausgebildet.

[0042] Das erste Verbindungselement 8 der Lamelle 5 ist als federelastisches Formelement ausgebildet. Für die Bereitstellung der Federelastizität ist in radialer Richtung oberhalb des ersten Verbindungselementes 8 in der Lamelle 5, d.h. im Lamellenkörper 6, ein Durchbruch 10 ausgebildet.

[0043] Der Durchbruch 10 ist zur Gänze vom Werkstoff der Lamelle 5, d.h. zur Gänze vom Lamellenkörper 6, umgeben bzw. begrenzt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Durchbruch 10 also nicht in Form einer offenen Nut ausgebildet.

[0044] Der Durchbruch 10 bewirkt, dass das erste Verbindungselement 9 bei der Montage der Lamelle 5 auf der Welle 4 in diesen Durchbruch 10 ausweichen kann. Dabei wird das erste Verbindungselement 9 auch vorgespannt (in der Umfangsrichtung 11 der Lamelle 5). Es sei erwähnt, dass die Montage der Lamelle 5 ohne deren Erwärmung erfolgen kann.

[0045] Es besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit mehrere derartige Durchbrüche für ein erstes Verbindungselement 8 in der Radialrichtung 12 übereinander und/oder der Umfangsrichtung 11 nebeneinander im Lamellenkörper 6 anzuordnen bzw. auszubilden.

[0046] Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Durchbruch 10 vorzugsweise zumindest annähend sichelförmig bzw. bumerangförmig (in Ansicht auf die axiale Stirnfläche der Lamelle 5) ausgebildet. Es ist damit gemeint, dass der Durchbruch 10 zwei Abschnitte 13, 14 aufweist, die zueinander in einem Winkel 15 angeordnet sind. Der Winkel 15 wird zwischen den Mittellinien durch die Abschnitte 13, 14 gemessen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Winkel 15 zwischen den Abschnitten 13, 14 kann zwischen 30 ° und 170 °, beispielsweise je 45 ° zur Mittelline, betragen.

[0047] Vorzugsweise sind die beiden Abschnitte 13, 14 in gleich ausgebildet, insbesondere auch gleich lang.

[0048] Weiter kann ein Endbereich oder können beiden Endbereich gerundet ausgeführt sein. Es ist zudem möglich, dass eine Breite 16 der Abschnitte 13, 14 über deren gesamte Länge - gegebenenfalls mit Ausnahme der Endbereiche - gleichbleichend ist.

[0049] Der Durchbruch 10 kann aber auch eine andere Form aufweisen. Beispielsweise kann der Durchbruch 10 geradlinig verlaufen, also der Winkel 15 zwischen den Abschnitten 13, 14 180 ° betragen. Weiter kann der Durchbruch 10 für den Eingriff von Hilfswerkzeugen zur Montage der Lamelle 5 geformt sein.

[0050] Weiter kann sich der Durchbruch 10 anders als dargestellt genau in Umfangsrichtung erstrecken, sodass der Durchbruch 10 an jeder Stelle den gleichen Abstand vom Mittelpunkt der Lamelle 5 aufweist - gegebenenfalls mit Ausnahme der gerundeten Endbereiche.

[0051] Weiter kann sich die Breite 16 über den Längsverlauf des Durchbruchs 10 bzw. der beiden Abschnitte 13, 14 ändern, sodass der Durchbruch 10 breiter oder schmäler wird. Beispielsweise kann ein Mittenbereich des Durchbruchs 10 breiter ausgeführt sein als die beiden Endbereiche, wie dies in Fig. 2 strichliert angedeutet ist, bzw. kann der Durchbruch so geformt sein, dass der verbleibende Querschnitt der Lamelle 5 spannungsoptimiert ist.

[0052] Es ist weiter bevorzugt, wenn sämtliche Eckbereiche des Durchbruchs 10 mit Rundungen versehen sind bzw. gerundet ausgebildet sind, sodass also der Durchbruch 10 keine spitzen Ecken aufweist, die u.U. eine Kerbwirkung haben könnten.

[0053] Obwohl die in Fig. 2 dargestellte Form des Durchbruchs 10 die bevorzugte ist, kann der Durchbruch 10 auch anders gestaltet sein, solange er die federelastische Funktionalität des ersten Verbindungselementes 8 ermöglicht. Beispielsweise kann er rund, oval, polygonal, etc., jeweils in Stirnseitenansicht betrachtet, ausgeführt sein.

[0054] Der Durchbruch 10 kann mittels eines Schneidwerkzeugs aus dem Lamellenkörper 6 geschnitten bzw. gestanzt werden, insbesondere gleichzeitig mit der Herstellung des Lamellenkörpers 6 an sich, sodass also der Durchbruch 10 mit dem Werkzeug für die Herstellung des Lamellenkörpers 6 aus einer Blechplatine hergestellt werden kann.

[0055] Das erste Verbindungselement 8 ist gemäß einer Ausführungsvariante der Lamelle 5 streifenförmig bzw. bogenförmig ausgebildet. Auch dieses erste Verbindungselement 8 folgt mit seinem Verlauf bevorzugt nicht genau der Umfangsrichtung 11, sondern weist ein Mittenbereich 17 einen größeren radialen Abstand vom Mittelpunkt der Lamelle 5 auf, als unmittelbar daran anschließenden Abschnitte 18, 19 des ersten Verbindungselementes 8. Dadurch entsteht zwischen dem ersten Verbindungselement 8 der Lamelle 5 und dem zweiten Verbindungselement 9 der Welle 4 ein Freiraum 20, wie dies besser auch aus Fig. 3 ersichtlich ist.

[0056] Die beiden Abschnitte 19, 20 des ersten Verbindungselementes 8 sind vorzugsweise gleich ausgebildet, insbesondere auch gleich lang, sodass das erste Verbindungselement 8 bevorzugt symmetrisch ausgebildet ist. Auch der Durchbruch 10 ist vorzugsweise symmetrisch ausgebildet.

[0057] Prinzipiell kann das erste Verbindungselement 8 auch eine andere Form aufweisen, solange dessen Funktionalität der elastischen Verformbarkeit gewährleistet ist.

[0058] Das erste Verbindungselement 8 ist in radialer Richtung insbesondere unmittelbar anschließend an das zweite Verbindungselement 9 angeordnet, ist also Teil des inneren Umfanges der zumindest annähend kreisringförmigen Lamelle 5. Das zumindest annähernd bezieht sich dabei auf den, den Freiraum 20 bildenden Mittelabschnitt, der durch die Abweichung von der Kreisform des inneren Umfanges der Lamelle 5 entsteht.

[0059] Bevorzugt sind die beiden Abschnitte 18, 19 des ersten Verbindungselementes 8 gleich lang. Die Länge wird dabei auf halber radialer Höhe des Verbindungselementes 8 gemessen. Insbesondere kann das erste Verbindungselement 8 symmetrisch ausgeführt sein.

[0060] Bei der Lamelle 5 ist vorgesehen, dass das erste Verbindungselement 8 zwei voneinander in Umfangsrichtung 11 beabstandete Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche mit der Welle 4, d.h. dem zweiten Verbindungselement 9 aufweist. Das zweite Verbindungselement 9 ist ja Bestandteil der Welle 4, insbesondere einstückig damit ausgebildet. Darüber hinaus kann das erste Verbindungselement 8 das zweite Verbindungselement 9 nicht berührend ausgebildet bzw. angeordnet sein.

[0061] Die ist besser aus Fig. 3 ersichtlich. In dieser Fig. 3 ist die Anbindung der Lamelle 5 an die Welle 4 übertrieben dargestellt, d.h. eine dargestellt Beabstandung der Lamelle 5 von der Welle 4 neben dem über die Verbindungselemente 8, 9 gebildeten Verbindungsbereich ist in der realen Ausführung nicht gegeben, sondern liegt die Lamelle 5 in diesen Bereichen an der Welle 4 an.

[0062] Vorzugsweise liegt das erste Verbindungselement 8 nur in zwei Punkten, den Kontaktpunkten, am zweiten Verbindungselement 9 an. Herstellungsbedingt kann aber auch ein Verbindungsbereich ausgebildet sein. In diesem Fall weisen die beiden Kontaktbereiche jeweils über eine Länge 21 auf, die zwischen 0,1 % und 10 % der Gesamtlänge des ersten Verbindungselementes 8 beträgt. Die Gesamtlänge ist dabei jene Stecke, die das erste Verbindungselement 8 unterhalb des Durchbruchs 10 einnimmt, wobei der Beginn und das Ende über die äußersten Punkte des Durchbruchs 10 bestimmt werden, die durch radiale Strahlen 22, die durch den Mittelpunkt der Lamelle 5 verlaufen, bestimmt werden, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.

[0063] Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Lamelle 5 bzw. des Rotors 3 kann vorgesehen sein, dass Normale 23 durch die Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche einen

von der Radialrichtung abweichenden Verlauf aufweisen und sich außerhalb des Mittelpunkts 24 der Welle 4, und somit auch der Lamelle 5, - in Axialrichtung betrachtet und auf die Ebene bezogen (bzw. der Drehachse der Welle 5) - mit einem Schnittwinkel 25 schneiden. Sollten Kontaktbereiche ausgebildet sein, werden die Normalen 23 durch die Mitte der Kontaktbereiche geführt, sodass die beiden dadurch entstehenden Teilbereiche gleich groß bzw. gleich lang sind.

[0064] Der Schnittwinkel 25 kann einen Wert zwischen 0,1 ° und 120 ° einnehmen. In der bevorzugten Ausführungsvariante weist der Schnittwinkel 25 der Normalen 24 aber einen Wert zwischen 5 ° und 90 °, insbesondere zwischen 10 ° und 45 ° auf.

[0065] Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante der Lamelle 5 bzw. des Rotors 3 kann vorgesehen sein, dass das erste Verbindungselement 8 eine radiale Breite 26 von maximal 40 %, insbesondere zwischen 5 % und 35 % bzw. zwischen 10 % und 20 %, der radialen Breite 27 der Lamelle 5 aufweist. Mit dem Begriff „maximal“ wird berücksichtigt, dass das erste Verbindungselement 8 einen von der exakten Umfangsrichtung 11 abweichenden Verlauf aufweist, und somit die radiale Breite 26 über den Verlauf in Umfangsrichtung variiert.

[0066] Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Lamelle 5 bzw. des Rotors 3 kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Verbindungselement 8 und dem zweiten Verbindungselement 9 außerhalb der Kontaktpunkte oder der Kontaktbereiche ein radialer Abstand 28 ausgebildet ist, wobei der radialer Abstand 28 zwischen 0,1 % und 5 % einer maximalen radialen Höhe 29 des zweiten Verbindungselementes 9 beträgt, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der maximale Abstand 28 definiert dabei die maximale Höhe des Freiraums 20 in radialer Richtung.

[0067] Gemäß einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, dass der zwischen dem ersten und zweiten Verbindungselement 8, 9 gebildete Freiraum 20 in der Lamelle 5 für den Eingriff von Hilfswerkzeugen zur Montage der Lamelle 5 geformt sein kann. Dabei ist es auch möglich, dass der voranstehend genannte radialer Abstand 28 größer als voranstehend angegeben ist.

[0068] Das zweite Verbindungselement 9 kann wie in Fig. 2 bzw. 3 dargestellt im Querschnitt betrachtet höckerförmig bzw. linsenförmig bzw. halboval ausgebildet sein. Das zweite Verbindungselement 9 kann aber auch eine andere Querschnittsform aufweisen, wie z.B. trapezförmig (siehe Fig. 4), dreieckförmig (siehe Fig. 5), halbzylinderförmig (siehe Fig. 6), halbeliptisch, parabolisch, rampenförmig oder polygonal, etc. Die aufgezählte Formen sind beispielhaft zu verstehen, auch wenn sie bevorzugte Ausführungsvarianten sind. Das zweite Verbindungselement 9 kann auch eine davon verschiedene Querschnittsform aufweisen, insbesondere wenn damit die Ausführung der Anbindung der Lamelle 5 an die Welle 4 mit den beschriebenen (ausschließlich) zwei Kontaktpunkten bzw. (ausschließlich) zwei Kontaktbereichen erreicht wird.

[0069] Das zweite Verbindungselement 9 kann in axialer Richtung der Welle 4 mit gleichbleibender radialer Höhe 29 ausgebildet werden, zumindest im Bereich der Anordnung der Lamelle(n) 5 (d.h. des Blechpakts) auf der Welle 4. Es ist aber auch möglich, dass die radiale Höhe 29 über den axialen Verlauf kleiner wird, sodass das Aufstecken der Lamellen 5 auf die Welle 4 durch diese Rampenausführung einfacher durchgeführt werden kann. Es ist weiter möglich, dass die Welle 4 außerhalb des Bereichs der Anordnung der Lamelle(n) 5 ohne das zweite Verbindungselement 9 ausgebildet ist.

[0070] Nachdem das erste Verbindungselement 8 vorzugsweise durch Schneiden aus einem Blech hergestellt wird, wie dies voranstehend ausgeführt wurde, weist es vorzugsweise eine Dicke in axialer Richtung auf, die der Dicke der restlichen Lamelle 5 entspricht. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die axiale Dicke des ersten Verbindungselementes 8 verringert wird, beispielsweise durch spanende Bearbeitung, um damit das federelastische Verhalten zu verbessern. In diesem Fall kann das erste Verbindungselement 8 eine Dicke in axialer Richtung von nicht weniger als 50 % der der Dicke der Lamelle 5 in gleicher Richtung aufweisen. Somit kann also das erste Verbindungselement 8 eine Dicke in axialer Richtung zwischen 50 % und 100 % der Dicke der Lamelle 5 in gleicher Richtung aufweisen.

[0071] Im voranstehenden wurde nur ein Verbindungsbereich mit einem ersten und einem zwei-

ten Verbindungselement 8, 9 beschrieben. Es ist jedoch möglich, dass über den Umfang der Lamelle 5 bzw. des Rotors 3 verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, mehrere derartige Verbindungsbereiche mit einem ersten und einem zweiten Verbindungselement 8, 9 ausgebildet bzw. angeordnet sein können, beispielsweise zwei oder drei oder vier, etc. Vorzugsweise sind dabei alle Verbindungsbereiche gleich ausgebildet, sodass die voranstehenden Ausführungen auch auf die weiteren Verbindungsbereiche übertragen werden können.

[0072] Weiter kann der Rotor 3 auch in eine anderen Baugruppe eingesetzt werden, beispielsweise in einer Lamellenkupplung. Zudem kann das erste Verbindungselement 8 Teil einer Nabe sein, die mit dem auf der Welle 4 ausgebildeten zweiten Verbindungselement 9 zusammenwirkt, sodass eine Welle-Nabe Verbindung mit einer mit einer Welle 4 und mit einer Nabe, die auf der Welle 4 angeordnet ist, wobei die Nabe einen Durchbruch aufweist, durch den die Welle 4 hindurchgeführt ist, und wobei die Nabe ein erstes Verbindungselement 8 aufweist, das mit einem auf der Welle 4 ausgebildeten zweiten Verbindungselement 9 zusammenwirkt, und wobei in Radialrichtung 12 oberhalb des ersten Verbindungselementes 8 in der Nabe ein Durchbruch ausgebildet ist, sodass das erste Verbindungselement 8 federelastisch verformbar ist, eine eigenständige Erfindung darstellen kann.

[0073] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus die elektrische Maschine 1 bzw. der Rotor 3 bzw. die Lamelle 5 nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Maschine

2 Stator 3 Rotor 4 Welle 5 Lamelle

6 Lamellenkörper 7 Durchbruch

8 Verbindungselement 9 Verbindungselement 10 Durchbruch

11 Umfangsrichtung 12 Radialrichtung 13 Abschnitt

14 Abschnitt

15 Winkel

16 Breite

17 Mittenbereich

18 Abschnitt

19 Abschnitt

20 Freiraum

21 Länge

22 Strahl

23 Normale

24 Mittelpunkt

25 Schnittwinkel

26 Breite

27 Breite

28 Abstand

29 Höhe

Claims (12)

Patentansprüche

1. Rotor (3) mit einer Welle (4) und mit zumindest einer Lamelle (5), die auf der Welle (4) angeordnet ist, wobei die Lamelle (5) einen Durchbruch (7) aufweist, durch den die Welle (4) hindurchgeführt ist, und wobei die Lamelle (5) ein erstes Verbindungselement (8) aufweist, das mit einem auf der Welle (4) ausgebildeten zweiten Verbindungselement (9) zusammenwirkt, wobei in Radialrichtung (12) oberhalb des ersten Verbindungselementes (8) in der Lamelle (5) ein Durchbruch (10) ausgebildet ist, sodass das erste Verbindungselement (8) federelastisch verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (8) zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandete Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche mit der Welle (4) aufweist.

2. Rotor (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oberhalb des ersten Verbindungselementes (8) ausgebildete Durchbruch (10) in der Lamelle (5) zumindest annähernd sichelförmig ausgebildet ist.

3. Rotor (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (8) bogenförmig ausgebildet ist.

4. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktbereiche jeweils über eine Länge (21) erstrecken, die zwischen 0,1 % und 10 % der Gesamtlänge des ersten Verbindungselementes (8) beträgt.

5. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Normalen (23) durch die Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche einen von der Radialrichtung (12) abweichenden Verlauf aufweisen und sich außerhalb des Mittelpunkts (24) der Welle - in Axialrichtung betrachtet - mit einem Schnittwinkel (25) schneiden.

6. Rotor (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittwinkel (25) der Normalen (23) zwischen 5 ° und 90 ° beträgt.

7. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (8) eine radiale Breite (26) von maximal 40 % der radialen Breite (27) der Lamelle (5) aufweist.

8. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Verbindungselement (8) und dem zweiten Verbindungselement (9) außerhalb der Kontaktpunkte oder der Kontaktbereiche ein radialer Abstand (28) ausgebildet ist, wobei der radialer Abstand (28) zwischen 0,1 % und 5 % einer maximalen radialen Höhe (29) des zweiten Verbindungselementes (9) beträgt.

9. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungselement (9) im Querschnitt betrachtet höckerförmig, halbzylinderförmig, halbeliptisch, parabolisch, linsenförmig, rampenförmig, trapezförmig, dreieckförmig oder poIygonal ausgebildet ist.

10. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (8) eine Dicke in axialer Richtung zwischen 50 % und 100 % der Dicke der Lamelle (5) in gleicher Richtung aufweist.

11. Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang der Lamelle (5) verteilt mehrere erste Verbindungselemente (8) und über den Umfang der Welle (4) verteilt mehrere zweite Verbindungselemente (9) angeordnet sind.

12. Elektrische Maschine (1), insbesondere Elektromotor, umfassend einen Stator (2) und einen Rotor (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.

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