Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to an electrical machine according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Es sind bereits elektrische Maschinen, umfassend ein Blechpaket, welches eine Vielzahl von axial aneinander angeordneten Blechen aufweist, bekannt. Auch ist bekannt, dass die Bleche des Blechpakets mindestens einen Wicklungsträger bilden, an dem mindestens eine Wicklung angeordnet ist. Die Vielzahl der Bleche des Blechpakets sind mechanisch mittels einer Verbindung, insbesondere der Stanzpaketierung miteinander verbunden. Durch die mechanische Verbindung ist ein Stromfluss in axialer Richtung zwischen den einzelnen Blechen ermöglicht. There are already electrical machines, comprising a laminated core, which has a plurality of axially arranged sheets, known. It is also known that the laminations of the laminated core form at least one winding carrier on which at least one winding is arranged. The plurality of sheets of the laminated core are mechanically interconnected by means of a compound, in particular the stamped package. The mechanical connection allows a flow of current in the axial direction between the individual sheets.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass die Steifigkeit und/oder die Stabilität des Blechpakets verbessert sind. Die Verbesserung der Stabilität und/oder die Steifigkeit des Blechpakets ermöglicht eine vereinfachte Herstellung. Ferner ist von Vorteil, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elektrischen Maschine der Wirkungsgrad verbessert ist. Auch kann der Transport zwischen den einzelnen Produktionsschritten, insbesondere vor dem Bewickeln der Wicklungsträger mit den Wicklungen vereinfacht gestaltet werden.The electric machine according to the invention with the features of the main claim has the advantage that the rigidity and / or the stability of the laminated core are improved. The improvement of the stability and / or the rigidity of the laminated core allows a simplified production. It is also advantageous that the efficiency is improved by the inventive design of the electric machine. Also, the transport between the individual production steps, in particular before winding the winding support with the windings can be simplified.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.The measures listed in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the main claim features.
Vorteilhaft ist, dass die Verbindungsstellen eine relative Bewegung der Bleche zueinander in Radial-, Axial und/oder Umfangsrichtung beschränken bzw. verhindern. Eine relative Bewegung der Bleche zueinander führt insbesondere zu einer Verschiebung der Wicklungsträger, die wiederum eine Beeinflussung des magnetischen Flusses und damit des Wirkungsgrads zur Folge haben. Eine Verschiebung der Bleche untereinander kann bei dem Aufbringen einer Wicklung zu einer dauerhaften Verformung der Bleche führen, welches wiederum eine Beeinflussung des magnetischen Flusses und damit eines verminderten Wirkungsgrads und erhöhter Geräuschaussendung zur Folge hat.It is advantageous that the joints restrict or prevent relative movement of the sheets relative to one another in the radial, axial and / or circumferential direction. A relative movement of the sheets relative to one another leads, in particular, to a displacement of the winding carriers, which in turn results in an influence on the magnetic flux and thus the efficiency. A displacement of the sheets with one another can lead to a permanent deformation of the sheets when applying a winding, which in turn has an influence on the magnetic flux and thus a reduced efficiency and increased noise emission result.
Besonders vorteilhaft ist, dass mehrere Wicklungsträger ausgebildet sind. Durch die Ausbildung mehrerer Wicklungsträger ist die Stabilität erhöht. It is particularly advantageous that a plurality of winding carriers are formed. Due to the formation of several winding carriers, the stability is increased.
Als vorteilhaft ist anzusehen, dass ein Teil des Blechpakets, der mit einer Verbindungsstelle verbunden ist, zwei bis zur Hälfte der Bleche umfasst, insbesondere zwei Bleche umfasst. Beispielsweise sind mehrere Bleche durch eine Verbindungsstelle miteinander verbunden. Es sind jedoch nicht alle Bleche des Blechpakets durch eine einzige axiale Verbindungsstelle miteinander verbunden. Vorteilhaft weist das Blechpaket eine Vielzahl von Verbindungsstellen, die zwischen zwei und fünf Bleche miteinander verbinden auf.It is to be regarded as advantageous that a part of the laminated core, which is connected to a connection point, comprises two to half of the sheets, in particular comprises two sheets. For example, a plurality of sheets are connected by a connection point. However, not all sheets of the laminated core are connected to each other by a single axial connection point. Advantageously, the laminated core has a plurality of connection points, which connect between two and five sheets together.
Vorteilhaft ist, dass die Bleche des Blechpakets jeweils ein Basiselement aufweisen, wobei an den Basiselementen der Bleche radial innenliegend oder radial außenliegend Zahnelemente ausgebildet sind. Die Zahnelemente bilden aufgestapelt, bzw. aneinander angeordnet den Wicklungsträger.It is advantageous that the laminations of the laminated core each have a base element, wherein on the base elements of the sheets radially inwardly or radially outwardly toothed elements are formed. The toothed elements form stacked or arranged one another the winding carrier.
Als vorteilhaft ist anzusehen, dass die Verbindungsstellen eines Wicklungsträgers in oder entgegen der Axialrichtung des Blechpakets zueinander beabstandet sind. Somit wird die Ausbildung eines Stromflusses auf eine kleine Anzahl von Blechen, die durch eine Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, beschränkt. It is to be regarded as advantageous that the connection points of a winding carrier are spaced from each other in or against the axial direction of the laminated core. Thus, the formation of a current flow is restricted to a small number of sheets interconnected by a joint.
Vorteilhaft ist, dass zwei in Umfangsrichtung benachbarte Verbindungsstellen um mindestens ein Blech in und/oder entgegen der Axialrichtung des Blechpakets versetzt ausgebildet sind. Eine solche Ausbildung beschränkt oder verhindert einen Stromfluss über mehrere Bleche und Wicklungsträger hinweg.It is advantageous that two adjacent in the circumferential direction of connection points are formed offset by at least one sheet in and / or against the axial direction of the laminated core. Such a design limits or prevents a flow of current across multiple sheets and Windungssträger.
Besonders vorteilhaft ist, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarte Verbindungsstellen mindestens ein Wicklungsträger ausgebildet ist. Ferner ist vorteilhaft, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Verbindungsstellen, insbesondere eines Blechs, mindestens 2·n Pole, insbesondere zwei, vier, sechs, acht, zehn Pole, ausgebildet sind. Der Abstand der Verbindungsstellen hängt insbesondere von dem Abstand der Pole des Rotors oder Stators ab.It is particularly advantageous that at least one winding carrier is formed between two adjacent connecting points in the circumferential direction. Furthermore, it is advantageous that at least 2 × n poles, in particular two, four, six, eight, ten poles, are formed between two connection points, in particular a sheet, which are adjacent in the circumferential direction. The distance of the connection points depends in particular on the distance of the poles of the rotor or stator.
Von Vorteil ist, dass ein Blech über mehrere Verbindungsstellen mit zumindest einem angrenzenden Blech zusammenwirkt. Ferner sind insbesondere die Verbindungsstellen in und/oder entgegen der Umfangsrichtung mit einem Abstand von mindestens zwei Wicklungsträgern zueinander ausgebildet. Der Abstand entspricht vorzugsweise zwei Polen oder einer Vielzahl von 2 Polen des Rotors, wodurch der magnetische Fluss 0 ist.It is advantageous that a metal sheet interacts with at least one adjacent metal sheet via a plurality of connection points. Furthermore, the connection points in and / or opposite to the circumferential direction are in particular formed with a spacing of at least two winding carriers from each other. The distance preferably corresponds to two poles or a plurality of 2 poles of the rotor, whereby the magnetic flux is zero.
Vorteilhaft ist, dass eine Verbindungsstelle die Bleche mittels Kraftschluss oder Formschluss verbindet. Somit wird eine bestmögliche Steifigkeit und oder Stabilität des Blechpaket und damit der elektrischen Maschine erreicht.It is advantageous that a junction connects the sheets by means of adhesion or positive locking. Thus, the best possible stiffness and or stability of the laminated core and thus the electric machine achieved.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Verbindungsstelle aus einer Ausnehmung und/oder Ausbeulung in mindestens einem ersten Blech und aus einer Verformung in mindestens einem weiteren Blech gebildet ist. Die Verformung des einen Blechs greift in die Ausbeulung bzw. Ausnehmung des weiteren Blechs ein. Hierdurch wird eine mechanische Verbindung erzeugt, die eine relative Bewegung der miteinander verbundenen Bleche zueinander verhindert, unterbindet und/oder beschränkt.It is particularly advantageous that a connection point is formed from a recess and / or bulge in at least one first sheet and from a deformation in at least one further sheet. The deformation of the one sheet engages in the bulge or recess of the further sheet. As a result, a mechanical connection is produced which prevents, prevents and / or restricts relative movement of the interconnected metal sheets relative to each other.
Von Vorteil ist, dass eine Verbindungsstelle mittels Verformung der, insbesondere zwei, Bleche gebildet wird. It is advantageous that a connection point by means of deformation of, in particular two, sheets is formed.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Bleche untereinander isoliert sind, insbesondere eine Isolationsschicht durch einen Beschichtung der Bleche, vorzugsweise durch einen Lack, gebildet ist. Die Isolierung der einzelnen Bleche zueinander verhindert die Ausbildung eines Stromflusses bzw. von Wirbelströmen zwischen den Blechen. Die Wirbelströme haben eine Minimierung des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine zufolge. Auch ist hierdurch eine elektrische Verbindung höchstens im Bereich der Verbindungsstellen der Bleche zwischen den Blechen ermöglicht.It is particularly advantageous that the sheets are mutually insulated, in particular an insulating layer is formed by a coating of the sheets, preferably by a lacquer. The isolation of the individual sheets to one another prevents the formation of a current flow or eddy currents between the sheets. The eddy currents have a minimization of the efficiency of the electric machine according to. This also makes an electrical connection possible at most in the region of the connection points of the sheets between the sheets.
Vorteilhaft ist, dass das Blechpaket Teil eines Stators oder Teil eines Rotors der elektrischen Maschine ist.It is advantageous that the laminated core is part of a stator or part of a rotor of the electric machine.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the figures and explained in more detail in the following description. Show it:
1 einen erfindungsgemäße elektrische Maschine, 1 an electrical machine according to the invention,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel und 2 a first embodiment and
3 ein zweites Ausführungsbeispiel. 3 a second embodiment.
In den Figuren ist der Pfeil, der in axialer Richtung der elektrischen Maschine 1 zeigt, mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet. Der Pfeil, der in Radialrichtung der elektrischen Maschine 1 zeigt, ist mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnet. Und der Pfeil 6, der in die Umfangsrichtung zeigt, ist mit dem Bezugszeichen 6 gekennzeichnet.In the figures, the arrow is in the axial direction of the electric machine 1 shows, with the reference numeral 2 characterized. The arrow pointing in the radial direction of the electric machine 1 shows is denoted by the reference numeral 4 characterized. And the arrow 6 pointing in the circumferential direction is denoted by the reference numeral 6 characterized.
In 1 ist eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 gezeigt. Die elektrische Maschine 1 kann als Elektromotor, insbesondere Lüftermotor, der ein Lüfterrad antreibt, eingesetzt werden. Der Elektromotor mit einem Lüfterrad kann insbesondere zur Kühlung eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug eingesetzt sein. Es ist auch möglich, dass die erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 als Pumpe für Kühlflüssigkeiten, als Traktionsantrieb, als Wischerantrieb, als Hybridantrieb, als Generator, als Stellantrieb, als Schrittmotor, als ABS Antrieb, eingesetzt ist. Die elektrische Maschine 1 weist einen Rotor 10 und einen Stator 20 auf. Die elektrische Maschine 1 ist beispielhaft in 1 als Außenläufermotor ausgebildet. Bei einem Ausläufermotor ist der Stator 20 von dem Rotor 10 umgeben. Durch die Erzeugung eines umlaufenden magnetischen Feldes, bzw. eines magnetischen Flusses im Stator 20 wird der Rotor 10 gedreht. Der Rotor 10 ist hierfür drehbar gegenüber dem Stator 20 gelagert. Der Rotor 10 weist Elemente 12, die mit einem magnetischen Feld zusammenwirken auf. Insbesondere sind die Elemente 12 als Magnete, vorzugsweise als Neodym, Ferrit oder AlNiCo Magnete, ausgebildet. Die Magnete 12 sind in Umfangsrichtung abwechselnd mit ihrem Nord- oder Südpol an dem Rotor 10 angeordnet und dem Stator 20 zugerichtet. In 1 is a sectional view through an electric machine according to the invention 1 shown. The electric machine 1 can be used as an electric motor, in particular fan motor, which drives a fan. The electric motor with a fan wheel can be used in particular for cooling an internal combustion engine in a vehicle. It is also possible that the electric machine according to the invention 1 as a pump for cooling fluids, as a traction drive, as a wiper drive, as a hybrid drive, as a generator, as an actuator, as a stepper motor, as an ABS drive, is used. The electric machine 1 has a rotor 10 and a stator 20 on. The electric machine 1 is exemplary in 1 designed as external rotor motor. In a rotor motor, the stator is 20 from the rotor 10 surround. By generating a circulating magnetic field, or a magnetic flux in the stator 20 becomes the rotor 10 turned. The rotor 10 is rotatable relative to the stator 20 stored. The rotor 10 has elements 12 that interact with a magnetic field. In particular, the elements 12 as magnets, preferably as neodymium, ferrite or AlNiCo magnets formed. The magnets 12 are circumferentially alternating with their north or south pole on the rotor 10 arranged and the stator 20 trimmed.
Die Erzeugung des umlaufenden magnetischen Felds, bzw. die Erzeugung eines magnetischen Flusses erfolgt mittels Wicklungen 34, die Teil des Stators 20 sind. Die Wicklungen 34 werden entsprechend der Position des Rotors 10 bestromt. Die Bestromung der Wicklungen 34 erzeugt ein magnetisches Feld. Das erzeugte magnetische Feld generiert eine Kraft. Die Kraft wirkt auf die Elemente 12 des Rotors 10, wodurch diese in eine Drehbewegung versetzt wird. The generation of the circulating magnetic field, or the generation of a magnetic flux by means of windings 34 which are part of the stator 20 are. The windings 34 be according to the position of the rotor 10 energized. The energization of the windings 34 creates a magnetic field. The generated magnetic field generates a force. The force acts on the elements 12 of the rotor 10 , whereby this is put into a rotary motion.
Elektrische Maschinen 1 verwenden Bauteile mit Eisenanteil zur Führung des magnetischen Flusses. Durch eine zeitliche Änderung des magnetischen Flusses wird in den elektrisch leitfähigen Teilen eine Spannung induziert. Bei einem massiv ausgeführten Statorkern kann sich ungehindert ein Stromfluss entwickeln. Der Stromfluss hat einen ohmschen Verlust zur Folge. Hierdurch wird das hervorgerufene magnetische Feld gedämpft. Auch führt ein Stromfluss im Eisen des Stators zu einem erhöhten Rastmoment, und damit einem geringeren Wirkungsgrad. Ferner dämpft ein Stromfluss im Eisen den Feldaufbau und senkt damit den Wirkungsgrad. Die Ausbildung von elektrischen Strömen kann durch eine Ausführung der Bauteile aus elektrisch isolierten Schichten verhindert werden. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 weist hierfür ein Blechpaket 30 auf. Das Blechpaket 30 umfasst mehrere Bleche 40, die zueinander elektrisch isoliert sind. Die Isolation erfolgt insbesondere durch eine Lackschicht, die auf die Bleche aufgebracht ist. Auch weitere Schichten, die zu einer Isolation der einzelnen Bleche untereinander beitragen können verwendet werden.Electrical machines 1 use components with iron content to guide the magnetic flux. By a temporal change of the magnetic flux, a voltage is induced in the electrically conductive parts. With a solidly executed stator core, a flow of current can develop unhindered. The current flow results in an ohmic loss. As a result, the induced magnetic field is attenuated. Also, a current flow in the iron of the stator leads to an increased cogging torque, and thus a lower efficiency. Furthermore, a current flow in the iron dampens the field structure and thus reduces the efficiency. The formation of electrical currents can be prevented by an embodiment of the components of electrically insulated layers. The electric machine according to the invention 1 has a laminated core for this purpose 30 on. The laminated core 30 includes several sheets 40 which are electrically insulated from each other. The insulation is carried out in particular by a lacquer layer which is applied to the sheets. Also, other layers that can contribute to an insulation of the individual sheets with each other can be used.
Die Bleche 40 sind aus einem den magnetischen Fluss bestmöglich leitenden Werkstoff wie Eisen hergestellt. Die Bleche 40 des Blechpakets 30 sind zueinander isoliert und verhindern oder minimieren die Ausbildung eines Stromverlaufs in axialer Richtung, bzw. einen magnetischen Strom zwischen den einzelnen Blechen 40 des Blechpakets 30. Die Bleche 40 sind entlang der Rotorachse, bzw. in axialer-Richtung aneinander angeordnet bzw. aufgestapelt. Die Bleche 40 des Blechpakets 30 sind hintereinander gestapelt. Die Anzahl der Bleche 40 ist abhängig von der Anwendung und von der Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine 1. Die Bleche 40 sind im Wesentlichen gleich ausgebildet und können mittels eines Stanzverfahrens kostengünstig hergestellt werden.The sheets 40 are made of a magnetic flux the best possible conductive material such as iron. The sheets 40 of the laminated core 30 are insulated from each other and prevent or minimize the formation of a current waveform in the axial direction, or a magnetic current between the individual sheets 40 of the laminated core 30 , The sheets 40 are arranged along the rotor axis, or in the axial direction to each other or stacked. The sheets 40 of the laminated core 30 are stacked one behind the other. The number of sheets 40 depends on the application and the efficiency of the electric machine 1 , The sheets 40 are essentially the same design and can be produced inexpensively by means of a stamping process.
Das Blechpaket 40 weist Wicklungsträger 32, insbesondere Zähne, auf, die Wicklungen 34 tragen. Bei einer Ausbildung der elektrischen Maschine 1 als Synchronmotor weist das Blechpaket 30 mindestens drei Wicklungsträger 32 mit mindestens drei Wicklungen 34 auf. Auch bei einem elektrisch kommutierten Motor weist das Blechpaket 30 mindestens zwei Wicklungsträger 32 mit jeweils einer Wicklungen 34 auf. Beispielhaft weist die elektrische Maschine 1 aus 1 zwölf Wicklungsträger 32 mit zwölf Wicklungen 34 auf. Immer vier Wicklungen 34 sind hierbei in Reihe geschaltet und bilden eine der drei Motorphasen. Der Abstand zwischen zwei Wicklungsträgern 32 entspricht einem elektrischen Winkel von 120 Grad. Der Abstand zwischen drei Wicklungsträger 32 entspricht einem elektrischen Winkel von 360 Grad.The laminated core 40 has winding carrier 32 , especially teeth, on, the windings 34 wear. In an embodiment of the electrical machine 1 as a synchronous motor has the laminated core 30 at least three winding carriers 32 with at least three windings 34 on. Even with an electrically commutated motor, the laminated core 30 at least two winding carriers 32 with one winding each 34 on. By way of example, the electric machine 1 out 1 twelve winding carriers 32 with twelve windings 34 on. Always four windings 34 are connected in series and form one of the three motor phases. The distance between two winding carriers 32 corresponds to an electrical angle of 120 degrees. The distance between three winding carriers 32 corresponds to an electrical angle of 360 degrees.
Die Vielzahl von einzelnen aneinander angeordneter Bleche 40 vermindern die mechanische Steifigkeit des Blechpakets 30 und damit die mechanische Steifigkeit der elektrischen Maschine 1. Die Minderung der mechanischen Steifigkeit erschwert insbesondere den Transport eines Blechpakets 30 ohne Wicklungen 34. Ein solcher Transport erfolgt beispielsweise bei der Herstellung der elektrischen Maschine 1, insbesondere zwischen einzelnen Fertigungsschritten oder Fertigungsstandorten. Erst mit der Aufwicklung der Wicklungen 34 ist die Steifigkeit und Stabilität des Blechpakets 30 gegeben. The multitude of individual sheets arranged one next to the other 40 reduce the mechanical rigidity of the laminated core 30 and thus the mechanical rigidity of the electric machine 1 , The reduction of the mechanical stiffness makes it particularly difficult to transport a laminated core 30 without windings 34 , Such transport takes place, for example, in the manufacture of the electrical machine 1 , especially between individual production steps or production sites. Only with the winding of the windings 34 is the rigidity and stability of the laminated core 30 given.
Ferner kann beim Bewickeln des Blechpakets 30 eine Verformung des Blechpakets 30 erfolgen. Insbesondere kann die Ausrichtung der Bleche 40 zueinander in Umfangsrichtung verschoben sein. Ferner kann es beim Bewickeln der Wicklungsträger 32 zu Verformungen an den Blechen 40 kommen. Bei der Bewicklung können insbesondere in Axialrichtung Kräfte von 100 N in auftreten. Die Kräfte werden benötigt das sich die Drähte richtig an den Wicklungsträger anlegen. Insbesondere werden die Drähte in axialer Richtung mit der Kraft beaufschlagt. Bei bisherigen im Stand der Technik bekannte Verfahren sind daher die einzelnen Bleche 40 miteinander verklebt oder alle Bleche sind mechanisch durch eine Stanzpaketierung verbunden. Die Stanzpaketierung führt jedoch zu einer elektrischen Verbindung aller Bleche 40 und ermöglicht die Ausbildung eines elektrischen Stroms durch alle Bleche 40. Der elektrische Strom wiederum führt zu Wirbelströmen, die den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine 1 senken können.Furthermore, when winding the laminated core 30 a deformation of the laminated core 30 respectively. In particular, the orientation of the sheets 40 be shifted to each other in the circumferential direction. Furthermore, it may be when winding the winding support 32 to deformations on the sheets 40 come. During winding, forces of 100 N in particular can occur in the axial direction. The forces are needed that the wires attach properly to the winding support. In particular, the wires are acted upon in the axial direction with the force. In previous methods known in the prior art, therefore, the individual sheets 40 glued together or all sheets are mechanically connected by a stamped package. The stamped package, however, leads to an electrical connection of all sheets 40 and allows the formation of an electrical current through all the sheets 40 , The electric current in turn leads to eddy currents, the efficiency of the electric machine 1 can lower.
Die Bleche 40 weisen ein Basiselement 48 auf. Das Basiselement 48 ist insbesondere als kreisunde Scheibe mit einer Ausnehmung in der Mitte, vorzugsweise als Ring ausgebildet. An den Basiselementen 48 der Bleche 40 sind radial innenliegend oder radial außenliegend Zahnelemente 42 ausgebildet. Ist das Blechpaket 30 Teil des Stators 20 so sind die Zahnelemente 42 dem Rotor zugereichtet. Ist das Blechpaket 30 Teil des Rotors 10 so sind die Zahnelemente 42 dem Stator zugereichtet. Die Zahnelemente 42 bilden die Wicklungsträger 32. Die Zahnelemente 42 ermöglichen eine einfache Ausbildung von mindestens einem Wicklungsträger 32 an dem Blechpaket 30. Die Wicklungsträger 32 setzen sich durch eine Vielzahl von einzelnen Zahnelementen 42 zusammen. Die Zahnelemente 42 sind Teil der Bleche 40. Insbesondere weist jedes Blech 40 mehrere Zahnelemente 42 auf. Beispielsweise weisen die Bleche 40 des Blechpakets 30 in 1 zwölf Zahnelemente 42 auf. Die Zahnelemente 42 zeigen in Richtung der Elemente 12 des Rotors 10. Die Wicklungsträger 32 sind gebildet durch mehrere Zahnelemente 42. Die Zahnelemente 42 sind außenliegend an dem Basiselement 48 ausgebildet.The sheets 40 have a base element 48 on. The basic element 48 is in particular designed as a circular disk with a recess in the middle, preferably as a ring. At the base elements 48 the sheets 40 are radially inner or radially outboard tooth elements 42 educated. Is the laminated core 30 Part of the stator 20 so are the tooth elements 42 attributed to the rotor. Is the laminated core 30 Part of the rotor 10 so are the tooth elements 42 attributed to the stator. The tooth elements 42 form the winding carriers 32 , The tooth elements 42 allow a simple design of at least one winding support 32 on the laminated core 30 , The winding carriers 32 put through a variety of individual tooth elements 42 together. The tooth elements 42 are part of the sheets 40 , In particular, each sheet has 40 several tooth elements 42 on. For example, the sheets have 40 of the laminated core 30 in 1 twelve tooth elements 42 on. The tooth elements 42 point towards the elements 12 of the rotor 10 , The winding carriers 32 are formed by several tooth elements 42 , The tooth elements 42 are external to the base element 48 educated.
Die einzelnen Bleche 40 sind im Wesentlichen gleich ausgebildet. Bleche 40 werden vorteilhaft als Stanzelemente hergestellt. Die Zahnelemente 42 der Bleche 40 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig beanstandet zueinander angeordnet. Die Bleche 40 bestehend aus dem Basiselement 48 und den Zahnelementen 42 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet.The individual sheets 40 are essentially the same. sheets 40 are advantageously prepared as stamping elements. The tooth elements 42 the sheets 40 are uniformly spaced from one another in the circumferential direction. The sheets 40 consisting of the base element 48 and the tooth elements 42 are preferably formed in one piece.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst mindestens ein Zahnelement 42 einen Zahnkopf 44 und einen Zahnhals 46. Der Zahnkopf 44 verhindert ein Abrutschen der Wicklungen 34 von dem Zahnelement 42. Ferner dient der Zahnkopf 44 zur optimalen Verteilung und Leitung des magnetischen Flusses. Der Zahnhals 46 ermöglicht ein Aufwickeln des Wicklungsleiters zumindest einer Wicklung 34 an dem Zahnelement 42. Der Zahnhals verbindet den Zahnkopf 44 mit dem Basiselement 48. An einem Wicklungsträger 32 können beliebig viele Wicklungen 34 ausgebildet, angeordnet oder aufgewickelt sein.According to one embodiment of the invention comprises at least one toothed element 42 a tooth head 44 and a tooth neck 46 , The tooth head 44 prevents the windings from slipping off 34 from the toothed element 42 , Furthermore, the tooth head is used 44 for optimal distribution and conduction of the magnetic flux. The neck of the tooth 46 allows winding of the winding conductor at least one winding 34 on the toothed element 42 , The tooth neck connects the tooth tip 44 with the base element 48 , On a winding carrier 32 can have as many windings 34 be formed, arranged or wound up.
Erfindungsgemäß weist die elektrische Maschine 1 eine Vielzahl von Verbindungsstellen 50 auf. Die Verbindungsstellen 50 sind in 1 beispielhaft als kleine Kreise angedeutet. Die Verbindungsstellen 50 verhindern oder beschränken eine relative Bewegung der einzelnen Bleche 40 zueinander. Eine einzelne Verbindungsstelle 50 verbindet mehrere, jedoch nicht alle Bleche 40 des Blechpakets 30 miteinander. Die Verbindung der Bleche 40 durch die Verbindungsstelle 50 minimiert eine relative Bewegung der Bleche 40. Eine Verbindungsstelle 50 verbindet eine Mehrzahl aneinander angrenzender Bleche 40, wobei die Mehrzahl der miteinander verbundenen Bleche 40 einer Verbindungsstelle 50 kleiner als die Gesamtzahl der Bleche 40 des Blechpakets 30 ist. Die Verbindungsstellen 50 verbinden einen Teil der Bleche 40 des Blechpakets 30. Insbesondere verbindet eine Verbindungsstelle 50 zwei oder mehr, jedoch nicht alle Bleche 40 des Blechpakets 30, vorzugsweise zwei Bleche 40. Unter Verbinden ist insbesondere eine mechanische Verbindung zu verstehen, wobei die mechanische Verbindung eine relative Bewegung, insbesondere in Umfangsrichtung, Axialrichtung oder in Radialrichtung, der durch eine Verbindungsstelle 50 miteinander verbundenen Bleche 40 verhindert und/oder beschränkt. According to the invention, the electric machine 1 a variety of connection points 50 on. The connection points 50 are in 1 exemplified as small circles. The connection points 50 Prevent or limit relative movement of the individual sheets 40 to each other. A single connection point 50 connects several, but not all sheets 40 of the laminated core 30 together. The connection of the sheets 40 through the connection point 50 minimizes relative movement of the sheets 40 , A connection point 50 connects a plurality of adjacent sheets 40 , wherein the majority of the interconnected sheets 40 a connection point 50 smaller than the total number of sheets 40 of the laminated core 30 is. The connection points 50 connect a part of the sheets 40 of the laminated core 30 , In particular, a connection point connects 50 two or more, but not all sheets 40 of the laminated core 30 , preferably two sheets 40 , By connecting is meant in particular a mechanical connection, wherein the mechanical connection is a relative movement, in particular in the circumferential direction, axial direction or in the radial direction, by a connection point 50 interconnected sheets 40 prevented and / or restricted.
Die Verbindungsstellen 50 sind insbesondere zur Erhöhung der axialen Steifigkeit im Bereich der Wicklungsträger 32 des Blechpakets 30 ausgebildet. Durch die Ausbildung der Verbindungsstellen im Bereich der Wicklungsträger 32 des Blechpakets 30 ist die Stabilität des Blechpakets 30 und damit der elektrischen Maschine 1 verbessert.The connection points 50 are in particular for increasing the axial rigidity in the area of the winding carriers 32 of the laminated core 30 educated. Due to the formation of the connection points in the area of the winding carriers 32 of the laminated core 30 is the stability of the laminated core 30 and thus the electric machine 1 improved.
Die Verbindungsstellen 50 sind in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine 1 versetzt zueinander angeordnet, insbesondere ausgebildet. Vorzugsweise verbindet bzw. verknüpft eine Verbindungsstelle 50 nur zwei bis fünf, insbesondere zwei Bleche 40 miteinander. Ferner sind die Verbindungsstellen 50 jeweils um einen Wicklungsträger 32 je Blech 40 verschoben ausgebildet. Hierdurch wird die mechanische Steifigkeit des Blechpakets 30 zusätzlich verbessert bzw. erhöht. Die Verbindungsstellen 50 eines Blechs 40 können sich in Umfangsrichtung wiederholen. Insbesondere entspricht der Abstand der in Umfangsrichtung benachbarten Verbindungsstellen 50 eines Blechs 40 dem Abstand von mindestens n·2, insbesondere einem vielfachen von zwei, vorzugsweise zwei, vier, sechs, acht oder zehn Polen des Rotors. In der hierbei entstehenden elektrischen Schleife 60 ist der eingeschlossene magnetische Fluss 0. Vorzugsweise wiederholen sich die Verbindungsstellen 50 im Abstand von zwei oder mehr Wicklungsträgern 32. Die Wiederholung der Verbindungsstellen 50 in Umfangsrichtung, insbesondere einer Blechlage, bzw. eines Blechs 40, ist abhängig von den Polen des Rotors 26. Vorteilhaft entspricht der Abstand von zwei Wicklungsträgern 32 mit Verbindungsstelle in einer Blechlage, bzw. einem Blech 40 mindestens dem Abstand von zwei Polen oder einem geradzahligen Vielfachen des Abstands von zwei Polen. The connection points 50 are in the circumferential direction of the electric machine 1 offset from one another, in particular formed. Preferably, a connection point connects or links 50 only two to five, especially two sheets 40 together. Furthermore, the connection points 50 in each case around a winding carrier 32 each sheet 40 moved trained. As a result, the mechanical rigidity of the laminated core 30 additionally improved or increased. The connection points 50 a sheet 40 can be repeated in the circumferential direction. In particular, the distance corresponds to the circumferentially adjacent connection points 50 a sheet 40 the distance of at least n · 2, in particular a multiple of two, preferably two, four, six, eight or ten poles of the rotor. In the resulting electrical loop 60 is the trapped magnetic flux 0. Preferably, the junctions repeat 50 at a distance of two or more winding carriers 32 , The repetition of the joints 50 in the circumferential direction, in particular a sheet metal layer, or a sheet 40 , depends on the poles of the rotor 26 , Advantageously, the distance corresponds to two winding carriers 32 with junction in a sheet metal layer, or a sheet metal 40 at least the distance of two poles or an even multiple of the distance of two poles.
Die Verbindungsstellen 50 stellen einen Kraftschluss und/oder Formschluss zwischen den durch sie verbundenen Blechen 40 her. Der Kraft- und/oder Formschluss verhindert eine relative Bewegung in Radialrichtung, Axialrichtung oder Umfangsrichtung der durch die Verbindungsstelle 50 verbundenen Bleche 40. Die Verbindungstellen 50 werden insbesondere durch Verformung der Bleche 40 gebildet. The connection points 50 provide a traction and / or positive connection between the sheets connected by them 40 ago. The positive and / or positive locking prevents relative movement in the radial direction, axial direction or circumferential direction through the connection point 50 connected sheets 40 , The connection points 50 in particular by deformation of the sheets 40 educated.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Verbindungsstellen 50 durch ein Ausformung/ Ausnehmung, insbesondere einem Loch, in mindestens einem ersten Blech 40 und eine Erhebung in mindestens einem zweiten Blech 40 gebildet. Ferner sind die Verbindungsstellen 50 durch Verformung der Bleche 40 gebildet.According to one embodiment of the invention, the connection points 50 by a formation / recess, in particular a hole, in at least one first sheet 40 and a survey in at least a second sheet 40 educated. Furthermore, the connection points 50 by deformation of the sheets 40 educated.
Gemäß einer Weiterbildung ist mindestens eine Verbindungsstelle durch Punktschweißen, Strom/Laserschweißen oder Plasmaschweißen gebildet.According to a development, at least one connection point is formed by spot welding, current / laser welding or plasma welding.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Verbindungsstelle 50 durch einen Stanzbiegeprozess eines Teils der Bleche 40 erreicht werden. Hierbei wird eine Verbindungsstelle 50, über die ein Teil der Bleche 40 miteinander verbunden werden, durch ein Stanzbiegeverfahren erzeugt. Die Verformung durch das Stanzbiegeverfahren erzeugt einen Formschluss zwischen dem Teil der Bleche 40, die über die Verbindungsstelle miteinander verbunden sind. Der Formschluss verhindert und/oder beschränkt eine relative Bewegung der Bleche 40 in radialer oder Umfangsrichtung According to one embodiment of the invention, a connection point 50 by a stamping bending process of a part of the sheets 40 be achieved. This will be a connection point 50 about which part of the sheets 40 interconnected, produced by a stamping bending process. The deformation by the stamping bending process creates a positive connection between the part of the sheets 40 , which are connected to each other via the connection point. The positive locking prevents and / or limits a relative movement of the sheets 40 in the radial or circumferential direction
In 2 und 3 sind eine erste und eine zweite Ausführungsform dargestellt. Beispielhaft weist das Blechpaket 30 acht aneinander angeordneter Bleche 40a–40h auf. Auch sind zur vereinfachten Darstellung in 2 und 3 nur sieben der in 1 gezeigten zwölf Wicklungsträger 32a–32g dargestellt. Die Wicklungsträger 32 sind entsprechen 1 mit den Nummern 32a–32g durchnummeriert. Gemäß der ersten Ausführungsform verbindet eine Verbindungsstelle 50 jeweils nur zwei Bleche 40 miteinander, insbesondere durch Verknüpfung, vorzugsweise durch mechanische Verbindung. In 2 and 3 a first and a second embodiment are shown. By way of example, the laminated core 30 eight sheets arranged side by side 40a - 40h on. Also, for simplified illustration in 2 and 3 only seven of the 1 shown twelve winding carrier 32a - 32g shown. The winding carriers 32 are corresponding 1 with the numbers 32a - 32g numbered. According to the first embodiment, a connection point connects 50 only two sheets each 40 with each other, in particular by linking, preferably by mechanical connection.
In der ersten Ausführungsform gemäß 2 sind jeweils zwei oder mehr, jedoch nicht alle Bleche 40, hier beispielhaft zwei Bleche 40, über Verbindungsstellen 50 miteinander verbunden. Die Verbindungsstellen 50 sind hierbei in Umfangsrichtung um zwei Wicklungsträger 32 versetzt zueinander ausgebildet. Die Verbindungsstelle 50 verursacht eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Blechen 40, die durch die Verbindungsstelle 50 miteinander verbunden sind. Durch die Anordnung der Verbindungsstellen 50 dergestalt, dass der Abstand dem von zwei Polen des Rotors entspricht, ist der durch die entstehende Schleife 60 eingeschlossene magnetische Fluss Null und dadurch auch der in der Schleife 60 induzierte Strom. Der beispielhafte in 2 dargestellte Strom verläuft in den Blechen 40c und 40d sowie zwischen den Wicklungsträgern 32b bis 32e. Durch die Verteilung der Verbindungsstellen auf alle Wicklungsträger 32 wird eine mechanische Stabilität aller Wicklungsträger erzielt. Insbesondere sind die Wicklungsträger auf eine Vielzahl von Wicklungsträger 32 bzw. über das Blechpaket 30 verteilt.In the first embodiment according to 2 are two or more, but not all sheets 40 , here by way of example two sheets 40 , via junctions 50 connected with each other. The connection points 50 are in the circumferential direction by two winding carrier 32 offset from one another. The connection point 50 causes an electrical connection between the two sheets 40 passing through the junction 50 connected to each other. By the arrangement of the connection points 50 such that the distance corresponds to that of two poles of the rotor is that caused by the resulting loop 60 included magnetic flux zero and therefore also in the loop 60 induced current. The exemplary in 2 shown current runs in the sheets 40c and 40d as well as between the winding carriers 32b to 32e , By distributing the connection points to all the winding carriers 32 a mechanical stability of all winding carriers is achieved. In particular, the winding carriers are on a plurality of winding carriers 32 or over the laminated core 30 distributed.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind alle Bleche durch Verbindungsstellen 50 verbunden. Auch hier verbindet beispielhaft jede Verbindungsstelle 50 nur zwei Bleche 40 miteinander. Insbesondere sind Blech 40a und Blech 40b an dem Wicklungsträger 32a miteinander verbunden. Blech 40b und Blech 40c sind an dem Wicklungsträger 32b und Blech 40c und Blech 40d sind an dem Wicklungsträger 32c usw. miteinander verbunden. Bei dieser Ausführungsform werden durch die Verbindungsstellen 50 elektrische Verbindungen zwischen den Blechen 40 verursacht die einen Stromfluss ermöglichen. Durch Anordnung der Verbindungsstellen 50 dergestalt, dass der Abstand der Verbindungsstellen 50 dem Abstand einer geraden Anzahl von zwei Polen entspricht, ist der umschlossene magnetische Fluss Null und dadurch der induzierte Strom 60 ebenfalls Null. Durch die Verteilung der Verbindungsstellen 50 auf alle Wicklungsträger 32 wird eine mechanische Stabilität aller Wicklungsträger 32 erzielt.In 3 another embodiment is shown. In this embodiment, all sheets are through joints 50 connected. Here, too, connects each connection point by way of example 50 only two sheets 40 together. In particular, sheet metal 40a and tin 40b on the winding carrier 32a connected with each other. sheet 40b and tin 40c are on the winding carrier 32b and tin 40c and tin 40d are on the winding carrier 32c etc. connected together. In this embodiment, through the joints 50 electrical connections between the sheets 40 causing a flow of electricity. By arranging the connection points 50 such that the distance between the joints 50 equal to the distance of an even number of two poles, the enclosed magnetic flux is zero and thereby the induced current 60 also zero. By distributing the joints 50 on all winding carriers 32 becomes a mechanical stability of all winding carriers 32 achieved.
In beiden Ausführungsformen sind je Wicklungsträger 32 in axialer Richtung mehrere Verbindungselemente 50 ausgebildet. Beispielhaft weist in 2 der erste Wicklungsträger 32a, der vierte Wicklungsträger 32d und der Wicklungsträger 32g zwei Verbindungselemente 50 auf. In 3 weist jeder Wicklungsträger 32 zwei bis drei Verbindungsstellen 50 auf. Die Verbindungsstellen 50 sind in oder entgegen der axialen Richtung der elektrischen Maschine 1 zueinander beabstandet ausgebildet. Vorzugsweise sind die Verbindungsstellen 50 entlang der Rotorachse gleichmäßig beabstandet zueinander ausgebildet.In both embodiments, each winding carrier 32 in the axial direction a plurality of connecting elements 50 educated. By way of example, in FIG 2 the first winding carrier 32a , the fourth winding carrier 32d and the winding carrier 32g two connecting elements 50 on. In 3 points each winding carrier 32 two to three connection points 50 on. The connection points 50 are in or against the axial direction of the electric machine 1 formed spaced apart. Preferably, the connection points 50 along the rotor axis uniformly spaced from each other.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind je Wicklungsträger 32 zwei oder mehr Verbindungsstellen 50 ausgebildet. According to one embodiment of the invention are each winding carrier 32 two or more connection points 50 educated.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zwei Verbindungsstellen 50 in Umfangsrichtung um mindestens einen Wicklungsträger 32 und in axialer Richtung um mindestens eine Blechlage versetzt ausgebildet. Hierdurch ist eine erhöhte Stabilität des Blechpakets 30 möglich und es wird eine verbesserte Minimierung der Wirbelströme erreicht.According to one embodiment of the invention, two connection points 50 in the circumferential direction about at least one winding carrier 32 and formed offset in the axial direction by at least one sheet metal layer. This results in an increased stability of the laminated core 30 possible and it is achieved an improved minimization of the eddy currents.
Vorzugsweise weisen die Verbindungstellen 50 eines Blechs 40 mindestens einen elektrischen Versatz von 360° auf. Auch weisen die Verbindungsstellen 50 eines Blechs 40 mindestens eine Abstand, der einer geraden Anzahl von Polen entspricht, auf. Preferably, the connection points 50 a sheet 40 at least one electrical offset of 360 °. Also have the connection points 50 a sheet 40 at least one distance corresponding to an even number of poles.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind jeweils die Hälfte aller Bleche 40 des Blechpakets 30 über mindestens eine Verbindungsstelle miteinander verbunden. Die andere Hälfte der Bleche 40 des Blechpakts 30 sind über mindestens eine weitere Verbindungsstelle 50 miteinander verbunden. Die beiden Blechpakthälften sind zueinander verdreht.According to one embodiment of the invention, each half of all sheets 40 of the laminated core 30 connected by at least one connection point. The other half of the sheets 40 of the Blechpakts 30 are via at least one other connection point 50 connected with each other. The two sheet pact halves are twisted to each other.
Die elektrische Maschine 1 wird insbesondere als Antrieb eines Kühlgebläses verwendet. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine 1 als Elektromotor ausgebildet, wobei der Elektromotor ein Verbrennungsmotorkühlgebläse antreibt. Die elektrische Maschine kann jedoch auch in einer Pumpe, insbesondere einer Kühlflüssigkeitspumpe, oder einer Innenraum Lüftungsanlage eines Fahrzeugs eingesetzt werden.The electric machine 1 is used in particular as a drive of a cooling fan. Preferably, the electric machine 1 designed as an electric motor, wherein the electric motor drives an engine cooling fan. However, the electric machine can also be used in a pump, in particular a coolant pump, or an interior ventilation system of a vehicle.
