DE102004058674A1 - Metallband für ein elektromagnetisches Element, elektromagnetisches Element für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine - Google Patents

Metallband für ein elektromagnetisches Element, elektromagnetisches Element für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Metallband für ein elektromagnetisches Element (29) einer elektrischen Maschine, welches Nuten (15) und ein an die Nuten (15) anschließendes Rückschlussteil (17, 17') aufweist, wobei wenigstens bei einem Teil der Nuten (15) von deren Nutgrund (16, 16') ausgehend zum Rückschlussteil (17, 17') gerichtete keilförmige Einschnitte (18, 18') mit einer ersten einschnittbegrenzenden Flanke (20, 20') und einer zweiten einschnittbegrenzenden Flanke (21, 21') vorgesehen sind und welches um eine Achse (30) parallel zu seiner Flächennormalen in ein Kreissegment oder eine Kreisform biegbar ist. Weiterhin geht die Erfindung aus von einem elektromagnetischen Element sowie von einer elektrischen Maschine mit einem elektromagnetischen Element. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die keilförmigen Einschnitte (18, 18') außermittig zum jeweiligen Nutgrund (16, 16') ausgebildet sind.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Metallband für ein elektromagnetisches Element, einem elektromagnetischen Element für eine elektrische Maschine sowie einer elektrischen Maschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Statoren bandförmiges Material mit Zähnen aus Blechen auszustanzen und zu runden Körpern zu biegen. Ein in dieser Weise hergestellter Stator ist z.B. aus der DE 196 33 399 A1 bekannt. Beim Biegen des bandförmigen Materials treten jedoch elastische Spannungen auf, die die elektromagnetischen Eigenschaften des Materials störend beeinflussen. Damit wird eine Auslegung von elektrischen Maschinen, die eine hohe Güte und Qualität aufweisen sollen, erschwert. Dies gilt insbesondere für solche Maschinen, die als Startergeneratoren oder in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden sollen. Zusätzlich ist für solche elektrischen Maschinen eine Serienfertigung in großen Stückzahlen und mit gleich bleibender Qualität erforderlich.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einem Metallband für ein elektromagnetisches Element einer elektrischen Maschine, welches Nuten und ein an die Nuten anschließendes Rückschlussteil aufweist, wobei wenigstens bei einem Teil der Nuten von deren Nutgrund ausgehend zum Rückschlussteil gerichtete keilförmige Einschnitte mit einer ersten einschnittbegrenzenden Flanke und einer zweiten einschnittbegrenzenden Flanke vorgesehen sind und welches um eine Achse parallel zu seiner Flächennormalen in ein Kreissegment oder eine Kreisform biegbar ist.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die keilförmigen Einschnitte außermittig zum jeweiligen Nutgrund ausgebildet sind. Vorteilhaft ist, dass dann in einen entsprechenden Stapel von Metallbändern z.B. zur Fertigung eines Stators vor dem Biegen Spulendrähte in die Nut eingelegt werden können, wobei in wechselseitiger Schichtung die Gefahr vermindert ist, dass beim Biegen Spulendrähte zerschnitten oder in die Einschnitte eingeklemmt werden.
  • Weiterhin treffen die Flanken sich jeweils in einem Schnittpunkt, der als Biegepunkt vorgesehen ist. Damit kann eine elastische Verzerrung des Metallbands beim Biegen vorteilhaft auf den Bereich der Rückschlussteile begrenzt werden, so dass die elektromagnetischen Eigenschaften der eigentlichen elektromagnetischen Wirkfläche des elektromagnetischen Elements praktisch unbeeinflusst bleibt. Dadurch können elektromagnetische Elemente für eine elektrische Maschine mit gut reproduzierbaren Eigenschaften hergestellt werden, die insbesondere für eine Serienfertigung geeignet sind. Ebenso lassen sich Formtoleranzen leichter einhalten, da die beim Biegen wirkenden Kräfte verringert sind.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Schnittpunkte jeweils in etwa mittig zum Nutgrund angeordnet. Dadurch ergeben sich Einschnitte mit einer relativ großen Länge in einer Richtung schräg zum Biegeradius, so dass beim Biegen des Metallbands oder eines Stapels aufeinander gelegter Metallbänder weniger Kraft aufgewendet werden muss. Entsprechende Biegemaschinen können einfacher und kostengünstiger ausgelegt werden. Weiterhin ist der Bereich mit den Rückschlussteilen relativ schmal, was wiederum die aufzuwendende Kraft beim Biegen vorteilhaft verringert.
  • Vorzugsweise ist am Übergang von den keilförmigen Einschnitten zu den Rückschlussteilen jeweils eine Materialaussparung vorgesehen. So kann verhindert werden, dass sich in der Nähe der neutralen Faser eine Materialaufwerfung von gestauchtem Material des Metallbandes bildet, welche ein planes Aufeinanderlegen beim Bilden eines Blechpakets aus erfindungsgemäßen Metallbändern erschwert. Dadurch kann ein Blechpaket bestehend aus einer Vielzahl von Einzellagen des Metallbands geschaffen werden, das für elektrische Maschinen hoher Güte geeignet ist und das sehr kompakt baut.
  • Vorteilhaft weist das Metallband Abschlusskanten vor und hinter der Längsachse auf, die um einen Winkel abgeschrägt sind, der dem halben Winkel zwischen den Flanken des ihnen zugehörigen Einschnitts entspricht. Die Flanken der Einschnitte schneiden sich zweckmäßigerweise unter einem Winkel, der einem Wert von 360° dividiert durch die Zahl der Zähne des Metallbands entspricht, wenn jeweils ein Metallband bzw. ein Stapel von Metallbändern zu einem Kreis gebogen werden soll. Bei einem Kreissegment wird die Zahl der Zähne im Gesamtkreis herangezogen. Vorzugsweise sind die Flanken an den Enden so ausgerichtet, dass diese im gebogenen Zustand in ihrer gedachten Verlängerung direkt durch den Mittelpunkt des gebogenen Kreises gehen.
  • Vorzugsweise weist das jeweilige Rückschlussteil unterhalb des zugeordneten Nutgrunds an seiner Außenseite eine Krümmung auf, die einem vorgegebenen Biegeradius des zu bildenden gebogenen elektromagnetischen Elements entspricht. Dadurch kann eine Biegung um den Schnittpunkt der Flanken am jeweiligen Nutgrund erfolgen, so dass das Material des Metallbands beim Biegen möglichst wenig beansprucht wird. Der Bereich angrenzend an den Biegepunkt, etwa von Zahnmitte zu Zahnmitte, weist bereits den gewünschten Außendurchmesser des zu biegenden elektromagnetischen Elements auf. Die Verformungsenergie ist wesentlich geringer als bei geraden Metallbändern ohne Einschnitte, bei denen die Verformung im gesamten Bereich der Nutgründe erfolgt.
  • Durch eine T-förmige Ausbildung der Zähne an ihren Zahnköpfen kann nach dem Biegen die Nutöffnung vorteilhaft verkleinert werden, ohne beim Einlegen von Spulendrähten das Einlegen zu behindern. Mit einem kleinen Kopfspalt kann die elektrische Leistung des das Metallband enthaltenden elektromagnetischen Elements bzw. der elektrischen Maschine erhöht werden, insbesondere treten weniger Zusatzverluste im Rotor auf. Bevorzugt weisen die Zahnköpfe eine Breite auf, die nicht kleiner ist als der Luftspalt zwischen Stator und Rotor. Gleichzeitig können in die Nuten eingelegte Spulendrähte besser gesichert werden. Werden die Spulendrähte im Betrieb bestromt, tendieren diese wegen der induzierten elektromagnetischen Felder zum Herausquellen aus der Nut, wogegen der enge Kopfspalt als Sicherungsmittel wirkt.
  • Bei einem erfindungsgemäßen elektromagnetisches Element für eine elektrische Maschine mit einem Stapel aus Metallbändern, wobei jedes Metallband Nuten und ein an die Nuten anschließendes Rückschlussteil aufweist, wobei wenigstens bei einem Teil der Nuten von deren Nutgrund ausgehend zum Rückschlussteil gerichtete keilförmige Einschnitte mit einer ersten einschnittbegrenzenden Flanke und einer zweiten einschnittbegrenzenden Flanke vorgesehen sind und welches um eine Achse parallel zu seiner Flächennormalen in ein Kreissegment oder eine Kreisform gebogen ist, wird vorgeschlagen, dass die keilförmigen Einschnitte außermittig zum jeweiligen Nutgrund ausgebildet sind. Das elektromagnetische Element kann leichter in Kreisform gebogen werden. Bei geeigneter Stapelung der Metallbänder kann bewirkt werden, dass trotz der Einschnitte der Nutgrund des Stapels insgesamt geschlossen ist. Gleichzeitig kann einem Zerschneiden von Spulendrähten beim Biegen des elektromagnetischen Elements auf diese Weise leicht entgegengewirkt werden.
  • Vorteilhaft ist, wenn die Flanken sich jeweils in einem Schnittpunkt treffen, der jeweils einen Biegepunkt der Metallbänder bildet. Vorzugsweise ist der Schnittpunkt mittig unterhalb des jeweiligen Nutgrunds angeordnet. Damit kann eine elastische Verformung auf einen Bereich des Metallbands beschränkt werden, der die elektromagnetischen Eigenschaften des elektromagnetischen Elements wenig oder gar nicht beeinflusst. Eine Auslegung einer elektrischen Maschine wird dadurch vereinfacht.
  • Besonders günstig ist, wenn die Metallbänder so aufeinander gelegt sind, dass jeweils ein auf ein erstes Metallband folgendes zweites Metallband gegenüber dem ersten Metallband so verdreht ist, dass der Nutgrund des ersten Metallbands den Einschnitt des zweiten Metallbands überdeckt und umgekehrt. Damit kann gewährleistet werden, dass der Nutgrund des durch eine Mehrzahl von aufeinander gestapelten Metallbändern gebildeten Stapels insgesamt geschlossen ist, obwohl vor dem Biegen jedes einzelne Metallband einen Einschnitt im Nutgrund aufweist. Vor dem Biegen kann auf einfache Weise und insbesondere maschinell Kupferdraht in die Nuten eingelegt werden, um eine Spule zu bilden. Es kann zuverlässig verhindert werden, dass der Spulendraht beim Biegen in den Einschnitten eingeklemmt oder sogar abgeschnitten wird. Auf diese Weise kann eine vorteilhafte Serienfertigung von elektromagnetischen Elementen und elektrischen Maschinen geschaffen werden.
  • Zweckmäßigerweise ist eine Öffnung zwischen Zahnköpfen zum Einlegen von Spulendraht vorgesehen. Vor dem Biegen kann ein Abstand zwischen benachbarten Zahnköpfen ausreichend groß gewählt werden, um Spulendraht leicht montieren zu können. Nach dem Biegen ist der Abstand zwischen den benachbarten Zahnköpfen deutlich geringer, was sich hinsichtlich der elektromagnetischen Eigenschaften des elektromagnetischen Elements vorteilhaft auswirkt. Eine damit gebildete elektrische Maschine weist eine höhere elektrische Leistung auf. Eine günstige vergrößerte Montagetoleranz kann geschaffen werden, wenn vor dem Einlegen des Spulendrahts eine Nutisolation in die Nuten eingelegt und der Spulendraht selbst dann ohne zusätzliche Nutisolation eingeführt werden kann.
  • Zusätzlich wird beim Biegen der Nutquerschnitt bezogen auf den ungebogenen Stapel von Metallbändern verkleinert, so dass ein so genannter Kupferfüllfaktor des elektromagnetischen Elements vorteilhaft erhöht werden kann, indem einbaumäßig vorteilhaft locker eingelegte Spulendrähte beim Biegen wegen der Verringerung des Nutquerschnitts gepresst werden.
  • Es ist günstig, wenn jeder Zahn am Außenrand seines zugeordneten Rückschlussteils eine Krümmung aufweist, die dem Radius des Kreissegments oder der Kreisform entspricht, so dass die Metallbänder nur in ihren Biegepunkten gebogen sind. Damit kann ein Verformungsbereich beim Biegen minimiert werden.
  • Ferner wird von einer elektrischen Maschine mit einem ersten elektromagnetischen Element als Stator und einem zweiten elektromagnetischen Element als Rotor ausgegangen. Bevorzugt ist die elektrische Maschine eine Asynchronmaschine.
  • Es wird vorgeschlagen, dass das erste und/oder zweite elektromagnetische Element durch ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Element gebildet ist.
  • Zeichnungen
  • Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus nachfolgend anhand eines von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Im Folgenden zeigen:
  • 1a, b in Draufsicht ein rechts orientiertes Metallband mit nach rechts geneigten Einschnitten (a) und ein links orientiertes Metallband, das um 180° gedreht und daher nach links geneigte Einschnitte aufweist (b);
  • 2a, b in Draufsicht einen Stapel von Metallbändern gemäß der Erfindung (a) und vergrößert ein Detail mit eingelegten und mit Isolation umwickelten Spulendrähten (b);
  • 3 schematisch einen Ausschnitt aus einem bevorzugten Stator mit eingelegten Spulendrähten und Isolation sowie einer Außenkontur eines Rotors, ersichtlich aus einem Luftspalt zwischen Rotor und Zahnkopf des Stators sowie einem Spalt zwischen zwei benachbarten Zahnkopfverbreiterungen;
  • 4 eine Draufsicht schräg von oben auf einen Ausschnitt eines Stapels aus Metallbändern; und
  • 5 einen Schnitt durch einen bevorzugten Stator mit eingelegten Spuledrähten und Isolation.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die 1a, 1b zeigen ein Metallband 10 in Draufsicht rechts orientiert (1a) und ein Metallband 10' um 180° gedreht in Draufsicht links orientiert (1b). Das Metallband 10' ist gegenüber dem Metallband 10 um eine Drehachse, die senkrecht zu einer Längsachse 11, aber in der Ebene des Metallbands 10, 10' liegt, um 180° gedreht. Die Metallbänder 10, 10' weisen Einschnitte 18, 18' auf. Unter links orientiert wird verstanden, dass der Einschnitt 18, 18' in der Figur nach links geneigt ist, unter rechts orientiert wird verstanden, dass der Einschnitt 18, 18' nach rechts geneigt ist.
  • Die Metallbänder 10, 10' sind identisch aufgebaut, daher wird die Beschreibung auf das Metallband 10 beschränkt. Das Metallband 10 erstreckt sich von einem Ende 32 entlang einer Längsachse 11 zu einem andere Ende 57 (beim Metallband 10' als Ende 57' erkennbar) und weist Zähne 14 auf, die durch Nuten 15 getrennt sind. Die Zähne 14 sind symmetrisch zu einer Zahn-Symmetrielinie 58 angeordnet, die senkrecht zur Längsachse 11 steht. Die Zähne 14 sind zu einer Oberkante 12 hin in der Ebene des Metallbands 10 ausgebildet. Zu einer der Oberkante 12 gegenüberliegenden Unterkante 13 sind zwischen den Zähnen 14 Rückschlussteile 17 vorgesehen, welche die Zähne 14 miteinander verbinden. Die Unterkante 13 weist eine wellige Kontur auf, wobei das jeweilige Rückschlussteil 17 unterhalb des zugeordneten Zahns 14 an seiner Unterkante 13 eine Krümmung aufweist, die einem vorgegebenen Biegeradius des zu bildenden gebogenen elektromagnetischen Elements entspricht.
  • Ausgehend von einem Nutgrund 16 einer Nut 15 ist außermittig zum Nutgrund 16 der keilförmiger Einschnitt 18 angeordnet, der in einer Materialausnehmung 19 endet, der nahe an der Unterkante 13 angeordnet ist. Der Einschnitt 18 verläuft schräg und ist zu einem Ende 32, 57 des Metallbands 10 geneigt.
  • Es sind eine Vielzahl von gleichartigen Zähnen 14, Nuten 15, Nutgründen 16, Rückschlussteilen 17, Einschnitten 18 aufeinander folgend in dem Metallband 10 ausgebildet, so dass der Übersichtlichkeit wegen nur einige der Elemente Bezugszeichen aufweisen.
  • Die schräg verlaufenden, keilförmigen Einschnitte 18 werden jeweils von Flanken 20, 21 begrenzt, die sich jeweils in einem Schnittpunkt 22 treffen, der als Biegepunkt vorgesehen ist. Der jeweilige Schnittpunkt 22 ist mittig unterhalb des jeweiligen Nutgrunds 16 auf einer Nut-Symmetrielinie 28 angeordnet und befindet sich jeweils unterhalb des Bereichs der Materialausnehmungen 19 und oberhalb der Unterkante 13. Der jeweilige Schnittpunkt 22 stellt den Biegepunkt dar, um den jeweils das Metallband 10 bis zum Schließen der keilförmigen Einschnitte 18 gebogen wird, wobei die Unterkante 13, welche die Außenkontur des elektromagnetischen Elements bildet, zu beiden Seiten des Biegepunkts bereits den gewünschten Außendurchmesser aufweist. Es wird jeweils soweit gebogen, bis die Flanken 20, 21 aneinander stoßen und die Einschnitte 18 geschlossen sind.
  • Die Flanken 20, 21 der Einschnitte 18 schließen einen Winkel α (Keilwinkel) ein, der einem Wert entspricht von α = 360°/(Zahl der Zähne), wenn aus dem Metallband 10 ein Vollkreis gebogen wird. Sind in einem Metallband 10 z.B. 60 Zähne vorgesehen, entspricht dies einem Keilwinkel von α = 6°. Bei 100 Zähnen ergibt sich ein Keilwinkel von α = 3,6°.
  • 2a und 2b zeigen in Draufsicht, wie Metallbänder 10, 10' vor dem Biegen wechselseitig (links und rechts orientiert) zu einem Stapel 25 gestapelt sind, das in 4 abgebildet ist. In 2a ist eine Draufsicht auf den Stapel 25 von Metallbändern 10, 10' und in 2b ein Detail des Stapels 25 mit eingelegtem Spulendraht 26 dargestellt. Die Metallbänder 10, 10' sind langgestreckt entlang der Längsachse 11. Das Metallband 10 bildet eine Stirnseite des Sta pels 25 von gleichartigen Metallbändern 10, 10', die zur Bildung eines bevorzugten elektromagnetischen Elements, besonders bevorzugt eines Stators, einer bevorzugten elektrischen Maschine um eine Achse parallel zu seiner Flächennormalen, d.h. senkrecht zur Bildebene der Figur, als Ring gebogen werden können. Der Stapel 25 der Metallbänder 10 kann auch in Form von Kreissegmenten gebogen werden, die dann zu einem Ring zusammengesetzt werden. Die Zähne 14 weisen durch ihre T-förmige Gestalt Zahnverbreiterungen an ihren Zahnköpfen 24 auf. Zwischen benachbarten Zahnköpfen 24 ist jeweils eine Einlegeöffnung 23 ausgebildet, durch die Spulendrähte 26 mit umgebender Isolation 55 eingelegt werden kann. Die Spulendrähte 26 sind schematisch durch einen leicht trapezförmigen Querschnitt dargestellt. Die insgesamt mit Isolation 55 umwickelten Spulendrähte 26 kann zweckmäßigerweise vor dem Einlegen bereits so geformt werden, dass dessen Querschnitt dem nach dem Biegen vorliegenden Nutquerschnitt angepasst ist.
  • In dem Stapel 25 sind aufeinander folgende Metallbänder 10 jeweils um 180° umgekehrt so angeordnet, so dass der Nutgrund 16 des einen Metallbands 10 den Einschnitt 18' des anderen Metallbands 10' abdeckt und umgekehrt. Von dem hinten liegenden Metallband 10' ist jeweils ein Stück des Nutgrunds 16' in jeder Nut 15 des Metallbands 10 durch den oberen Bereich des Einschnitts 18 hindurch zu erkennen. Demnach weist der Stapel von Metallbändern 10, 10' insgesamt eine durchgehende Nut 15 mit einem durchgehenden Nutgrund 16, 16' ohne Unterbrechungen auf. Beim Biegen können Spulendrähte 26 oder Filamente daher nicht in die Einschnitte 18, 18' gelangen und beschädigt werden. Es ist sinnvoll, den Stapel 25 an seiner Außenkante 13 mit Schweißnähten senkrecht zur Längsachse 11 zu versehen, um die Metallbänder 10, 10' im Stapel 25 miteinander zu verbinden.
  • Die Zähne 14 sind an ihren Zahnköpfen 24 am äußeren Ende der Zähne 14 T-förmig ausgebildet. Die Zahnköpfe 24 weisen eine derartige Breite auf, dass nach dem Biegen die Zahnköpfe 24 benachbarter Zähne 14 einen Spalt 52 (Kopfspalt) aufweisen, der immer größer ist als ein Luftspalt 53 zwischen Zahnkopf 24 und einer Außenkontur 54 eines Rotors (hier schematisch dargestellt). Dies ist in 3 zu erkennen, in der ein Ausschnitt aus einem bevorzugten Stator 29 mit eingelegten Spulendrähten 26 und Isolation 55 sowie einer Außenkontur 54 eines Rotors gezeigt ist. Gleiche Elemente sind wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet und dort bereits erklärt.
  • Zweckmäßigerweise werden vor dem Biegen Spulendrähte 26 in die Nuten 15 eingelegt. Die Spulendrähte 26 sind durch ein Rechteck symbolisiert. Die Spulendrähte 26 sind mit der als Isolierpapier ausgebildeten Isolation 55 vollständig isoliert über einen Bereich, der etwas länger ist als der Stapel 25 bzw. die jeweilige Nut 15 der Metallbänder 10, 10'. Die Spulendrähte 26 mit Isolation 55 sind in einer separaten Vorrichtung mittels Klebemittel 56 auf eine Nutform 59 vorgeformt worden, die nach dem Biegen des Stapels 25 vorliegt. In dieser Vorrichtung können diese Spulendrähte 26 bis zur Verformung des Drahtquerschnitts so zusammengepresst werden, dass die Nutform 59 nach Einlegen der Wicklung einen hohen Kupferfüllfaktor aufweist. Die Spulendrähte 26 können manuell oder maschinell eingelegt werden, bevorzugt werden die Spulendrähte 26 maschinell in die Nuten 15 des ungebogenen Stapels 25 eingelegt.
  • Die Enden 32 und 57 des Metallbands 10 entsprechen der Zahnsymmetrielinie 58, die in 1 angegeben ist. Die Kanten des vorderen und hinteren Endes 32 und 57 des Metallbands 10 bzw. 32' und 57' des Metallbands 10' können daher beim Biegen des Stapels 25 aus Metallbändern 10, 10' formschlüssig zusammengeführt werden. Die Kanten treffen sich in ihrer Verlängerung genau im Mittelpunkt 31 des gebogenen elektromagnetischen Elements. Die durch die Kanten der Enden 32 und 57 gebildete Fuge wird verschweißt.
  • 4 zeigt eine Draufsicht schräg von oben auf einen Ausschnitt aus einem Stapel 25 aus Metallbändern 10, 10', aus der die wechselweise Anordnung der Metallbänder 10, 10' ersichtlich ist, bevor Spulendrähte 26 mit Nutisolation und/oder Isolation 55 in die Nuten 15 eingebracht ist. Erkennbar ist, dass der Nutgrund 16, 16' der Nuten geschlossen ist und die Einschnitte 18, 18' jeweils durch das Rückschlussteil 17' bzw. 17 des benachbarten Metallbands 10' bzw. 10 abgedeckt ist. Ein Spulendraht 26 kann dadurch unmöglich beim Biegen des Stapels 25 in den Nuten 15 eingeklemmt oder beschädigt werden.
  • 5 zeigt einen Querschnitt durch einen bevorzugten Stator 29 als elektromagnetisches Element für eine bevorzugte elektrische Maschine mit eingelegten Spuledrähten 26, von denen jeweils ein Bündel in jeder Nut 15 von Isolation 55 umwickelt sind. Der Stator 29 ist aus einem um eine Achse 30 rundgebogenen Stapel 25 aus Metallbändern 10, 10' gebildet (4). Die Nuten 15 weisen einen hohen Kupferfüllgrad auf und halten die Spulendrähte 26 sicher innerhalb der Nuten 15 durch einen kleinen Kopfspalt 52. Beim Bestromen der Spulendrähte 26 sind diese daher gegen ein Herausquellen aus den Nuten 15 weitgehend geschützt. Die Einschnitte 18 sind geschlos sen, und deren ursprünglichen Flanken 20, 21 stoßen aneinander. Die Enden 32, 57 der Metallbänder stoßen an der Zahn-Symmetrielinie 58 zusammen, welche den Mittelpunkt 31 des rundgebogenen Stapels 25 schneidet.

Claims (14)

  1. Metallband für ein elektromagnetisches Element (29) einer elektrischen Maschine, welches Nuten (15) und ein an die Nuten (15) anschließendes Rückschlussteil (17, 17') aufweist, wobei wenigstens bei einem teil der Nuten (15) von deren Nutgrund (16, 16') ausgehend zum Rückschlussteil (17, 17') gerichtete keilförmige Einschnitte (18, 18') mit einer ersten einschnittbegrenzenden Flanke (20, 20') und einer zweiten einschnittbegrenzenden Flanke (21, 21') vorgesehen sind und welches um eine Achse (30) parallel zu seiner Flächennormalen in ein Kreissegment oder eine Kreisform biegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Einschnitte (18, 18') außermittig zum jeweiligen Nutgrund (16, 16') ausgebildet sind.
  2. Metallband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (20, 20', 21, 21') sich jeweils in einem Schnittpunkt (22) treffen, der als Biegepunkt vorgesehen ist.
  3. Metallband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt (22) mittig auf einer Nut-Symmetrielinie (28) unterhalb des jeweiligen Nutgrunds (16, 16') angeordnet ist.
  4. Metallband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Enden (32, 57) vor und hinter der Längsachse (11) auf einer Zahnsymmetrielinie (58) liegen.
  5. Metallband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Rückschlussteil (17, 17') unterhalb des zugeordneten Nutgrunds (16, 16') an seiner Außenseite (13) eine Krümmung aufweist, die einem vorgegebenen Biegeradius des zu bildenden gebogenen elektromagnetischen Elements (29) entspricht.
  6. Metallband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (14, 14') an ihren Zahnköpfen (24, 24') T-förmig ausgebildet sind.
  7. Metallband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Biegen ein Spalt (52) zwischen den Zahnköpfen (24, 24') immer größer ist als ein Luftspalt (53) zwischen den Zahnköpfen (24) und einer Außenkontur (54) eines Rotors.
  8. Elektromagnetisches Element für eine elektrische Maschine mit einem Stapel (25) aus Metallbändern (10, 10'), wobei jedes Metallband (10, 10') Nuten (15) und ein an die Nuten (15) anschließendes Rückschlussteil (17, 17') aufweist, wobei wenigstens bei einem Teil der Nuten (15) von deren Nutgrund (16) ausgehend zum Rückschlussteil (17, 17') gerichtete keilförmige Einschnitte (18, 18') mit einer ersten einschnittbegrenzenden Flanke (20, 20') und einer zweiten einschnittbegrenzenden Flanke (21, 21') vorgesehen sind und welches um eine Achse (30) parallel zu seiner Flächennormalen in ein Kreissegment oder eine Kreisform gebogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Einschnitte (18, 18') außermittig zum jeweiligen Nutgrund (16, 16') ausgebildet sind.
  9. Elektromagnetisches Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (20, 20', 21, 21') sich jeweils in einem Schnittpunkt (22) treffen, der jeweils einen Biegepunkt der Metallbänder (10, 10') bildet.
  10. Elektromagnetisches Element nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt (22) mittig unterhalb des jeweiligen Nutgrunds (16, 16') angeordnet ist.
  11. Elektromagnetisches Element nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbänder (10, 10') so aufeinander gelegt sind, dass jeweils ein auf ein erstes Metallband (10) folgendes zweites Metallband (10') gegenüber dem ersten Metallband (10) so verdreht ist, dass der Nutgrund (16) des ersten Metallbands (10) den Einschnitt (18') des zweiten Metallbands (10') überdeckt und umgekehrt.
  12. Elektromagnetisches Element nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlegeöffnung (23) zwischen Zahnköpfen (24) zum Einlegen von vorgeformten Spulendrähten (26) mit Isolation (55) vorgesehen ist.
  13. Elektromagnetisches Element nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahn (14, 14') am Außenrand (13) seines zugeordneten Rückschlussteils (17, 17') eine Krümmung aufweist, die dem Radius des Kreissegments oder der Kreisform entspricht, so dass die Metallbänder (10, 10') nur in ihren Biegepunkten gebogen sind.
  14. Elektrische Maschine mit einem ersten elektromagnetischen Element als Stator (29) und einem zweiten elektromagnetischen Element als Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite elektromagnetische Element (29) nach einem der Ansprüche 8 bis 13 ausgebildet ist.
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