本發(fā)明涉及一種用于將疊片安裝到用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子的軸上的方法，其中疊片被平滑地滑動到軸上并且以抗旋轉(zhuǎn)的方式夾持在與軸連接的兩個止推墊圈之間。本發(fā)明還涉及具有這種軸的轉(zhuǎn)子和具有所述軸的電機(jī)，尤其是感應(yīng)電動機(jī)(Asynchronmotor)或永磁同步電機(jī)。

背景技術(shù)：

許多這樣的其上設(shè)置有疊片的轉(zhuǎn)子在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，這些疊片中大多數(shù)或多或少地都是沖壓堆片。這些轉(zhuǎn)子用在異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)中。對于現(xiàn)有技術(shù)中已知的轉(zhuǎn)子，通常采用附加元件例如軸向拉桿、形狀鎖定裝置(Formschlussmittel)或其它有用的途徑比如粘合劑產(chǎn)生用于在疊片組和軸之間傳遞扭矩的可靠連接。

現(xiàn)有技術(shù)中已有的接合技術(shù)是通過過盈配合將疊片組保持在軸上。還已知的是使疊片組熱收縮的方式，即通過將軸冷卻，而相應(yīng)地將疊片組加熱。然而，這種熱連接方式很麻煩，而且消耗大量的能量和時(shí)間。另外，由于接合區(qū)域的溫度差引起積聚冷凝物，會出現(xiàn)問題。此外，將疊片組簡單地以機(jī)械方式壓在軸上的接合方法是已知的。但是，這種施加壓力的方式需要疊片組具有高度的穩(wěn)定性，而僅經(jīng)過沖壓的疊片組并不具備所述的高度穩(wěn)定性?？商娲?，對于這種機(jī)械連接的過盈配合，可采用由烤瓷疊成的疊片組，由此形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。對于這種疊片組，由于烤瓷的粘合特性，其機(jī)械接合性能將進(jìn)一步增強(qiáng)。

此外，例如DE 10 2007 039 186公開了一種轉(zhuǎn)子，其中，將疊片組滑動到支撐元件上并且將其布置在相對的壓縮環(huán)之間，壓縮環(huán)之間通過螺栓連接桿相互緊貼，并且收縮到軸上，或者使用某種其他類型的抗旋轉(zhuǎn)的軸轂連接(Welle-Nabe Verbindung)將壓縮環(huán)附接到軸。在這種情況下，一方面為了準(zhǔn)確地建立壓縮環(huán)與軸的連接，另一方面為了確保壓縮環(huán)之間的張力，這需要花費(fèi)高生產(chǎn)成本和工作量。

DE 1950 586公開了一種復(fù)雜設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子，其中疊片組緊緊地夾在擰在軸上的兩個螺母之間。由于該疊片組相對于軸的張力，造成了轉(zhuǎn)子的高度彎曲剛度。為了補(bǔ)償疊片組的熱膨脹，設(shè)置有布置在疊片組和螺母之間的附加的彈性元件。JP 2005184957公開了一種類似設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子，在該文獻(xiàn)中，在軸中設(shè)置軸向槽，疊片組通過相應(yīng)的突起坐置在該軸向槽內(nèi)。

例如還從DE 10 2011 012 429已知的是將疊片組摩擦壓配合連接至中空軸。其缺點(diǎn)是，疊片的電磁效應(yīng)在接合直徑處受到損害。此外，作用在通過過盈配合連接的疊片組的內(nèi)徑上的連接處的應(yīng)力影響材料性能，并由此影響電磁片的功能。

關(guān)于同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的是，由脆性材料構(gòu)成的永磁體嵌入到疊片組中，其可能由于過盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力而受到損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于將疊片安裝到轉(zhuǎn)子的軸上的方法，該方法可以通過簡單的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)無損地制造轉(zhuǎn)子。本發(fā)明的另一個目的是提供一種轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子性能穩(wěn)定、制造經(jīng)濟(jì)，并且重量輕，可承受重載荷，并且最重要的是能夠傳遞高轉(zhuǎn)矩。

上述目的通過權(quán)利要求1所述的方法和權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子來實(shí)現(xiàn)。這些優(yōu)選實(shí)施方式在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中描述。

根據(jù)權(quán)利要求所述的，本發(fā)明的主要方面是僅通過安裝在該軸上的兩個止推墊圈之間的軸向的摩擦壓力來保持有間隙地安置在轉(zhuǎn)子的軸上的疊片組，其中，至少一個施加壓力的第二止推墊圈自身通過與該軸的子部分的摩擦互鎖連接與該軸相接合，其中該子部分通過機(jī)械加工而擴(kuò)大。另一個第一止推墊圈可以由位于該軸上的固定的止擋件形成，第一止推墊圈例如為從軸形成的凹槽(Absatzes)的形式。

根據(jù)本發(fā)明，首先將單個的疊片、尤其是或多或少地已沖壓的疊片組的各沖壓疊片以徑向間隙無阻力地滑動到軸上，然后抵靠止擋件對中就位。然后，通過利用同樣滑動到該軸上的止推墊圈，使就位的疊片組在軸向方向上被夾緊，使得其除了可以通過輔助對中的部分互鎖動作來對中(Zentrierung)以外僅僅通過摩擦連接被精確地且永久地固定在止擋件和止推墊圈之間。根據(jù)本發(fā)明，通過所述止推墊圈以摩擦互鎖的方式壓緊在軸的擴(kuò)大的子部分上，實(shí)現(xiàn)了在軸向方向上對夾緊疊片組的止推墊圈的安裝，其中軸是由鋼特制的。通過這種夾緊，可以對疊片堆施加足夠大的夾持力和保持力。

有利地，通過滾壓和/或輾壓(Walzens)實(shí)現(xiàn)的壓花實(shí)現(xiàn)軸的一個或多個子部分的擴(kuò)大(Aufweiten)，由此移置軸表面上的材料，從而沿著表面的軸向或切向產(chǎn)生材料的擴(kuò)大或其它結(jié)構(gòu)。在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，螺紋以零螺距滾壓到軸的表面(滾壓拋光)，于是滾壓出一系列覆蓋圓周的凸起，止推墊圈通過其中心孔上設(shè)置的最小的內(nèi)齒被壓緊到該凸起上。擴(kuò)大圓周的方法是已知的，例如DE 41 21 951或DE 10 2009 057 633，這些文獻(xiàn)中描述的方法是用于將控制凸輪(Steuernocken)壓到凸輪軸上。該方法也是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的工藝。

根據(jù)本發(fā)明，將疊片、尤其是將經(jīng)沖壓并預(yù)制成型的疊片組滑動到該軸上，然后平靠著已經(jīng)安裝到軸第一子部分上的止擋件，其中止擋件優(yōu)選是第一環(huán)形止推墊圈的形式。在裝配疊片之后——其涉及滑動疊片組，通過以特定的摩擦互鎖力軸向地夾緊某種程度上可壓縮的疊片組，將第二止推墊圈壓在軸的第二軸向子部分上，該第二止推墊圈擱置在其上的第二軸向子部分的表面已經(jīng)預(yù)先通過引入外表面輪廓而被擴(kuò)大。

由于根據(jù)本發(fā)明的方法可以用少量的部件和組裝步驟來實(shí)現(xiàn)，所以可以以特別簡便和經(jīng)濟(jì)的方式大量地生產(chǎn)用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子。在該過程中，由于以高到足以在疊片組與壓緊在軸上的止推墊圈之間產(chǎn)生相應(yīng)摩擦連接的特定壓力實(shí)現(xiàn)壓縮，因而大量的扭矩可以經(jīng)由夾緊在止推墊圈之間的疊片組從定子傳遞到轉(zhuǎn)子軸。此外，壓力可以如此集中并且?guī)淼娜绱诵〉膿p壞，以致不必?fù)?dān)心改變轉(zhuǎn)子的幾何形狀或降低疊片組內(nèi)嵌的磁體性能。此外，疊片組在壓力止推墊圈之間的夾持在軸上產(chǎn)生張力，從而增加整個轉(zhuǎn)子的剛度。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在各種情況下，利用被壓縮的疊片組的彈性力作為已有的附接特性。另外，因?yàn)樵诏B片之間沒留有“浪費(fèi)”的空氣層，因而這種壓縮帶來改進(jìn)的電磁特性。

此外有利的是，整個方法可以在室溫下進(jìn)行，并且壓配合(Presssitze)的產(chǎn)生并不依賴于較大的溫度差。在該過程中，該方法可以用于生產(chǎn)具有裝配有疊片的軸的任何轉(zhuǎn)子。軸是中空的還是實(shí)心的并不緊要。僅僅可能的是，可以使用所描述的方法將兩個止推墊圈支撐在其上的軸的表面積增大到必要的程度。

根據(jù)本發(fā)明，首先，如何制造形成止擋件的第一止推墊圈并將其安裝到軸上并不重要。墊圈模具不是絕對必要的，只要形狀和附接滿足止擋件的功能即可。然而，在一個特別有利的實(shí)施方式中，因?yàn)橹圃旌唵?，所以第一止推墊圈也以摩擦互鎖的方式壓到軸的相應(yīng)的第一軸向子部分上。在這方面，第一止推墊圈的安裝類似于第二止推墊圈的安裝。因此，在將第一止推墊圈貼合地壓到軸的第一軸向子部分的表面的第一方法步驟中，通過引入外表面輪廓來實(shí)現(xiàn)所述第一軸向子部分及其半徑的擴(kuò)大。

有利地，該方法利用以下步驟順序：

首先，擴(kuò)大軸的兩個子部分的外表面輪廓。在這樣做時(shí)，該軸是中空軸還是實(shí)心軸并不重要。當(dāng)端部法蘭被壓入面向端部的開口中時(shí)，中空軸是優(yōu)選的，中空軸為滾壓向外放置的子部分提供適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。形成止擋件的第一止推墊圈被壓到如上所述預(yù)組裝的軸的經(jīng)滾壓的第一子部分上。在該過程中，該軸可以借助法蘭的表面擱置在安裝板上，使得該軸垂直朝上。然后，裝配第一止推墊圈并將其設(shè)置在滾壓部分上，之后安裝工具在高壓力下將第一止推墊圈壓到第一子部分上。第一止推墊圈則安裝好了。

隨后，將疊片裝配到該軸上并且無阻力地穿過第二滾壓子部分，從而抵靠第一止推墊圈。然后，裝配第二止推墊圈，并將第二止推墊圈設(shè)置在第二子部分的滾壓部分上。隨后使用裝配的安裝工具以高壓力將第二止推墊圈壓到第二子部分上，由此其位于疊片組的端面處。繼續(xù)施加壓力而不中斷，使得疊片組被特定的安裝力壓縮。通過夾緊疊片，實(shí)現(xiàn)將第二止推墊圈壓在軸上。

在疊片組本身不具有足夠的軸向壓縮能力的情況下，為了產(chǎn)生建立摩擦連接所需的彈性力，提供附加的彈性元件是有利的，該彈性元件也被裝配到軸上，并隨后和疊片一起被夾持在兩個止推墊圈之間。彈性元件可以是由鋼制成的碟形彈簧或可壓縮的緩沖元件組成的。使用緩沖元件對于幫助補(bǔ)償疊片組與溫度相關(guān)的膨脹具有進(jìn)一步的優(yōu)勢，并且在各種條件下都具有保持摩擦連接所必需的彈性力。

如果第二止推墊圈是以力控制而不是以位移控制的方式裝配的并且滾壓是以“超寬”的方式進(jìn)行的，則本方法會展現(xiàn)出相對于疊片組的通常的軸向容差而言較大的“容差”。

附圖說明

下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的具體實(shí)施方式。如下所示：

圖1示出制造的四個階段，

圖2示出其上壓有疊片組的中空軸的剖視圖，

圖3示出具有中空軸和受壓疊片組的三件式轉(zhuǎn)子，以及

圖4示出帶有碟形彈簧的固定的疊片組。

具體實(shí)施方式

在圖1中，示出了用于將疊片安裝到設(shè)置成用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子的中空軸1上的四個初始的方法步驟a)至d)。首先，在根據(jù)圖1a的第一步驟中，通過外表面輪廓的滾壓處理——在這種情況下為具有零螺距的螺紋，增大了中空軸1在第一子部分2和第二子部分3處的表面。

可以在制為成品后，將所增大的部分磨制成最終的尺寸。在隨后的步驟1b中，沿箭頭A的方向?qū)⑿纬芍箵跫闹雇茐|圈4滑動到預(yù)先組裝的該中空軸1上從而位于滾壓紋上，然后用安裝工具將止推墊圈4壓到經(jīng)滾壓的第一子部分2上。這樣做時(shí)，止推墊圈4中的孔的壁也通過螺紋被粗糙化，該螺紋具有比子部分2的外表面輪廓淺的深度。以這種方式從內(nèi)部修孔的止推墊圈4以摩擦互鎖壓配合的方式坐置于中空軸1上。

在步驟1c中，將預(yù)先沖壓的疊片組5中的疊片沿箭頭A的方向裝配到中空軸1上并且無阻力地穿過經(jīng)滾壓的第二子部分3，直到所述疊片抵靠形成止擋件的第一止推墊圈4。為了使疊片組5能夠穿過子部分3而成功裝配，疊片組5的中心孔形式的接收孔具有比第二子部分3大的直徑，由此在第二子部分3的位置，中空軸1和疊片組5之間保留有小的間隙。

然后，在步驟1d中，開始是將第二止推墊圈6設(shè)置在中空軸1上，此后用安裝工具(未示出)沿箭頭A的方向?qū)⒌诙雇茐|圈6以高壓力壓到第二子部分3上，由此所述止推墊圈6抵靠疊片組5的表面并且承受軸向夾持力的作用。沿箭頭方向的壓力是連續(xù)的，并且以特定的安裝力來壓縮疊片組。由于對第二止推墊圈6的壓縮，疊片組5被軸向地夾緊。由此，疊片組5平滑地滑動到中空軸1上，并且被夾緊在與中空軸1連接的兩個抗旋轉(zhuǎn)止推墊圈4和6之間。來自疊片組5的扭矩經(jīng)由止推墊圈4和6傳遞到中空軸1上。

為了能夠從一個方向(箭頭A)進(jìn)行安裝，如已經(jīng)提及的，中空軸1在第一子部分2處具有比在第二子部分3處稍大的外徑，由此較小的直徑一直延伸至中空軸1的相應(yīng)的端部3a。第二子部分3的外徑小于第一止推墊圈4的中心孔的直徑，使得所述止推墊圈4可以容易地跨過第二子部分3以實(shí)現(xiàn)裝配。第二止推墊圈6的中心孔的直徑與第二子部分3的擴(kuò)大了的較小直徑相匹配，并且可以壓在該較小直徑上。

圖2示出了第二子部分3的剖視圖，其中第二止推墊圈6被壓到中空軸1上。在止推墊圈6和疊片組5的長度之間存在容差，因此示出容差區(qū)域9，在該區(qū)域9內(nèi)，通過擠壓止推墊圈6來壓緊疊片的組。在該區(qū)域中，疊片組5可突出超過第二子部分的擴(kuò)大的直徑。

圖3示出了滑動到中空軸1上的疊片組5，其中盤形彈簧7布置在疊片組5的表面和第二止推墊圈3之間。在這種情況下，所述碟形彈簧7增強(qiáng)了用于摩擦連接所需的壓縮能力，從而確保為疊片組提供充分的軸向夾持。

圖4則示出了根據(jù)所描述的方法制造的用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子?？梢钥吹街锌蛰S1，該中空軸1的直徑包括軸向隔開的兩個子部分2和3，每個子部分具有通過滾壓拋光而制成的擴(kuò)大的直徑。止推墊圈4和6以摩擦互鎖的方式壓在子部分2和3上，該止推墊圈4和6以抗旋轉(zhuǎn)的方式夾緊有間隙地安置(aufgeschobene)的疊片組。在擠壓止推墊圈4和6之前，將端部凸緣8壓入中空軸1的各端面中，所述端部凸緣8用于接納輸出軸。端部凸緣8用于在止推墊圈4和6被擠壓的位置處支撐中空軸1的壁。

附圖標(biāo)記列表

1 中空軸

2 第一子部分

3 第二子部分

3a 中空軸端部

4 形成止擋件的第一止推墊圈

5 疊片組

6 第二止推墊圈

7 碟形彈簧

8 凸緣

9 容差區(qū)域

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種用于將疊片(5)安裝到設(shè)置成用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子的軸(1)上的方法，其中，所述疊片(5)被平滑地滑動到所述軸(1)上，所述軸(1)的第一子部分具有比第二軸向子部分(3)的外徑大的外徑，所述疊片(5)被夾持在與所述軸(1)相連接的抗旋轉(zhuǎn)的兩個止推墊圈(4、6)之間，

其中，將所述疊片(5)滑動到所述軸(1)上以抵靠止擋件(4)，所述止擋件(4)為布置在所述軸(1)的所述第一子部分(2)上的止推墊圈(4)的形式，其中，所述第二子部分(3)的外徑小于所述第一止推墊圈(4)中的中心孔的直徑，使得所述第一止推墊圈(4)將經(jīng)過并跨過所述第二子部分(3)來裝配，

并且其中，在所述第二軸向子部分(3)的表面已經(jīng)預(yù)先通過引入外表面輪廓而被擴(kuò)大后，通過軸向地夾持所述疊片(5)以摩擦互鎖的方式將第二止推墊圈(6)壓入到所述軸(1)的所述第二軸向子部分(3)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述軸(1)的所述第一軸向子部分(2)的表面已經(jīng)預(yù)先通過引入外表面輪廓而被擴(kuò)大后，也以摩擦互鎖的方式將所述第一止推墊圈(4)壓到所述軸(1)的所述第一軸向子部分(2)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述疊片被組裝為一個或多個沖壓堆疊的疊片組。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟的順序是：

擴(kuò)大所述軸的所述第一和所述第二子部分的外表面輪廓，

將所述第一止推墊圈壓到所述軸上，

將所述疊片無阻力地裝配到所述軸上以抵靠所述第一止推墊圈，以及

通過夾持所述疊片將所述第二止推墊圈壓到所述軸上。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述疊片或疊片組(5)是借助彈性元件(7)來滑動的，所述彈性元件(7)與所述疊片或疊片組(5)一起被夾持在兩個所述止推墊圈(4、6)之間。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括所述疊片(5)的所述疊片組(5)有間隙地滑動并且通過所述疊片組(5)的表面上的結(jié)構(gòu)對中，其中，在所述止推墊圈(4、6)的接觸表面上存在有用于所述結(jié)構(gòu)的配合結(jié)構(gòu)。

7.一種根據(jù)前述權(quán)利要求的方法制造的用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子，

其特征在于包括軸(1)，所述軸(1)的直徑包括軸向隔開的兩個子部分(2、3)，每個子部分具有擴(kuò)大的直徑、尤其是包括材料的增厚，其中，止推墊圈(4、6)以摩擦互鎖的方式被壓到每個所述子部分(2、3)上，并且其中，有間隙地圍繞所述軸(1)的所述疊片(1)以抗旋轉(zhuǎn)的方式被夾持在所述止推墊圈(4、6)之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述軸是中空軸(1)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述止推墊圈(4、6)和由所述疊片形成的所述疊片組(5)穿設(shè)有同軸孔，鎖定銷插入所述同軸孔中。

10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述軸在第一子部分(2)處具有比在第二子部分(3)處的直徑大的直徑，其中，所述第二子部分(3)的外徑小于所述第一止推墊圈(4)的中心孔的直徑。

11.一種電機(jī)、尤其是異步電動機(jī)或永磁同步電機(jī)，所述電機(jī)具有根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子。