DE102007032131A1

DE102007032131A1 - Rotor carrier for an electric machine and method for its production

Info

Publication number: DE102007032131A1
Application number: DE102007032131A
Authority: DE
Inventors: Miro Bekavac; Barlas Turgay; Anja Hofmeister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-30
Filing date: 2007-06-30
Publication date: 2009-01-02
Also published as: WO2009003821A2; WO2009003821A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotorträgers (2) für eine elektrische Maschine sowie einen Rotorträger (2) für eine elektrische Maschine. Es ist vorgesehen, dass der Rotorträger (2) aus mindestens zwei Teilen (12, 14; 46, 48) zusammengefügt wird, die durch Reibschweißen fest miteinander verbunden werden.The invention relates to a method for producing a rotor carrier (2) for an electric machine and to a rotor carrier (2) for an electric machine. It is envisaged that the rotor carrier (2) from at least two parts (12, 14, 46, 48) is joined together, which are firmly joined together by friction welding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotorträgers für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Rotorträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The The invention relates to a method for producing a rotor carrier for an electric machine according to the The preamble of claim 1 and a rotor carrier according to the Preamble of claim 8.

Stand der TechnikState of the art

Bei Rotoren von großformatigen elektrischen Maschinen, wie zum Beispiel von elektrischen Maschinen von Hybridantrieben von Kraftfahrzeugen, wird der Rotor häufig von einem hohlen Rotorträger statt von einer massiven Rotorwelle getragen, so dass im Inneren des Rotors bzw. des Rotorträgers Bauraum für weitere Komponenten der elektrischen Maschine oder für Komponenten angrenzender Bauteile des Hybridantriebs, wie beispielsweise einer Kupplung, geschaffen wird. Wie bei kleineren elektrischen Maschinen besteht der Rotor aus einem Lamellen- oder Rotorblechpaket, das auf einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche des Rotorträgers befestigt ist, sowie einer Rotorwicklung oder Permanentmagneten, die in Aufnahmenuten des Lamellen- oder Rotorblechpakets untergebracht sind. Der Rotorträger besteht normalerweise aus einem hohlzylindrischen Umfangswandteil und einem drehfest mit dem Umfangswandteil verbundenen, im Umriss kreisförmigen Bodenwandteil. Der Bodenwandteil kann entweder an einem Stirnende des Umfangswandteils angeordnet sein, so dass der topfförmige Rotorträger einen in axialer Richtung einseitig offenen zylindrischen Hohlraum umschließt, oder kann näher bei der Mitte des Umfangswandteils angeordnet sein, so dass der doppelt topfförmige Rotorträger zwei nach entgegengesetzten Seiten offene zylindrische Hohlräume umschließt. Derartige einstückig ausgebildete Rotorträger werden bisher in der Regel durch Gießen oder durch Umformen aus einem Vollmaterial und durch eine anschließende spanabhebende Bearbeitung hergestellt, was jedoch im Hinblick auf den relativ großen Bauraumbedarf und die relativ hohen Investitionskosten der zur Herstellung benötigten Einrichtungen von Nachteil ist. Außerdem gestatten es die bekannten Verfahren nicht, für verschiedene Teile des Rotorträgers unterschiedliche, an die jeweiligen Anforderungen angepasste Materialien zu verwenden.at Rotors of large-sized electric machines, such as for example of electric machines of hybrid drives of Motor vehicles, the rotor is often hollow Rotor carrier instead of a massive rotor shaft, so that in the interior of the rotor or the rotor carrier space for other components of the electric machine or for components of adjacent components of the hybrid drive, such as a clutch is created. As with smaller ones electric machines, the rotor consists of a lamellar or Rotor laminated core, which is on a cylindrical outer Peripheral surface of the rotor carrier is attached, and a rotor winding or permanent magnets in the grooves the lamella or rotor core are housed. The rotor carrier usually consists of a hollow cylindrical peripheral wall part and a rotatably connected to the peripheral wall part, in outline circular Floor panels. The bottom wall part can either be at a front end be arranged of the peripheral wall part, so that the cup-shaped rotor carrier a cylindrical cavity open on one side in the axial direction encloses, or may be closer to the middle of Be arranged peripheral wall part, so that the double cup-shaped Rotor carrier two cylindrical sides open to opposite sides Encloses cavities. Such integrally formed As a rule rotor armors are usually made by casting or by forming from a solid material and by a subsequent However, in terms of the relatively large space requirement and the relatively high investment costs the facilities required for the production of disadvantage is. Moreover, the known methods do not allow for different parts of the rotor carrier different, on to use materials adapted to the respective requirements.

Ein Rotorträger der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2005 040 771 A1 bekannt.A rotor carrier of the type mentioned is for example from the DE 10 2005 040 771 A1 known.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Rotorträger der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine Fertigung des Rotorträgers aus mehreren, gegebenenfalls aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Einzelteilen ermöglicht wird.outgoing This is the object of the invention, a method and a rotor carrier of the type mentioned in the effect to improve that a production of the rotor carrier from several, optionally consisting of different materials items is possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Rotorträger aus mindestens zwei Teilen zusammengefügt wird, die durch Reibschweißen fest miteinander verbunden werden.These The object is achieved according to the invention that the rotor carrier from at least two parts joined together is firmly connected by friction welding become.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Rotorträger nicht durch Gießen oder Umformen aus einem Vollmaterial und durch eine anschließende spanabhebende Bearbeitung herzustellen, sondern statt dessen aus mehreren Einzelteilen, die zuvor getrennt durch Gießen, Umformen, Stanzen und/oder spanabhebende Bearbeitung gefertigt worden sind und die dann zur Montage des Rotorträgers durch Reibschweißen fest miteinander verbunden werden. Dadurch können die Einzelteile auch aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, die optimal an die jeweiligen Anforderungen in verschiedenen Teilbereichen des Rotorträgers angepasst sind. Zum Beispiel kann eines der Teile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt werden, um die rotierende Masse des Rotorträgers so klein wie möglich zu halten, während ein anderes der Teile, das hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist, aus Stahl hergestellt werden kann.Of the Invention is based on the idea, not the rotor carrier by casting or forming from a solid material and by to produce a subsequent machining, but instead of several items, previously separated by casting, forming, stamping and / or machining Machining have been made and then the assembly of the rotor carrier by Friction welding are firmly connected. Thereby The items can also be made of different materials are manufactured, which optimally to the respective requirements are adapted in different sub-areas of the rotor carrier. For example, one of the parts may be aluminum or an aluminum alloy are manufactured to the rotating mass of the rotor carrier to keep as small as possible while another parts exposed to high loads, made of steel can be.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass es sich bei den durch Reibschweißen verbundenen Teile zum einen um einen hohlzylindrischen Umfangswandteil des Rotorträgers handelt, auf dem das Lamellen- oder Rotorblechpaket mit der Rotorwicklung befestigt ist, sowie zum anderen um einen Boden- und/oder Zwischenwandteil, der den vom Umfangswandteil begrenzten Hohlraum an einem Stirnende des Rotorträgers verschließt oder näher bei dessen Mitte in zwei getrennte Hohlräume unterteilt. In diesem Fall entfallen die sonst erforderlichen Biegeradien am Übergang zwischen dem Umfangswandteil und dem Boden- oder Zwischenwandteil, wodurch bei gleicher Länge und gleichem Durchmesser des Rotors ein größerer Bauraum im Inneren des Rotorträgers bereitgestellt werden kann.A preferred embodiment of the invention provides that it is at the parts connected by friction welding on the one hand is a hollow cylindrical peripheral wall part of the rotor carrier, on which the lamella or rotor laminated core with the rotor winding is attached, as well as on the other to a bottom and / or intermediate wall part, the the limited by the peripheral wall portion cavity at a front end of the Rotor carrier closes or closer to its center divided into two separate cavities. In In this case eliminates the otherwise required bending radii at the transition between the peripheral wall part and the bottom or intermediate wall part, whereby at the same length and the same diameter of the Rotor a larger space inside the rotor carrier can be provided.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die beiden Teile beim Reibschweißen unter gegenseitiger Anpressung in Bezug zueinander um eine Drehachse gedreht, die der Drehachse des späteren Rotors entspricht. Dabei ist es einerseits möglich, eines der beiden Teile ortsfest zu fixieren und das andere der beiden Teile in Drehung zu versetzen und gegen das fixierte Teil anzupressen. Alternativ kann jedoch auch eines der Teile um die Drehachse in Drehung versetzt und das andere Teil in axialer Richtung der Drehachse gegen das in Drehung versetzte Teil angepresst werden, oder es können beide Teile mit umgekehrter Drehrichtung in Drehung versetzt und axial gegeneinander angepresst werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the two parts are rotated during friction welding under mutual pressure in relation to each other about an axis of rotation which corresponds to the axis of rotation of the later rotor. It is on the one hand possible to fix one of the two parts stationary and to put the other of the two parts in rotation and to press against the fixed part. Alternatively, however, one of the parts may also be rotated about the axis of rotation and the other part may be pressed against the rotating part in the axial direction of the axis of rotation, or both parts may be rotated in reverse direction rotated and pressed axially against each other.

Vorzugsweise werden die Teile mit zwei gegenüberliegenden ring- oder kreisförmige Stirnflächen gegeneinander angepresst, um mindestens eines der beiden Teile im Bereich dieser Flächen durch die entstehende Reibungswärme aufzuschmelzen und beim Erstarren des aufgeschmolzenen Materials stumpf zu verschweißen.Preferably be the parts with two opposite ring or circular faces pressed against each other, around at least one of the two parts in the area of these surfaces melt by the resulting frictional heat and when solidifying the molten material butt to weld.

Jedoch ist es alternativ auch möglich, die beiden Teile entlang zweier in Bezug zur Drehachse rotationssymmetrischer Umfangsflächen miteinander zu verschweißen, indem man der nach außen weisenden Umfangsfläche des einen Teils einen etwas größeren Durchmesser verleiht als der nach innen weisenden Umfangsfläche des anderen Teil und die Teile dann unter gegenseitiger Drehung in axialer Richtung der Drehachse gegeneinander anpresst. Diese axiale Anpressung der beiden Teile im Bereich ihrer Umfangsflächen führt dann dazu, dass bei mindestens einem der Teile ein an die Umfangsfläche angrenzender Wandbereich aufgeschmolzen wird. Durch das Erweichen dieses Wandbereichs nähern sich die Teile infolge der anhaltenden axialen Anpressung zunehmend weiter aneinander an, bis die nach außen weisende Umfangsfläche vollständig von der nach innen weisenden Umfangsfläche umgeben ist.however Alternatively, it is also possible, the two parts along two with respect to the rotation axis rotationally symmetrical peripheral surfaces To weld together, by the outside facing peripheral surface of a part of a slightly larger Gives diameter than the inward-facing peripheral surface the other part and then the parts under mutual rotation pressed in the axial direction of the rotation axis against each other. These axial contact pressure of the two parts in the region of their peripheral surfaces then leads to at least one of the parts melted adjacent to the peripheral surface wall area becomes. By softening this wall area approach the parts continue as a result of the sustained axial contact pressure to each other, until the outward-facing peripheral surface completely from the inward facing peripheral surface is surrounded.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:in the Following is the invention with reference to some shown in the drawing Embodiments explained in more detail. Show it:

1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Rotorträgers einer elektrischen Maschine; 1 a schematic perspective view of a rotor carrier of an electric machine;

2 eine Längsschnittansicht des Rotorträgers aus 1; 2 a longitudinal sectional view of the rotor carrier 1 ;

3 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts III aus 2; 3 an enlarged view of section III 2 ;

4 eine schematische perspektivische Ansicht eines etwas anderen Rotorträgers; 4 a schematic perspective view of a slightly different rotor carrier;

5 eine Längsschnittansicht des Rotorträgers aus 4; 5 a longitudinal sectional view of the rotor carrier 4 ;

6 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VI aus 5; 6 an enlarged view of the section VI 5 ;

7 eine Längsschnittansicht eines weiteren Rotorträgers. 7 a longitudinal sectional view of another rotor carrier.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

Die in der Zeichnung nur schematisch und vereinfacht dargestellten Rotorträger 2 dienen zur Abstützung eines Rotors (nicht dargestellt) einer großformatigen elektrischen Maschine für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs. Der Rotor besteht in bekannter Weise aus einem oder mehreren Lamellen- oder Rotorblechpaketen, die drehfest auf einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche 4 der Rotorträger 2 befestigt werden, sowie einer Rotorwicklung oder Permanentmagneten, die nach der Montage des oder der Lamellen- oder Rotorblechpakete in Aufnahmenuten desselben bzw. derselben eingebracht werden.The rotor carrier shown only schematically and simplified in the drawing 2 serve to support a rotor (not shown) of a large-sized electric machine for a hybrid drive of a motor vehicle. The rotor consists in a known manner of one or more lamellae or rotor lamination packages, the rotationally fixed on a cylindrical outer peripheral surface 4 the rotor carrier 2 be attached, as well as a rotor winding or permanent magnets, which are introduced after mounting of the lamella or rotor laminations in receiving grooves of the same or the same.

Um im Inneren der Rotorträger 2 Platz für weitere Komponenten der elektrischen Maschine oder für andere Komponenten des Hybridantriebs zu schaffen, wie beispielsweise für Kupplungen, mit deren Hilfe der Rotorträger 2 mit eine Abtriebswelle der elektrischen Maschine gekuppelt werden kann, begrenzen die Rotorträger 2 einen in axialer Richtung einseitig offenen zylindrischen Hohlraum 6 (1 und 2) oder zwei voneinander getrennte, in entgegengesetzten axialen Richtungen offene zylindrische Hohlräume 8, 10 (3).To inside the rotor carrier 2 To create space for other components of the electric machine or for other components of the hybrid drive, such as for clutches, with the help of the rotor arm 2 can be coupled with an output shaft of the electric machine, limit the rotor carrier 2 a cylindrical cavity open on one side in the axial direction 6 ( 1 and 2 ) or two separate cylindrical cavities open in opposite axial directions 8th . 10 ( 3 ).

Der in den 1 bis 3 dargestellte Rotorträger 2 besteht im Wesentlichen aus einem durch ein Gieß- oder Umformverfahren einstückig aus einem metallischen Werkstoff hergestellten hohlzylindrischen Umfangswandteil 12, auf dessen äußerer Umfangsfläche 4 der Rotor befestigt wird, sowie einem durch ein spanabhebendes Verfahren aus demselben oder einem anderen metallischen Werkstoff hergestellten, im Umriss kreisförmigen ebenen Bodenwandteil 14, der den Hohlraum 6 an einem Stirnende des Rotorträgers 2 verschließt.The in the 1 to 3 illustrated rotor carrier 2 consists essentially of a hollow cylindrical peripheral wall part produced in one piece from a metallic material by a casting or forming process 12 , on the outer peripheral surface 4 the rotor is fixed, as well as a produced by a machining process of the same or another metallic material, in outline circular flat bottom wall part 14 that the cavity 6 at a front end of the rotor carrier 2 closes.

Der Bodenwandteil 14 liegt dort mit einem radial äußeren Rand 16 seiner dem Umfangswandteil 12 zugewandten vordere Breitseitenfläche 18 gegen eines der beiden Stirnenden des Umfangswandteils 12 an und ist entlang des gesamten äußeren Randes 16 fest mit dem Umfangswandteil 12 verbunden.The bottom wall part 14 is there with a radially outer edge 16 its the peripheral wall part 12 facing front broadside surface 18 against one of the two ends of the peripheral wall part 12 and is along the entire outer edge 16 fixed to the peripheral wall part 12 connected.

Über die vom Hohlraum 6 abgewandte hintere Breitseitenfläche 20 des Bodenwandteils 14 steht ein Wellenstumpf 22 über, der starr mit dem Bodenwandteil 14 verbunden ist und ebenso wie der Umfangswandteil 12 und der Bodenwandteil 14 koaxial zu einer Drehachse 24 des Rotors ausgerichtet ist.About the cavity 6 opposite rear broadside surface 20 of the bottom wall part 14 there is a stub shaft 22 over, rigid with the bottom wall part 14 is connected and as well as the peripheral wall part 12 and the bottom wall part 14 coaxial with a rotation axis 24 of the rotor is aligned.

Die Herstellung der starren drehfesten Verbindung zwischen dem äußeren Rand 16 des Bodenwandteils 14 und dem benachbarten Stirnende des Umfangswandteils 12 erfolgt durch Reibschweißen. Dabei wird der Umfangswandteil 12 mit einer in den Hohlraum 6 eingeführten, radial aufweitbaren Spannvorrichtung (nicht dargestellt) fixiert, um eine Axial- und/oder Drehbewegung des Umfangswandteils 12 zu verhindern. Der über den Bodenwandteil 14 überstehende Wellenstumpf 22 wird in einem axial beweglichen Spannfutter (nicht dargestellt) mit Drehantrieb eingespannt. Anschließend wird das Spannfutter in Drehung versetzt und durch eine Axialbewegung des Spannfutters der Bodenwandteil 14 mit dem Rand 16 der Breitseitenfläche 18 gegen das Stirnende des Umfangswandteils 12 angepresst. Die bei der Drehung des Bodenwandteils 14 in Bezug zum Umfangswandteil 12 an der Kontaktfläche 16 zwischen den beiden Teilen 12, 14 entstehende Reibungswärme bewirkt, dass der metallische Werkstoff des Umfangswandteils 12 und/oder des Bodenwandteils 14 entlang der Kontaktfläche 16 schmilzt. Sobald die Drehbewegung des Bodenwandteils 14 angehalten wird, kühlt sich der aufgeschmolzene Werkstoff wieder ab, wobei er sich verfestigt und den Bodenwandteil 14 starr mit dem Umfangswandteil 12 verbindet.The production of the rigid non-rotatable connection between the outer edge 16 of the bottom wall part 14 and the adjacent front end of the peripheral wall part 12 done by friction welding. In this case, the peripheral wall part 12 with one in the cavity 6 introduced, radially expandable clamping device (not shown) fixed to an axial and / or rotational movement of the peripheral wall part 12 to prevent. The over the bottom wall part 14 protruding stub shaft 22 is clamped in an axially movable chuck (not shown) with rotary drive. Subsequently, the chuck is set in rotation and by an axial movement of the chuck of the bottom wall part 14 with the edge 16 the broadside surface 18 against the front end of the peripheral wall part 12 pressed. The during the rotation of the bottom wall part 14 in relation to the peripheral wall part 12 at the contact surface 16 between the two parts 12 . 14 resulting frictional heat causes the metallic material of the peripheral wall part 12 and / or the bottom wall part 14 along the contact surface 16 melts. Once the rotary motion of the bottom wall part 14 is stopped, the molten material cools again, where it solidifies and the bottom wall part 14 rigid with the peripheral wall part 12 combines.

Um zu gewährleisten, dass die durch Reibschweißen hergestellte Schweißverbindung die Übertragung großer Drehmomente gestattet, können der äußere Rand 16 des Bodenwandteils 14 und die ihm gegenüberliegende Stirnfläche des Umfangswandteils 12 vor dem Verschweißen der beiden Teile 12, 14 mit komplementären umlaufenden Rillen bzw. Rippen 26, 28 versehen werden, die einen im Wesentlichen keilförmigen Querschnitt besitzen, wie in 3 dargestellt. Diese Rippen 26, 28 greifen bei der Annäherung der beiden Teile 12, 14 fingerartig ineinander, was nicht nur zu einer zusätzlichen Zentrierung der beiden Teile im Bereich der Schweißnaht führt, sondern darüber hinaus nach dem Kontakt der beiden Teile 12, 14 eine erhebliche Vergrößerung der Kontaktfläche 16 und infolge der Flankenneigung der Rippen 26, 28 auch eine Vergrößerung der Anpresskraft und damit der Reibkräfte bedingt.To ensure that the weld produced by friction welding allows the transmission of large torques, the outer edge 16 of the bottom wall part 14 and the opposite end face of the peripheral wall part 12 before welding the two parts 12 . 14 with complementary circumferential grooves or ribs 26 . 28 be provided, which have a substantially wedge-shaped cross section, as in 3 shown. These ribs 26 . 28 grab the approach of the two parts 12 . 14 finger-like into one another, which not only leads to an additional centering of the two parts in the region of the weld, but also after the contact of the two parts 12 . 14 a considerable increase in the contact area 16 and as a result of the slope of the ribs 26 . 28 also an increase in the contact pressure and thus the friction forces.

Als Alternativen zu einer Drehung des Bodenwandteils 14 in Bezug zum feststehenden Umfangswandteil 12 kann auch der Umfangswandteil 12 zusammen mit der Spannvorrichtung in Drehung versetzt und gegen den feststehenden Bodenwandteil 14 angepresst werden, oder es können beide Teile 12, 14 mit entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben und dabei in axialer Richtung gegeneinander angepresst werden.As alternatives to a rotation of the bottom wall part 14 with respect to the fixed peripheral wall part 12 can also be the peripheral wall part 12 rotated together with the tensioning device and against the fixed bottom wall part 14 be pressed, or it can both parts 12 . 14 driven in the opposite direction of rotation while being pressed against each other in the axial direction.

Der in den 4 bis 6 dargestellte Rotorträger 2 weist neben einem aus Metall bestehenden hohlzylindrischen Umfangswandteil 12 ebenfalls einen ebenen, kreisförmigen, aus demselben oder einem anderen Metall bestehenden Bodenwandteil 14 auf, der in der Nähe des einen Stirnendes des Umfangswandteils 12, jedoch in einem geringen axialen Abstand von dessen Stirnfläche 30 drehfest mit dem Umfangswandteil 12 verschweißt ist.The in the 4 to 6 illustrated rotor carrier 2 has in addition to a hollow cylindrical peripheral wall part made of metal 12 also a flat, circular, consisting of the same or another metal bottom wall part 14 on, in the vicinity of the one end face of the peripheral wall part 12 but at a small axial distance from its end face 30 rotatably with the peripheral wall part 12 is welded.

Um die beiden Teile 12, 14 durch Reibschweißen miteinander zu verbinden, wird hier der Außendurchmesser des Bodenwandteils 14 so gewählt, dass er geringfügig größer als der Innendurchmesser des Umfangswandteils 12 ist. Anschließend werden die beiden Teile 12, 14 wieder koaxial zur Drehachse 24 ausgerichtet, woraufhin der Bodenwandteil 14 um die Drehachse 24 in Drehung versetzt und in axialer Richtung der Drehachse 24 gegen das benachbarte Stirnende des Umfangswandteils 12 angepresst wird. Dabei tritt ein äußerster Rand 32 des Bodenwandteils 14 am Stirnende des Umfangswandteils 12 mit dessen Innenwand 34 in Kontakt, wodurch die Innenwand 34 infolge der Reibungswärme im Bereich des Kontakts aufgeschmolzen wird, sofern der Umfangswandteil einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist. Das Aufschmelzen der Innenwand 34 führt zusammen mit der auf den Bodenwandteil 14 ausgeübten anhaltenden axialen Druckkraft dazu, dass sich der Bodenwandteil 14 zunehmend weiter in den vom Umfangswandteil 12 begrenzten Hohlraum 6 hinein bewegt, bis seine äußere Umfangsfläche 38 vollständig vom Umfangswandteil 12 umgeben und seine hintere Breitseitenfläche 20 in einem Abstand von der Stirnfläche 30 des Umfangswandteils 12 angeordnet ist, wie in 5 und 6 dargestellt. Bei der Bewegung wird geschmolzenes Metall vom äußersten Rand 16 verdrängt, wobei sich ein größerer Teil dieses Materials infolge von Zentrifugal- und Adhäsionskräften in einem Zwickel 36 zwischen der Innenwand 34 und der Breitseitenfläche 18 sammelt, während ein kleinerer Teil an der Umfangsfläche 38 des Bodenwandteils 14 vorbei zu dessen hinterer Breitseite 20 gelangt und sich in einem entsprechenden Zwickel 40 sammelt. Wenn die Drehung des Bodenteils 14 in dieser Stellung angehalten wird, sind die beiden Teile 12, 14 nicht nur entlang der Umfangsfläche 38 des Bodenteils 14 miteinander verschmolzen, sondern auch im Bereich der Zwickel 36, 40, die den Bodenteil 14 in axialer Richtung zusätzlich festhalten und infolge der größeren Kontaktfläche zwischen den beiden Teilen für eine festere Verbindung sorgen.To the two parts 12 . 14 by friction welding together, here is the outer diameter of the bottom wall part 14 so selected that it is slightly larger than the inner diameter of the peripheral wall part 12 is. Subsequently, the two parts 12 . 14 again coaxial with the axis of rotation 24 aligned, whereupon the bottom wall part 14 around the axis of rotation 24 set in rotation and in the axial direction of the axis of rotation 24 against the adjacent front end of the peripheral wall part 12 is pressed. This is an outermost edge 32 of the bottom wall part 14 at the front end of the peripheral wall part 12 with its inner wall 34 in contact, eliminating the inner wall 34 is melted due to the frictional heat in the region of the contact, provided that the peripheral wall part has a lower melting point. The melting of the inner wall 34 leads together with the on the bottom wall part 14 exerted sustained axial compressive force that the bottom wall part 14 increasingly further into that of the peripheral wall part 12 limited cavity 6 moved in until its outer peripheral surface 38 completely from the peripheral wall part 12 surrounded and its rear broadside 20 at a distance from the face 30 the peripheral wall part 12 is arranged as in 5 and 6 shown. When moving molten metal from the outermost edge 16 displaced, with a greater part of this material due to centrifugal and adhesive forces in a gusset 36 between the inner wall 34 and the broadside surface 18 collects, while a smaller part on the peripheral surface 38 of the bottom wall part 14 over to its rear broadside 20 passes and gets in a corresponding gusset 40 collects. When the rotation of the bottom part 14 stopped in this position, are the two parts 12 . 14 not only along the peripheral surface 38 of the bottom part 14 fused together, but also in the area of the gusset 36 . 40 that the bottom part 14 In addition, hold in the axial direction and provide a firmer connection due to the larger contact surface between the two parts.

Wie bei dem Rotorträger aus 1 und 2 können entweder der Bodenwandteil 14 oder der Umfangswandteil 12 oder beide Teile 12, 14 in Drehung versetzt werden, bevor sie gegeneinander angepresst werden.As with the rotor carrier off 1 and 2 can either the bottom wall part 14 or the peripheral wall part 12 or both parts 12 . 14 are rotated before they are pressed against each other.

Eine Kombination der unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 beschriebenen Verfahren ist ebenfalls möglich, wenn ein Bodenwandteil 14 mit einem stufenförmigen Rand (nicht dargestellt) verwendet wird, der nach dem Verschweißen sowohl in radialer und in axialer Richtung gegen das benachbarte Stirnende des Umfangswandteils 12 anliegt.A combination of referring to the 1 to 3 respectively. 4 to 6 described method is also possible if a bottom wall part 14 is used with a stepped edge (not shown), which after welding in both the radial and in the axial direction against the adjacent front end of the peripheral wall part 12 is applied.

Der in 7 dargestellte Rotorträger 2 besteht aus zwei zuvor durch Umformen aus einem Vollmaterial hergestellten, einstückig ausgebildeten topfförmigen Teilen 46, 48, deren ebene, einander zugewandte und zur Drehachse 24 koaxiale kreisförmige Bodenwandteile 50, 52 durch Reibschweißen drehfest miteinander verbunden sind und eine zwischen den beiden Hohlräumen 8, 10 angeordnete Trennwand bilden.The in 7 illustrated rotor carrier 2 be consists of two previously made by forming from a solid material, integrally formed cup-shaped parts 46 . 48 whose plane, facing each other and the axis of rotation 24 coaxial circular bottom wall parts 50 . 52 are non-rotatably connected by friction welding and one between the two cavities 8th . 10 form arranged partition.

Die Herstellung der Schweißverbindung erfolgt in entsprechender Weise, wie zuvor für den Rotorträger 2 in den 1 bis 3 beschrieben, indem die beiden Teile 46, 48 in Bezug zueinander gedreht und die gegenüberliegenden Stirnflächen der Bodenwandteile 50, 52 axial gegeneinander angepresst werden.The production of the welded connection takes place in the same way as before for the rotor carrier 2 in the 1 to 3 described by the two parts 46 . 48 rotated with respect to each other and the opposite end faces of the bottom wall parts 50 . 52 be pressed axially against each other.

Nach dem Verschweißen der beiden Teile 12, 14 bzw. 46, 48 werden diese bei Bedarf zuerst in einem Ofen spannungsarm geglüht, bevor sie gegebenenfalls einer spanabhebenden Bearbeitung unterzogen werden, um geforderte Fertigungstoleranzen des Rotorträgers 2 zu gewährleisten.After welding the two parts 12 . 14 respectively. 46 . 48 If necessary, they are first subjected to low-stress annealing in an oven before they are optionally subjected to machining in order to achieve required manufacturing tolerances of the rotor carrier 2 to ensure.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005040771 A1 [0003]

Claims

Method for producing a rotor carrier for an electric machine, characterized in that the rotor carrier ( 2 ) of at least two parts ( 12 . 14 ; 46 . 48 ) is joined together, which are firmly joined together by friction welding.

Method according to claim 1, characterized in that the two parts ( 12 . 14 ; 46 . 48 ) during friction welding around a rotation axis ( 24 ) are rotated, with the axis of rotation ( 24 ) coaxial areas of the two parts ( 12 . 14 ; 46 . 48 ) in the axial direction of the axis of rotation ( 24 ) are pressed against each other.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the two parts ( 12 . 14 ) of a hollow cylindrical peripheral wall part ( 12 ) and an outline circular bottom wall part ( 14 ) of the rotor carrier ( 2 ) are formed.

A method according to claim 3, characterized in that an outwardly facing peripheral surface ( 38 ) of the bottom wall part ( 14 ) is provided with an outer diameter which is greater than the inner diameter of an inwardly facing peripheral surface of the peripheral wall part ( 12 ), and that the two parts ( 12 . 14 ) in the axial direction of the axis of rotation ( 24 ) are pressed against each other.

Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that two opposite annular or circular end faces of the two parts ( 12 . 14 ; 46 . 48 ) are pressed against each other.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor carrier ( 2 ) is stress relieved annealed after friction welding.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor carrier ( 2 ) is machined after friction welding.

Rotor carrier for an electric machine, characterized by at least two parts rotatably connected to one another by friction welding ( 12 . 14 ).

Rotor carrier according to claim 8, characterized in that the two parts ( 12 . 14 ) of a hollow cylindrical peripheral wall part ( 12 ) and an outline circular bottom wall part ( 14 ) of the rotor carrier ( 2 ) are formed.

Rotor carrier according to claim 8 or 9, characterized in that the two parts ( 12 . 14 ) along an axis of rotation ( 24 ) of the rotor carrier ( 2 ) rotationally symmetrical weld seam are interconnected.

Rotor carrier according to one of claims 8 to 10, characterized in that the two parts ( 10 . 12 ) may consist of the same or different materials.

Rotor carrier according to claim 11, characterized in that the two interconnected parts ( 12 . 14 ) consist of metal.

Rotor carrier according to one of claims 8 to 12, characterized in that the two parts ( 12 . 14 ) are connected together along two opposite annular or circular end faces.

Rotor carrier according to one of claims 8 to 13, characterized in that the two parts ( 12 . 14 ) are connected together along two opposite circumferential surfaces.