DE102006043177A1

DE102006043177A1 - Electrical machine has laminated stator core with number of individual stator core laminations, where laminated rotor core is coaxially arranged with laminated stator core, and rotor core has number of individual rotor core laminations

Info

Publication number: DE102006043177A1
Application number: DE102006043177A
Authority: DE
Inventors: Ilkka Ursin Af
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-27

Abstract

The electrical machine has a laminated stator core with a number of individual stator core laminations (3). A laminated rotor core is coaxially arranged with the laminated stator core. The rotor core has a number of individual rotor core laminations (5), where each of the individual stator core laminations with the individual rotor core laminations form a lamination pair and stamped out from a single raw sheet. A laminated enclosure has a number of individual enclosure core laminations (4). Each of the enclosure core laminations with the lamination pair, is stamped out from the raw sheet. An independent claim is also included for a method for producing an electrical machine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Ständerblechpaket, das eine Vielzahl von Ständereinzelblechen aufweist, und einem Läuferblechpaket, das mit dem Ständerblechpaket koaxial angeordnet ist und das eine Vielzahl von Läufereinzelblechen aufweist, wobei jedes der Ständereinzelbleche zusammen mit einem korrespondierenden der Läufereinzelbleche aus einem einzigen Rohblech ausgestanzt ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer solchen elektrischen Maschine durch Bereitstellen eines Rohblechs, Stanzen eines Ständereinzelblechs aus dem Rohblech, Stanzen eines zu dem Ständereinzelblech konzentrischen Läufereinzelblechs aus dem gleichen Rohblech, mehrfaches Wiederholen der vorhergehenden Schritte zur Gewinnung einer Vielzahl von Ständereinzelblechen und einer Vielzahl von Läufereinzelblechen sowie Fertigen eines Ständerblechpakets aus den Ständereinzelblechen und eines Läuferblechpakets aus den Läufereinzelblechen.The The present invention relates to an electric machine having a Stator core, a variety of stand-alone sheets and a rotor sheet package, that with the stator core Coaxially arranged and that a plurality of rotor single sheets wherein each of the stator individual sheets together with a corresponding one of the rotor single sheets Blank sheet is punched out. About that In addition, the present invention relates to a corresponding method for making such an electric machine by providing a blank sheet, punching a stand-up sheet from the blank sheet, punching one to the stand single sheet concentric rotor single sheet from the same raw sheet, repeating the previous steps several times for obtaining a plurality of stator single sheets and a Variety of rotor sheets and manufacturing a stator core from the stand-up sheets and a rotor core from the rotor single sheets.

Bei flüssigkeitsgekühlten Motoren, bei denen das Kühlmedium in einem oder mehreren Rohren strömt und dadurch den Motor kühlt, gibt es in der Regel zwei Konstruktionsvarianten. Bei einer Variante sind die Kühlrohre in das jeweilige Blechpaket eingeschoben. Bei der anderen Variante werden die Rohre in Nuten auf der Oberfläche des Blechpakets eingewalzt.at liquid cooled motors, where the cooling medium flows in one or more tubes and thereby cools the engine gives There are usually two design variants. In a variant are the cooling pipes inserted into the respective laminated core. In the other variant The tubes are rolled into grooves on the surface of the laminated core.

Die in das Blechpaket eingeschobenen Rohre haben den Vorteil, dass eine gehäuselose Ausführung der Maschine einfach zu realisieren ist, da das gesamte Kühlrohrsystem innerhalb der Außenkontur des Blechpakets liegt. Der Nachteil dabei ist, dass aus fertigungstechnischen Gründen die jeweiligen Löcher im. Blechpaket größer als der Rohraußendurchmesser sein muss. Wegen des Spalts zwischen Rohr und Blechpaket ist die Wärme übertragung von der Verlustquelle zum Kühlmedium nicht optimal. Der Spalt wird meist beim Imprägnieren mit Harz gefüllt und der Wärmeübergang verbessert sich hierdurch. Der Wärmeübergang ist trotzdem aber relativ niedrig.The in the laminated core inserted tubes have the advantage that a without housing execution The machine is easy to implement because the entire cooling tube system within the outer contour of the Laminated core lies. The disadvantage of this is that of manufacturing technology establish the respective holes in the. Laminated core larger than the pipe outside diameter have to be. Because of the gap between the tube and laminated core is the Heat transfer from the loss source to the cooling medium not optimal. The gap is usually filled during impregnation with resin and the heat transfer improves thereby. The heat transfer is still relatively low.

Bei den eingewalzten Kühlrohren ist der Wärmeübergang vom Blechpaket ins Kühlmedium verhältnismäßig gut. Der Nachteil bei diesem Konzept aber ist, dass eine Ausführung des Motors bzw. der elektrischen Maschine ohne Gehäuse hinsichtlich Dichtigkeit gegenüber Fremdstoffen, z.B. Wasser, Probleme aufwirft. Insbesondere muss daher die Schnittstelle zwischen Lagerschild und Ständerblechpaket abgedichtet werden. Mit einem Gehäuse können diese Dichtigkeitsprobleme leichter gelöst werden. Das Gehäuse verursacht aber als zusätzliches Teil insbesondere weitere Herstellungskosten.at the rolled-in cooling tubes is the heat transfer from the laminated core to the cooling medium relatively well. The disadvantage with this concept however is that an execution of the Motor or electrical machine without housing in terms of tightness across from Foreign matter, e.g. Water, posing problems. In particular, must therefore the interface between end shield and stator core be sealed. With a housing, these leaks problems be solved more easily. The housing but causes as additional Part in particular further production costs.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine elektrische Maschine anzugeben, die gegenüber äußeren Fremdstoffen, z.B. Wasser, auf günstige Weise abgedichtet ist. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Herstellungsverfahren angegeben werden.The Object of the present invention is thus to provide an electrical Indicate a machine that is resistant to external foreign matter, e.g. Water, cheap Sealed way. About that In addition, a corresponding manufacturing process should be specified.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine elektrische Maschine mit einem Ständerblechpaket, das eine Vielzahl von Ständereinzelblechen aufweist, und einem Läuferblechpaket, das mit dem Ständerblechpaket koaxial angeordnet ist und das eine Vielzahl von Läufereinzelblechen aufweist, wobei jedes der Ständereinzelbleche zusammen mit einem korrespondierenden der Läufereinzelbleche aus einem einzigen Rohblech ausgestanzt ist und so ein Blechpaar bildet, und wobei ein Gehäuseblechpaket mit dem Ständerblechpaket und dem Läuferblechpaket koaxial angeordnet ist und eine Vielzahl von Gehäuseeinzelblechen aufweist und jedes der Gehäuseeinzelbleche zusammen mit einem korrespondierenden Blechpaar aus einem einzigen Rohblech ausgestanzt ist.According to the invention this Task solved by an electric machine with a stator core, which is a variety of stand-up sheets and a rotor sheet package, that with the stator core Coaxially arranged and that a plurality of rotor single sheets wherein each of the stator individual sheets together with a corresponding one of the rotor single sheets single blank sheet is punched out and so forms a pair of sheets, and wherein a housing sheet package with the stator core and the rotor sheet package is arranged coaxially and has a plurality of Gehäuseinzelblechen and each of the housing single sheets together with a corresponding pair of plates from a single Blank sheet is punched out.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine durch Be reitstellen eines Rohblechs, Stanzen eines Ständereinzelblechs aus dem Rohblech, Stanzen eines zu dem Ständereinzelblech konzentrischen Läufereinzelblechs aus dem gleichen Rohblech, mehrfaches Wiederholen der vorhergehenden Schritte zur Gewinnung einer Vielzahl von Ständereinzelblechen und einer Vielzahl von Läufereinzelblechen und Fertigen eines Ständerblechpakets aus den Ständereinzelblechen und eines Läuferblechpakets aus den Läufereinzelblechen, sowie Fertigen eines Gehäuseblechpakets aus Gehäuseeinzelblechen, die bei den genannten Stanzschritten von den jeweiligen Rohblechen übrig bleiben.Furthermore is provided according to the invention provide a method for producing an electric machine by Be a blank sheet, punching a stand-up sheet from the blank sheet, Punching a concentric to the stand single sheet Runners single sheet from the same raw sheet, repeating the previous one several times Steps for obtaining a plurality of stator single sheets and a Variety of rotor sheets and manufacturing a stator core from the stand-up sheets and a rotor core from the rotor single sheets, and manufacturing a housing sheet package from housing single sheets, which remain at the mentioned punching steps of the respective raw sheets.

Erfindungsgemäß wird somit aus den Blechüberresten, die beim Ausstanzen der Ständer- und Läuferbleche übrig bleiben, kostengünstig ein Gehäuse gefertigt. Durch die Ausstanzung besitzt es automatisch eine Innenkontur, die der Außenkontur beispielsweise des Ständers entspricht.Thus, according to the invention from the sheet remains, when punching the stator and Rotor sheets remain, economical a housing manufactured. Due to the punching it automatically has an inner contour, that of the outer contour, for example of the stand equivalent.

Vorzugsweise ist jedes der Rohbleche quadratisch oder rechteckförmig ausgebildet, und das daraus rund ausgestanzte Ständereinzelblech umgibt das ebenfalls ausgestanzte Läufereinzelblech ringförmig. Daraus ergibt sich ein zylinderförmiges Ständerblechpaket, in das leicht Kühlschlangen eingewalzt werden können.Preferably each of the blank sheets is square or rectangular shaped, and the round punched out sheet single sheet surrounds the also punched rotor single sheet annular. from that results in a cylindrical stator core, in the slightly cooling coils can be rolled.

Entsprechend einer besonderen Ausführungsform umgibt das Gehäuseeinzelblech das korrespondierende Ständereinzelblech vollständig. Somit kann aus den Gehäuseeinzelblechen ein das Ständerblechpaket am Umfang vollständig umgebendes Gehäuseblechpaket gefertigt werden, so dass ein umfassender Schutz der elektrischen Maschine hergestellt werden kann.According to a particular embodiment, the housing single sheet completely surrounds the corresponding stator single sheet. Thus, from the housing single sheet a complete change the stator core on the circumference Bendes housing sheet package are made so that a comprehensive protection of the electrical machine can be made.

Am Außenrand jedes der Ständereinzelbleche können mehrere Kühlaussparungen ausgestanzt sein. Insbesondere kann eine oder können mehrere Kühlschlangen in die Kühlaussparungen in dem Ständerblechpaket eingewalzt sein. Hierdurch lässt sich der Wirkungsgrad der Entwärmung des Ständerblechpakets verbessern.At the outer edge each of the stand single sheets can several cooling recesses be punched out. In particular, one or more cooling coils can in the cooling recesses in the stator core be rolled. This is possible the efficiency of heat dissipation of the stator core improve.

Darüber hinaus können in jedes der Gehäuseeinzelbleche und dem jeweils korrespondieren Ständereinzelblech an der dazwischen liegenden Trennfuge Zentrieraussparungen eingestanzt sein, in die im zusammengefügten Zustand der elektrischen Maschine Zentrierbolzen eingebracht sind. Somit lässt sich nicht nur das Ständerblechpaket im Gehäuse zentrieren, sondern auch die Drehmomentübertragung vom Ständerblechpaket auf das Gehäuse bewerkstelligen.Furthermore can in each of the housing individual sheets and the corresponding corresponding stand single sheet at the intervening lying parting line centering be punched in the in the assembled Condition of the electric machine centering bolts are inserted. Thus lets not only the stator core in the case Center, but also the torque transmission from the stator core on the case accomplish.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: show:

1 einen Elektromotor mit in den Ständer eingewalzter Kühlschlange gemäß dem Stand der Technik und 1 an electric motor with rolled into the stator cooling coil according to the prior art and

2 einen Blechschnitt einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. 2 a sheet metal section of an electrical machine according to the invention.

Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird jedoch zunächst anhand von 1 kurz ein Motor nach dem Stand der Technik erläutert.The exemplary embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention. However, to better understand the invention, reference will first be made to FIG 1 briefly explained an engine according to the prior art.

1 zeigt eine Draufsicht auf einen bekannten Elektromotor mit abgenommenem Gehäuse. An der Oberfläche des Ständerblechpakets 1 verlaufen Nuten in Längsrichtung. In diese Nuten ist eine mäanderförmige Kühlschlange 2 eingewalzt. Die Oberfläche des Ständerblechpakets 1 ist rund, denn für die Entwärmung ist es günstig, wenn die einzelnen Kühlrohrabschnitte gleichen Abstand von der Verlustquelle (z.B. Ständerwicklungen) haben. 1 shows a plan view of a known electric motor with the housing removed. On the surface of the stator core 1 grooves extend longitudinally. In these grooves is a meandering cooling coil 2 rolled. The surface of the stator core 1 is round, because for the cooling, it is favorable if the individual cooling pipe sections have the same distance from the loss source (eg stator windings).

Üblicherweise sind die Rohbleche, aus denen die Einzelbleche für das Ständerblechpaket und das Läuferblechpaket ausgestanzt werden, quadratisch, wie dies in 2 dargestellt ist. Beim Stanzen eines runden Ständerblechs 3 bleibt dann ein Überrest 4 mit quadratischer Außenkontur, der normalerweise verschrottet wird. Erfindungsgemäß wird dieser Über rest 4 nun zum Bau eines Gehäuses verwendet. Die Materialausnutzung wird hierdurch verbessert, denn von dem gesamten Rohblech wird nicht nur das ringförmige Ständerblech 3 und das in dessen Inneren angeordnete, ebenfalls ringförmige Läuferblech 5, sondern auch der außerhalb des ringförmigen Ständerblechs 3 gelegene Überrest 4 als Gehäuseblech verwendet.Normally, the blank sheets from which the individual sheets for the stator core and the rotor core are punched square, as in 2 is shown. When punching a round stand plate 3 then remains a remnant 4 with square outer contour, which is usually scrapped. According to the invention this rest is over 4 now used to build a housing. The material utilization is thereby improved because of the entire blank sheet is not only the annular stator 3 and arranged in the interior, also annular rotor sheet 5 , but also outside the annular stator plate 3 located remnant 4 used as a housing plate.

Die Gehäuseeinzelbleche, d.h. die Überreste 4, werden nach dem Stanzen paketiert und geschweißt bzw. geklammert, wodurch ein Gehäuseblechpaket bzw. Gehäuse entsteht. Durch den Schnitt beim Stanzen besitzt jedes Gehäuseblech 4 die Innenkontur, die der Außenkontur des korrespondierenden Ständereinzelblechs 3 entspricht.The housing single sheets, ie the remains 4 , are packaged after punching and welded or stapled, whereby a housing sheet package or housing is formed. Due to the cut during punching has each housing plate 4 the inner contour, the outer contour of the corresponding stator single sheet 3 equivalent.

Zur Kühlung des Gehäuses können in den Überrest 4 auch Kühlausstanzungen 6 eingebracht werden. Nach der Paketierung lässt sich dann beispielsweise Kühlluft eines Luftkühlkreises durch die Kühlausstanzungen 6 hindurchströmen.To cool the case may be in the remainder 4 also cooling punches 6 be introduced. After the packaging, for example, cooling air of an air cooling circuit can be passed through the cooling holes 6 flow through.

Zur Kühlung des Ständers werden in das Ständereinzelblech bzw. Ständerblech 3 an dessen Außenumfang Kühlausstanzungen 7 eingebracht. Diese Kühlausstanzungen 7 bilden nach der Paketierung der Ständerbleche 3 zu einem Ständerblechpaket Nuten, in die gemäß 1 eine Kühlschlange oder Kühlrohre eingewalzt werden können. Die Kühlrohre schmiegen sich dadurch exakt an die Kontur der Kühlaussparungen 7 an, so dass ein entsprechend guter Wärmeübergang gewährleistet ist.To cool the stand are in the Ständererzelblech or stator 3 on the outer circumference Kühlausstanzungen 7 brought in. These cooling holes 7 form after packaging the stand plates 3 to a stator core grooves, in accordance with 1 a cooling coil or cooling tubes can be rolled. The cooling tubes nestle thereby exactly to the contour of the cooling recesses 7 on, so that a correspondingly good heat transfer is guaranteed.

Nachdem das Kühlrohrsystem in das Ständerblechpaket eingewalzt worden ist, kann das Ständerblechpaket in das Gehäuseblechpaket eingefahren werden. Zur Zentrierung werden hier Zentrierbolzen verwendet, die in Zentrierausstanzungen 8 eingepresst werden. Diese Zentrierausstanzungen sind hier kreisförmig ausgebildet, wobei eine Kreishälfte in das Ständerblech 3 und die andere Kreishälfte in den Überrest 4 ragt. Damit können die Zentrierbolzen auch gleichzeitig als Drehmoment übertragende Elemente zwischen dem Ständerblechpaket und dem Gehäuseblechpaket dienen.After the cooling pipe system has been rolled into the stator core, the stator core can be retracted into the housing sheet package. For centering here centering bolts are used, in centering 8th be pressed. This Zentrierausstanzungen are here formed circular, with a circular half in the stator 3 and the other half of the circle into the remnant 4 protrudes. Thus, the centering pins can also serve as a torque transmitting elements between the stator core and the housing sheet package at the same time.

Claims

Electric machine with - a stator core ( 1 ), which has a plurality of stand-up sheets ( 3 ), and - a rotor core, which is connected to the stator core ( 1 ) is arranged coaxially and that a plurality of rotor single sheets ( 5 ), wherein - each of the stator individual plates ( 3 ) together with a corresponding one of the rotor individual sheets ( 5 ) is punched out of a single blank sheet and so forms a pair of sheets, characterized in that - a housing sheet package with the stator core ( 1 ) and the Läufererblechpaket coaxial angeord net is and a variety of housing single sheets ( 4 ) and - each of the housing individual sheets ( 4 ) is punched out together with a corresponding pair of plates from a single blank sheet.

An electric machine according to claim 1, wherein each of the blank sheets is square or rectangular, and the stand blank sheet (4) roundly punched out therefrom ( 3 ) the likewise punched rotor single sheet ( 5 ) surrounds annularly.

Electric machine according to claim 1 or 2, wherein a housing single sheet ( 4 ) the corresponding stator single sheet ( 3 ) completely surrounds.

Electric machine according to one of the preceding claims, wherein at the outer edge of each of the stator individual sheets ( 3 ) a plurality of cooling recesses ( 7 ) are punched out.

Electric machine according to claim 4, wherein in the cooling recesses ( 7 ) in the stator core ( 1 ) Cooling coils ( 2 ) are rolled.

Electric machine according to one of the preceding claims, wherein in each of the housing individual sheets ( 4 ) and the respective corresponding stator single sheet ( 3 ) at the intermediate parting centering recesses ( 8th ) are punched, are introduced in the assembled state of the electric machine centering bolts.

Method for producing an electrical machine by - providing a blank plate, - punching a stator blank plate ( 3 ) from the raw sheet, punching a to the stand single sheet ( 3 ) concentric rotor single sheet ( 5 ) from the same raw sheet metal, - repeated repetition of the preceding steps to obtain a plurality of stator single sheets ( 3 ) and a plurality of rotor single sheets ( 5 ) and manufacturing a stator core ( 1 ) from the stand-up sheets ( 3 ) and a Läufererblechpakets from the rotor single sheets ( 5 ), characterized by - manufacturing a housing sheet package from single housing sheets ( 4 ), which remain at the mentioned punching steps of the respective raw sheets.

Method according to claim 7, wherein at the outer edge of each of the uprights single sheets ( 3 ) a plurality of cooling recesses ( 7 ) punched out and into the cooling recesses ( 7 ) in the stator core ( 1 ) Cooling coils ( 2 ) are rolled.

A method according to claim 7 or 8, wherein in each of the housing individual sheets ( 4 ) and the corresponding stator single sheet ( 3 ) at the intermediate parting centering recesses ( 8th ) punched and then when assembling the electric machine centering in the centering ( 8th ) are introduced.