大型電驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于大型電驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]這種類(lèi)型的裝置例如出現(xiàn)在船用驅(qū)動(dòng)裝置中，其中，電機(jī)的組件通過(guò)螺旋槳軸與船舶的螺旋槳連接。在此，螺旋槳軸能夠包括兩個(gè)或者多個(gè)在軸向方向上依次布置的軸，這些軸通過(guò)軸法蘭彼此連接。
[0003]通常，電機(jī)的組件安裝在兩個(gè)在軸的兩個(gè)軸向端部處的軸法蘭之間的軸上。為此，磁極單元通過(guò)收縮的轂結(jié)構(gòu)安裝在軸上、或者用螺栓固定在人工放大的作為鍛造軸(Ballenwelle)公知的螺旋槳軸上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明基于以下目的，即簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)子的裝配。
[0005]該目的由此實(shí)現(xiàn)，即轉(zhuǎn)子具有:軸，該軸在其軸向端部具有軸法蘭，軸法蘭徑向向外地突出于軸的外罩面；以及適配件、承載件和支承件，它們分別徑向靠外地布置在軸處，其中，適配件與軸法蘭連接，其中，承載件至少與適配件連接，并且其中，支承件與承載件和軸連接。
[0006]此外，該目的還通過(guò)具有這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)子的大型電驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子能夠降低裝配轉(zhuǎn)子的成本耗費(fèi)和物流耗費(fèi)，例如由于舍棄人工放大的鍛造軸的較貴的鍛造零件。此外，至今使用的昂貴的且復(fù)雜的、實(shí)施為收縮的轂結(jié)構(gòu)的磁輪能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的且較便宜的焊接件來(lái)代替。尤其相較于鍛造軸來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的承載件表面處理的要求較低，并且因此需要較少的處理時(shí)間并能夠附加地節(jié)省成本。
[0008]此外，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子使得能夠進(jìn)行例如對(duì)于適配件和承載件或支承件的適宜的預(yù)加工，其中預(yù)加工能夠以高效的方式和方法、例如通過(guò)高度自動(dòng)化而在電機(jī)車(chē)間中實(shí)施。因?yàn)轭A(yù)加工的部件相較于整個(gè)大型電驅(qū)動(dòng)裝置而言較小，所以消除了大型組件安裝的總體物流問(wèn)題和運(yùn)輸問(wèn)題。
[0009]該預(yù)加工在裝配完整的轉(zhuǎn)子之前進(jìn)行，該裝配通常在船廠中實(shí)施。在船廠中，為了裝配根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子僅需實(shí)施簡(jiǎn)單的機(jī)械裝配操作。
[0010]此外，有利的是，特別能夠?qū)嵤槁菪龢S的軸不必特別地為根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子而進(jìn)行調(diào)整。例如僅僅需要使相應(yīng)的適配件固定在軸法蘭處的螺栓，以便加長(zhǎng)適配件的過(guò)梁寬度。
[0011]最后，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子使得能夠構(gòu)造和應(yīng)用較簡(jiǎn)單的工具，以用于在電機(jī)車(chē)間中預(yù)加工轉(zhuǎn)子期間機(jī)械地獲取承載件、支承件和/或適配件，該預(yù)加工例如包括螺栓緊固和電連接以及在供貨給客戶之前的部件檢測(cè)。
[0012]在本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案中，承載件的至少一部分實(shí)施為格柵式。通過(guò)將承載件的至少一部分實(shí)施為格柵式實(shí)現(xiàn)了，承載件特別穩(wěn)定且能機(jī)械地負(fù)載。同時(shí)，對(duì)于承載件來(lái)說(shuō)需要較少的材料，這節(jié)省了成本并且使轉(zhuǎn)子在總體上變輕。
[0013]在本發(fā)明的另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，至少一個(gè)帶電部件徑向靠外地布置在承載件上。該帶電部件能夠根據(jù)大型電驅(qū)動(dòng)裝置的類(lèi)型而不同地實(shí)施，例如對(duì)于異步電機(jī)作為疊片組，其附加地能夠具有短路籠形繞組。替代地，帶電部件能夠具有用于永磁激勵(lì)或他勵(lì)的同步電機(jī)的磁極，磁極例如是永磁體形式或電繞組形式，它們?cè)谶\(yùn)行大型電驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)和在對(duì)電繞組施加激勵(lì)電流時(shí)形成磁極。
[0014]在此也能夠設(shè)想，承載件和帶電部件實(shí)施為一體的，從而使帶電部件同時(shí)承擔(dān)了承載件的功能。
[0015]在本發(fā)明的另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，至少一個(gè)帶電部件的直徑小于或者等于軸法蘭的直徑。在此，為了裝配大型電驅(qū)動(dòng)裝置不一定需要特別地設(shè)計(jì)軸法蘭。更多地也能夠使用常規(guī)的軸法蘭，如在沒(méi)有附加地裝配根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子時(shí)所使用的軸法蘭。
[0016]通過(guò)使得分別徑向靠外地布置在承載件處的至少一個(gè)帶電部件的徑向延展至少小到與軸法蘭的徑向延展相同，實(shí)現(xiàn)了在徑向方向上特別緊湊的轉(zhuǎn)子和在徑向方向上特別緊湊的大型電驅(qū)動(dòng)裝置。因此，尤其是相比較于具有較大直徑的鍛造軸而言，一方面能夠在徑向方向上節(jié)省結(jié)構(gòu)空間，并且另一方面在相應(yīng)功能強(qiáng)勁的大型電驅(qū)動(dòng)裝置中節(jié)省了大約10噸的附加重量。這在船舶驅(qū)動(dòng)裝置中應(yīng)用轉(zhuǎn)子或者大型電驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)是特別有利的，因?yàn)樵撎幍膹较蚪Y(jié)構(gòu)空間是受限的并且能夠在軸向方向上沒(méi)有困難地提供可能需要的較大的結(jié)構(gòu)空間。
[0017]特別地，帶電部件能夠如下地實(shí)施，使得其徑向延展與軸法蘭的徑向延展相同。由此，一方面實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子和大型電驅(qū)動(dòng)裝置在徑向方向上的緊湊的構(gòu)造，另一方面由此同時(shí)實(shí)現(xiàn)的是，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的直徑較大且因而用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的力臂較大，所以轉(zhuǎn)子和大型電驅(qū)動(dòng)裝置能夠提供較大的轉(zhuǎn)矩。
[0018]在本發(fā)明的另外的有利的設(shè)計(jì)方案中，適配件和承載件構(gòu)造為一體的并且適配件在周向上部分地包圍軸，其中，轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)另外的適配件、至少一個(gè)另外的承載件和至少一個(gè)另外的支承件，它們分別徑向靠外地布置在軸處，其中，相應(yīng)的另外的適配件和相應(yīng)的另外的承載件構(gòu)造為一體的，并且另外的適配件在周向上部分地包圍軸，其中，相應(yīng)的另外的適配件與軸法蘭連接，其中，支承件和相應(yīng)的另外的支承件分別與至少兩個(gè)承載件連接。
[0019]特別地，相應(yīng)的適配件和相應(yīng)地一體連接的承載件能夠?qū)嵤┏纱泡喒迏^(qū)段，其中設(shè)置有至少兩個(gè)在周向方向上包圍軸的磁輪罐區(qū)段。
[0020]例如，磁輪罐具有兩個(gè)分別帶有焊接的適配件的軸向劃分開(kāi)的半管，適配件例如借助螺栓分別固定在軸法蘭處。為支承磁輪罐區(qū)段并使其徑向?qū)χ行?，在相?yīng)的磁輪罐區(qū)段的與相應(yīng)適配器相對(duì)的端部處固定有相應(yīng)的支承件。適配件和另外的適配件在此能夠?qū)嵤┏稍谥芟蚍较蛏戏殖蓛刹糠值沫h(huán)，其中兩個(gè)半環(huán)反向相對(duì)地放置，并且其中，兩個(gè)半環(huán)中的每一個(gè)都例如借助螺栓固定在兩個(gè)磁輪罐區(qū)段處。此外，作為分成兩部分的環(huán)來(lái)實(shí)施的支承件的內(nèi)孔在軸上能夠具有無(wú)間隙的、尤其是形狀配合的支座。
[0021]因此，適配件和承載件形成磁輪罐，其中在該磁輪上能夠安裝極系統(tǒng)，例如永磁鐵、疊片組、短路籠形繞組和/或他勵(lì)繞組形式的、尤其是同步電機(jī)的凸極形式的極系統(tǒng)。在此，包括了徑向靠外地布置在承載件處的帶電部件的轉(zhuǎn)子能夠具有的直徑也能夠大于軸法蘭的直徑地實(shí)施。
[0022]在磁輪罐區(qū)段中，以下事實(shí)是特別有利的，即涉及簡(jiǎn)單的且廉價(jià)地制造的焊接件。在例如在船廠中進(jìn)行的轉(zhuǎn)子裝配之前，在磁輪罐區(qū)段的每一個(gè)上都能夠安裝有磁極并且使其電連接。這特別是在電機(jī)車(chē)間中的預(yù)加工時(shí)實(shí)現(xiàn)特別適宜的制造，因?yàn)樵谠撎幗?jīng)常實(shí)現(xiàn)了與船廠相比特別高的自動(dòng)化程度。在例如在船廠中裝配轉(zhuǎn)子時(shí)，僅僅還必須將磁輪罐區(qū)段、例如兩個(gè)半管固定在軸法蘭處。附加地，必須進(jìn)行對(duì)磁輪罐區(qū)段的電連接，其中與在預(yù)加工期間已經(jīng)進(jìn)行的對(duì)磁輪罐區(qū)段的磁極的電連接相比，該工序步驟意味著更少的耗費(fèi)。
[0023]通過(guò)裝配相應(yīng)的支承件，轉(zhuǎn)子的整個(gè)結(jié)構(gòu)是抗扭曲的且軸向成列的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)有利的機(jī)械性能。通過(guò)這種預(yù)加工消除了通常與大型組件的裝配相關(guān)聯(lián)的在物流和運(yùn)輸方面增高的要求。此外，特別是在船廠中，用于裝配轉(zhuǎn)子的耗費(fèi)降低至最小值，因?yàn)樵陔姍C(jī)車(chē)間中已經(jīng)能夠標(biāo)準(zhǔn)地預(yù)加工根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子。因此，用于在船舶中裝配轉(zhuǎn)子的剩余工序也能夠由沒(méi)有為裝配電機(jī)而專(zhuān)門(mén)進(jìn)一步改造的船廠來(lái)執(zhí)行。
[0024]在本發(fā)明的另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，支承件實(shí)施成分段的環(huán)形電機(jī)的極區(qū)段，其中，轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)另外的適配件、至少一個(gè)另外的承載件和至少一個(gè)實(shí)