Welle, Umformwerkzeug, Herstellungsverfahren und Rotor für eine elektrische Maschine Die vorliegende Erfindung betrifft eine Welle mit einer Mittelachse und einem Passungsabschnitt zum Ausbilden einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung, wobei der Passungsabschnitt radial hervorstehende Passungsstrukturen und eine an einem axialen Ende des Passungsabschnitts ausgebildete, die Passungsstrukturen zumindest teilweise erfassende Fase aufweist.

Daneben betrifft die Erfindung ein Umformwerkzeug zum Herstellen einer Welle, ein Verfahren zum Herstellen einer Welle und einen Rotor für eine elektrische Maschine. Eine solche Welle ist aus dem Artikel von M. Lätzer et al. „Untersuchungen zum Übertragungsverhalten von Rändelpressverbänden aus Stahl-Aluminium“, Forschung im Ingenieurwesen 79, Seiten 41 bis 65 (2015) bekannt. Der Artikel offenbart eine gerändelte Welle mit achsparallelen Rändeln, die durch Umformen mittels eines Rändelrads oder mittels rekursiven Axialformens hergestellt sind und eine Fase mit einem Fasenwinkel f aufweisen. Je nach gewähltem Fasenwinkel f kann durch einen schneidenden und/oder umformenden Fügevorgang eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung realisiert werden.

Nachteilig an einer solchen Welle ist, dass während eines Fügevorgangs in eine Nabe das Nabenmaterial im Wesentlichen in radiale Richtung verdrängt wird. Dadurch treten erhebliche radiale mechanische Spannungen im Nabenmaterial auf. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Verwendung einer Welle als Rotorwelle für eine Antriebsmaschine eines elektrischen Fahrzeugs unerwünscht. Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Reduktion radialer mechanischer Spannungen bei einer selbstschneidenden formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Welle der eingangs genannten Art gelöst, bei der sich ein Abstand radial innerer Ränder einer jeweiligen Passungsstruktur zum axialen Ende hin verringert.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die Passungsstrukturen zum axialen Ende hin schmaler verlaufend auszubilden, damit während eines Fügevorgangs verdrängtes Nabenmaterial in Lücken zwischen den radial inneren Rändern benachbarter Passungsstrukturen gelangen kann. Dieses Nabenmaterial gelangt so- mit nicht radial nach außen, um dort zur Erzeugung radialer mechanischer Spannungen beizutragen. Dadurch können vorteilhafterweise radiale mechanische Spannungen erheblich reduziert und gleichzeitig Verluste der Drehmomentübertragungsfähigkeit der Welle-Nabe-Verbindung vermieden werden. Daneben wird eine durch die radialen mechanischen Spannungen hervorgerufene radiale Deforma- tion beim rotierenden Betrieb der Welle reduziert.

Es wird bei der erfindungsgemäßen Welle besonders bevorzugt, wenn die radial inneren Ränder zum axialen Ende hin in einem Punkt zusammenlaufen. Dadurch wird bei axialer Betrachtung eine im Wesentlichen spitze Ausgestaltung der Pas- sungsstruktur realisiert, welche die Materialverdrängung beim Fügevorgang erheblich erleichtert.

Gemäß einer Weiterbildungsalternative der erfindungsgemäßen Welle kann vorgesehen sein, dass die radial inneren Ränder jeweils gerade unter einem Winkel be- züglich einer zur Mittelachse parallelen Linie zum axialen Ende hin verlaufen. Der Winkel ist bevorzugt kleiner als 90°. Er beträgt besonders bevorzugt zwischen 10° und 60°.

Gemäß einer zweiten Weiterbildungsalternative der erfindungsgemäßen Welle ist vorgesehen, dass die radial inneren Ränder jeweils unter Ausbildung eines Bogens zur Seitenlinie hin verlaufen. Bevorzugt ist der Bogen ein Kreisbogen mit einem konstanten Radius. In bevorzugter Ausgestaltung schließt eine vom Anfang bis zum Ende des Bogens verlaufende Sehne des Bogens einen Winkel zwischen 10° und 60° mit einer zur Mittelachse parallelen Linie ein.

Mit Vorteil kann bei der erfindungsgemäßen Welle vorgesehen sein, dass die Fase näher am axialen Ende beginnt als ein dem axialen Ende nächster Punkt maximalen Abstands der radial inneren Ränder liegt. Mit anderen Worten erstreckt sich der Bereich der radial inneren Ränder, in dem sich ihr Abstand zum axialen Ende hin verringert, weiter in axiale Richtung als die Fase. So wird besonders viel Raum zur Aufnahme des während des Fügevorgangs verdrängten Nabenmaterial bereit- gestellt.

Typischerweise beträgt ein Verhältnis einer axialen Erstreckung des Bereichs der radial inneren Ränder, in dem sich ihr Abstand zum axialen Ende hin verringert, zu einer axialen Erstreckung eines Bereichs, in welchem die Passungsstruktur ange- fasst ist, zwischen 1 ,8 und 2,2.

Eine jeweilige Passungsstruktur der erfindungsgemäßen Welle kann ebene Seitenflächen aufweisen. Bevorzugt schließen diese einen Winkel zwischen 30° und 70° mit einer senkrecht zur Umfangsrichtung stehenden Ebene ein. Alternativ kann eine jeweilige Passungsstruktur gewölbte Seitenflächen, die vorzugsweise eine einen Winkel zwischen 30° und 70° mit einer senkrecht zur Umfangsrichtung stehenden Ebene einschließende Sehne haben, aufweisen.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Welle ferner möglich, dass ein radial äußerer zum axialen Ende weisender Abschnitt der Passungsstruktur abgeflacht unter einem Fasenwinkel der Fase verläuft.

In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Welle ist ferner vorgesehen, dass eine jeweilige Passungsstruktur bezüglich einer senkrecht zur Mittel- achse stehenden Querschnittsfläche die Form eines Polygons oder eines abgerundeten Polygons aufweist. Das Polygon ist vorzugsweise ein Dreieck oder ein Rechteck ist. Alternativ kann eine jeweilige Passungsstruktur bezüglich einer senkrecht zur Mittelachse stehenden Querschnittsfläche die Form eines Halbkreises oder Halbovals aufweisen.

In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Welle ist daneben vorgesehen, dass der Passungsabschnitt mehrere in Umfangsrichtung verteilte Passungszonen mit Passungsstrukturen aufweist und zwischen zwei benachbarten Passungszonen glatt ist. Bevorzugt sind drei gleichmäßig verteilte Passungszonen vorgesehen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Umformwerkzeug zum Herstellen einer Welle, insbesondere einer erfindungsgemäßen Welle, umfassend eine Matrize mit einer Durchgangsöffnung zum Durchführen eines angefasten Wellenkörpers, wobei die Matrize in einem inneren Rand der Durchgangsöffnung Eintiefungen zum Ausbilden von Passungsstrukturen auf dem Wellenkörper aufweist, wobei sich ein Abstand radial innerer Ränder einer jeweiligen Eintiefung zum axial Inneren der Durchgangsöffnung hin verringert.

Zweckmäßigerweise sind die Eintiefungen gegengleich zu den Bereichen der Passungsstrukturen ausgebildet, in denen sich der Abstand ihrer radial inneren Ränder verringert.

Es kann bei dem erfindungsgemäßen Umformwerkzeug vorgesehen sein, dass die radial inneren Ränder zum axial Inneren der Durchgangsöffnung hin in einem Punkt zusammenlaufen.

Die radial inneren Ränder können jeweils gerade unter einem Winkel bezüglich einer zu einer Zentralachse der Durchgangsöffnung parallelen Linie zum axial Inneren der Durchgangsöffnung hin verlaufen. Der Winkel kann zwischen 10° und 60° betragen. Alternativ können die radial inneren Ränder jeweils unter Ausbildung eines Bogens zum axial Inneren der Durchgangsöffnung hin verlaufen. Eine vom Anfang bis zum Ende des Bogens verlaufende Sehne des Bogens schließt vorzugsweise einen Winkel zwischen 10° und 60° mit einer zu einer Zentralachse der Durchgangsöffnung parallelen Linie ein.

Daneben kann bei dem erfindungsgemäßen Umformwerkzeug vorgesehen sein, dass eine jeweilige Eintiefung ebene Seitenflächen, die vorzugsweise einen Winkel zwischen 30° und 70° mit einer senkrecht zur Umfangsrichtung stehenden Ebene einschließen, oder gewölbte Seitenflächen, die vorzugsweise eine einen Winkel zwischen 30° und 70° mit einer senkrecht zur Umfangsrichtung stehenden Ebene einschließende Sehne haben, aufweist.

Eine jeweilige Eintiefung des erfindungsgemäßen Werkzeugs kann bezüglich einer senkrecht zur Zentralachse der Durchgangsöffnung stehenden Querschnittsfläche die Form eines Polygons oder eines abgerundeten Polygons, wobei das Polygon vorzugsweise ein Dreieck oder ein Rechteck ist, oder die Form eines Halbkreises oder Halbovals aufweisen.

Die Matrize kann durch mehrere, vorzugsweise drei, getrennte Matrizenelemente, die an einem Träger des Umformwerkzeugs befestigt sind, ausgebildet sein, wobei jedes Matrizenelement mehrere der Eintiefungen aufweisen und in Umfangsrich- tung zu einem oder beiden benachbarten Matrizenelement glatt sein kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Welle, umfassend folgende Schritte: Bereitstellen eines Wellenkörpers, Ausbilden eines Passungsabschnitts mit radial hervorstehenden Passungsstrukturen, die zumindest teilweise von einer Fase an einem axialen Ende des Passungsabschnitts erfasst sind, wobei sich ein Abstand radial innerer Ränder einer jeweiligen Passungsstruktur zum axialen Ende hin verringert.

Vorzugsweise wird zum Ausbilden der Passungsstrukturen ein erfindungsgemä- ßen Umformwerkzeug verwendet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass ein Wellenkörper mit bestehenden Passungsstrukturen und einer die bestehenden Passungsstrukturen erfassenden bestehenden Fase am axialen Ende bereitgestellt wird.

In bevorzugter Weiterbildung ist dabei vorgesehen, dass beim Ausbilden des Passungsabschnitts eine Volumenübereinstimmung zwischen einem Volumen eines Bereich einer jeweiligen bestehenden bestehende Passungsstrukturen, der von der bestehenden Fase erfasst und durch eine zur Mittelachse senkrechte Ebene begrenzt ist, und einem Volumen eines Bereichs einer jeweiligen Passungsstruktur der Welle, in welchem sich der Abstand der radial inneren Ränder zum axialen Ende hin verringert und durch eine zur Mittelachse senkrechte Ebene begrenzt ist, von wenigstens 95 %, bevorzugt wenigstens 99 % erzeugt wird. Dadurch, dass die Volumina ähnlich groß werden, können unerwünschte, beispielsweise einen Grat ausbildende, Deformationen vermieden werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Rotor für eine elektrische Maschine, vorzugsweise eine Antriebsmaschine für ein elektrisches Fahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Welle oder eine durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Welle und einen formschlüssig mit dem Passungsabschnitt verbundenen Rotorkern und/oder einen Resolver.

Im Rotorkern sind bevorzugt Permanentmagnete angeordnet. Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfin- dungsgemäßen Welle; Fig. 2 eine Detailansicht einer Passungsstruktur des ersten Ausführungsbeispiels und eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Welle aus radialer Perspektive; Fig. 3 eine Detailansicht der Passungsstruktur gemäß dem ersten und im zweiten Ausführungsbeispiel aus seitlicher Perspektive;

Fig. 4 Schnittdarstellungen der Passungsstruktur entlang von Schnittebenen A-A und B-B in Fig. 2;

Fig. 5 eine Detailansicht einer Passungsstruktur gemäß einem dritten und einem vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Welle aus radialer Perspektive; Fig. 6 eine Detaildarstellung der Passungsstruktur gemäß dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel aus seitlicher Perspektive;

Fig. 7 Schnittdarstellungen einer Passungsstruktur gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Welle;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Umformwerkzeug;

Fig. 9 eine Detailansicht von Eintiefungen des Umformwerkzeugs;

Fig. 10 eine Prinzipskizze einer bestehenden Passungsstruktur vor einer Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 11 eine Prinzipskizze einer Passungsstruktur nach Durchführung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 12 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotors in einer elektrischen Maschine;

Fig. 13 eine Darstellung der Herstellung einer Welle-Nabe-Verbindung des Rotors; und

Fig. H eine Detailansicht von Fig. 13.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Welle 1.

Die Welle 1 weist eine Mittelachse 2 und ein Passungsabschnitt 3 zum Ausbilden einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung auf. Im Passungsabschnitt sind radial hervorstehende Passungsstrukturen 4 in Form von Rändeln ausgebildet. An einem axialen Ende 5 des Passungsabschnitts 3 ist eine Fase 6 ausgebildet, welche die Passungsstrukturen 4 teilweise erfasst.

Wie in Fig. 1 weiter ersichtlich ist, erstreckt sich der Passungsabschnitt 3 in diesem Ausführungsbeispiel exemplarisch in axialer Richtung beidseitig weiter als die Passungsstrukturen 4. Zu beiden Seiten des Passungsabschnitts 3, d.h. am axialen Ende 5 und einem anderen axialen Ende 7, schließen sich Wellenstümpfe 8, 9 an.

Ein Koordinatenkreuz in kartesischen Koordinaten, bei dem die x-Achse parallel zur Mittelachse 2 verläuft, definiert Raumrichtungen in Fig. 1 und den folgenden Figuren.

Fig. 2 ist eine Detailansicht einer Passungsstruktur 4 des ersten Ausführungsbeispiels und eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Welle 1 aus radialer Perspek- tive. Radial innere Ränder 10, 11 der Passungsstruktur 4, die für die Übrigen in Fig. 1 gezeigten Passungsstrukturen 4 repräsentativ ist, verringern ihren Abstand zum axialen Ende 5 hin und laufen in einem Punkt 12 zusammen. Von einem maximalen Abstand b der radial inneren Ränder der Passungsstruktur 4 geht dieser Ab- stand mithin zum axialen Ende 5 ab einer vorgegeben Axialposition 13 immer weiter zurück, bis er praktisch null beträgt. Die radial inneren Ränder 10, 11 verlaufen jeweils gerade unter einem Winkel l bezüglich einer zur Mittelachse 2 parallelen Linie 14 zum axialen Ende 5 hin. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die radial inneren Ränder 10, 11 hier unter Ausbildung eines gestrichelt dargestellten Bogens zum axialen Ende 5 hin verlaufen. Dieser Bogen weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen konstanten Radius auf. Eine vom Anfang bis zum Ende des Bogens bzw. von der Axialposition 13 bis zum Punkt 12 verlaufende Sehne 15 des Bogens schließt dabei mit der zur Mittelachse 2 parallelen Linie 14 den Winkel l ein.

Fig. 3 ist eine Detailansicht der Passungsstruktur 4 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel aus seitlicher Perspektive.

In Fig. 3 ist zunächst eine maximale Höhe h der Passungsstruktur eingezeichnet. Diese entspricht einem radialen Abstand der radial inneren Ränder 10, 11 zu einem radial äußeren Rand 16 der Passungsstruktur außerhalb des angefasten Bereichs. Ein Fasenwinkel der Fase 6 ist mit f bezeichnet. Die Fase 6 beginnt er- sichtlich näher am axialen Ende 5 als ein stirnseitennächster Punkt (Axial Position 13) maximalen Abstands der radial inneren Ränder 10, 11. Ein Verhältnis einer axialen Erstreckung h des Bereichs, in dem sich der Abstand der radial inneren Ränder 10, 11 hin verringert, zu einer radialen Erstreckung h, eines Bereichs, in welchem die Passungsstruktur 4 angefast ist, beträgt hier 2,0 und liegt typischer- weise zwischen 1,8 und 2,2. Eine jeweilige Seitenflächen 17 des Passungsabschnitts 4 weist mithin in Umfangsrichtung betrachtet eine dreieckige Form auf. Fig. 4 zeigt zwei Schnittdarstellungen der Passungsstruktur 4 entlang von Schnittebenen A-A und B-B in Fig. 2.

Beim ersten Ausführungsbeispiel schließen die Seitenflächen 17 mit einer senk- recht zur Umfangsrichtung bzw. einer in Axialrichtung und Radialrichtung aufgespannten Ebene, die sich durch den radial äußeren Rand 14 erstreckt, einen Winkel y ein. Mit anderen Worten wird ein radial innerer Abstand Ci der Seitenflächen

17 in Radialrichtung kleiner (siehe Abstand C2 ). Beim zweiten Ausführungsbeispiel sind die Seitenflächen 17 in Umfangsrichtung nach außen gewölbt, wobei eine Sehne der Wölbung den Winkel y mit der Ebene

18 einschließt. Ein Abstand d der Wölbung zu ihrer Sehne beträgt höchstens hl2 (siehe Fig. 3). Fig. 5 und Fig. 6 sind jeweils eine Detaildarstellung einer Passungsstruktur 4 gemäß einem dritten und einem vierten Ausführungsbeispiel der Welle 1, wobei Fig.

5 die Passungsstruktur 4 aus radialer Perspektive und Fig. 6 die Passungsstruktur 4 aus seitlicher Perspektive zeigen. Bei diesen Ausführungsbeispielen, die im Übrigen dem ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen, erstrecken sich die Seitenflächen 17 nicht bis zur maximalen Höhe h der Passungsstruktur 4, sodass ein radial äußerer zum axialen Ende 5 weisender Abschnitt 19 der Passungsstruktur 4 abgeflacht unter dem Fasenwinkel f verläuft.

Fig. 7 zeigt Schnittdarstellungen von Passungsstrukturen 4 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Welle 1, wobei die Darstellung der Schnittebene A-A in Fig. 4 entspricht. Bei dem links oben dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Passungsstruktur 4 einen radial inneren parallelen Abschnitt 20 und einen radial äußeren runden Abschnitt 21 auf. Bei dem rechts oben dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Passungsstruktur 4 einen sechseckigen Querschnitt mit einem radial inneren trapezförmigen Abschnitt 22 und einem radial äußeren trapezförmigen Abschnitt 23 auf. Bei dem links unten dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Passungsabschnitt fünfeckig und weist einen radial inneren parallelen Abschnitt 20 und ein radial äußeren dreieckigen Abschnitt 24 auf. Beim rechts unten dargestellt Ausführungsbeispiel weist der Passungsabschnitt 4 einen im Wesentlichen parabelförmigen Querschnitt auf.

Wieder mit Bezug zu Fig. 1 sind gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Passungsabschnitt 3 anstelle von kontinuierlich in Umfangsrichtung angeordneten Passungsstrukturen 4 mehrere in Umfangsrichtung verteilte Passungszonen vor- gesehen, in denen die Passungsstrukturen 4 ausgebildet sind, wobei zwischen den Passungszonen keine Passungsstrukturen ausgebildet sind bzw. der Passungsabschnitt 3 in Umfangsrichtung zwischen den Passungszonen glatt ist. Dabei können gemäß einem Ausführungsbeispiel drei Passungszonen vorgesehen sein, die in einem Winkel von 120° in Umfangsrichtung zueinander angeordnet sind.

Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Umformwerkzeugs 50 zum Herstellen einer Welle 1. In diesem Zusammenhang wird im Folgenden auch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung der Welle 1 beschrieben.

Das Umformwerkzeug 50 umfasst eine Matrize 51 mit einer eine Zentralachse 53 aufweisenden Durchgangsöffnung 52 zum Durchführen eines angefasten Wellenkörpers. Bei einem solchen Wellenkörper sind - wie in Fig. 10 gezeigt - bereits bestehende Passungsstrukturen vorgesehen, die unter einem bestehenden Fasenwinkel cpo angefasst sind. Die Matrize 51 weist in einem inneren Rand 54 der Durchgangsöffnung 52 Eintiefungen 55 zum Ausbilden der Passungsabschnitte 4 am Wellenkörper auf. Fig. 9 ist eine Detailansicht der Eintiefungen 55 des Umformwerkzeugs 50. Dabei sind die Eintiefungen 55 ersichtlich gegengleich zur beabsichtigten Form der Passungsstrukturen 4 ausgebildet, die allgemein einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der Welle 1 entsprechen können. Die Eintiefungen 55 weisen also allen voran radial innere Ränder 56, 57 auf, deren Abstand sich zum axial Inneren der Durchgangsöffnung 52 hin verringert.

Wieder mit Bezug zu Fig. 8 ist ersichtlich, dass die Eintiefungen nicht vollständig in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet sind, sondern nur in drei in Umfangsrichtung beabstandeten Eintiefungszonen 58 ausgebildet sind, sodass das gezeigte Umformwerkzeug 50 zum Ausbilden einer Welle 1 mit entsprechenden zuvor beschriebenen Passungszonen ausgebildet ist. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Umformwerkzeugs 50 kann dieses jedoch auch vollständig in Umfangsrichtung verteilte Eintiefungen 55 aufweisen, so dass eine Welle in wie in Fig. 1 gezeigt herstellbar ist.

Die Matrize 51 ist vorliegend durch drei voneinander getrennte Matrizenelemente 59 ausgebildet, die jeweils entsprechende Eintiefungen 55 einer der Eintiefungszonen 58 aufweisen und insoweit identisch ausgebildet sind. Die Matrizenelemente 59 sind in einem Träger 60 angeordnet, der ebenfalls von der Durchgangsöffnung 52 durchsetzt ist, und dort durch Befestigungsmittel 61 , hier exemplarisch Schrauben, befestigt.

Im Rahmen des Verfahrens zur Herstellung der Welle 1 wird zunächst der Wellenkörper bereitgestellt. Fig. 10 zeigt dazu eine perspektivische Ansicht einer bestehenden Passungsstruktur 4a an einem Wellenkörper vor der Durchführung des Herstellungsverfahrens. In Fig. 10 sind ferner eine Breite t der bestehenden Passungsstruktur 4a und eine axiale Länge xi des von der Fase erfassten Bereichs der bestehenden Passungsstruktur 4a gekennzeichnet h bezeichnet die Höhe der bestehenden Passungsstruktur 4a und cpoden bestehenden Fasenwinkel. Ein Volumen eines zum axialen Ende 5 weisenden Bereichs der bestehenden Passungsstruktur 4a, der von der bestehenden Fase erfasst ist, ist mit Vi gekennzeichnet. Zum Ausbilden der Passungsstrukturen 4 wird der Wellenkörper mit den bestehenden Passungsstrukturen 4a voran in die Durchgangsöffnung das Werkzeug 50 eingeführt, sodass die bestehende Passungsstruktur 4a plastisch deformiert wird. Fig. 11 zeigt dazu die geometrischen Verhältnisse der Passungsstruktur 4 nach dem Umformen im Werkzeug 50, wobei die Winkel f, l, y entstehen. Mit X2 ist eine axiale Länge des von der Fase 6 erfassten Bereichs der Passungsstruktur 4 bezeichnet. Mit X3 ist eine axiale Länge zwischen dem Bereich, in dem sich der Abstand der radial inneren Ränder 10, 11 zum axialen Ende 5 hin verringert, um dem von der Fase 6 erfassten Bereich der Passungsstruktur 4 bezeichnet. Das in Teilvolumina V2.1, V2.2 untergliedert dargestellte Volumen des zum axialen Ende 5 weisenden Bereichs, in dem sich der Abstand der radial inneren Ränder 10, 11 zum axialen Ende 5 hin verringert, ist mit V2 bezeichnet. Zur Vermeidung einer unerwünschten Gratbildung während des Umformens sind die bestehenden Passungsstrukturen 4a und die Form der Eintiefungen 55 der Matrize 51 so gewählt, dass das eine Volumenübereinstimmung von wenigstens 99 % zwischen V1 und V2 erreicht wird. Zu beachten ist dabei, dass sich während des Ausbildens der Passungsstruktur 4 der Fasenwinkel von <po zu f verändert.

Fig. 12 ist eine Prinzipskizze einer elektrischen Maschine 100 mit einem Ausführungsbeispiel eines Rotors 101.

Der Rotor 101 umfasst eine Welle 1 gemäß einem der zuvor beschriebenen Aus- führungsbeispiele, wobei am Passungsabschnitt 3 ein Rotorkern 102 mit Permanentmagneten formschlüssig angeordnet ist. Der Rotor 101 ist drehbar um die Mittelachse 2 innerhalb eines Stators 103 gelagert.

Fig. 13 und Fig. 14 sind jeweils eine Darstellung der Herstellung einer Welle- Nabe-Verbindung des Rotors, wobei Fig. 14 ein Detail Z in Fig. 13 zeigt. Ersichtlich wird die Welle 1 zur Herstellung der Welle-Nabe-Verbindung in den Rotorkern 102 eingeführt. Der Passungsabschnitt 4 weist dabei ein radiales Übermaß U gegenüber dem Rotorkern 102 auf. Dadurch wird durch Schneiden und Umformen des Rotorkerns 102 eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung zwischen der Welle 1 und dem Rotorkern 102 realisiert.