具有冲压叠装的无间隙的薄片组的转子的制作方法

本发明涉及一种用于电机的转子，所述电机用于驱动系统，所述驱动系统用于机动车。此外，本发明还涉及一种具有这种类型的转子的电机和一种具有这种类型的电机的机动车。

背景技术：

1、已知如下用于电机的转子，所述转子具有由多个转子薄片组成的薄片组。转子薄片构造为如下片材盘片，所述片材盘片具有用于接纳转子的转子轴的中央的穿通引导部。此外，转子薄片具有多个功能穿通引导部，通过这些功能穿通引导部，在薄片组中通过对齐布置形成功能空出部。例如，这种功能性空出部可构造为用于接纳永磁体的磁体袋、构造为用于冷却剂的导引通过的冷却剂通道或构造为用于改善永磁体的磁通量的磁轭(或称为磁回流部，即magnetischerückschlüsse)。

2、为了改善转子的运行特性以及为了更易于制造，有利的是，将薄片组划分为多个子薄片组，所述子薄片组分别由多个转子薄片组成。由于单个的子薄片组的转子薄片的粘接(例如借助烘漆或点状粘接方法)是非常耗费且成本高昂的，因此被表明为有利的是(如例如在文件de 102019214513a1中所描述的)，通过冲压叠装将转子薄片相互连接成为子薄片组。

3、在冲压叠装中，首先将转子薄片组合成薄片堆叠并且沿轴向方向压在一起，因此在相邻的转子薄片之间不出现间隙。出于可浇注性和密封性(例如用于穿流的冷却剂)以及可实现的堆叠系数的原因，尽可能无间隙地堆叠转子薄片成为薄片堆叠是有利的。

4、此外，经由一个或多个点状地作用到外部的第一转子薄片的第一端侧上的冲压冲头，将点状的力传递到薄片堆叠上。由此，转子薄片的材料被排挤到相应相邻的转子薄片中，从而将转子薄片相互连接成为子薄片组。在第一端侧上在此出现第一凹陷部。在与子薄片组处的第一转子薄片相反地布置的端侧的第二转子薄片中，通过冲压叠装产生沿轴向方向延伸远离子薄片组的第二突起部。

5、转子的薄片组由多个子薄片组组成。在此，出于可浇注性和密封性的原因同样有利的是，子薄片组如此布置，使得避免在相邻的子薄片组之间的间隙。例如，子薄片组可如此相对彼此布置，使得第二突起部接纳在第一凹陷部中。由于由制造技术引起的公差，这种布置结构不是始终可保证的。

6、为了实现转子偏斜部常见的是，将相邻的子薄片组在接合在一起成为薄片组之前围绕转子纵向轴线相对于彼此转动限定的偏斜角。第二突起部则布置在第一凹陷部旁边，从而即使挤压子薄片组的组件，也不能工艺可靠地确保在薄片组之间的无间隙性。带有转子偏斜部的子薄片组例如由文件de 102021103679 a1已知。

7、已知的用于电机的转子和用于制造用于电机的转子的方法(该电机尤其用于机动车)具有以下缺点：用于制造具有无间隙的薄片组的转子的成本通常相对较高，并且在更廉价的制造方法中无间隙性没有可靠地得到保证。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务是，消除或至少部分消除在用于电机的转子(该电机用于驱动系统，该驱动系统用于机动车)方面的上文描述的缺点。尤其是，本发明的任务是提供一种转子、一种电机和一种机动车，所述转子、电机和机动车能以简单且成本廉价的方式避免在相邻的、由转子薄片通过冲压叠装制成的子薄片组之间的间隙。

2、上述任务通过本发明解决。因此，所述任务通过根据本发明的用于电机的转子(该电机用于驱动系统，该驱动系统用于机动车)、通过根据本发明的用于驱动系统的电机(该驱动系统用于机动车)以及通过根据本发明的具有驱动系统的机动车来解决。本发明的其它特征和细节可由本发明的记载得出。在此，与根据本发明的转子相关而描述的特征和细节当然也与根据本发明的电机以及根据本发明的机动车相关而适用，并且相应反之亦然，从而在对于本发明各个方面的公开方面始终相互进行参考或能相互进行参考。

3、根据本发明的第一方面，所述任务通过一种用于电机的转子来解决，所述电机用于驱动系统，所述驱动系统用于机动车。所述转子具有：围绕转子纵向轴线延伸的转子轴和布置在转子轴上的由多个子薄片组组成的薄片组。每个子薄片组具有多个功能穿通引导部。每个子薄片组此外具有由第一转子薄片形成的端侧和由第二转子薄片形成的与第一转子薄片的端侧相反的端侧，其中，子薄片组在第一转子薄片和第二转子薄片之间具有多个中间的转子薄片。在子薄片组中，第一转子薄片、中间的转子薄片和第二转子薄片经由冲压叠装相互连接，其中，第二转子薄片的端侧分别具有通过冲压叠装引起的、沿轴向方向延伸的突起部。根据本发明，在第一转子薄片的端侧和/或第二转子薄片的端侧中构造有接纳区域，其中，直接相邻的子薄片组的突起部完全布置在接纳区域中。

4、为了将转子支承在电机处，例如支承在机器机壳处或定子处，以及为了传递转矩，转子具有沿着转子纵向轴线延伸的转子轴。转子纵向轴线也可称为转子的旋转轴线。根据本发明，转子轴可以按照传统的转子轴制造，例如由钢制造，该转子轴带有轴肩、退刀槽、轴承座、倒角、纵向沟槽或类似物。

5、薄片组优选沿径向方向抗转动地且沿轴向方向防移位地布置在转子轴上，优选通过热接合方法在利用转子轴和薄片组的热膨胀效应的情况下实现。例如，可通过收缩将转子轴引入薄片组的中央穿通引导部中。为此，对转子轴进行冷却和/或对薄片组进行加热，从而接合在一起可容易实现。因此，通过将温度平衡到环境温度，可建立薄片组在转子轴上的牢固配合。优选地，薄片组如此布置在转子轴上，使得(例如以力配合和/或形状配合的方式)防止在薄片组和转子轴之间的相对运动。

6、薄片组由至少两个子薄片组组成。根据本发明也可以设置三个、四个、六个或更多个子薄片组。在薄片组的一个或两个端侧上，根据本发明可以附加地分别布置有至少一个平衡盘。例如，子薄片组可以如此彼此先后布置，使得一个子薄片组的第一转子薄片面向一个相邻的子薄片组的第二转子薄片。

7、每个子薄片组具有多个功能穿通引导部。在本发明的范围内，功能穿通引导部理解为如下穿通引导部，所述穿通引导部构造用于满足技术功能、例如物质、场或类似物的接纳、导引通过或影响。功能穿通引导部优选有规律地、均匀地(例如对称地)分布在转子薄片上。优选地，转子薄片的功能穿通引导部在子薄片组内彼此对齐地构造并且因此形成一个共同的功能通道。

8、子薄片组分别具有多个中间的转子薄片，所述中间的转子薄片布置在端侧的第一转子薄片和端侧的第二转子薄片之间。第一转子薄片、第二转子薄片和中间的转子薄片全部与转子纵向轴线同轴地布置，并且优选通过冲压叠装无间隙地相互连接。根据本发明可以设置成，转子在薄片组的端侧上具有附加的平衡盘。备选地，第一转子薄片和/或第二转子薄片也可以构造为平衡盘。

9、冲压叠装优选经由多个点状的力导入来建立，从而相邻的转子盘在多个连接部位(例如八个连接部位)处相互连接。连接部位的数量可例如由功能穿通引导部的布置来得到。连接部位优选有规律地、均匀地(尤其是对称地)分布布置在转子薄片上。

10、由于冲压叠装，第二转子薄片的端侧分别具有沿轴向方向延伸的突起部。由于冲压叠装优选经由多个点状的力导入来建立，因此第二转子薄片优选具有与连接部位一样多的这种突起部。同样，通过冲压叠装，第一转子薄片的端侧可分别具有沿轴向方向延伸的凹陷部。

11、接纳区域布置在第一转子薄片的端侧和/或第二转子薄片的端侧中并且构造用于完全接纳直接相邻的子薄片组的突起部。接纳区域的数量优选相应于突起部的数量。备选地，接纳区域的数量也可以大于突起部的数量，例如以便实现不同的转子偏斜部。接纳区域优选均匀地(尤其是对称地)分布布置在转子薄片上。优选地，接纳区域的分布与突起部的分布是一致的。根据本发明，接纳区域可以具有圆形、卵形或角形的构造。优选地，在平行于端侧伸延的第一延伸方向上，例如在转子的周向方向或切向方向上，接纳区域大于突起部地构造。进一步优选地，在横向于第一延伸方向的且平行于端侧伸延的第二延伸方向上，例如在转子的径向方向上，接纳区域大于或等于突起部的延伸部(或称为延伸尺寸，即erstreckung)。优选地，接纳区域如此构造，使得允许在相邻的子薄片组之间的相对旋转，例如介于1°至5°之间的相对旋转。薄片组的突起部布置在相邻的薄片组的留空部中。因此确保了相邻的子薄片组的无间隙的布置。接纳区域优选布置在端侧的转子薄片的如下部位处，在所述部位处，由接纳区域引起对转子的磁通量的尽可能小的干扰，如在转子的构造为磁体袋的功能穿通引导部的纵向侧附近，优选正好在磁极之间。

12、与传统转子相比，根据本发明的转子具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式确保转子的各个部件、如转子薄片的特别容易的装配。通过将转子薄片组合成子薄片组，确保特别可靠且成本廉价的冲压叠装。通过接纳区域能以有利的方式避免突起部压到相邻的端侧上并且因此引起间隙，通过该间隙可出现泄漏(或称为不密封性，即undichtigkeiten)，例如在冷却流体通道中出现泄漏。

13、根据本发明一个优选的改进方案在转子中可以设置成，所述功能穿通引导部构造为用于接纳永磁体的磁体袋和/或用于冷却流体的穿通引导的冷却通道和/或磁轭。在具有永磁体的转子中，永磁体通常布置在磁体袋中。所述磁体袋可以按照传统的磁体袋构造。磁体袋的沿径向方向优选具有比沿周向方向或切向方向的延伸部更小的延伸部。优选地，构造为磁体袋的功能穿通引导部沿轴向方向至少完全延伸穿过一个子薄片组，并且可以沿轴向方向通过一个相邻的子薄片组完全或部分地限界。此外，构造为磁体袋的功能穿通引导部优选有规律地或均匀或对称地分布。构造为冷却通道的功能穿通引导部优选沿轴向方向完全延伸穿过薄片组。此外，构造为冷却通道的功能穿通引导部优选有规律地或均匀地或对称地分布。构造为磁轭的功能穿通引导部优选布置在磁体袋之间的中间空间中。构造为磁轭的功能穿通引导部优选至少沿轴向方向至少完全延伸穿过一个子薄片组，并且可沿轴向方向通过一个相邻的子薄片组完全或部分地限界。此外，构造为磁轭的功能穿通引导部优选有规律地或均匀或对称地分布。这具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式将技术功能集成到转子中。

14、根据本发明优选地，用于接纳突起部的接纳区域具有空出部，其中，所述空出部具有盲孔或沿轴向方向通过中间的转子薄片限界的通孔。空出部理解为转子薄片的如下区域，在该区域中转子薄片不具有材料、如电工板材或类似物。空出部可以例如通过冲压、压印(尤其是深压印)、钻孔、铣削或类似方法来制造。空出部优选具有以下形状和大小，所述形状和大小与突起部的形状和大小相适配。为了尽可能少地影响薄片组的特性，在此空出部的空间延伸部在保证所赋予的技术功能的情况下优选尽可能小地构造。空出部优选沿轴向方向受限界地构造。这样的限界在盲孔的情况下通过盲孔的底部提供，并且在通孔的情况下通过相邻的转子薄片的端侧提供。这具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式改善相邻的子薄片组的无间隙的布置。

15、进一步优选地，所述空出部朝着相邻的中间的转子薄片具有横截面渐缩部。例如，横截面渐缩部可以在空出部的一个、多个或所有侧壁中构造。通过横截面渐缩部可引起子薄片组在接合在一起时的相互对中。此外，突起部优选具有(例如由制造引起的)倾斜的侧面，其中，空出部的横截面渐缩部优选与倾斜的侧面相适配。这具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式进一步改善相邻的子薄片组的无间隙的布置。

16、在本发明的一个特别优选的设计方案中，在转子中设置成，所述接纳区域具有变形区域，其中，所述变形区域构造成，在两个子薄片组接合在一起时，通过变形区域的材料排挤来接纳突起部。在本发明的范围内，变形区域理解为如下区域，所述区域具有如此小的强度，使得在子薄片组受挤压时，通过突起部确保变形区域的材料的排挤。因此优选地，突起部具有比变形区域更高的强度或硬度。在该范围内，根据本发明可以设置成，突起部具有比相邻的中间的转子薄片更小的强度或硬度。例如，变形区域可构造为端侧的转子薄片的局部的软化部。备选地，整个端侧的薄片可以比中间的转子薄片更软，并且因此完全构造为变形区域。这具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式进一步改善相邻的子薄片组的无间隙的布置。

17、根据本发明的一个优选的实施方式，相邻的子薄片组围绕转子纵向轴线相对于彼此转动地布置。这种转动也可称为转子偏斜部并且可以通过转子偏斜角来指定，该转子偏斜角表示转动的程度。根据本发明，一个优选的转子偏斜角可以例如介于0.5°至20°之间，优选介于1°至10°之间。这种转子偏斜部优选构造在所有相邻的子薄片组之间。备选地，这样的转子偏斜部也可以构造在每两个子薄片组之间，从而分别在两对子薄片部段之间形成转子偏斜部。子薄片组的具有冷却通道的功能穿通引导部优选如此构造在相应的转子薄片中，使得所述功能穿通引导部在相邻的子薄片组的情况下通过转子偏斜而对齐地布置，以便改善通过薄片组的冷却流体流。例如，转动可以沿着转子纵向轴线在子薄片组之间分别沿同一转动方向构造。备选地，转动也可以构造用于形成v形偏斜部。这具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式改善转子的电磁特性。

18、优选地，所述接纳区域构造在第二转子薄片中。因此，突起部和接纳区域分别布置在第二转子薄片的同一端侧上。子薄片组在此优选围绕沿径向方向伸延的轴线交替转动180°地布置，从而相邻的子薄片组的相应两个第二转子薄片面向彼此。这种布置此外如此构造，使得第一子薄片组的突起部布置在第二子薄片组的接纳部中，而第二子薄片组的突起部布置在第一子薄片组的接纳部中。因此确保了子薄片组的无间隙的布置。此外，就此而言优选的是，相邻子薄片组的相应两个第一转子薄片面向彼此。在这种情况下，第一转子薄片优选不具有突起部，并且进一步优选也不具有接纳部，从而确保子薄片组的无间隙布置。这具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式进一步改善转子的电磁特性。

19、特别优选地，所述子薄片组以力配合的方式保持在转子轴上。例如，薄片组通过收缩布置在转子轴上，例如通过冷却转子轴和/或加热薄片组以及随后的温度平衡。由此防止薄片组的轴向运动。因此也防止了子薄片组相对彼此或相对于转子轴的相对运动，如围绕转子纵向轴线的转动、围绕沿径向方向伸延的轴线的斜倾、沿轴向方向的移动或类似的。优选地，薄片组附加地浇入到浇注物料中。这具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式改善转子的运行可靠性。

20、根据本发明的第二方面，所述任务通过一种用于驱动系统的电机来解决，该驱动系统用于机动车。所述电机具有围绕转子纵向轴线延伸的定子，该定子具有定子绕组。根据本发明，该电机具有根据本发明的转子。定子优选具有由绕组线材组成的定子绕组。例如，定子绕组可以构造为带有绕组线材的传统的定子齿缠绕部、构造为发夹式绕组或类似绕组。电机优选可以在用于驱动机动车的马达运行模式下运行并且可以在用于将动能转换为电能的发电机运行模式下运行，例如在针对机动车制动的回收的情况下运行。

21、在根据本发明的电机中得到所有已经针对根据本发明的第一方面的转子描述过的优点。因此，与传统的电机相比，根据本发明的电机具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式确保电机的转子的各个部件、如转子薄片的特别容易的装配。通过将转子薄片组合成子薄片组，确保特别可靠且成本廉价的冲压叠装。通过接纳区域能以有利的方式避免突起部压到相邻的端侧上并且因此引起间隙，通过该间隙可出现泄漏，例如在冷却流体通道中出现泄漏。

22、根据本发明的第三方面，所述任务通过一种机动车来解决。该机动车具有驱动系统。根据本发明，所述驱动系统具有根据本发明的电机，以用于驱动机动车。根据本发明，驱动系统也可以具有多个根据本发明的电机。优选地，驱动系统构造用于以电机进行回收。例如，驱动系统可以构造为电动驱动系统、混合动力驱动系统或类似驱动系统。优选地，驱动系统具有用于运行电机的牵引电池，该电机用于驱动机动车。根据本发明可以设置成，驱动系统具有用于将化学能(例如来自氢气的化学能)转化成电能的燃料电池。优选地，驱动系统附加地具有流体密封的气罐、如氢气罐。

23、在根据本发明的机动车中得到所有已经针对根据本发明的第一方面的转子以及针对根据本发明的第二方面的电机描述过的优点。因此，与传统的机动车相比，根据本发明的机动车具有以下优点：利用简单的手段以及以成本廉价的方式确保机动车的电机的转子的各个部件、如转子薄片的特别容易的装配。通过将转子薄片组合成子薄片组，确保特别可靠且成本廉价的冲压叠装。通过接纳区域能以有利的方式避免突起部压到相邻的端侧上并且因此引起间隙，通过该间隙可出现泄漏，例如在冷却流体通道中出现泄漏。