DE102004054259A1 - Elektroblechpaket und Verfahren zur Herstellung eines Elektroblechpaketes - Google Patents

Elektroblechpaket und Verfahren zur Herstellung eines Elektroblechpaketes Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektroblechpaket, insbesondere für den Einsatz in elektrischen Maschinen, mit wenigstens zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen, wobei das einzelne Elektroblechelement wenigstens teilweise als Laserschneidteil ausgeführt ist und die jeweilige durch Laserschneiden erzeugte Kontur beschreibende Schneidlinie geschlossen ausgeführt ist. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander benachbarte Elektroblechelemente frei von einer direkten Berührung ihrer zueinander weisenden Stirnflächen angeordnet sind. Die durch die Schneidlinie am Elektroblechelement bestimmte Kontur umfasst einen in einem Abstand zum ersten Bereich angeordneten zweiten Bereich, der durch eine randoffene Ausnehmung unter Bildung eines Freiraumes charkterisiert ist, wobei der ersten Bereich und der zweite Bereich derart angeordnet sind, dass bei zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen sich jeweils der erste Bereich des einen und der zweite Bereich des anderen benachbarten Elektroblechelementes sowie der zweite Bereich des einen Elektroblechelementes und der erste Bereich am zweiten Elektroblechelement einander gegenüberliegen. Die Materialanhäufungen in den ersten Bereichen ragen dabei in die im zweiten Bereich gebildeten Freiräume des benachbarten Elektroblechelementes hinein.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elektroblechpaket, insbesondere für den Einsatz in Rückschlusselementen, insbesondere in Statoreinheiten von elektrischen Maschinen, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1; ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Elektroblechpaketes.
  • Elektroblechpakete für den Einsatz in elektrischen Maschinen, insbesondere in Statorbaueinheiten oder Rotoren umfassen eine Mehrzahl von einander benachbart, d. h. hintereinander oder nebeneinander je nach gewünschter Ausrichtung in Einbaulage unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht gestapelten Elektroblechelementen. Die Elektroblechelemente sind je nach Einsatz in Rotor- oder Statoreinheiten durch eine entsprechende Kontur charakterisiert, die durch Trennverfahren hergestellt wird. Aufgrund der Größen werden häufig Trennverfahren frei von definierten Schneiden gewählt, wie beispielsweise Schneiden mittels Laser, welches sich durch eine hohe Leistungsdichte bei geringem Energieeinsatz und eine hohe Schnittgenauigkeit auch bei Kleinteilen auszeichnet. Da die einzelnen Konturen, insbesondere die Außenkonturen und/oder Durchgangsöffnungen in der Regel in einem Zug geschnitten werden, fallen der Startpunkt und der Endpunkt einer Schneidlinie und damit der Schneidlinienanfang und das Schneidlinienende quasi zusammen. In diesem Bereich entsteht verfahrensbedingt eine Materialanhäufung, welche hauptsächlich in Form von sogenannten Schweißperlen vorliegt. Dies kann nicht vermieden werden, da der im Startpunkt verbleibende Materialrest bei erneutem Anfahren am Ende des Schneidvorganges, d.h. am Ende der Schneidlinie verspritzt wird. Die Höhe dieser Materialanhäufung, d. h. deren Abmessung senkrecht zur Stirnfläche des einzelnen Elektrobleches übersteigt dabei die Dicke der Blechisolation um ein Mehrfaches, was das Isoliervermögen eines kompletten Paketes erheblich einschränkt. Dies führt dazu, dass insbesondere bei anspruchsvollen Anwendungen mit hoher elektromagnetischer Belastung die Blechpakete aufgrund der durch die Berührung der einzelnen benachbarten Blechelemente sich ergebenden Wirbelströme für diese Anwendungen nicht mehr geeignet bzw. unbrauchbar sind. Um diesen Effekt auszuschließen wäre eine aufwendige Nachbearbeitung der einzelnen Blechelemente erforderlich, die ökonomisch nicht vertretbar ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Elektroblechpaket der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der unvermeidliche Fehler an der Schnittkante eines lasergeschnittenen Elektroblechs in Form einer Materialanhäufung, beispielsweise Schweißperle ohne Einfluss auf das Isoliervermögen des gesamten Blechpaketes bleibt. Dies bedeutet, dass Berührungen zwischen den einzeln einander benachbart angeordneten Blechelementen, die durch das Aufeinandertreffen einer Stirnfläche eines Blechelementes mit einer Materialanhäufung an der Stirnfläche des benachbarten Blechelementes auftreten können, vermieden werden. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch einen geringen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand auszeichnen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Blechpaketes ist in Anspruch 13 wiedergegeben.
  • Ein Elektroblechpaket, insbesondere für Statoreinheiten oder Rotoren elektrischer Maschinen umfasst eine Mehrzahl einander benachbart angeordneter Elektroblechelemente, die hinsichtlich einer Lage zueinander durch Stoffschluss und/oder Kraft- und/oder Formschluß mit Tragstrukturen fixiert sind. Die Geometrie eines einzelnen Elektroblechelementes wird wenigstens teilweise durch Trennverfahren, insbesondere Schneiden, insbesondere durch Laserschneiden erzeugt. Dabei kann es sich sowohl um die die Geometrie beschreibende Außenkontur als auch die Innenkontur oder Innenkonturen in Form von Durchgangsöffnungen e.t.c. handeln. Die einzelnen Konturen werden dabei durch die den Verlauf der Schneidlinie charakterisiert, wobei die eine einzelne Kontur beschreibende Schneidlinie in sich geschlossen ist, d. h. der Schneidlinienanfang fällt mit dem Schneidlinienende zusammen und ist lediglich durch die verfahrensmäßig bedingte Materialanhäufung in diesem Bereich charakterisiert. Zwei einander benachbarte Elektroblechelemente sind dabei frei von einer direkten Berührung ihrer zueinander weisenden Stirnflächen angeordnet. Erfindungsgemäß umfasst die durch die Schneidlinie am Elektroblechelement bestimmte Kontur einen in einem Abstand zum ersten Bereich angeordneten zweiten Bereich, der durch eine randoffene Ausnehmung unter Bildung eines Freiraumes charakterisiert ist. Der erste Bereich und der zweite Bereich an einem einzelnen Elektroblechelement sind derart angeordnet, dass bei zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen sich jeweils der erste Bereich des einen Elektroblechelementes und der zweite Bereich des anderen benachbarten Elektroblechelementes sowie der zweite Bereich des einen Elektroblechelementes und der erste Bereich am anderen benachbarten zweiten Elektroblechelement einander gegenüberliegen, wobei die Materialanhäufungen in den ersten Bereichen in die im zweiten Bereich gebildeten Freiräume des jeweils benachbarten Elektroblechelementes hineinragen.
  • Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, jeweils wenigstens zwei Elektroblechelemente unterschiedlichen Typs einander benachbart anzuordnen, wobei die Anordnung alternierend erfolgt. Dabei sind die Bereiche des Zusammenfallens des Schneidlinienanfangs und des Schneidlinienendes, welche durch eine Materialanhäufung charakterisiert sind zwischen zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen versetzt zueinander angeordnet, wobei die jeweilige Materialanhäufung an einem Elektroblechelement in eine Ausnehmung am benachbarten angeordneten Elektroblechelement berührungslos hineinragt, so dass kein Kontakt zwischen den beiden benachbarten Elektroblechen besteht. Dazu ist jedes Elektroblechelement durch einen, eine Ausnehmung oder Freiraum bildenden Rücksprung in der Schneidlinie charakterisiert, welche außerhalb des Zusammenfallens von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende liegt. Das Zusammenfallen des Schneidlinienendes und des mit dem Schneidlinienanfang charakterisiert einen ersten Schneidlinienbereich, während die Anordnung des Freiraums bzw. des Rücksprunges der Schneidlinien einen zweiten Schneidlinienbereich charakterisiert. Die Positionen von erstem und zweitem Schneidlinienbereich sind für die hintereinander bzw. nebeneinander gestapelten Elektroblechelemente gleich, wobei jedoch lediglich zwischen zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen die Zuordnung der Position zum ersten und zweiten Bereich vertauscht ist. Dies bedeutet im einzelnen, dass die hinter- oder nebeneinander gestapelten Elektroblechelemente dadurch charakterisiert sind, dass die Materialanhäufungen im Bereich des Zusammenfallens von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende für die einzelnen Elektroblechelemente des einen Typs auf einer gemeinsamen Achse liegen. Dies gilt auch für die theoretische Achse durch die zweiten Bereiche der Schneidlinien der Elektroblechelemente eines Typs. Die Achsen durch die ersten und zweiten Bereiche eines Typs von Blechelementen, beispielsweise des ersten Typs sind parallel zueinander angeordnet. Dies gilt in Analogie für die Elektroblechelemente des zweiten Typs, auch hier sind die Bereiche des Zusammenfallens von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende sowie der Freiräume für Elektroblechelemente des gleichen Typs durch jeweils eine gemeinsame Achse charakterisiert. Dabei fallen erfindungsgemäß die Verbindungsachsen zwischen den Bereichen des Zusammenfallens von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende der Elektroblechelemente des ersten Typs mit der Verbindungsachse zwischen den Freiräumen der Elektroblechpakete des zweiten Typs zusammen. Dies gilt in Analogie auch für die die Freiräume bildenden Bereiche an den Blechelementen des ersten Typs und die das Zusammenfallen von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende charakterisierenden Bereiche am Blechelement des zweiten Typs.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, das Blechpaket aus einzelnen Blechelementen mit verschiedenen Konturen, eines ersten Typs mit einer Kontur A und eines zweiten Typs mit einer Kontur B abwechselnd aufzustapeln, wobei Typ A an einer bestimmten Stelle einer Rücknahme der Schneidlinie aufweist, um zu erreichen, dass das benachbarte Blechelement des Typs B an dieser Stelle mit seiner Materialanhäufung berührungsfrei eingreifen kann. Das Blech B hat an dieser Stelle erfindungsgemäß dann keine Rücknahme. An einer zweiten Position liegen die Verhältnisse in umgekehrter Weise vor. A weist in dieser zweiten Stelle keine Rücknahme, dafür aber eine Materialanhäufung auf, die Kontur am Blechelement B hat hier die erwähnte Rücknahme. Damit wird erreicht, dass die Materialanhäufung, einer Art Tasche der Nachbarfläche liegt, somit balkonartig und damit berührungsfrei in dieser hineinragt. Dadurch wird die Beeinträchtigung der Isolation des Elektroblechpaketes vermieden.
  • Ohne erheblichen Mehraufwand wird mit der erfindungsgemäßen Lösung das Isoliervermögen von laserbeschnittenen Elektroblechen erheblich verbessert. Insbesondere stellt die zusätzliche Rücknahme der Kontur der Schneidlinie in bestimmten Bereichen keinen Zusatzaufwand dar, da durch Laserschneiden sehr komplexe Geometrien geschaffen werden können und hierzu keine sehr großen vorrichtungsmäßigen Vorkehrungen getroffen werden müssen. Gleichzeitig werden unerwünschte Auswirkungen der Materialanhäufungen auf die Genauigkeit des aufgestapelten Elektroblechpaketes vermieden.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich auch sehr komplexe Geometrien zu schaffen. Bei diesen erfolgt jedoch immer die Anordnung des Bereiches des Zusammenfallens von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende und der vorgesehenen Rücknahme der Schneidlinie, insbesondere der Rücknahme unter Bildung eines Freiraumes oder einer Ausnehmung in einem Abstand zueinander, wobei dieser hinsichtlich seiner Größe durch die Abwicklung der Schneidlinie zwischen diesen Bereichen charakterisiert ist. Da wie bereits ausgeführt beliebige Konturen erzeugbar sind, ist hier immer auf die analoge Positionierung der ersten und zweiten Bereiche an den einzelnen Elektroblechelementen zu achten. Die Positionen sind fest vorgegeben, wobei diesen die Funktion als erster oder zweiter Bereich zugeordnet werden kann. Bei Konturen, die durch eine symmetrische Ausführung hinsichtlich zumindest einer Achse charakterisiert sind, erfolgt die Anordnung vorzugsweise ebenfalls bezüglich der Symmetrieachse. Dadurch wird es möglich, gleiche Elektroblechelemente zu verwenden, welche lediglich durch Drehen um die Symmetrieachse in Einbaulage die gewünschte Aufeinanderfolge zwischen zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen mit dem Wechsel von Materialanhäufung und Freiraum, d. h. alternierend zwischen erstem und zweitem Bereich ergeben. In diesem Fall können hinsichtlich der Kontur identische Elektroblechelemente zum Aufbau des Elektroblechpaketes verwendet werden.
  • Als Kontur für das Elektroblechelement kommen eine Vielzahl in Frage. Denkbar sind kreisrunde oder ovale Geometrien. Andere Geometrien sind ebenfalls denkbar und durch das Laserschneideverfahren sehr einfach nachzuvollziehen. Dabei kann sowohl die Außenkontur sowie zusätzlich oder alternativ auch wenigstens eine Innenkontur des Elektroblechelementes durch das Laserschneidverfahren hergestellt werden.
  • Die einzelnen Elektroblechelemente sind vorzugsweise als Ringsegmente ausgeführt, die sich in Umfangsrichtung über einen Winkelbereich von einschließlich 30- bis einschließlich 359° erstrecken und in radialer Richtung wenigstens ein Zahnelement umfassen. Somit wird bereits ein Teilbereich eines Stator-Rückschlusselementes gebildet.
  • Zwischen zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen ist im allgemeinen eine Isolierschicht vorgesehen und der Verbund zwischen den einzelnen Elektroblechelementen erfolgt stoffschlüssig und/oder kraft- oder formschlüssig. Zwischen zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen kann jedoch auch nur ein Luftspalt vorgesehen sein und der Verbund zwischen den einzelnen Elektroblechelementen erfolgt stoffschlüssig kraft- oder formschlüssig über eine Tragstruktur.
  • Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
  • 1 verdeutlicht anhand einer Ansicht von rechts ein erfindungsgemäß gestaltetes Blechpaket 1;
  • 2 verdeutlicht einen Axialschnitt durch ein Blechpaket gemäß 1;
  • 3a und 3b verdeutlichen anhand einer Einzelheit gemäß 1 im Detail noch einmal die Positionierung der einzelnen Bereiche der Schneidlinie.
  • Die 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von rechts ein erfindungsgemäß gestaltetes Elektroblechpaket 1. Dieses umfasst eine Mehrzahl von einander benachbart angeordneter, insbesondere hintereinander oder nebeneinander geschichtete einzelne Elektroblechelemente 2.1 bis 2.n. Die einzelnen Elektroblechelemente 2.1 bis 2n sind stoffschlüssig und/oder kraft- und/oder formschlüssig mittels einer Tragstruktur miteinander unter Bildung des Elektroblechpaketes 1 verbunden. Derartige Elektroblechpakete 1 finden in elektrischen Maschinen, insbesondere in Statoranordnungen elektrischer Maschinen Anwendung. Elektroblechpakete 1 können ferner auch in Rotoranordnungen von elektrischen Maschinen integriert sein.
  • 1 verdeutlicht dabei eine Ausführung eines Elektroblechpaktes 1 für eine Statoreinheit einer elektrischen Maschine. Das Elektroblechpaket 1 kann je nach Anwendungsfall durch unterschiedliche Geometrien charakterisiert sein. Beim Einsatz in Statoreinheiten für elektrische Maschinen, insbesondere für Transversalflussmaschinen, ist das Elektroblechpaket 1 als wenigstens ringsegmentförmiges Element, welches sich über einen Teilbereich in Umfangsrichtung erstreckt, ausgeführt. In radialer Richtung ist das Elektroblechpaket 1 durch die Bildung von Zahnelementen 3 charakterisiert. Die 1 verdeutlicht dabei eine besonders vorteilhafte Ausführung eines Elektroblechpaketes 1 für den Einsatz in Statoreinheiten von elektrischen Maschinen. Dieses ist als ringförmiges Element, welches sich über wenigstens einen Teilbereich in Umfangsrichtung erstreckt, vorzugsweise in einem Bereich von < 360°, ausgeführt. Die einzelnen Zahnelemente 3.11 bis 3.1n am Blechelement 2.1 sind in radialer Richtung ausgerichtet. Die einzelnen das Elektroblechpaket 1 bildenden Elektroblechelemente 2.1 bis 2.n sind dabei durch eine entsprechende Geometrie charakterisiert. Die Geometrie der einzelnen Elektroblechelemente 2.1 bis 2.n wird erfindungsgemäß durch einen Trennvorgang in Form eines Schneidvorganges erzeugt. Der Schneidvorgang wird dabei durch Laserschneiden realisiert. Dabei kann sowohl die den Außenumfang, d. h. die die Geometrie des Elementes bestimmende Kontur, durch Laserschneiden erzeugt werden als auch die zusätzlich in den einzelnen Blechelementen 2.1 bis 2.n angeordneten Durchgangsöffnungen 4.11 bis 4.1n bzw. 4.n1 bis 4.nn. Die die Kontur, insbesondere die Außenkontur und/oder die Kontur der Durchgangsöffnungen 4.11 bis 4.nn. beschreibenden Schneidlinien werden durch eine Schnittführung derart erzeugt, dass eine geschlossene Schneidlinie vorliegt. Diese weist einen ersten Bereich auf, der durch das Zusammentreffen des Schneidlinienanfanges mit dem Schneidlinienende charakterisiert ist und verfahrensbedingt eine Materialanhäufung 5.11 bis 5.1n bzw. für die anderen Blechelemente 2.1 bis 2.n 5.n1 bis 5.nn bedingt. Erfindungsgemäß ist ein weiterer zweiter Bereich der Schneidlinie vorgesehen, der im Abstand vom ersten Bereich angeordnet ist und einen Freiraum 6.11 bis 6.1n bzw. für die anderen Blechelemente 6.n1 bis 6.nn zur Aufnahme der Materialanhäufungen der ersten Bereiche der benachbart angeordneten Elektroblechelemente 2.(n+1) bzw. 2(n-1) vorgesehen ist. Dadurch wird es möglich, dass die einander benachbarten Blechelemente 2.n und 2.(n+1) bzw. 2.n und 2.(n-1) im Bereich der im Schnittendbereich vorliegenden Materialanhäufung, beispielsweise in Form einer Schweißperle am Blechelement 2.(n-1) berührungsfrei benachbart am Blechelement 2.n anliegt. Dies gilt auch für die Materialanhäufung am Elektroblechelement 2.n, die sich dann in den Freiraum 6.(n+1)1 hineinerstreckt. Damit wird der ansonsten negative Einfluss der Materialanhäufung auf das Isoliervermögen eines einzelnen Blechpaktes 1 ausgeschaltet.
  • Die 2 verdeutlicht anhand einer Schnittdarstellung A-A gemäß 1 in Form eines Axialschnittes durch ein erfindungsgemäß gestaltetes Blechpaket 1 die Anordnung der einzelnen Blechelemente 2.1 bis 2.n. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung besteht dabei das Blechpaket 1 aus zwei unterschiedlichen Typen hintereinander gestapelter einzelner Blechelemente 2.1 bis 2.n. Dabei wird zwischen einem sogenannten Typ A und einem sogenannten Typ B der Blechelemente unterschieden. Blechelemente des Typs A und Blechelemente des Typs B sind dabei alternierend angeordnet. Dabei sind vorzugsweise die Blechelemente des Typs A hinsichtlich der Ausführung der Schneidlinien identisch ausgeführt. Das gilt auch für die einzelnen Blechelemente des Typs B. Im dargestellten Fall gemäß 2 sind dabei die Blechelemente 2.1, 2.3 und 2.5 dem Typ A zugeordnet und die Blechelemente 2.2 und 2.4 sind als Typ B ausgeführt. Daraus wird ersichtlich, dass die Materialanhäufungen 5.11, 5.31 der Blechelemente 2.1 und 2.3 jeweils balkonartig, d. h. in axialer Richtung in die dafür vorgesehenen Ausnehmungen bzw. Freiräume 6.21 bzw. 6.24 der benachbarten Blechelemente 2.2 und 2.4 hineinragen. Dies gilt in Analogie auch für die Materialanhäufungen 5.21, 5.41 an den Blechelementen 2.2 und 2.4. Auch diese ragen in axialer Richtung betrachtet balkonartig in die am benachbart angeordneten Blechelement 2.n+1 vorgesehenen Freiräume 6.31 und 6.51 hinein.
  • Die 2 verdeutlicht dabei konkret die Situation anhand der in 1 bezeichneten Einzelheiten, die die Ausführung einer Durchgangsöffnung 4.11 betrifft. Daraus wird ersichtlich, dass die einzelnen Blechelemente 2.1 bis 2.5 jeweils frei vom Einfluss der Materialanhäufungen 5.11 bis 5.n1 sind. Die konkrete Situation ist dabei noch einmal in der 3 wiedergegeben.
  • Die 3a und 3b verdeutlichen dabei eine Einzelheit gemäß 1 in einer Ansicht von rechts auf die einzelnen einander benachbart angeordneten Blechelemente 2.1 und 2.2 die Schnittlinienführung für die Durchgangsöffnungen 4.11 am Blechelement 2.1 und der Durchgangsöffnung 4.21 am Blechelement 2.2. Anhand der 3a und 3b wird dabei für die einzelnen unterschiedlich verwendbaren Blechelemente 2.1 bis 2.n die konkrete Anordnung der im Schnittendbereich an der Schnittkante vorliegenden Materialanhäufung 5.11 bis 5.1n bzw. 5.n1 bis 5.nn vorliegenden Schneidlinienführung angegeben. Daraus wird zum einen ersichtlich, dass eine geänderte Schneidlinienführung außerhalb des Schnittendbereiches erfolgt, d. h. außerhalb eines ersten Bereiches, der durch das Vorliegen einer Schweißperle charakterisiert ist. Die Anordnung der Ausnehmung in Form eines Freiraumes erfolgt dabei durch Zurücknahme der Schneidlinien in einem zweiten Bereich. Dieser zweite Bereich liegt dabei außerhalb des Zusammenfallens von Schneidlinienanfangs- und Schneidlinienendbereich. Je nach Ausführung der zur schneidenden Kontur, welche durch eine geschlossene Schneidlinie charakterisiert ist, d. h. ein geometrisches Gebilde, bei welchem der Schneidlinienanfang und das Schneidlinienende zusammenfallen, erfolgt die Anordnung der Ausnehmung unter Bildung des Freiraumes 6.11 bis 6.1n bzw. 6.n1 bis 6.nn. Die 3a und 3b verdeutlichen dabei anhand einer Einzelheit aus 1 die Anordnung des Freiraumes gegenüber der Materialanhäufung bedingt durch das Zusammenfallen von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende zur Realisierung der kreisrunden Durchgangsöffnung 4.11 bzw. 4.21 für die zwei einander benachbart angeordnete Elektroblechelemente 2.1 und 2.2. Dabei stellt das Blechelement 2.1 ein Blechelement eines ersten Typs A dar, während das Blechelement 2.2 ein Blechelement des Typs B darstellt. Beide Blechelemente 2.1 und 2.2 als Vertreter des Typs A und des Typs b stehen dabei auch für die Ausführung der weiteren Blechelemente dieses jeweiligen Typs, die alternierend hintereinander angeordnet sind. Der Freiraum 6.11 bzw. 6.21 ist dabei in einem bestimmten vordefinierten Abstand a vom Zusammenfallen des Schneidlinienanfangs und des Schneidlinienendes angeordnet. Der Abstand a bestimmt sich dabei für den Fall der Durchgangsöffnung 4.11 und 4.21 aus einen Teilbereich der Innenumfangslinie, insbesondere der Abwicklung der Innenumfangslinie, welche die Kontur der Durchgangsöffnung beschreibt. Dabei ist dieser Abstand für beide Typen – Blechelement Typ A und Blechelement Typ B – gleich. Im dargestellten Fall wird am Beispiel der Durchgangsöffnung eine symmetrische Anordnung gewählt, d. h. die Anordnung des Freiraumes erfolgt auf der gleichen Symmetrielinie wie das Zusammenfallen des Schneidlinienanfanges und des Schneidlinienendes und damit um 180° versetzt. Charakteristisch für die Blechelemente des Typs A und des Typs B ist, dass beim Hintereinanderstapeln eine Überdeckung der Kontur erfolgt, insbesondere auch der Konturen der Durchgangsöffnungen 4.11 bis 4.1n und 4.n1 bis 4.nn, wobei zwischen zwei einander benachbart angeordneten Blechelementen 2.1 bis 2.n die Positionen des Zusammenfallens des Schneidlinienanfanges und des Schneidlinienendes und der durch die Ausnehmungen entstehenden Freiräume 6.11 bis 6.1n bzw. 6.n1 bis 6.nn gegen einander vertauscht werden. Dies bedeutet im dargestellten Fall, dass beim Hintereinanderstapeln eines Blechelementes vom Typ A und eines Blechelementes vom Typ B jeweils die im Bereich des Zusammenfallens von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende vorgesehene Materialanhäufung sich in Richtung des benachbarten Blechelementes, insbesondere des Blechelementes vom Typ B bzw. Typ A in den in Einbaulage auf dieser Achse liegenden Freiraum erstreckt, während der am Blechelement vom Typ A vorgesehenen Freiraum zur Aufnahme bzw. zum Umschließen der Materialanhäufung des benachbarten Blechelementes vom Typ B dient.
  • Die Ausführungen gemäß der 3a und 3b stellen dabei eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dar, die einen Einbau bzw. eine Montage von Blechelementen vom Typ A und vom Typ B ermöglicht, unabhängig davon, welche der einander angrenzenden Stirnflächen bei Montage der einzelnen Blechelemente zum Blechpaket 1 aneinander liegen, d. h. dass das einzelne Blechelement selbst um eine Achse in vertikaler Richtung um 180° gedreht eingebaut werden kann, ohne dass die Funktionsweise dadurch beeinträchtigt wird. Für das einzelne Blechelement des Typs A und des Typs B, die jeweils durch die Stirnflächen 7.n1 und 7.n2 charakterisiert sind, bedeutet dies für die Ausführung gemäß 2, bei welcher die Stirnflächen für das erste Blechelement des Typs A mit 7.11 und die von dieser wegweisende zweite Standfläche mit 7.12 bezeichnet ist, dass das Blechelement 2.1 derart eingebaut werden kann, dass sowohl die Stirnfläche 7.11 als auch die Standfläche 7.12 zur Stirnfläche 7.21 des benachbarten angeordneten Blechelements vom Typ B, welches mit 2.2 bezeichnet ist, weisen können. Dies gilt in Analogie auch für das Blechelement des Typs B und die weiteren Blechelemente der Typen A und B. Das einzelne Blechpaket 1 wird somit aus Blechelementen 2.1 bis 2.n mit verschiednen Konturen, einer Kontur für das Blechelement des Typs A und einer Kontur für das Blechelement des Typs B gebildet, wobei das Blechelement des Typs A an einer bestimmten Stelle eine Rücknahme, d. h. Abweichung von der Ursprungsschneidlinie aufweist, welche zur Bildung eines Freiraumes beiträgt, um zu erreichen, dass das benachbarte Blechelement des Typs B an dieser Stelle mit seiner durch den Zusammenfall von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende bedingten Materialanhäufung beim Laserschneiden berührungsfrei anliegen kann. Das Blechelement des Typs B hat dann an dieser Schnittposition erfindungsgemäß keine Rücknahme. An einer weiteren zweiten Position liegen die Verhältnisse quasi in umgekehrter Weise vor. Die Positionen für die einzelnen Blechelemente des Typs A und des Typs B liegen dabei im Einbauzustand bzw. im montierten Zustand des Blechpaketes 1 jeweils auf einer gemeinsamen Achse A1A, die die Positionen der Materialanhäufungen 5.n1 bis 5.nn miteinander verbindet. Eine gleiche Achse AB1 wird für die Verbindungslinie zwischen den einzelnen Positionen der Materialanhäufungen an den Blechelementen des Typs B gebildet. Auch die Positionen der Freiräume an den einzelnen Blechelementen des gleichen Typs sind im Einbauzustand durch Anordnung einer gemeinsamen Achse AA2 für die Blechelemente des Typs A und AB2 des Typs B charakterisiert. Dabei fallen die Verbindungsachsen AA1 und AB2 und jeweils AA2 und AB1 zusammen, d. h. werden durch eine gemeinsame Verbindungsachse charakterisiert.
  • 1
    Blechpaket
    2.1, 2.n
    Elektroblechelement
    3.11 bis 3.nn
    Zahnelement
    4.11 bis 4.nn
    Durchgangsöffnung
    5.11 bis 5.1n,
    5.n1 bis 5.nn
    Materialanhäufung
    6.11 bis 6.1n,
    6.11 bis 6.nn
    Freiraum
    7.11, 7.12, 7.n1,
    7.n2
    Stirnfläche

Claims (13)

  1. Elektroblechpaket, insbesondere für den Einsatz in elektrischen Maschinen, insbesondere in Statoreinheiten elektrischer Maschinen 1.1 mit wenigstens zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen; 1.2 das einzelne Elektroblechelement ist wenigstens teilweise als Laserschneidteil ausgeführt ist, wobei die die jeweilige durch Laserschneiden erzeugte Kontur beschreibende Schneidlinie geschlossen ausgeführt ist, umfassend einen ersten Bereich der durch das Zusammentreffen von Schneidlinienanfang und Schneidlinienende charakterisiert ist, wobei in diesem Bereich von der Stirnfläche des Elektroblechelementes in Richtung des benachbart angeordneten Blechelementes ausgerichtete Materialanhäufungen vorgesehen sein können; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.3 zwei einander benachbarte Elektroblechelemente sind frei von einer direkten Berührung ihrer zueinander weisenden Stirnflächen angeordnet; 1.4 die durch die Schneidlinie am Elektroblechelement bestimmte Kontur umfasst einen in einem Abstand zum ersten Bereich angeordneten zweiten Bereich, der durch eine randoffene Ausnehmung unter Bildung eines Freiraumes charakterisiert ist; 1.5 der erste Bereich und der zweite Bereich an einem einzelnen Elektroblechelement sind derart angeordnet, dass bei zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen sich jeweils der erste Bereich des einen Elektroblechelementes und der zweite Bereich des anderen benachbarten Elektroblechelementes sowie der zweite Bereich des einen Elektroblechelementes und der erste Bereich am zweiten Elektroblechelement einander gegenüberliegen, wobei die Materialanhäufungen in den ersten Bereichen in die im zweiten Bereich gebildeten Freiräume des benachbarten Elektroblechelementes hineinragen.
  2. Elektroblechpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Freiraum im zweiten Bereich derart bemessen ist, dass dieser größer als die Abmessungen der theoretisch maximal möglichen Materialanhäufung in der Elektroblechebene ist.
  3. Elektroblechpaket nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 3.1 es sind zwei Typen von Elektroblechelementen vorgesehen, ein erster Typ und ein zweiter Typ, wobei die Elektroblechelemente eines Typs durch eine im wesentlichen identische Kontur charakterisiert sind; 3.2 die Elektroblechelemente des ersten Typs sind mit denen des zweiten Typs alternierend angeordnet.
  4. Elektroblechpaket nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 4.1 jeweils die ersten Bereiche der die Kontur beschreibenden Schneidlinien der Elektroblechelemente eines Typs liegen auf einer theoretischen Achse; 4.2 jeweils die zweiten Bereiche der die Kontur beschreibenden Schneidlinien der Elektroblechelemente des ersten Typs liegen auf einer theoretischen Achse; 4.3 die Achsen durch die ersten Bereiche der Elektroblechelemente des ersten Typs und die Achsen durch die zweiten Bereiche der Elektroblechelemente des zweiten Typs werden von einer gemeinsamen Achse gebildet; 4.4 die Achsen durch die zweiten Bereiche der Elektroblechelemente des ersten Typs und die Achsen durch die ersten Bereiche der Elektroblechelemente des zweiten Typs werden von einer gemeinsamen Achse gebildet.
  5. Elektroblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich und der zweite Bereich einer die Kontur beschreibenden Schneidlinie eines Elektroblechelementes derart angeordnet sind, dass diese bezogen auf eine Symmetrieachse eines einzelnen Elektroblechelementes oder eines Konturbereiches gespiegelt bzw. um 180° um diese Achse gedreht angeordnet sind.
  6. Elektroblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine Schneidlinie charakterisierte Kontur eine Durchgangsöffnung am Elektroblechelement bildet.
  7. Elektroblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine Schneidlinie charakterisierte Kontur die Außenkontur des Elektroblechelementes bildet.
  8. Elektroblechpaket nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Elektroblechelemente als Ringsegmente ausgeführt sind, die sich in Umfangsrichtung über einen Winkelbereich von einschließlich 30- bis einschließlich 359° erstrecken und in radialer Richtung wenigstens ein Zahnelement umfassen.
  9. Elektroblechpaketelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen eine Isolierschicht vorgesehen ist und der Verbund zwischen den einzelnen Elektroblechelementen stoffschlüssig und/oder kraft- oder formschlüssig erfolgt.
  10. Elektroblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei einander benachbart angeordneten Elektroblechelementen ein Luftspalt vorgesehen ist und der Verbund zwischen den einzelnen Elektroblechelementen stoffschlüssig kraft- oder formschlüssig über eine Tragstruktur erfolgt.
  11. Elektroblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Bestandteil eines Stator-Rückschlusselementes einer Statoreinheit einer elektrischen Maschine ist oder dieses bildet.
  12. Elektroblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als bauliche Einheit ausgebildet ist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Elektroblechpaketes aus einer Mehrzahl neben- oder hintereinander benachbart angeordneter Elektroblechelemente, bei welchem wenigstens ein Teil der Kontur eines Elektroblechelementes durch Laserschneiden hergestellt wird, wobei zwei Typen von Elektroblechelementen mit einer im wesentlichen gleichen Grundkontur erzeugt werden, wobei die die Grundkontur charakterisierende Schnittlinienführung für die Elektroblechelemente des ersten Typs mit versetztem Schneidlinienanfang zum Schneidlinienanfang für die Elektroblechelemente des zweiten Typs erfolgt und an jedem Elektroblechelement des ersten und zweiten Typs im Abstand des Versatzes eine Ausnehmung eingearbeitet wird, wobei bei alternierender Anordnung der Elektroblechelemente des ersten Typs und des zweiten Typs hintereinander jeweils der Schneidlinienanfang am ersten Typ und die Ausnehmung am zweiten Typ sowie die Ausnehmung am ersten Typ und der Schneidlinienanfang am zweiten Typ einander gegenüberliegen.
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