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Die Erfindung betrifft ein Blech zur Bildung eines Blechpaketes für einen Rotor einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Asynchronmaschine, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass im Rotor einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Asynchronmaschine, beim Betrieb Verluste entstehen, die zu einer Erwärmung und durch somit einzuhaltende Temperaturgrenzen für eine Dauerhaltbarkeit zu einer thermischen Begrenzung der Dauerleistung der elektrischen Maschine führen. Das Abführen dieser Wärme aus dem Rotor ist technologisch schwierig und erfolgt im Stand der Technik typischerweise über die Rotorwelle und die thermisch empfindlichen Lager. Alternative Kühlkonzepte, wie beispielsweise durch eine Innenkühlung der Rotorwelle oder eine Zwangskühlung durch Lüfterräder, sind im Stand der Technik zwar beschrieben, jedoch stets mit hohem fertigungstechnischem Aufwand beziehungsweise zusätzlichen Verlusten verbunden. Für den Betrieb und die Wirtschaftlichkeit einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Asynchronmaschine, ist es daher von großer Bedeutung, die Rotorverluste insgesamt so gering wie möglich zu halten.
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Eine Art von Verlusten stellen die Stromwärmeverluste, insbesondere in den leitfähigen Gebieten der Nuten oder am Kurzschlussring des Kurzschlusskäfigs, dar. Diese Stromwärmeverluste im Rotorkäfig entstehen durch die darin fließenden Rotorströme innerhalb einzelner Kurzschlussstäbe sowie der Kurzschlussringe. Aus verschiedenen Veröffentlichungen und Messungen ist bekannt, dass im Rotor zusätzlich Stromwärmeverluste auftreten, die nicht alleine durch den im Rotor fließenden Strom und den Gleichstromwiderstand des Rotorkäfigs erklärt werden können. Nach dem Stand der Technik werden die Zusatzverluste pauschal durch einen Zuschlagsfaktor berücksichtigt, der naturgemäß keine Auskunft über die tatsächliche Ausbringung und Verteilung im Rotor gibt. Diese zusätzlichen Verluste zeigen sich als Resultat einer Erhöhung des effektiven Widerstands des Rotors in Folge von Stromverdrängungseffekten und zusätzlich auftretenden Wirbelströmen durch in den Rotor einstreuende magnetische Wechselfelder..
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DE 10 2010 043 384 A1 versucht beispielsweise die elektrischen Verluste durch eine spezielle Geometrie eines Käfigläufers zu verringern. Dabei ist ein Streuschlitz vorgesehen, der eine Nut radial nach außen offen ausbildet, sodass diese mit dem Luftspalt zwischen Rotor und Stator in Verbindung steht. Bei einer derartigen Anordnung ergibt sich allerdings das Problem, dass die äußere Mantelfläche des Rotors Vertiefungen aufweist, die bei hohen Drehzahlen zu Geräuschanregungen und Zusatzverlusten durch zusätzliche Reibungsverluste der Luft-Strömung im Spalt führen können.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Blech für die Bildung eines Blechpaketes für einen Rotor derart weiterzubilden, dass Stromwärmeverluste gesenkt werden.
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Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Blech zur Bildung eines Blechpaketes für einen Rotor einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Asynchronmaschine, gelöst, das radial verlaufende Nuten zur Aufnahme von Kurzschlussstäben aufweist. Mindestens eine dieser Nuten weist ein erstes und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende radial gesehen weiter innen angeordnet ist als das zweite Ende. Das Blech umfasst ferner eine Ausnehmung, die im Vergleich zum zweiten Ende der Nut in einem weiter außenliegenden Bereich des Blechs angeordnet ist. Dabei ist die Ausnehmung in radialer Richtung mindestens einseitig geschlossen ausgebildet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Verluste durch elektromagnetische Einflüsse inhomogen verteilen. Insbesondere ist die Verlustleistungsdichte in der Nähe des Luftspaltes zwischen Rotor und Stator einer elektrischen Maschine erheblich größer als in den zur Rotorwelle orientierten, radial weiter innen liegenden Bereichen.
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Durch das Vorsehen einer Ausnehmung in einem Bereich, der in radialer Richtung weiter außen liegt als das radial äußere, zweite Ende der Nut, wobei die Ausnehmung mindestens einseitig geschlossen ausgebildet ist, wird leitfähiges Material in Luftspaltnähe entfernt, um den dort auftretenden Verlusten entgegen zu wirken. Insgesamt sind durch die Ausnehmung sowohl weniger Material des Blechs in Luftspaltnähe vorhanden als auch die Kurzschlussstäbe in den Nuten radial weiter nach innen verlagert. Dies führt zu einer Senkung der Stromwärmeverluste im Rotor um bis zu 60 % bei hohen Drehzahlen.
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Aufgrund der Tatsache, dass die Ausnehmung in radialer Richtung mindestens einseitig geschlossen ausgebildet ist, wird eine Verbindung zwischen Nut und Luftspalt vermieden. Dadurch wird eine unerwünschte Vertiefung in einer sonst ebenen Mantelfläche des Blechs vermieden, was sowohl Vorteile hinsichtlich der Akustik als auch des Wirkungsgrades mit sich bringt. Zu starke Vertiefungen, wie sie beispielsweise die oben genannte deutsche Patentanmeldung vorschlägt, führen bei hohen Drehzahlen zu Geräuschanregungen und Zusatzverlusten ausgelöst durch zusätzliche Reibungsverluste der Luftströmung in den Vertiefungen. Ferner können die so hergestellten Bleche, bzw. die damit ausgestatteten Elektromaschinen, nicht im Ölbad betrieben werden, um sie zu kühlen. Diese Nachteile treten bei der oben genannten erfindungsgemäßen Lösung nicht auf, da die Ausnehmung in radialer Richtung mindestens einseitig geschlossen ausgebildet ist.
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Ein Blech im Sinne der Erfindung ist insbesondere scheibenförmig geformt. Es weist vor allem eine zylinderförmige Form mit einer im Vergleich zum Radius sehr geringen Dicke bzw. Höhe auf. Insbesondere weist das Blech eine Mantelfläche auf, die die radial äußerste Oberfläche bildet.
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Eine Nut ist insbesondere als längliche Ausnehmung im Blech ausgebildet. Dabei ist die Nut als ein Durchbruch durch das Blech in Dickenrichtung zu verstehen. Die Nut dient zur Aufnahme eines Kurzschlussstabes. Zwischen den Nuten eines Bleches sind Rotorzähne ausgebildet.
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Unter dem Begriff „Ausnehmung“ ist eine Lufttasche zu verstehen. Insbesondere ist die Ausnehmung als ein Durchbruch im Blech in Dickenrichtung zu verstehen. Die Ausnehmung ist in radialer Richtung mindestens einseitig geschlossen ausgebildet.
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Dies bedeutet, dass die Ausnehmung vom Blech in radialer Richtung des Bleches mindestens auf einer Seite der Ausnehmung begrenzt ist. Bevorzugterweise ist die Ausnehmung in radialer Richtung beidseitig geschlossen ausgebildet. Die Ausnehmung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, diese nicht mit einem elektrisch leitfähigem Material, insbesondere einem Kurzschlussstab, gefüllt ist.
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Insbesondere ist die Ausnehmung zwischen dem zweiten Ende der Nut und dem Luftspalt zwischen Rotor und Stator angeordnet. Der Luftspalt ist insbesondere zwischen innerer Mantelfläche des Stators und äußerer Mantelfläche des Rotors ausgebildet. Bei dem Rotor handelt es sich vor allem um einen Kurzschlussläufer einer Asynchronmaschine. Durch die Tatsache, dass die Ausnehmung in radialer Richtung mindestens einseitig geschlossen ist, besteht keine Verbindung zwischen Nut und Luftspalt. Die Ausnehmung verbindet somit die Nut und den Luftspalt zwischen dem Rotor und einem Stator der elektrischen Maschine nicht miteinander. So bleibt die Nut trotz Ausnehmung, die sich zwischen Nut und Luftspalt befindet, gegenüber dem Luftspalt abgeschlossen.
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Das Blech umfasst vor allem einen ersten Steg, der derart ausgebildet ist, dass dieser die Ausnehmung in radialer Richtung einseitig schließt. Der erste Steg ist somit vor allem zwischen Nut und Ausnehmung und/oder zwischen Ausnehmung und Luftspalt angeordnet. Der erste Steg verbindet vor allem benachbarte Rotorzähne, zwischen denen die Nut liegt, miteinander. Bei dem ersten Steg handelt es sich vor allem um einen sogenannten Streusteg. Dieser Name kommt dem Steg zugute, da er für einen unerwünschten magnetischen Streufluss zwischen den Rotorzähnen sorgt. Die naheliegende Lösung, basierend auf der oben genannten Erkenntnis, einen die Rotorzähne verbindenden Teil des Blechs dicker auszuführen, um das leitfähige Material radial nach innen zu versetzen, ist aus elektromagnetischen Gründen nachteilig, weil der stehende magnetische Streufluss Drehmoment und Leistung der elektrischen Maschine stark reduzieren würde. Durch eine erfindungsgemäße Ausführung ist das elektrisch leitfähige Material radial nach innen versetzt, wobei gleichzeitig ein unerwünschter magnetischer Streufluss vermieden wird.
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Insbesondere ist der erste Steg in radial äußerer Richtung direkt im Anschluss an das zweite Ende der Nut angeordnet. In anderen Worten bildet der erste Steg den Abschluss der Nut in radial äußerer Richtung und definiert somit dessen zweites Ende. Insbesondere weist der erste Steg ein erstes radial inneres Ende und ein zweites radial äußeres Ende auf. Dabei bestimmt das erste, radial innere Ende insbesondere das zweite Ende der Nut.
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Insbesondere ist die Ausnehmung ausschließlich einseitig in radialer Richtung geschlossen ausgebildet.
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Bei einer Position des ersten Steges direkt im Anschluss an das zweite Ende der Nut ist die Ausnehmung somit radial nach innen geschlossen ausgebildet. Radial nach außen ist die Ausnehmung insbesondere nicht geschlossen ausgebildet, sodass die Ausnehmung in unmittelbarer Verbindung mit dem Luftspalt steht. In anderen Worten bildet in einem solchen Fall eine radial äußere Fläche des Steges eine Vertiefung in der Mantelfläche des Bleches.
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Vorteilhafterweise weist das Blech zumindest in einem der Nut zugeordnetem Kreissegment, vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs des Blechs, eine ebene, insbesondere geschlossene, Mantelfläche, auf. In anderen Worten weist die Mantelfläche des Bleches in diesem Bereich einen konstanten Radius auf. Dies heißt, dass die Mantelfläche keine Vertiefungen oder Erhöhungen aufweist. Der erste Steg ist vorzugsweise derart angeordnet, dass eine radial äußere Fläche des Steges, die an seinem zweiten Ende angeordnet ist, einen Teil dieser ebenen Mantelfläche bildet, sodass Reibung und Geräuschanregungen minimiert werden. Dies macht das Blech geeignet für einen Einsatz in einem Fahrzeug, insbesondere einem PKW, da insbesondere dort die Anforderungen an Akustik und Wirkungsgrad durch die hohen Drehzahlen besonders hoch sind.
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Insbesondere ist die gesamte Mantelfläche des Blechs eben ausgebildet und weist somit keine Erhöhungen oder Vertiefungen auf. Dies hat vor allem den Vorteil, dass es bei hohen Drehzahlen zu keinen Geräuschanregungen oder Zusatzverlusten durch zusätzliche Reibungsverluste in den Unebenheiten kommt.
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Insbesondere ist die Ausnehmung in einer axialen Draufsicht auf das Blech im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Die Ausnehmung weist vor allem eine Breite in radialer Richtung des Blechs und eine dazu senkrecht ausgebildete Länge auf. Dabei entspricht die Länge der Ausnehmung vor allem 30 % bis 100 %, bevorzugterweise 40 % bis 80 %, der maximalen Breite der Nut.
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Ferner kann die Ausnehmung in einer axialen Draufsicht auf das Blech im Wesentlichen dreieckig ausgebildet sein. Insbesondere verjüngt sich die Ausnehmung vom zweiten, radial äußeren Ende in Richtung des ersten, radial inneren Endes. In anderen Worten nimmt die Ausdehnung der Nut in eine Richtung, die senkrecht zur radialen Richtung steht, in radial nach innen gerichteter Richtung ab. Insbesondere verjüngt sich die Ausnehmung weitgehend konisch. Vor allem entspricht eine Ausdehnung der Ausnehmung am ersten Ende höchstens 60 %, ferner bevorzugt höchstens 50 %, ferner bevorzugt höchstens 30 %, der Ausdehnung der Ausnehmung am ersten Ende.
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Besonders vorteilhaft weist das Blech sowohl einen ersten Steg auf, der sich direkt im Anschluss an das zweite Ende der Nut anschließt, als auch einen zweiten Steg, der derart angeordnet ist, dass eine radial äußere Fläche des zweiten Steges einen Teil der Mantelfläche des Bleches bildet, wobei die Mantelfläche zumindest in einem der Nut zugeordnetem Kreissegment des Blechs eben ausgebildet ist. In anderen Worten ist die Ausnehmung in radialer Richtung beidseitig geschlossen. Während der erste Steg die Ausnehmung radial nach innen abschließt, begrenzt der zweite Steg die Ausnehmung radial nach außen. Im Detail weist der zweite Steg ein erstes, radial inneres Ende und ein zweites, radial äußeres Ende auf. Das erste radial innere Ende begrenzt die Ausnehmung und bildet dessen zweites, radial äußeres Ende.
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Insbesondere entsteht durch die oben beschriebene Ausführung eine ebene Mantelfläche des Blechs, die keine Erhebungen oder Vertiefungen aufweist, sodass Reibung und Geräuschanregungen minimiert werden, wobei gleichzeitig der Raum, das heißt die Ausnehmung, zwischen dem ersten Steg und dem zweiten Steg offen bleibt, um somit einen unerwünschten magnetischen Streufluss zwischen den einzelnen Rotorzähnen zu vermeiden.
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Insbesondere weist das Blech mindestens drei Wandabschnitte auf, die die Ausnehmung begrenzen und somit definieren. Es handelt es sich vor allem um einen ersten Wandabschnitt und/oder zweiten Wandabschnitt, die von einem ersten oder einem zweiten Steg gebildet werden, und zwei weitere Wandabschnitte, einen dritten Wandabschnitt und einen vierten Wandabschnitt, die zum ersten und/oder zum zweiten Wandabschnitt in einem Winkel, vor allem rechten Winkel, stehen.
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Vorteilhafterweise umfasst das Blech vier Wandabschnitte, wobei der zweite Wandabschnitt dem ersten Wandabschnitt und der dritte Wandabschnitt dem vierten Wandabschnitt gegenübersteht.
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Benachbarte Wandabschnitte gehen in Übergangsbereichen ineinander über. Insbesondere sind die Übergangsbereiche zwischen benachbarten Wandabschnitten gerundet ausgebildet, vor allem die radial innen liegenden Übergangsbereiche, die vorzugsweise zwischen dem ersten Wandabschnitt und dem dritten Wandabschnitt und zwischen dem ersten Wandabschnitt und dem vierten Wandabschnitt liegen. Abgerundete Übergangsbereiche bedeuten insbesondere, dass diese keine Ecken oder Kanten aufweisen. Insbesondere sind sämtliche Übergangsbereiche zwischen sämtlichen benachbarten Wandabschnitten gerundet ausgebildet.
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Bei hohen Drehzahlen wird das in den Rotornuten angeordnete Material aufgrund von Fliehkräften nach außen gedrückt und übt mechanischen Druck auf das Blech aus, insbesondere auf den Bereich, in dem die Ausnehmung angeordnet ist. Bei nicht abgerundeten Übergangsbereichen entstehen in den Eckbereichen eines innenliegenden Steges aufgrund von Kerbwirkung erhöhte mechanische Spannungen, die zu einem strukturmechanischen Versagen führen können. Durch eine gerundete Ausbildung der Übergangsbereiche zwischen den Wandabschnitten werden die mechanischen Spannungen signifikant reduziert, und die vorgenannten Nachteile können vermieden werden.
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Bei einer Anordnung lediglich eines ersten Steges, und zwar derart, dass seine radial äußere Fläche einen Teil einer ebenen Mantelfläche des Bleches bildet, ist die Ausnehmung radial nach außen geschlossen ausgebildet, radial nach innen allerdings nicht. Eine derartige Anordnung ist vor allem aus elektromagnetischer Sicht vorteilhaft, wobei dennoch eine ebene Mantelfläche gewährleistet ist. Dennoch müssen die Kurzschlussstäbe bei hoher Drehzahl weiterhin in ihrer Position gehalten werden. Dafür bietet sich insbesondere eine Geometrie der Ausnehmung an, in der sich diese von radial außen nach radial innen verjüngt. Dadurch wird gesorgt, dass das in den Nuten befindliche Material durch die Fliehkräfte ausreichend Abstützung durch das Blech findet.
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Vorteilhafterweise weist das Blech in jeweils einem radial äußeren Bereich sämtlicher Nuten eine wie oben beschriebene Ausnehmung auf. Ferner sind insbesondere sämtliche Bleche des Blechpaketes wie oben beschrieben ausgebildet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Blechpaket für einen Rotor, insbesondere auf einen Rotor, und ferner bevorzugt auf eine elektrische Maschine, vor allem eine Asynchronmaschine.
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In einem weiteren Aspekt behandelt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Asynchronmaschine, die sich durch das Paketieren von mehreren oben beschriebenen Blechen, deren axiale Ausrichtung zur Bildung eines Blechpaketes und das Einsetzen von Kurzschlussstäben in die Nuten der Bleche oder das Eingießen eines Materials zur Bildung von Kurzschlussstäben auszeichnet. Bei dem Paketieren von mehreren Blechen werden diese insbesondere in axialer Richtung aufeinander gestapelt, wobei diese derart angeordnet werden, dass deren Nuten übereinander liegen. Die in Bezug auf ein Blech gesehenen radial verlaufenden Nuten bilden in Zusammenhang mit mehreren Blechen somit einen longitudinalen Durchbruch des so gebildeten Blechpaketes, in die bereits gefertigte Kurzschlussstäbe, insbesondere aus leitfähigem Material, wie bspw. aus Kupfer oder Aluminium, eingesetzt werden können, oder in die flüssiges Kupfermaterial zur Bildung von Kurzschlussstäben eingegossen werden kann. Beim Eingießen von Kupfermaterial ist es vorteilhaft, dass sich der erste Steg direkt im Anschluss an das zweite Ende der Nut anschließt, sodass ein Ausfließen des Materials verhindert wird.
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Figurenliste
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine axiale Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Blech;
- 2 eine axiale Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Blech;
- 3 eine axiale Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Blech; und
- 4 eine axiale Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Blech.
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1 zeigt eine axiale Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Blech (100), das Teil eines Rotors (200) einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Asynchronmaschine, ist. Ferner ist in 1 ein Teil des Stators (300) der elektrischen Maschine in Schnittdarstellung zu sehen. Der Rotor (200) ist im Inneren des Stators (300) angeordnet, wobei sich zwischen dem Rotor (200) und dem Stator (300) ein Luftspalt (400) befindet.
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Das Blech (100) ist zylinderförmig ausgebildet und weist an seiner radial äußeren Fläche eine Mantelfläche (100b) auf. Die Mantelfläche (100b) ist dem Stator (300) und somit dem Luftspalt (400) zugewandt. Das Blech (100) weist eine Vielzahl von Nuten (10) auf, die sich in radialer Richtung erstrecken. Die Nuten (10) weisen ein erstes Ende (10a) und ein zweites Ende (10b) auf, wobei das erste Ende (10a) im Vergleich zum zweiten Ende (10b) radial weiter innen liegt. Ferner weisen die Nuten (10) ein drittes Ende (10c) und ein viertes Ende (10d) auf. Die Nuten (10) befinden sich jeweils zwischen zwei Rotorzähnen (11) des Blechs (100) bzw. des Rotors (200). Im Inneren der Nut (10) ist ein Kurzschlussstab (15) angeordnet.
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In einem Bereich (100a) des Blechs (100), der radial weiter außen liegt als das zweite Ende (10b) der Nut (10), der jedoch radial weiter innen liegt als der Luftspalt (400) zwischen dem Rotor (200) und dem Stator (300), ist eine Ausnehmung (14) angeordnet. Die Ausnehmung (14) ist als ein Durchbruch in Dickenrichtung des Blechs (100) ausgebildet, wobei sich die Dickenrichtung in die Zeichenebene der 1 erstreckt.
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In radialer Richtung ist die Ausnehmung (14) einseitig, und zwar zur Nut (10) hin, geschlossen ausgebildet. Zwischen der Nut (10) und der Ausnehmung (14) ist ein erster Steg (12) des Blechs (100) ausgebildet, der die Nut (10) und die Ausnehmung (14) voneinander trennt. Der erste Steg (12) weist ein erstes Ende (12a) auf, das gleichzeitig die Nut (10) an ihrem zweiten Ende (10b) begrenzt. Ferner weist der erste Steg (12) ein zweites Ende (12b) auf, wobei das zweite Ende (12b) radial weiter außen liegt als das erste Ende (12a). Das zweite Ende (12b) des ersten Stegs (12) begrenzt die Ausnehmung (14).
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Zur Bildung der Ausnehmung (14) weist das Blech (100) eine Vielzahl von Wandabschnitten (100c, 100e, 100f) auf. Ein erster Wandabschnitt (100c) bildet sowohl das zweite Ende (12b) des ersten Steges (12) als auch ein erstes, radial inneres Ende (14a) der Ausnehmung (14). Ein dritter Wandabschnitt (100e) und ein vierter Wandabschnitt (100f) sind benachbart zum ersten Wandabschnitt (100c) angeordnet und erstrecken sich senkrecht zu diesem. Der dritte Wandabschnitt (100e) bildet ein drittes Ende (14c) der Ausnehmung (14), während der vierte Wandabschnitt (100f) ein viertes Ende (14d) der Ausnehmung (14) bildet.
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Die Ausnehmung (14) steht in direktem Kontakt mit dem Luftspalt (400). Somit weist die Ausnehmung (14) ein zweites, radial äußeres Ende (14b) auf, bevor sich der Luftspalt (400) anschließt, allerdings ist dieses nicht baulich begrenzt. Die Mantelfläche (100b) des Blechs (100) ist aufgrund der Ausnehmungen (14) nicht eben ausgebildet.
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Die Übergangsbereiche (100g) zwischen benachbarten Wandabschnitten, d.h. zwischen dem dritten Wandabschnitt (100e) und dem ersten Wandabschnitt (100c) sowie zwischen dem vierten Wandabschnitt (100f) und dem zweiten Wandabschnitt (100c) sind eckig ausgebildet. Insbesondere sind die Wandabschnitte derart angeordnet, dass in den Übergangsbereichen (100g) ein rechter Winkel gebildet ist. Ferner können die Übergangsbereiche (100g) in der in 1 dargestellten Ausführungsform gerundet ausgebildet sein.
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In 2 ist eine axiale Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Blech (100) gezeigt. Die Ausführungsform der 2 ähnelt in vielen Aspekten der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist. Als Unterschied weist das Blech jedoch neben einem ersten Steg (12) einen zweiten Steg (13) auf. Der zweite Steg (13) ist insbesondere dünner ausgebildet als der erste Steg (12). Der zweite Steg (13) umfasst ein erstes Ende (13a), das der Ausnehmung (14) zugewandt ist und das zweite Ende (14b) der Ausnehmung (14) bildet, sowie ein zweites Ende (13b), das dem Luftspalt (400) zugewandt ist. Am zweiten Ende (13b) weist der zweite Steg (13) eine radial äußere Fläche (13c) auf. Die radial äußere Fläche (13c) bildet einen Teil der Mantelfläche (100b) des Blechs (100). Dabei ist der zweite Steg (13) derart angeordnet, dass die Mantelfläche (100b) umfassend die radial äußere Fläche (13c) des zweiten Stegs (13) einen konstanten Radius aufweist. Dies trifft zumindest in einem Kreissegment zu, in dem die Nut (10) angeordnet ist, insbesondere entlang des gesamten Umfangs des Blechs (100).
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Durch Vorsehung des zweiten Stegs (13) ist die Ausnehmung (14) in radialer Richtung beidseitig geschlossen ausgebildet. Insbesondere wird die Ausnehmung (14) in Richtung der Nut (10) durch den ersten Steg (12) begrenzt, während die Ausnehmung (14) in Richtung des Luftspalts (400) durch den zweiten Steg (13) begrenzt ist. Genauer begrenzt in radialer Richtung ein erster Wandabschnitt (100c), der das zweite Ende (12b) des ersten Steges bildet, die Ausnehmung (14), während ein zweiter Wandabschnitt (100d), der das erste Ende (13a) des zweiten Stegs (13) bildet, die Ausnehmung (14) radial nach außen begrenzt.
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In eine Richtung quer zur radialen Richtung begrenzen ein dritter Wandabschnitt (100e) und ein vierter Wandabschnitt (100f) die Ausnehmung (14). Die Übergangsbereiche zwischen benachbarten Wandabschnitten (100c, 100d, 100e, 100f) sind eckig ausgebildet, sodass die Ausnehmung (14) in der Draufsicht der 2 eine rechteckige Form aufweist. Die Ausnehmung (14) weist eine rechteckige Form auf, wobei sich die Breite in radialer Richtung erstreckt und die Länge senkrecht dazu.
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In 3 ist eine axiale Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blechs (100) gezeigt. 3 zeigt dabei lediglich das Blech (100) bzw. einen Teil des Rotors (200) einer elektrischen Maschine. Das Blech (100) der 3 ist analog zu dem Blech (100) der 2 ausgebildet. Als einziger Unterschied sind die Übergangsbereiche (100g) zwischen einigen benachbarten Wandabschnitten gerundet ausgebildet. Genauer sind die radial innenliegenden Übergangsbereiche (100g), in anderen Worten die Übergangsbereiche (100g) zum ersten Wandabschnitt (100c), gerundet ausgebildet. Im Detail ist der Übergangsbereich (100g) zwischen dem dritten Wandabschnitt (100e) und dem ersten Wandabschnitt (100c) sowie der Übergangsbereich (100g) zwischen dem vierten Wandabschnitt (100f) und dem ersten Wandabschnitt (100c) gerundet ausgebildet. Ferner ist in 3 die wesentlich größere Breite (12d) des ersten Steges (12) im Vergleich zur Breite (13d) des zweiten Steges (13) zu sehen.
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4 zeigt eine axiale Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Blech (100). Das Blech (100) ist in vielen Aspekten analog zur Ausführungsform der 2 ausgebildet. Insbesondere weist das Blech (100) einen ersten Steg (12) auf, der analog zum zweiten Steg (13) der 2 ausgeführt ist. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 2 weist das in 4 dargestellte Blech (100) allerdings keinen innen liegenden Steg auf. Somit ist die Ausnehmung (14) in radialer Richtung nur einseitig geschlossen ausgebildet. Und zwar schließt der erste Steg (12) die Ausnehmung (14) radial nach außen ab, während die Ausnehmung (14) an ihrem ersten Ende (14a) nicht abgeschlossen ist, sondern unmittelbar an die Nut (10) anschließt.
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Die Ausnehmung (14) verjüngt sich dabei von ihrem zweiten Ende (14b) in Richtung des ersten Endes (14a). Der dritte Wandabschnitt (100e) und der vierte Wandabschnitt (100f) sind somit in einem Winkel zum zweiten Wandabschnitt (100d) angeordnet, der von 90° abweicht. Insbesondere sind die Winkel derart gewählt, dass die Ausnehmung (14) in der Draufsicht der 4 im Wesentlichen dreieckig geformt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Blech
- 100a
- Bereich des Blechs
- 100b
- Mantelfläche
- 100c
- erster Wandabschnitt
- 100d
- zweiter Wandabschnitt
- 100e
- dritter Wandabschnitt
- 100f
- vierter Wandabschnitt
- 100g
- Übergangsbereich zwischen Wandabschnitten
- 10
- Nut
- 10a
- erstes Ende der Nut
- 10b
- zweites Ende der Nut
- 10c
- drittes Ende der Nut
- 10d
- viertes Ende der Nut
- 11
- Rotorzähne
- 12
- erster Steg
- 12a
- erstes Ende
- 12b
- zweites Ende
- 12c
- radial äußere Fläche
- 12d
- Breite
- 13
- zweiter Steg
- 13a
- erstes Ende
- 13b
- zweites Ende
- 13c
- radial äußere Fläche
- 13d
- Breite
- 14
- Ausnehmung
- 14a
- erstes Ende
- 14b
- zweites Ende
- 14c
- drittes Ende
- 14d
- viertes Ende
- 15
- Kurzschlussstab
- 200
- Rotor
- 300
- Stator
- 400
- Luftspalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010043384 A1 [0004]
