用于電機的轉(zhuǎn)子和制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電機的轉(zhuǎn)子，其具有：與轉(zhuǎn)子軸線同心地布置的轉(zhuǎn)子體，在轉(zhuǎn)子體中布置基本上在軸向方向上取向的槽；布置在槽中的短路桿；和兩個短路環(huán)，短路環(huán)中的每一個布置在轉(zhuǎn)子體的相應的軸向端面處，并且短路環(huán)使短路桿彼此電連接。本發(fā)明還涉及一種具有這種轉(zhuǎn)子的電機，特別是電動機，以及一種具有這種電機的車輛，特別是電動或混合動力車輛。最后，本發(fā)明涉及一種用于這種轉(zhuǎn)子的制造方法。此外，為了實現(xiàn)一種特別適用于高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子或電機提出，相應的短路環(huán)具有至少一個具有第一材料的矩陣元件及至少一個具有第二材料的成型元件，其中，第一材料具有比第二材料更小的彈性模量和更大的導電性。
【專利說明】
用于電機的轉(zhuǎn)子和制造方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于電機的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有:與轉(zhuǎn)子軸線同心地布置的轉(zhuǎn)子體， 在轉(zhuǎn)子體中布置有基本上在軸向方向上取向的槽;布置在槽中的短路桿;和兩個短路環(huán)，短 路環(huán)中的每一個布置在該轉(zhuǎn)子體的相應的軸向端面處，并且該短路環(huán)使短路桿彼此電連 接。
[0002] 本發(fā)明還涉及一種具有這種轉(zhuǎn)子的電機，特別是電動機，以及一種具有這種電機 的車輛，特別是電動或混合動力車輛。
[0003] 最后，本發(fā)明涉及一種用于這種轉(zhuǎn)子的制造方法。
【背景技術】
[0004] 這種轉(zhuǎn)子或這種方法例如使用在異步電機中。如今，用于例如異步電機的電驅(qū)動 裝置的短路環(huán)的制造主要由鋁-可鍛合金實現(xiàn)。所使用的材料、例如是鋁99.5的輕金屬具有 很小的機械穩(wěn)定性和如下的特性，即其在轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)超過10000轉(zhuǎn)每分時很快地超過其強 度極限。由此不再確保非塑性變形。
[0005] 從DE 10 2011 077 084 A1中已知了一種異步電機，該異步電機還具有短路環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種特別適合用于高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子或電機。
[0007]由此通過開頭所述類型的轉(zhuǎn)子得出該目的的解決方案，即相應的短路環(huán)具有至少 一個具有第一材料的矩陣元件及至少一個具有第二材料的成型元件，其中，第一材料具有 比第二材料更小的彈性模量(E-Modu 1)和更大的導電性。
[0008] 此外，通過一種具有這種轉(zhuǎn)子的電機、特別是電動機以及一種具有這種電機的車 輛、特別是電動或混合動力車輛得出該目的的解決方案。
[0009] 最后，通過一種用于制造轉(zhuǎn)子、特別是用于電機的轉(zhuǎn)子的方法得出另外的解決方 案，其中，轉(zhuǎn)子具有與轉(zhuǎn)子軸線同心地布置的轉(zhuǎn)子體，在轉(zhuǎn)子體中布置有槽，槽基本上在軸 向方向上取向，包括以下方法步驟：
[0010]-將短路桿布置在槽中，
[0011] -將用于相應的短路環(huán)的至少一個具有第一材料的矩陣元件及至少一個具有第二 材料的成型元件布置在轉(zhuǎn)子體的相應的軸向端面處，其中，相應的短路環(huán)使短路桿彼此電 連接，
[0012] 其中，第一材料具有比第二材料更小的彈性模量（E-Modul)和更大的導電性 (elektrischeLeitMligkeit)0
[0013] 因此，相應的短路環(huán)具有至少一個相應的矩陣元件和相應的成型元件。在此，相應 的成型元件給予相應的短路環(huán)特別的穩(wěn)定性，其中，相應的矩陣元件同時給予相應的短路 環(huán)良好的電特性以用于連接短路桿。這由此實現(xiàn)了，第一材料具有比第二材料更好的導電 特性并且第二材料具有比第一材料更高的彈性模量。
[0014] 如果設置多個有利地互相連接的成型元件，由此能夠進一步提高相應的短路環(huán)的 強度，并能夠?qū)崿F(xiàn)成本低廉的生產(chǎn)過程。
[0015] 特別地，引入相應的成型元件因此實現(xiàn)了，吸收和減小地偏轉(zhuǎn)來自矩陣元件的、在 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間出現(xiàn)的力、例如徑向取向的離心力或者在周向方向上取向的制動力或加速 力。與可參照的轉(zhuǎn)子或電機的到目前為止的設計方案相比，借助提出的構造上的措施能夠 明顯改進所提出的轉(zhuǎn)子或所提出的電機。此外這由此實現(xiàn)了，減少在相應的短路環(huán)中和短 路環(huán)的材料中的局部的、機械的過壓。在相應的轉(zhuǎn)化時最優(yōu)地充分利用力傳導、力吸收和力 偏轉(zhuǎn)。特別地，所提出的發(fā)明因此本質(zhì)上有助于相應的短路環(huán)的更高的剛度。
[0016] 特別地，所提出的轉(zhuǎn)子或所提出的電機實現(xiàn)了在相對高的轉(zhuǎn)速時的可靠運行，例 如在至少10000轉(zhuǎn)每分，特別地至少15000轉(zhuǎn)每分時。電機優(yōu)選地如下地設計，使得電機能夠 利用至少20kW、優(yōu)選至少50kW的電功率運行。電機以有利的方式用于驅(qū)動車輛，特別是電動 或混合動力車輛及汽車。
[0017] 在本發(fā)明的有利的設計方案中，第一材料包括鋁，特別是AL99.5或者AL99.6的鋁， 并且第二材料包括鋼，特別是非合金鋼和/或不銹鋼，以及纖維增強塑料，優(yōu)選為碳纖維增 強塑料，纖維增強塑料的纖維優(yōu)選地主要在徑向方向上和/或在周向方向上取向。
[0018] 通過第一材料包括鋁，短路桿極其良好地互相電連接，因為鋁具有特殊的電阻、具 有與銅的電阻相似地低的2.65 X 10-2Ωχ mm2/m的電阻。眾所周知，電阻與導電性成反比。 通過第二材料包括鋼的方式，相應的短路環(huán)獲得了好的機械特性，因為鋼具有量級約為2 X 102MPa或更大的彈性模量，彈性模量地量級因此大于鋁的彈性模量的量級。
[0019] 附加地或替選地，第二材料也能夠具有纖維增強塑料，纖維增強塑料的纖維優(yōu)選 地主要在徑向方向上上取向。利用用于玻璃纖維增強塑料的至少4 X 104MPa的彈性模量和 用于碳纖維增強塑料的至少4 X 105MPa的彈性模量，纖維增強塑料具有卓越的機械特性并 在此是極輕的。此外，具有若干或若干10 Ω X mm2/m的特殊電阻的纖維增強塑料是相對更好 的電導體。如果為第二材料使用纖維增強塑料，那么第二材料還能夠具有樹脂，特別是環(huán)氧 樹脂。
[0020] 如果為第二材料使用纖維增強塑料，其中優(yōu)先使用碳纖維，那么纖維能夠例如主 要在徑向方向上取向。也能考慮的是，纖維主要在周向方向上取向。
[0021] 根據(jù)負載的類型和大小，纖維例如能夠單向地取向，可能在徑向方向上和/或在周 向方向上取向。
[0022] 特別地，也能夠使用纖維的編織物，其中，第一組編織纖維基本上與第二組編織纖 維垂直地取向。特別地，第一組纖維在此能夠基本上在徑向方向上取向，并且第二組的纖維 在此能夠基本上在周向方向上取向。
[0023] 通過第一組的纖維基本上沿著在周向方向和徑向方向之間的角平分線取向和第 二組的纖維基本上垂直于第一組的纖維的角平分線取向，在穩(wěn)定性方面能夠得到特別好的 結(jié)果。
[0024] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，相應的成型元件與軸向方向垂直地具有基 本上梯形的橫截面或者基本上是圓環(huán)的至少一個部段的橫截面。
[0025] 因此，相應的成型元件與軸向方向垂直地具有基本上是梯形或者圓環(huán)形的基面， 其中也提出，僅僅在圓環(huán)的周向方向上的一個部段作為基面存在。相應的成型元件還能夠 與基面無關地在軸向方向上具有盡可能統(tǒng)一的厚度，基面優(yōu)選地抵靠在轉(zhuǎn)子體的相應的軸 向端面處，其中，在相應的短路環(huán)的軸向端部處也能夠設置在徑向的內(nèi)邊緣和/或外邊緣處 的倒角或倒圓。
[0026] 當相應的成型元件基本上方形地設計時，能夠得到特別穩(wěn)定的短路環(huán)，從而使得 梯形基面以矩形基面的形式存在并且相應的成型元件在軸向方向上具有基本上統(tǒng)一的厚 度。
[0027] 優(yōu)選地，相應的成型元件在此不實心地實施，而是具有相應的外輪廓，外輪廓與上 述形式相對應。特別地，相應的成型元件在內(nèi)部具有至少一個、優(yōu)選為多個空腔，在空腔中 布置有相應的矩陣元件或相應的材料。
[0028] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，相應的成型元件在軸向方向上以及徑向向 外和/或部分地徑向向內(nèi)地封閉相應的短路環(huán)。
[0029] 相應地，相應的矩陣元件在相應方向上布置在相應的成型元件內(nèi)部。因此，實際上 通過相應的成型元件在周向方向上和在徑向方向上鑲嵌了相應的矩陣元件，由此經(jīng)由相應 的成型元件能夠特別好地排導和分散在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間在相應的矩陣元件處施加的力。當相 應的成型元件至少徑向向外地封閉相應的短路環(huán)時，在此是特別有利的。
[0030] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，相應的成型元件具有至少一個緊固元件， 相應的成型元件借助緊固元件優(yōu)選形狀配合地在周向方向上和/或在徑向方向上與相應的 矩陣元件連接。
[0031] 因此，相應的緊固元件特別在制造轉(zhuǎn)子期間已經(jīng)確保了相應的成型元件與相應的 矩陣元件的可靠的連接。
[0032] 相應的矩陣元件例如能夠具有相應的、對應的空隙，相應的成型元件嚙入到空隙 中。能夠考慮的是，例如相應的空隙在徑向內(nèi)側(cè)具有開口并逐段地徑向向外地延伸，或在軸 向端面處具有開口并逐段地在軸向方向上延伸到轉(zhuǎn)子體。
[0033] 優(yōu)選地，相應的緊固元件為了特別穩(wěn)定的連接而具有至少一個倒鉤。
[0034] 當相應的成型元件至少徑向向外地、優(yōu)選附加地在軸向方向上封閉相應的短路 環(huán)，并且相應的緊固元件布置在相應的成型元件的徑向內(nèi)部區(qū)域中時，能夠?qū)崿F(xiàn)特別好的 結(jié)果。
[0035] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，相應的成型元件在徑向方向上具有多個層 疊布置的層。
[0036]由于層，能夠?qū)崿F(xiàn)在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間出現(xiàn)的力的特別均勻的分散和排導。例如相應 的矩陣元件主要布置在兩個分別相鄰的層之間。特別地，層借助在徑向方向上延伸的接片 互相連接。
[0037] 層能夠例如設計為與轉(zhuǎn)子軸線同心地布置的殼或空心柱體。
[0038] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，至少兩個短路桿具有相應的凸出部，凸出 部在軸向方向上從轉(zhuǎn)子體中伸出并插入到相應的成型元件中，其中，在兩個在周向方向上 相鄰的凸出部之間的空間大部分通過相應的矩陣元件填充。
[0039] 通過將相應的凸出部插入到相應的成型元件中的方式，通過相應的凸出部在轉(zhuǎn)子 體處實現(xiàn)了相應的短路環(huán)的特別穩(wěn)定的固定。因此，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間出現(xiàn)的力能夠從相應 的矩陣元件首先傳遞到相應的成型元件處，隨后經(jīng)由相應的短路桿傳遞到轉(zhuǎn)子體處。相應 的凸出部在軸向方向上有利地至少沿著相應的成型元件的半軸向延伸部延伸。
[0040] 優(yōu)選地，由相應的成型元件在周向方向和徑向方向上包圍凸出部中的至少兩個， 其中，在這至少兩個在周向方向上相鄰的凸出部之間的空間大部分通過相應的矩陣元件填 充。
[0041 ]優(yōu)選地，相應的成型元件位于凸出部中的至少一個的相應的徑向內(nèi)側(cè)上或與其接 觸。通過以下方式在特別高的轉(zhuǎn)速時能夠?qū)崿F(xiàn)充足的穩(wěn)定性，即相應的槽閉合地實施并因 此特別以孔的形式存在的方式，孔基本上在軸向方向上引導穿過轉(zhuǎn)子體。
[0042] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，在相應的槽和布置在槽中的相應的短路桿 之間布置相應的空腔，相應的矩陣元件和/或相應的成型元件至少逐段地布置在空腔中。
[0043] 因此，相應的矩陣元件或相應的成型元件在軸向方向上插入到在相應的槽和布置 在槽中的相應的短路桿之間的相應的空腔中。這允許了相應的短路環(huán)與轉(zhuǎn)子體的極好的連 接，由此能夠?qū)崿F(xiàn)特別有承載能力的力傳遞。因此能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子的特別高的轉(zhuǎn)速。
[0044] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，相應的矩陣元件借助過盈配合(PressfU gen)與相應的成型元件和相應的短路桿連接。
[0045] 優(yōu)選地，相應的矩陣元件和相應的成型元件設計為能夠經(jīng)由壓配合連接。能夠相 對成本低廉地獲得相應的短路環(huán)的這種結(jié)構。
[0046] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，相應的矩陣元件借助澆鑄、優(yōu)選地借助壓 鑄與相應的成型元件和相應的短路桿連接。
[0047] 相應的矩陣元件借助澆鑄與相應的成型元件和相應的短路桿的連接具有多個優(yōu) 點。因此，相應的短路桿與相應的矩陣元件的電接觸特別良好，因為由于澆鑄實際上之間不 存在空腔。此外，相應的短路環(huán)的機械穩(wěn)定性也特別好，因為在相應的矩陣元件和相應的成 型元件之間實際上也不存在空腔。
[0048] 當如上所述在相應的槽和布置在槽中的相應的短路桿之間布置有相應的空腔，相 應的矩陣元件的材料在饒鑄期間進入到空腔中時，能夠進一步提高機械穩(wěn)定性。
[0049] 優(yōu)選地，用于澆鑄過程的相應的成型元件由耐熱材料構成。
[0050] 在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，相應的短路環(huán)具有至少一個具有第三材料 的另外的元件，其中，相應的另外的元件至少逐段地布置在相應的成型元件和相應的矩陣 元件之間，并且其中，第三材料具有比第一材料更大的彈性模量，并且借助相應的第三元件 提高在兩個相鄰的短路桿之間的相應的短路環(huán)的導電性。
[0051] 通過相應的短路環(huán)附加地具有相應的另外的元件的方式，因此提高了在兩個相鄰 的短路桿之間的導電性，特別是與沒有相應的另外的元件的相應的短路環(huán)相比。例如能夠 由此實現(xiàn)導電性的提高，即必須較小體積或質(zhì)量地構造相應的成型元件，因為另外的材料 具有特別好的機械特性并因此有助于吸收和分散在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間出現(xiàn)的力。此外，也能夠 如下地實現(xiàn)導電性的提高，即另外的材料是相對好的電導體。
[0052]特別地，另外的元件也能夠布置在相應的短路環(huán)的徑向外側(cè)上。
[0053]另外的元件有利地具有上述的緊固元件中的至少一個，其中，相應的另外的元件 優(yōu)選形狀配合地在周向方向上和/或在徑向方向上與相應的矩陣元件和/或相應的成型元 件連接。
[0054]在本發(fā)明的另外的有利的設計方案中，第三材料具有鋼，特別是非合金鋼和/或不 銹鋼，以及纖維增強塑料，優(yōu)選為碳纖維增強塑料，纖維增強塑料的纖維優(yōu)選地主要在徑向 方向上取向。
[0055] 對于第二材料具有纖維增強塑料或鋼的情況而言，第三材料因此具有鋼或纖維增 強塑料。
[0056] 優(yōu)選地，所提出的轉(zhuǎn)子或所提出的電機在車輛的傳動系內(nèi)使用，其中，用于驅(qū)動的 電機例如經(jīng)由變速箱和必要的離合器與車輛的車輪作用連接并且經(jīng)由變流器和必要的能 量存儲器進行供給。
【附圖說明】
[0057] 以下根據(jù)附圖中示出的實施例詳細描述和闡述本發(fā)明。其示出：
[0058]圖1示出所提出的轉(zhuǎn)子的第一實施例，
[0059] 圖2示出所提出的轉(zhuǎn)子的第二實施例的剖面圖，
[0060] 圖3示出第二實施例的另外的示意圖，
[0061] 圖4示出所提出的轉(zhuǎn)子的第三實施例的成型元件，
[0062] 圖5示出所提出的轉(zhuǎn)子的第四實施例的剖面圖，
[0063]圖6示出所提出的車輛的實施例。
【具體實施方式】
[0064] 圖1示出所提出的轉(zhuǎn)子的第一實施例，其中示出透視圖。
[0065] 轉(zhuǎn)子具有與轉(zhuǎn)子軸線1同心地布置的轉(zhuǎn)子體2，在該轉(zhuǎn)子體中布置有槽3，該槽基本 上在軸向方向上取向。在槽3中相應地布置有短路桿4，其中，出于簡明原因在圖1中僅僅示 出槽3中的若干和短路桿4中的若干。此外，轉(zhuǎn)子具有兩個短路環(huán)5,短路環(huán)中的每一個布置 在轉(zhuǎn)子體2的相應的軸向端面處，并且該短路環(huán)使短路桿4彼此電連接。
[0066] 相應的短路環(huán)5具有多個成型元件7和矩陣元件6,其中在圖6中的前端面處布置的 成型元件7中，矩陣元件6通過在成型元件7內(nèi)部的布點區(qū)域示出。相應的矩陣元件6在此具 有第一材料，并且相應的成型元件7具有第二材料，其中，第一材料比第二材料具有更小的 彈性模量和更大的導電性。
[0067]第一材料例如能夠具有鋁，并且第二材料例如能夠具有鋼或纖維增強塑料，該纖 維增強塑料的纖維優(yōu)選地主要在徑向方向上和/或在周向方向上取向，如以上已經(jīng)進一步 闡述的那樣。根據(jù)當前的第一實施例，相應的成型元件7與軸向方向垂直地具有基本上是圓 環(huán)的一個部段的橫截面。相應地，具有多個在周向方向上互相錯位布置的成型元件7的相應 的短路環(huán)5基本上是空心柱形的。替選地也能夠提出的是，相應的成型元件7本身已經(jīng)構造 為基本上是空心柱形的，其中也能夠考慮相應的成型元件7的方形的設計方案。
[0068] 如圖1中所示，相應的成型元件7徑向向外地和徑向向內(nèi)地封閉第一實施例的相應 的短路環(huán)5。
[0069] 短路桿4具有相應的凸出部10,凸出部在軸向方向上從轉(zhuǎn)子體2中伸出并插入到相 應的成型元件7中。在相應的成型元件7的內(nèi)部，在兩個周向方向上相鄰的凸出部10之間的 空間基本上通過相應的矩陣元件6實施。
[0070] 在相應的槽3和布置在該槽中的相應的短路桿4之間布置有相應的空腔11，相應的 矩陣元件6優(yōu)選地至少逐段地布置在該空腔中。這能夠例如如下地實現(xiàn)，即相應的矩陣元件 6借助過盈配合或借助澆鑄與相應的成型元件和相應的短路桿連接，并且在過盈配合期間 或在澆鑄期間也至少逐段地插入到相應的空腔11中。
[0071] 圖2示出所提出的轉(zhuǎn)子的第二實施例的剖面圖。與圖1中相同的參考標號在此標記 相同的對象。因為所示出的成型元件7與圖1中示出的成型元件7具有一定相似性，以下就區(qū) 別進行闡述。但是，由于簡明的原因在圖2中沒有示出矩陣元件6。
[0072] 成型元件7在徑向方向上具有多個層疊布置的層9。優(yōu)選地，層9中的一個層的徑向 外側(cè)位于凸出部10中的至少一個的徑向內(nèi)側(cè)上。
[0073] 圖3示出第二實施例的另外的示意圖。與圖2中的示意圖不同，此時也示出了矩陣 元件6。
[0074] 圖4示出所提出的轉(zhuǎn)子的第三實施例的成型元件7。成型元件7具有多個緊固元件 8,成型元件7借助緊固元件優(yōu)選地形狀配合地在周向方向上和在徑向方向上與圖4中沒有 詳細示出的相應的矩陣元件6連接。緊固元件8在此具有多個倒鉤。
[0075] 優(yōu)選地，成型元件7在軸向方向上以及徑向向外地封閉了相應的所述短路環(huán)5。 [0076]在替選的實施方式中，圖4中示出的對象也能夠設計為轉(zhuǎn)子的另外的元件12,該另 外的元件具有第三材料，其中，另外的元件12至少逐段地布置在相應的成型元件7和相應的 矩陣元件6之間和/或在相應的短路環(huán)5的徑向外側(cè)13處。第三材料具有比第一材料更大的 彈性模量，其中，借助第三元件12提高了在兩個相鄰的短路桿4之間的相應的短路環(huán)5的導 電性。
[0077] 圖5示出所提出的轉(zhuǎn)子的第四實施例的剖面圖。在此，該示意圖與圖2或圖3的示意 圖相似，其中，圖5中示出了在軸向方向上的俯視圖。
[0078] 多個凸出部10在周向方向和徑向方向上由成型元件7包圍，其中在成型元件7內(nèi) 部，在兩個相鄰的凸出部10之間的空間基本上通過矩陣元件6填充。
[0079]在矩陣元件6和成型元件7之間布置有具有第三材料的另外的元件12。第三材料具 有比第一材料更大的彈性模量，其中，借助第三元件12提高了在兩個相鄰的短路桿4之間的 相應的短路環(huán)5的導電性。
[0080]優(yōu)選地，第三材料具有鋼或纖維增強塑料，該纖維增強塑料的纖維優(yōu)選地主要在 徑向方向上和/或在周向方向上取向，如以上已經(jīng)進一步闡述的。
[0081 ]圖6示出所提出的車輛15的實施例。車輛15例如設計為電動或混合動力車輛，并且 具有電機14,電機帶有所提出的轉(zhuǎn)子。
[0082]概括而言，本發(fā)明涉及一種用于電機的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有:與轉(zhuǎn)子軸線同心地布置 的轉(zhuǎn)子體，在轉(zhuǎn)子體中布置有基本上在軸向方向上取向的槽;布置在槽中的短路桿;和兩個 短路環(huán)，短路環(huán)中的每一個布置在轉(zhuǎn)子體的相應的軸向端面處，并且短路環(huán)使短路桿彼此 電連接。本發(fā)明還涉及一種具有這種轉(zhuǎn)子的電機，特別是電動機，以及一種具有這種電機的 車輛，特別是電動或混合動力車輛。最后，本發(fā)明涉及一種用于這種轉(zhuǎn)子的制造方法。為了 實現(xiàn)特別適用于高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子或電機而提出，相應的短路環(huán)具有至少一個具有第一材料的 矩陣元件及至少一個具有第二材料的成型元件，其中，第一材料具有比第二材料更小的彈 性模量和更大的導電性。此外，提出一種具有這種轉(zhuǎn)子的電機，特別是電動機，以及一種具 有這種電機的車輛，特別是電動或混合動力車輛。最后，提出一種用于制造特別用于電機的 轉(zhuǎn)子的方法，其中，轉(zhuǎn)子具有與轉(zhuǎn)子軸線同心地布置的轉(zhuǎn)子體，在該轉(zhuǎn)子體中布置有槽，該 槽基本上在軸向方向上取向，該方法包括以下方法步驟：
[0083] -將短路桿布置在槽中，
[0084] -將用于相應的短路環(huán)的至少一個具有第一材料的矩陣元件及至少一個具有第二 材料的成型元件布置在轉(zhuǎn)子體的相應的軸向端面處，其中，相應的短路環(huán)使短路桿彼此電 連接，
[0085] 其中，第一材料具有比第二材料更小的彈性模量和更大的導電性。
【主權項】
1. 一種用于電機(14)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有 與轉(zhuǎn)子軸線（1)同心地布置的轉(zhuǎn)子體(2)，在所述轉(zhuǎn)子體中布置有槽(3)，所述槽基本上 在軸向方向上取向， 短路桿(4 )，所述短路桿布置在所述槽(3)中，和 兩個短路環(huán)(5)，所述短路環(huán)中的每一個短路環(huán)布置在所述轉(zhuǎn)子體(2)的相應的軸向端 面處，并且所述短路環(huán)使所述短路桿(4)彼此電連接， 其特征在于， 相應的所述短路環(huán)(5)具有至少一個具有第一材料的矩陣元件(6)及至少一個具有第 二材料的成型元件(7)， 其中，所述第一材料具有比所述第二材料更小的彈性模量和更大的導電性。2. 根據(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述第一材料包括鋁，特別是AL99.5或者AL99.6 的鋁，并且所述第二材料包括鋼，特別是非合金鋼和/或不銹鋼，或者纖維增強塑料，優(yōu)選為 碳纖維增強塑料，所述纖維增強塑料的纖維優(yōu)選地主要在徑向方向上和/或在周向方向上 取向。3. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，相應的所述成型元件(7)與軸向方向 垂直地具有基本上梯形的橫截面或者基本上是圓環(huán)的至少一個部段的橫截面。4. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，相應的所述成型元件(7)在軸向方向 上以及徑向向外地和/或部分地徑向向內(nèi)地封閉相應的所述短路環(huán)(5)。5. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，相應的所述成型元件(7)具有至少一 個緊固元件(8)，相應的所述成型元件(7)借助所述緊固元件優(yōu)選地形狀配合地在周向方向 上和/或在徑向方向上與相應的所述矩陣元件(6)連接。6. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，相應的所述成型元件(7)在徑向方向 上具有多個層疊布置的層(9)。7. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述短路桿(4)中的至少兩個短路桿 具有相應的凸出部（10)，所述凸出部在軸向方向上從所述轉(zhuǎn)子體(2)中伸出并插入到相應 的所述成型元件(7)中，其中，在兩個在周向方向上相鄰的所述凸出部（10)之間的空間大部 分通過相應的所述矩陣元件(6)填充。8. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，在相應的所述槽(3)和布置在所述槽 中的相應的所述短路桿(4)之間布置有相應的空腔（11)，相應的所述矩陣元件(6)和/或相 應的所述成型元件(7)至少逐段地布置在所述空腔中。9. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，相應的所述矩陣元件(6)借助過盈配 合與相應的所述成型元件(7)和相應的所述短路桿(4)連接。10. 根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，相應的所述矩陣元件(6)借助澆鑄、 優(yōu)選地借助壓鑄與相應的所述成型元件(7)和相應的所述短路桿(4)連接。11. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，相應的所述短路環(huán)(4)具有至少一 個具有第三材料的另外的元件（12)，其中，相應的所述另外的元件（12)至少逐段地布置在 相應的所述成型元件(7)和相應的所述矩陣元件(6)之間，并且其中，所述第三材料具有比 所述第一材料更大的彈性模量，并且借助相應的第三元件（12)提高在兩個相鄰的所述短路 桿(4)之間的相應的所述短路環(huán)(5)的所述導電性。12. 根據(jù)權利要求11所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述第三材料具有鋼，特別是非合金鋼和/或不 銹鋼，以及纖維增強塑料，優(yōu)選為碳纖維增強塑料，所述纖維增強塑料的纖維優(yōu)選地主要在 徑向方向上取向。13. -種具有根據(jù)前述權利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子的電機(14)，特別是電動機。14. 一種具有用于車輛驅(qū)動的根據(jù)權利要求13所述的電機（14)的車輛（15)，特別是電 動或混合動力車輛。15. -種用于制造轉(zhuǎn)子、特別是用于電機(14)的轉(zhuǎn)子的方法， 其中，所述轉(zhuǎn)子具有與轉(zhuǎn)子軸線（1)同心地布置的轉(zhuǎn)子體(2)，在所述轉(zhuǎn)子體中布置有 槽(3)，所述槽基本上在軸向方向上取向，所述方法包括以下方法步驟： 將短路桿(4)布置在所述槽(3)中， 將用于相應的短路環(huán)(5)的至少一個具有第一材料的矩陣元件(6)及至少一個具有第 二材料的成型元件(7)布置到在所述轉(zhuǎn)子體(2)的相應的軸向端面處，其中，相應的所述短 路環(huán)(5)使所述短路桿(4)彼此電連接， 其中，所述第一材料具有比所述第二材料更小的彈性模量和更大的導電性。
【文檔編號】H02K1/22GK105990970SQ201610147751
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】埃爾坎·阿爾斯蘭, 約爾格·格羅滕多斯特, 維亞切斯拉夫·謝菲爾
【申請人】西門子公司