DE102021212090A1

DE102021212090A1 - Laminated core with peripheral distribution channel and stator

Info

Publication number: DE102021212090A1
Application number: DE102021212090.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Neukirchner; Thomas Birnbaum
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-04-27

Abstract

Um ein Blechpaket (10), insbesondere zum Ausbilden eines Stators (110) einer elektrischen Maschine (100), welcher einen umfangsseitig verlaufenden Verteilerkanal (130) aufweist, zu schaffen, welches ohne eine Pressfassung in einem Gehäuse (114) zum Verteilen eines Kühlmittels geeignet ist, wird vorgeschlagen, mindestens ein zweites Blech (22), welches abwechselnd mit einem in Umfangsrichtung (U) versetzten und gewendeten zweiten Blech (22) oder abwechselnd mit mindestens einem dritten Blech (23) positioniert ist, bereitzustellen, wobei in das mindestens eine zweite Blech (22) eine Vielzahl von zweiten Öffnungen (32) und/oder in das mindestens eine dritte Blech (23) eine Vielzahl von dritten Öffnungen (33) eingebracht ist, und wobei die zweiten Öffnungen (32) und die dritten Öffnungen (33) eine Ausdehnung (L) aufweisen, die mindestens zwei erste Öffnungen (31) zumindest bereichsweise überlagert.In order to create a laminated core (10), in particular for forming a stator (110) of an electrical machine (100), which has a peripheral distribution channel (130), which is suitable for distributing a coolant without a press fitting in a housing (114). is proposed to provide at least one second metal sheet (22), which is positioned alternately with a second metal sheet (22) that is offset and turned in the circumferential direction (U) or alternately with at least one third metal sheet (23), with the at least one second metal sheet (22) has a multiplicity of second openings (32) and/or in the at least one third metal sheet (23) a multiplicity of third openings (33) are introduced, and wherein the second openings (32) and the third openings (33 ) have an extent (L) which at least partially overlaps at least two first openings (31).

Description

Die Erfindung betrifft ein Blechpaket, insbesondere zum Ausbilden eines Stators einer elektrischen Maschine, aufweisend mindestens zwei stirnseitig angeordnete erste Bleche, die einen Aufnahmeraum und eine Vielzahl von ersten Öffnungen aufweisen, wobei die ersten Öffnungen entlang einer Axialrichtung verlaufende Kühlkanäle ausbilden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem derartigen Blechpaket.The invention relates to a laminated core, in particular for forming a stator of an electrical machine, having at least two first laminations arranged on the front side, which have a receiving space and a multiplicity of first openings, the first openings forming cooling channels running in an axial direction. Furthermore, the invention relates to an electrical machine with such a laminated core.

Elektrische Maschinen weisen üblicherweise einen Stator auf, welcher als ein Blechpaket ausgestaltet ist und aus einer Vielzahl von Blechen zusammengesetzt ist. Bei besonders leistungsstarken elektrischen Maschinen ist eine Kühlung erforderlich. Diese wird in Form von Öffnungen oder Aussparungen in die jeweiligen Bleche eingebracht, die in einem zusammengesetzten Zustand Kühlmittelkanäle ausbilden.Electrical machines usually have a stator, which is designed as a stack of laminations and is composed of a large number of laminations. Cooling is required for particularly powerful electrical machines. This is made in the form of openings or recesses in the respective metal sheets, which form coolant channels when assembled.

Aus der DE 11 2011 103 343 T5 ist ein elektrisches Maschinenmodul mit einem Stator und einem Rotor bekannt. Der Stator ist als ein Blechpaket ausgestaltet, welcher eine Vielzahl von umfangsseitig verlaufenden Kühlkanälen umfasst. Die Kühlkanäle werden zwischen den radial außenseitig offenen Blechen des Stators und einem Statorgehäuse ausgebildet. Ein Öl als Kühlmittel wird radial außenseitig in die Kühlkanäle hineingeleitet. Auch die DE 11 2011 103 345 T5 beschreibt ein elektrisches Maschinenmodul mit einem als Blechpaket ausgestalteten Stator. Die jeweiligen Kühlkanäle weisen radial umlaufende Rippen auf und sind durch eine radial außenseitige Begrenzung des Statorgehäuses gebildet. Somit muss das Blechpaket in das Statorgehäuse hineingepresst oder gegenüber dem Statorgehäuse fluiddicht ausgeführt sein. Der Zulauf des Öls in den Kühlmittelkanal und der Ablauf des Öls aus dem Kühlmittelkanal erfolgt radial.From the DE 11 2011 103 343 T5 an electrical machine module with a stator and a rotor is known. The stator is designed as a laminated core which includes a large number of cooling channels running on the circumference. The cooling channels are formed between the laminations of the stator, which are open radially on the outside, and a stator housing. An oil as a coolant is fed radially on the outside into the cooling channels. Also the DE 11 2011 103 345 T5 describes an electrical machine module with a stator designed as a laminated core. The respective cooling channels have radially circumferential ribs and are formed by a radially outer boundary of the stator housing. The laminated core must therefore be pressed into the stator housing or be designed to be fluid-tight with respect to the stator housing. The oil feeds into the coolant channel and the oil drains out of the coolant channel radially.

In der US 8,492,952 B2 wird ebenfalls ein umlaufender Kühlmittelkanal zwischen dem Blechpaket des Stators und dem Statorgehäuse ausgebildet. Der Zulauf des Öls in den Kühlmittelkanal und der Ablauf des Öls aus dem Kühlmittelkanal erfolgt radial. Derartig ausgestaltete Blechpakete erfordern ebenfalls einen formschlüssigen oder kraftschlüssigen Verschluss durch das Statorgehäuse, um eine Leckage der Kühlmittelkanäle zu vermeiden. Des Weiteren ergeben sich durch eine derartige gepresste Bauweise des Stators zusätzliche Einschränkungen hinsichtlich der Geometrie des Stators und der Materialbelastung des Blechpakets und des Statorgehäuses, wodurch eine erhöhte mechanische Stabilität erforderlich ist.In the U.S. 8,492,952 B2 a circumferential coolant channel is also formed between the laminated core of the stator and the stator housing. The oil feeds into the coolant channel and the oil drains out of the coolant channel radially. Laminated cores configured in this way also require a positive or non-positive closure through the stator housing in order to prevent leakage of the coolant channels. Furthermore, such a pressed design of the stator results in additional restrictions with regard to the geometry of the stator and the material stress on the laminated core and the stator housing, which means that increased mechanical stability is required.

Die US 2014/0265662 A1 beschreibt weiterhin ein Blechpaket für einen Stator, welcher axial verlaufende Kühlmittelkanäle aufweist. Zwischen mehreren Kühlmittelkanälen erstrecken sich umfangsseitig verlaufende Mikrokanäle, die durch Aussparungen in den Blechen des Blechpakets gebildet sind. Die axial verlaufenden Kühlmittelkanäle sind als Verteilerkanäle für die Mikrokanäle ausgebildet. Derartig ausgebildete Kühlmittelkanäle erfordern jedoch einen stirnseitigen Zugang, welcher räumlich durch die Wickelköpfe der Statorwicklungen begrenzt ist, wodurch das Design der Wickelköpfe limitiert und eine Wickelkopfkühlung beeinträchtigt wird.The US 2014/0265662 A1 also describes a laminated core for a stator, which has axially running coolant channels. Microchannels which run on the peripheral side and are formed by recesses in the laminations of the laminated core extend between a plurality of coolant ducts. The coolant channels running axially are designed as distribution channels for the microchannels. However, coolant ducts designed in this way require access at the front, which is spatially limited by the winding overhangs of the stator windings, as a result of which the design of the winding overhangs is limited and winding overhang cooling is impaired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blechpaket mit einem umfangsseitig verlaufenden Verteilerkanal zu schaffen, welches ohne eine Pressfassung des Blechpakets in ein Gehäuse zum Verteilen eines Kühlmittels geeignet ist.The invention is based on the object of creating a laminated core with a peripheral distribution channel which is suitable for distributing a coolant without the laminated core being pressed into a housing.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Blechpaket, insbesondere zum Ausbilden eines Stators einer elektrischen Maschine, bereitgestellt. Das Blechpaket kann die Kühlung des Stators der elektrischen Maschine, beispielsweise im Traktionsantrieb eines Kraftfahrzeugs, ermöglichen.According to one aspect of the invention, a laminated core is provided, in particular for forming a stator of an electrical machine. The laminated core can allow the stator of the electrical machine to be cooled, for example in the traction drive of a motor vehicle.

Das Blechpaket weist mindestens zwei stirnseitig angeordnete erste Bleche auf, die einen Aufnahmeraum und eine Vielzahl von ersten Öffnungen aufweisen. Der Aufnahmeraum dient zum Aufnehmen von einem Rotor. Darüber hinaus können abhängig vom Stator-Design auch Statorwicklungen in den Aufnahmeraum hineinragen oder durch den Aufnahmeraum verlaufen. Die ersten Öffnungen bilden entlang einer Axialrichtung verlaufende Kühlkanäle aus.The stack of laminations has at least two first laminations which are arranged on the face side and have a receiving space and a multiplicity of first openings. The receiving space serves to receive a rotor. In addition, depending on the stator design, stator windings can also protrude into the receiving space or run through the receiving space. The first openings form cooling channels running along an axial direction.

Die Axialrichtung ist vorzugsweise deckungsgleich mit einer Rotationsachse des Rotors oder einer Symmetrieachse des Stators ausgestaltet. Entsprechend ist eine Radialrichtung quer zur Axialrichtung ausgebildet.The axial direction is preferably designed to be congruent with an axis of rotation of the rotor or an axis of symmetry of the stator. Correspondingly, a radial direction is formed transversely to the axial direction.

Des Weiteren weist das Blechpaket mindestens ein zweites Blech auf, welches abwechselnd mit einem in Umfangsrichtung versetzten bzw. entlang einer Symmetrieachse oder Rotationsachse verdrehten zweiten Blech oder abwechselnd mit mindestens einem dritten Blech zwischen den stirnseitig angeordneten ersten Blechen positioniert ist. Das mindestens eine zweite Blech und/oder das mindestens eine dritte Blech weisen ebenfalls einen Aufnahmeraum auf, welcher deckungsgleich mit dem Aufnahmeraum der ersten Bleche ausgestaltet ist, um bevorzugterweise einen Rotor aufzunehmen. In das mindestens eine zweite Blech ist eine Vielzahl von zweiten Öffnungen und/oder in das mindestens eine dritte Blech ist eine Vielzahl von dritten Öffnungen eingebracht. Insbesondere weisen die zweiten Öffnungen und die dritten Öffnungen eine Ausdehnung auf, die mindestens zwei erste Öffnungen zumindest bereichsweise überlagert.Furthermore, the laminated core has at least one second sheet, which is positioned alternately with a second sheet that is offset in the circumferential direction or rotated along an axis of symmetry or rotation axis or alternately with at least a third sheet between the first sheets arranged on the front side. The at least one second plate and/or the at least one third plate also have a receiving space which is designed to be congruent with the receiving space of the first plates in order to preferably receive a rotor. A multiplicity of second openings are made in the at least one second sheet and/or a multiplicity of third openings are made in the at least one third sheet. In particular, the second openings and the third openings have an extension on, the at least partially superimposed at least two first openings.

Darüber hinaus ist ein in Umfangsrichtung verlaufender Versatz zwischen den zweiten Öffnungen von den mindestens zwei nebeneinander angeordneten zweiten Blechen oder zwischen den zweiten Öffnungen und den dritten Öffnungen des mindestens einen zweiten Blechs und des mindestens einen dritten Blechs vorgesehen, um einen Kühlmittelfluss durch die zweiten Öffnungen und/oder die dritten Öffnungen in Umfangsrichtung zu ermöglichen. Die zweiten Öffnungen und/oder die dritten Öffnungen bilden somit einen Verteilerkanal aus, der das Kühlmittel auf die Kühlkanäle der axial beidseitig angeordneten ersten Bleche verteilt.In addition, an offset running in the circumferential direction is provided between the second openings of the at least two second metal sheets arranged next to one another or between the second openings and the third openings of the at least one second metal sheet and the at least one third metal sheet, in order to permit coolant flow through the second openings and / or to allow the third openings in the circumferential direction. The second openings and/or the third openings thus form a distribution channel which distributes the coolant to the cooling channels of the first metal sheets arranged axially on both sides.

Der durch das Blechpaket ausgebildete Statorkern wird mit Wicklungen versehen, um einen Stator auszubilden. Durch die Wicklungen kann anschließend Strom fließen, um die elektrische Maschine zu betreiben. Durch den Stromfluss entsteht auch Verlustwärme, die vom Blechpaket aufgenommen wird. Das Blechpaket nimmt nicht nur die Verlustwärme der Wicklungen auf, sondern bietet strukturelle Stabilität und lenkt den magnetischen Fluss der durch den Stromfluss induzierten Magnetfelder.The stator core formed by the core is provided with windings to form a stator. Current can then flow through the windings in order to operate the electric machine. The current flow also generates heat loss, which is absorbed by the laminated core. The laminated core not only absorbs the heat loss of the windings, but also offers structural stability and directs the magnetic flux of the magnetic fields induced by the current flow.

Auch bei Statoren, die eine elektrische und thermische Isolierung der Wicklungen durch eingelegte Papierhülsen aufweisen, ist eine Kühlung des Blechpakets vorteilhaft. Insbesondere bei längeren elektrischen Maschinen bringt eine aktive Kühlung des Blechpaketes Vorteile, weil mit dessen Länge in Axialrichtung der thermische Widerstand der Wicklungen zunimmt und damit auch die Wärmemenge, die trotz der größeren thermischen Widerstände auf dem kürzeren Weg über das Blechpaket abgeführt wird.Cooling of the laminated core is also advantageous in the case of stators which have electrical and thermal insulation of the windings by means of inserted paper sleeves. Active cooling of the laminated core is advantageous, particularly in the case of longer electrical machines, because the thermal resistance of the windings increases with its length in the axial direction, and with it the amount of heat that is dissipated over the shorter route via the laminated core, despite the greater thermal resistance.

Durch das Einbringen von ersten, zweiten und dritten Öffnungen in die Bleche und das anschließende Stapeln der Bleche werden der Verteilerkanal und die Kühlkanäle auch ohne eine externe Wandung, wie beispielsweise ein Statorgehäuse, ausgebildet. Somit wird das Blechpaket als Statorkern oder der Stator mit den Wicklungen in das Statorgehäuse eingeschraubt, eingepresst, eingeklebt, eingeklemmt, eingeschweißt, eingelötet und dergleichen.By making first, second and third openings in the laminations and then stacking the laminations, the distribution channel and the cooling channels are also formed without an external wall, such as a stator housing. Thus, the laminated core as the stator core or the stator with the windings is screwed, pressed, glued, clamped, welded, soldered and the like into the stator housing.

Eine ölgekühlte Maschine mit eingepresstem Stator und einer Kühlung durch den Statorkern erfordert, dass das Statorgehäuse um den Stator herum eine geschlossene Hülse bildet, um die beim Einpressen entstehenden Umfangskräfte zu halten. Damit ergeben auch die offenen Konturen im Stator geschlossene Kanäle. Ein demgegenüber eingeschraubter oder eingeklebter oder verschweißter Stator bietet in der Gehäusegestaltung mehr Freiheit, da lediglich Schraublaschen, Klebelaschen oder Schweißlaschen im Bauraum berücksichtigt werden müssen und das Statorgehäuse dort Befestigungspunkte besitzen muss. Die Gehäusekontur muss jedoch nicht zur Bildung von Kanälen herangezogen werden. Diese erfolgt entsprechend dem erfindungsgemäßen Blechpaket durch die Formgebung und Anordnung der ersten Bleche und der zweiten Bleche und/oder der dritten Bleche.An oil-cooled machine with a pressed-in stator and cooling through the stator core requires that the stator housing form a closed sleeve around the stator in order to contain the hoop forces generated during press-fitting. This means that the open contours in the stator also result in closed channels. In contrast, a screwed-in or glued-in or welded-in stator offers more freedom in the housing design, since only screw lugs, glued lugs or welded lugs have to be taken into account in the installation space and the stator housing must have attachment points there. However, the housing contour does not have to be used to form channels. This takes place in accordance with the laminated core according to the invention through the shaping and arrangement of the first laminations and the second laminations and/or the third laminations.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind mindestens eine zweite Öffnung und/oder mindestens eine dritte Öffnung zum Ausbilden eines Kühlmittelzulaufs radial außenseitig geöffnet, wobei mindestens ein Kühlmittelzulauf durch mehrere nebeneinander angeordnete, radial außenseitig geöffnete, zweite Öffnungen und/oder dritte Öffnungen gebildet ist. Durch diese Maßnahme kann technisch einfach ein Zulauf und ein Ablauf eines Kühlmittels in den Verteilerkanal realisiert werden.According to one exemplary embodiment, at least one second opening and/or at least one third opening for forming a coolant inlet is open radially on the outside, with at least one coolant inlet being formed by a plurality of second openings and/or third openings arranged next to one another and open radially on the outside. Through this measure, an inflow and outflow of a coolant into the distribution channel can be implemented in a technically simple manner.

Der Kühlmittelzulauf kann einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, wenn die mindestens eine, radial außenseitig geöffnete, erste Öffnung und/oder mindestens eine, radial außenseitig geöffnete, zweite Öffnung einen tangentialen Überstand aufweisen. Der tangentiale Überstand ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine radial ausgerichtete Öffnung zur Aufnahme eines Leitungsanschlusses entsteht. Insbesondere kann der tangentiale Überstand die Form des Kühlmittelzulaufs begradigen und Versätze zwischen den zweiten und/oder dritten Blechen begradigen bzw. kompensieren.The coolant inlet can have a square or rectangular cross section if the at least one first opening open radially on the outside and/or at least one second opening open radially on the outside have a tangential overhang. The tangential projection is preferably designed in such a way that a radially aligned opening for receiving a line connection is formed. In particular, the tangential projection can straighten the shape of the coolant inlet and straighten or compensate for offsets between the second and/or third metal sheets.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Verschlussklipp oder ein Anschlussklipp mit dem mindestens einen Kühlmittelzulauf verbindbar. Bevorzugterweise überragt der Verschlussklipp oder der Anschlussklipp die ersten Bleche mit den zwischen den ersten Blechen angeordneten zweiten Blechen und/oder dritten Blechen entlang der Axialrichtung und ist stirnseitig mit den Kühlkanälen verbindbar. Somit können der Verschlussklipp und der Anschlussklipp in Form einer Klammer ausgestaltet sein, die das Blechpaket stirnseitig umgreifen kann. Der Verschlussklipp verschließt hierbei einen oder mehrere Kühlmittelzuläufe, sodass an dieser Stelle kein Entweichen eines Kühlmittels aus dem Verteilerkanal mehr möglich ist.According to a further embodiment, a closure clip or a connection clip can be connected to the at least one coolant inlet. The closing clip or the connecting clip preferably protrudes beyond the first metal sheets with the second metal sheets and/or third metal sheets arranged between the first metal sheets along the axial direction and can be connected to the cooling channels at the end. Thus, the closure clip and the connection clip can be designed in the form of a clip that can grip the end face of the laminated core. The closure clip closes one or more coolant inlets, so that it is no longer possible for a coolant to escape from the distribution channel at this point.

Ein Anschlussklipp weist vorzugsweise einen Anschlussstutzen oder einen Anschlussflansch auf, der einen technisch einfachen Anschluss des Kühlmittelzulaufs zum Verteilerkanal ermöglicht. Insbesondere kann der Anschlussklipp im Statorgehäuse oder in einer durch das Statorgehäuse ragenden Leitung münden.A connection clip preferably has a connection piece or a connection flange, which enables a technically simple connection of the coolant inlet to the distribution channel. In particular, the connection clip can open out in the stator housing or in a line protruding through the stator housing.

Das über den mindestens einen Kühlmittelzulauf in den Verteilerkanal hineingeleitete Kühlmittel kann besonders effizient verteilt werden, wenn mindestens ein zweites Blech und mindestens ein drittes Blech entlang der Axialrichtung einander abwechselnd gestapelt sind, wobei die zweiten Öffnungen und die dritten Öffnungen im Wesentlichen eine gleiche Ausdehnung aufweisen und entlang einer Umfangsrichtung sich bereichsweise überlappen, um einen mäanderförmigen Verteilerkanal auszubilden, welcher in Axialrichtung mit den Kühlkanälen der ersten Bleche fluidleitend verbunden ist.The coolant fed into the distribution channel via the at least one coolant inlet can be distributed particularly efficiently if at least one second metal sheet and at least one third metal sheet are stacked alternately along the axial direction, with the second openings and the third openings essentially having the same extent and overlap in regions along a circumferential direction in order to form a meandering distribution channel which is connected in a fluid-conducting manner in the axial direction to the cooling channels of the first metal sheets.

Der Verteilerkanal kann ausschließlich mit zweiten Blechen gebildet werden, wenn mindestens ein zweites Blech und mindestens ein gewendetes zweites Blech entlang der Axialrichtung einander abwechselnd gestapelt sind, wobei die zweiten Öffnungen im Wesentlichen eine gleiche Ausdehnung aufweisen und entlang einer Umfangsrichtung sich bereichsweise überlappen, um einen mäanderförmigen Verteilerkanal auszubilden, welcher in Axialrichtung mit den Kühlkanälen der ersten Bleche fluidleitend verbunden ist. Durch diese Maßnahme können die Bauteilvielfalt und die Herstellungskosten der elektrischen Maschine gesenkt werden.The distribution channel can be formed exclusively with second metal sheets if at least one second metal sheet and at least one turned second metal sheet are stacked alternately along the axial direction, with the second openings essentially having the same extent and overlapping in some areas along a circumferential direction in order to form a meandering shape Form distribution channel, which is fluidly connected in the axial direction with the cooling channels of the first sheets. As a result of this measure, the variety of components and the production costs of the electrical machine can be reduced.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen die zweiten Öffnungen und/oder die dritten Öffnungen jeweils eine Ausdehnung auf, die mindestens zwei erste Öffnungen überragt. Vorzugsweise weisen die zweiten Bleche und/oder die dritten Bleche eine Anzahl von zweiten Öffnungen und/oder dritten Öffnungen auf, die durch eine Anzahl von Befestigungslaschen ganzzahlig teilbar ist. Hierdurch können die zweiten Bleche und/oder dritten Bleche nicht nur gewendet, sondern auch mehrfach um die Rotationachse gedreht werden.According to a further exemplary embodiment, the second openings and/or the third openings each have an extent which protrudes beyond at least two first openings. Preferably, the second metal sheets and/or the third metal sheets have a number of second openings and/or third openings that can be divided by a number of fastening tabs. As a result, the second metal sheets and/or third metal sheets can not only be turned, but also rotated several times around the axis of rotation.

Der Verteilerkanal wird im Wesentlichen durch den Versatz zwischen zwei zweiten Blechen, zwischen zwei dritten Blechen oder einem zweiten Blech und einem dritten Blech geformt. Dabei können anstelle jeweils eines zweiten und/oder dritten Blechs auch mehrere Bleche verwendet werden, um eine größere axiale Tiefe des Verteilerkanals zu realisieren.The distribution channel is essentially formed by the offset between two second metal sheets, between two third metal sheets or a second metal sheet and a third metal sheet. In this case, instead of a second and/or third metal sheet, several metal sheets can also be used in order to achieve a greater axial depth of the distribution channel.

Das Kühlmittel kann besonders effizient aus der elektrischen Maschine hinausgeführt werden, wenn die Kühlkanäle der ersten Bleche stirnseitig in mindestens einen verschlossenen oder zumindest bereichsweise geöffneten Sammelring, insbesondere in einen Kühlmittelablauf, münden, welcher einen Stutzen im Bereich des stirnseitigen ersten Blechs ausbildet. Das in dem Sammelring gesammelte Kühlmittel kann gezielt in einen Kühlmittelablauf münden.The coolant can be routed out of the electrical machine particularly efficiently if the cooling channels of the first metal sheets end at the front end in at least one closed or at least partially open collecting ring, in particular in a coolant outlet, which forms a socket in the area of the front first metal sheet. The coolant collected in the collecting ring can flow into a coolant outlet in a targeted manner.

Die Ausrichtungen und die Positionen der jeweiligen Bleche zum Herstellen des Blechpakets können während der Montage vereinfacht werden, wenn die ersten Bleche und die zweiten Bleche und/oder die dritten Bleche mindestens zwei Befestigungslaschen aufweisen, wobei die ersten Bleche und die zweiten Bleche und/oder die dritten Bleche mindestens eine Positionierungskerbe aufweisen.The alignment and the positions of the respective metal sheets for producing the laminated core can be simplified during assembly if the first metal sheets and the second metal sheets and/or the third metal sheets have at least two fastening tabs, the first metal sheets and the second metal sheets and/or the third sheets have at least one positioning notch.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, die einen Stator mit einem erfindungsgemäßen Blechpaket aufweist. Das Blechpaket kann als ein Statorkern fungieren. Bevorzugterweise weist die elektrische Maschine einen Rotor auf, welcher in einem Aufnahmeraum des Stators bzw. des Blechpakets angeordnet ist.According to a further aspect of the invention, an electrical machine is provided which has a stator with a laminated core according to the invention. The laminated core can function as a stator core. The electrical machine preferably has a rotor which is arranged in a receiving space of the stator or of the laminated core.

Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Blechpakets kann das Kühlmedium bzw. Kühlmittel ohne Blechhülse, beispielsweise auf halber Statorlänge, radial über einen speziellen Blechschnitt durch den Kühlmittelzulauf in einen Verteilerkanal zugeführt und umfangsseitig des Stators im Verteilerkanal verteilt werden. Das Kühlmittel kann von dem Verteilerkanal aus symmetrisch oder unsymmetrisch axial in beide Richtungen über die Kühlkanäle abfließen.By using the laminated core according to the invention, the cooling medium or coolant can be fed radially via a special sheet metal section through the coolant inlet into a distribution channel and distributed around the circumference of the stator in the distribution channel without a sheet metal sleeve, for example halfway along the stator length. The coolant can flow out of the distribution channel symmetrically or asymmetrically axially in both directions via the cooling channels.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Blechpakets gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
2 eine Draufsicht auf ein erstes Blech des Blechpakets,
3 eine Draufsicht auf ein erstes Blech des Blechpakets, welches von einem zweiten Blech verdeckt ist,
4 eine Draufsicht auf ein zweites Blech des Blechpakets, welches von einem dritten Blech verdeckt ist,
5 eine Schnittdarstellung des Blechpakets aus 1,
6 eine Detailansicht auf einen Kühlmittelzulauf,
7 eine Draufsicht auf ein zweites Blech mit einem tangentialen Überstand,
8 eine Draufsicht auf ein zweites Blech, welches ein erstes Blech überlappt mit einem Vergleich zu einem Überlapp in einem gewendeten Zustand des zweiten Blechs,
9 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Blechpakets gemäß einer weiteren Ausführungsform,
10 eine perspektivische Darstellung des Blechpakets aus 1 mit aufgesetztem Anschlussklipp und Verschlussklipp,
11 eine perspektivische Darstellung des Blechpakets aus 10 mit einem Sammelring,
12 eine perspektivische Schnittdarstellung des Blechpakets mit beidseitig angeordneten Sammelringen,
13 eine schematische Schnittdarstellung einer elektrischen Maschine mit einem Stator aus einem erfindungsgemäßen Blechpaket gemäß einer Ausführungsform.

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

1 a perspective view of a laminated core according to an embodiment of the invention,
2 a top view of a first sheet of the laminated core,
3 a top view of a first sheet of the laminated core, which is covered by a second sheet,
4 a top view of a second sheet of the laminated core, which is covered by a third sheet,
5 a sectional view of the laminated core 1 ,
6 a detailed view of a coolant inlet,
7 a top view of a second sheet with a tangential overhang,
8th a plan view of a second sheet, which overlaps a first sheet with a comparison to an overlap in a turned state of the second sheet,
9 a perspective view of a laminated core according to the invention according to a further embodiment,
10 a perspective view of the laminated core 1 with attached connection clip and locking clip,
11 a perspective view of the laminated core 10 with a collecting ring,
12 a perspective sectional view of the laminated core with collector rings arranged on both sides,
13 a schematic sectional view of an electrical machine with a stator made of a laminated core according to the invention according to one embodiment.

In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.In the figures, the same structural elements each have the same reference numbers.

In der 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Blechpakets 10 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt. Das Blechpaket 10 dient insbesondere zum Ausbilden eines Stators 110 einer elektrischen Maschine 100, die in der 13 veranschaulicht sind.In the 1 a perspective view of a laminated core 10 according to an embodiment of the invention is shown. The laminated core 10 is used in particular to form a stator 110 of an electrical machine 100 in the 13 are illustrated.

Das Blechpaket 10 dient vorzugsweise als Statorkern, der nachträglich mit Wicklungen, Isolierungen, Verstärkungen, Befestigungen und dergleichen versehen wird, um einen nutzbaren Stator zu erhalten. Diese Details sind der Übersicht halber nicht beziffert bzw. beschrieben.The laminated core 10 preferably serves as a stator core, which is subsequently provided with windings, insulation, reinforcements, fastenings and the like in order to obtain a usable stator. These details are not numbered or described for the sake of clarity.

Das Blechpaket 10 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel drei unterschiedliche Bleche 21, 22, 23 auf, die entlang einer Axialrichtung A gestapelt werden, um das Blechpaket 10 zu formen. Die Bleche 21, 22, 23 können entlang der Axialrichtung miteinander verschweißt, verklebt und/oder verschraubt werden. Dabei können die Bleche 21, 22, 23 jeweils mit einer Isolier-Lackierung versehen sein, um das Formen von parasitären Wirbelströmen zu unterbinden.In the exemplary embodiment shown, the laminated core 10 has three different laminates 21 , 22 , 23 which are stacked along an axial direction A in order to form the laminated core 10 . The metal sheets 21, 22, 23 can be welded, glued and/or screwed to one another along the axial direction. The sheets 21, 22, 23 can each be provided with an insulating coating in order to prevent the formation of parasitic eddy currents.

Die Bleche 21, 22, 23 können durch ein Stanzverfahren oder ein Stanz-Biege-Verfahren hergestellt werden und sind beispielsweise als Blechschnitte ausgestaltet.The metal sheets 21, 22, 23 can be produced by a stamping process or a stamping and bending process and are designed, for example, as sheet metal sections.

Das Blechpaket 10 weist mehrere stirnseitig angeordnete erste Bleche 21 auf, die einen Aufnahmeraum 111 und eine Vielzahl von ersten Öffnungen 31 aufweisen. Der Aufnahmeraum 111 dient zum Aufnehmen von einem Rotor 120, der in 13 gezeigt ist. Darüber hinaus können abhängig vom Stator-Design auch Statorwicklungen 112 in den Aufnahmeraum 111 hineinragen oder durch den Aufnahmeraum 111 verlaufen. Die ersten Öffnungen 31 bilden entlang der Axialrichtung A verlaufende Kühlkanäle 131 aus.The stack of laminations 10 has a plurality of first laminations 21 which are arranged on the face side and which have a receiving space 111 and a multiplicity of first openings 31 . The receiving space 111 serves to receive a rotor 120, which is 13 is shown. In addition, depending on the stator design, stator windings 112 can also protrude into the receiving space 111 or run through the receiving space 111 . The first openings 31 form cooling channels 131 running along the axial direction A.

Die Axialrichtung A ist deckungsgleich mit einer Rotationsachse des Rotors 120 ausgestaltet. Entsprechend ist eine Radialrichtung R quer zur Axialrichtung A ausgebildet.The axial direction A is designed to be congruent with an axis of rotation of the rotor 120 . Correspondingly, a radial direction R is formed transversely to the axial direction A.

Des Weiteren weist das Blechpaket 10 mehrere zweite Bleche 22 auf, welche abwechselnd mit mindestens einem dritten Blech 23 zwischen den stirnseitig angeordneten ersten Blechen 21 positioniert sind. Diese abwechselnde Anordnung der zweiten Bleche 22 und der dritten Bleche 23 ist in der 5 und der 6 im Detail illustriert.Furthermore, the laminated core 10 has a plurality of second laminates 22 which are positioned alternately with at least one third laminate 23 between the first laminates 21 arranged on the front side. This alternating arrangement of the second metal sheets 22 and the third metal sheets 23 is shown in FIG 5 and the 6 illustrated in detail.

Die zweiten Bleche 22 und die dritten Bleche 23 weisen ebenfalls Aufnahmeräume 111 auf, welche deckungsgleich mit dem Aufnahmeraum 111 der ersten Bleche 21 ausgestaltet sind, um den Rotor 120 aufzunehmen.The second laminations 22 and the third laminations 23 also have receiving spaces 111 which are designed to be congruent with the receiving space 111 of the first laminations 21 in order to receive the rotor 120 .

In das mindestens eine zweite Blech 22 ist eine Vielzahl von zweiten Öffnungen 32 und in das mindestens eine dritte Blech 23 ist eine Vielzahl von dritten Öffnungen 33 eingebracht. Insbesondere weisen die zweiten Öffnungen 32 und die dritten Öffnungen 33 eine Ausdehnung L2, L3 auf, die mindestens zwei erste Öffnungen 31 zumindest bereichsweise überlagert. Diese Überlagerung der Öffnungen 31, 32, 33 ist in der 3 und der 4 verdeutlicht.A multiplicity of second openings 32 are introduced into the at least one second metal sheet 22 and a multiplicity of third openings 33 are introduced into the at least one third metal sheet 23 . In particular, the second openings 32 and the third openings 33 have an extension L2, L3, which at least partially overlaps at least two first openings 31. This superimposition of the openings 31, 32, 33 is in the 3 and the 4 clarified.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird in der axialen Mitte des Blechpakets 10 abwechselnd ein zweites Blech 22 und ein drittes Blech 23 gestapelt, welche wiederum zwischen zwei Gruppen aus jeweils mehreren ersten, stirnseitigen, Blechen 21 angeordnet sind. Die Öffnungen 32, 33 der zweiten Bleche 22 und der dritten Bleche 23 bilden einen umlaufenden Verteilerkanal 130, der die Kühlkanäle 131 mit Kühlmittel versorgt und auf der Mantelfläche Öffnungen 30 als Kühlmittelzulauf 132 besitzt.In the exemplary embodiment shown, a second metal sheet 22 and a third metal sheet 23 are stacked alternately in the axial center of the laminated core 10, which in turn are arranged between two groups of a plurality of first metal sheets 21 on the face side. The openings 32, 33 of the second metal sheets 22 and the third metal sheets 23 form a circumferential distribution channel 130, which supplies the cooling channels 131 with coolant and has openings 30 as a coolant inlet 132 on the lateral surface.

Der Verteilerkanal 130 wird durch einen in Umfangsrichtung U verlaufenden Versatz V zwischen den zweiten Öffnungen 32 und den dritten Öffnungen 33 des mindestens einen zweiten Blechs 22 und des mindestens einen dritten Blechs 23 gebildet, um einen Kühlmittelfluss durch die zweiten Öffnungen 32 und/oder die dritten Öffnungen 33 in Umfangsrichtung U zu ermöglichen. Ein beispielhafter Versatz V und Kühlmittelfluss durch den Verteilerkanal 130 und durch die Kühlkanäle 131 ist in der 5 schematisch durch die illustrierten Pfeile veranschaulicht.The distributor channel 130 is formed by an offset V running in the circumferential direction U between the second openings 32 and the third openings 33 of the at least one second metal sheet 22 and the at least one third metal sheet 23 in order to allow a flow of coolant through the second openings 32 and/or the third To allow openings 33 in the circumferential direction U. An example offset V and coolant flow through the plenum 130 and through the cooling passages 131 is shown in FIG 5 schematically illustrated by the illustrated arrows.

Die Öffnungen 30 für den Kühlmittelzulauf 132 sind in dem Ausführungsbeispiel in einem Abstand von 90° vier Mal ausgebildet, wodurch die zweiten Bleche 22 und die dritten Bleche 23 im Blechpaket 10 zum Ausgleich von Dickenabweichungen und Faserrichtung beim Stapeln zueinander verdreht werden können.The openings 30 for the coolant inlet 132 are formed four times at a distance of 90° in the exemplary embodiment, as a result of which the second laminations 22 and the third laminations 23 in the laminated core 10 can be twisted relative to one another to compensate for thickness deviations and fiber direction when stacking.

Darüber hinaus sind Befestigungslaschen 40 in die Bleche 21, 22, 23 deckungsgleich eingebracht, um ein Verschrauben des Blechpakets 10 zu ermöglichen. Die Befestigungslaschen 40 verlaufen beispielhaft durch alle Bleche 21, 22, 23 hindurch und sind ebenfalls im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem radialen Abstand von 90° positioniert.In addition, fastening tabs 40 are congruently introduced into the metal sheets 21, 22, 23 in order to enable the laminated core 10 to be screwed together. The fastening tabs 40 run, for example, through all the metal sheets 21, 22, 23 and are also positioned at a radial distance of 90° in the exemplary embodiment shown.

Die 2 zeigt eine Draufsicht auf das erste Blech 21 des Blechpakets 10. Dabei werden die Öffnungen 31 veranschaulicht, die im Blechpaket 10 axial verlaufende Kühlkanäle 131 ausbilden. Darüber hinaus sind beispielhaft außenseitig eingebrachte Kerben 24 zur präzisen Ausrichtung und Positionierung der ersten Bleche 21 vorgesehen.The 2 shows a plan view of the first sheet metal 21 of the laminated core 10. The openings 31 are illustrated here, which form cooling channels 131 running axially in the laminated core 10. In addition, for example, notches 24 introduced on the outside are provided for the precise alignment and positioning of the first metal sheets 21 .

Analog zu den zweiten Blechen 22 und den dritten Blechen 23 sind Nuten 25 vorgesehen, die der Aufnahme von Statorwicklungen 112 dienen.Similar to the second laminations 22 and the third laminations 23 , slots 25 are provided, which serve to accommodate stator windings 112 .

In der 3 ist eine Draufsicht auf ein erstes Blech 21 des Blechpakets 10, welches von einem zweiten Blech 22 verdeckt ist, dargestellt. Das zweite Blech 22 weist ebenfalls Nuten 25 zur Aufnahme von Statorwicklungen 112 auf. Des Weiteren sind auch im zweiten Blech 22 außenseitig eingebrachte Kerben 24 zur präzisen Ausrichtung und Positionierung der zweiten Bleche 22 vorgesehen.In the 3 a plan view of a first sheet 21 of the laminated core 10, which is covered by a second sheet 22, is shown. The second metal sheet 22 also has slots 25 for receiving stator windings 112 . Furthermore, notches 24 introduced on the outside in the second sheet 22 are also provided for the precise alignment and positioning of the second sheets 22 .

Die Konturen zur Bildung der axialen Kanäle bzw. zweiten Öffnungen 32 werden hier jedoch größer gegenüber den ersten Öffnungen 21 ausgeführt. Die zweiten Öffnungen 32 weisen eine Ausdehnung L auf, die jeweils mindestens zwei erste Öffnungen 21 umfasst.However, the contours for forming the axial channels or second openings 32 are made larger here than the first openings 21 . The second openings 32 have an extension L, which each includes at least two first openings 21 .

An mehreren, beispielhaft, rotationssymmetrisch angeordneten Positionen sind die zweiten Öffnungen 32 radial außenseitig offen ausgeführt, um die radialen Öffnungen 30 für einen Kühlmittelzulauf 132 auszubilden.The second openings 32 are designed to be open radially on the outside at a plurality of positions arranged, for example, rotationally symmetrically, in order to form the radial openings 30 for a coolant inlet 132 .

Zum Vergleich der ersten Öffnungen 31 und der zweiten Öffnungen 32 ist hinter dem zweiten Blech 22 ein erstes Blech 21 angeordnet.To compare the first openings 31 and the second openings 32 , a first metal sheet 21 is arranged behind the second metal sheet 22 .

Die 4 veranschaulicht eine Draufsicht auf ein zweites Blech 22 des Blechpakets 10, welches von einem dritten Blech 23 verdeckt ist. Analog zu der 3 sind das zweite Blech 22 und das dritte Blech 23 derart gestapelt, dass die Kerben 24 und die Befestigungslaschen 40 deckungsgleich sind. Die dritten Öffnungen 33 sind derart in das dritte Blech 23 eingebracht, dass ein Versatz V in Umfangsrichtung U zwischen den zweiten Öffnungen 32 und den dritten Öffnungen 33 entsteht. Durch diesen Versatz V kann ein Kühlmittel zwischen den zweiten Öffnungen 32 und den dritten Öffnungen 33 in Umfangsrichtung U und in Axialrichtung A ungestört fließen.The 4 illustrates a plan view of a second sheet 22 of the laminated core 10, which is covered by a third sheet 23. Analogous to that 3 the second sheet 22 and the third sheet 23 are stacked in such a way that the notches 24 and the fastening tabs 40 are congruent. The third openings 33 are made in the third metal sheet 23 in such a way that an offset V occurs in the circumferential direction U between the second openings 32 and the third openings 33 . A coolant can flow undisturbed between the second openings 32 and the third openings 33 in the circumferential direction U and in the axial direction A as a result of this offset V.

Der Versatz V beträgt mindestens eine erste Öffnung 21, aber höchstens eine erste Öffnung 21 weniger als die Ausdehnung L der zweiten Öffnungen 32 oder der dritten Öffnungen 33, je nach Anzahl der absolut umfassten ersten Öffnungen 31.The offset V is at least one first opening 21, but at most one first opening 21 less than the extension L of the second openings 32 or the third openings 33, depending on the absolute number of first openings 31 included.

Gleichermaßen ist die radiale Öffnung 30 im dritten Blech 23 nach außen gegenüber dem zweiten Blech 22 versetzt.Likewise, the radial opening 30 in the third sheet 23 is offset outwards relative to the second sheet 22 .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die zweiten Öffnungen 32 und die dritten Öffnungen 33 gleiche umfangsseitige Ausdehnung L bzw. Abmessungen auf.In the exemplary embodiment shown, the second openings 32 and the third openings 33 have the same circumferential extension L or dimensions.

Die 5 zeigt eine Schnittdarstellung des Blechpakets 10 aus 1. Dabei wird das Strömungsprinzip im umlaufenden Verteilerkanal 130 durch die eingezeichneten Pfeile veranschaulicht. Dabei kann das Kühlmittel zwischen den zweiten Öffnungen 32 und den dritten Öffnungen 33 entlang der Axialrichtung A fließen und entlang der jeweiligen Öffnungen 32, 33 entlang der Umfangsrichtung U fließen.The 5 shows a sectional view of the laminated core 10 1 . The principle of flow in the circumferential distribution channel 130 is illustrated by the arrows drawn in. In this case, the coolant can flow between the second openings 32 and the third openings 33 along the axial direction A and can flow along the respective openings 32, 33 along the circumferential direction U.

Durch die fluidleitende Verbindung zu den axialen Kühlkanälen 131 bzw. ersten Öffnungen 31 wird das Kühlmittel axial auf die Kühlkanäle 131 durch den Verteilerkanal 130 verteilt.Due to the fluid-conducting connection to the axial cooling channels 131 or first openings 31 , the coolant is distributed axially to the cooling channels 131 through the distributor channel 130 .

In der 6 ist eine Detailansicht auf einen Kühlmittelzulauf 132 bzw. die radial eingebrachten Öffnungen 30 gezeigt. Zur Ausbildung eines umlaufenden Verteilerkanals 130 werden das zweite Blech 22 und das dritte Blech 23 abwechselnd gestapelt. Abhängig von der gewählten Blechstärke können auch mehrere Einzelbleche der zweiten Bleche 22 und/oder der dritten Bleche 23 gestapelt werden.In the 6 a detailed view of a coolant inlet 132 or the radially introduced openings 30 is shown. To form a circumferential distribution channel 130, the second metal sheet 22 and the third metal sheet 23 are stacked alternately. Depending on the sheet thickness selected, several individual sheets of the second sheets 22 and/or the third sheets 23 can also be stacked.

Durch den Versatz der größeren Löcher bzw. zweiten Öffnungen 32 und der dritten Öffnungen 33 zueinander wird umlaufend ein mäanderförmiger Strömungsquerschnitt, der Verteilerkanal 130, frei.Due to the offset of the larger holes or second openings 32 and the third openings 33 relative to one another, a meandering flow cross section, the distribution channel 130, becomes free all around.

Die 7 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Blech 22a mit einem tangentialen Überstand 26 im Bereich der radialen Öffnungen 30. Die radialen Öffnungen 30 der zweiten Öffnungen 32 und der dritten Öffnungen 33 bilden einen Zugang zum umlaufenden Verteilerkanal 130. An diesen Positionen kann ein Kühlmittel dem Verteilerkanal 130 zugeführt werden.The 7 shows a top view of a second metal sheet 22a with a tangential overhang 26 in the area of the radial openings 30. The radial openings 30 of the second openings 32 and the third openings 33 form an access to the circumferential distribution channel 130. At these positions, a coolant can enter the distribution channel 130 be supplied.

Durch die Ausbildung des tangentialen Überstands 26 können die Kühlmittelzuläufe 132 mit einer definierten Form, beispielsweise quadratisch oder rechteckig, ausgebildet werden.Due to the formation of the tangential overhang 26, the coolant inlets 132 can be formed with a defined shape, for example square or rectangular.

In der 8 ist eine Draufsicht auf ein alternatives zweites Blech 22a, welches ein erstes Blech 21 überlappt, gezeigt. Dabei ist ein Vergleich eines alternativen zweiten Blechs 22a (linke Hälfte) mit einem Überlapp 26 in einem gewendeten Zustand des alternativen zweiten Blechs 22a' (rechte Hälfte) gezeigt. Durch das Wenden des alternativen zweiten Blechs 22a und das resultierende gewendete alternative zweite Blech 22a` entsteht ebenfalls ein Versatz V in Umfangsrichtung U, sodass ein drittes Blech 23 nicht benötigt wird.In the 8th 12 is a plan view of an alternative second panel 22a, which is a first panel 21 overlapped. A comparison of an alternative second metal sheet 22a (left half) with an overlap 26 is shown in a turned state of the alternative second metal sheet 22a' (right half). By turning the alternative second metal sheet 22a and the resulting turned alternative second metal sheet 22a`, there is also an offset V in the circumferential direction U, so that a third metal sheet 23 is not required.

Dieser alternative zweite Blechschnitt des zweiten Blechs 22a, 22a` weist die gleichen Nuten 25 und Befestigungslaschen 40 wie das bereits gezeigte zweite Blech 22 auf. Darüber hinaus kann auch das zweite Blech 22 des bereits gezeigten Ausführungsbeispiels einen tangentialen Überstand 26 aufweisen und den Rand der radialen Öffnung 30 begradigen.This alternative second sheet metal section of the second sheet metal 22a, 22a' has the same grooves 25 and fastening tabs 40 as the second sheet metal 22 already shown. In addition, the second metal sheet 22 of the exemplary embodiment already shown can also have a tangential overhang 26 and straighten the edge of the radial opening 30 .

Aus der 9 ist eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Blechpakets 10 im Detail gemäß einer weiteren Ausführungsform ersichtlich. Dabei wird anstelle von zweiten Blechen 22 und dritten Blechen 23 ausschließlich ein alternatives zweites Blech 22a verwendet, welches durch eine Kombination mit einem gewendeten alternativen zweiten Blech 22a' einen Versatz V und somit einen Verteilerkanal 130 realisiert.From the 9 a perspective view of a laminated core 10 according to the invention can be seen in detail according to a further embodiment. In this case, instead of second metal sheets 22 and third metal sheets 23, only an alternative second metal sheet 22a is used, which in combination with a turned alternative second metal sheet 22a′ creates an offset V and thus a distribution channel 130 .

Abhängig von der gewünschten Blechstärke kann je ein einzelnes oder ein Paket mehrerer alternativer Bleche 22a, 22a` wechselseitig gegeneinander gestapelt werden. In 9 sind beispielhaft je zwei alternative Bleche 22a, 22a` in gleicher Orientierung aufeinander folgend gezeigt. Das alternative zweite Blech 22a, 22a` muss in der Fertigung abwechselnd mit der Vorderseite und der Rückseite auf den Stapel orientiert werden, um das Blechpaket 10 herzustellen. Da weiterhin eine Verdrehung der alternativen zweiten Bleche 22a, 22a` zum Dickenausgleich gewährleistet sein muss, ergibt sich die doppelte Anzahl von Positionierungskerben 24, weil die Hälfte der Positionierungskerben 24 für eine Orientierungsrichtung des alternativen zweiten Blechs 22a, 22a` vorgesehen ist.Depending on the desired sheet thickness, a single sheet or a package of several alternative sheets 22a, 22a' can be stacked alternately against one another. In 9 two alternative metal sheets 22a, 22a` are shown in the same orientation one after the other as an example. The alternative second metal sheet 22a, 22a' must be oriented alternately with the front side and the rear side on the stack during manufacture in order to produce the laminated core 10. Since the alternative second metal sheets 22a, 22a' must also be twisted to compensate for thickness, the number of positioning notches 24 is doubled because half of the positioning notches 24 are provided for one orientation direction of the alternative second metal sheet 22a, 22a'.

Die zweiten Öffnungen 32 können hier eine Ausdehnung L aufweisen, die mehr als zwei erste Öffnungen 21 umfasst, deren Anzahl ganzzahlig durch die Anzahl der Befestigungslaschen 40 teilbar ist.The second openings 32 can here have an extent L that includes more than two first openings 21 , the number of which can be divided as an integer by the number of fastening tabs 40 .

Die 10 zeigt eine perspektivische Darstellung des Blechpakets 10 aus 1 mit aufgesetztem Anschlussklipp 50 und Verschlussklipp 51. Der Anschlussklipp 50 und der Verschlussklipp 51 sind mit dem mindestens einen Kühlmittelzulauf 132 fluiddicht verbindbar. Dabei können der Anschlussklipp 50 und der Verschlussklipp 51 in die radialen Öffnungen 30 hineingepresst werden.The 10 shows a perspective representation of the laminated core 10 1 with attached connection clip 50 and closure clip 51. The connection clip 50 and the closure clip 51 can be connected in a fluid-tight manner to the at least one coolant inlet 132. The connecting clip 50 and the closing clip 51 can be pressed into the radial openings 30 .

Alternativ können der Anschlussklipp 50 und der Verschlussklipp 51 die Ausdehnung der ersten Bleche 21, der zweiten Bleche 22 und der optionalen dritten Bleche 23 in Axialrichtung A überragen und stirnseitig mit den Kühlkanälen 131 verbunden werden. Diese Verbindungsmöglichkeit ist hier veranschaulicht. Der Kühlmittelzulauf 132 verläuft somit durch den Anschlussklipp 50 hindurch. Der Verschlussklipp 51 hingegen verschließt eine radiale Öffnung 30 fluiddicht.Alternatively, the connecting clip 50 and the closing clip 51 can extend beyond the extent of the first metal sheets 21, the second metal sheets 22 and the optional third metal sheets 23 in the axial direction A and can be connected to the cooling channels 131 on the front side. This connection option is illustrated here. The coolant inlet 132 thus runs through the connection clip 50 . The closure clip 51, on the other hand, closes a radial opening 30 in a fluid-tight manner.

Die 11 zeigt eine perspektivische Darstellung des Blechpakets 10 aus 10 mit einem Sammelring 52, welcher axial stirnseitig an den ersten Blechen 21 angeordnet ist, um das aus den ersten Öffnungen 31 hinaustretende Kühlmittel aufzufangen.The 11 shows a perspective representation of the laminated core 10 10 with a collecting ring 52 which is arranged axially on the end face of the first metal sheets 21 in order to collect the coolant emerging from the first openings 31 .

Der Sammelring 52 ist als ein Anschlussclip ausgestaltet und kann mit den Kühlkanälen 131 stirnseitig verrasten. Ein Stutzen 53 im Sammelring 52 kann als ein gezielter Kühlmittelauslass fungieren.The collecting ring 52 is designed as a connection clip and can latch with the cooling channels 131 on the face side. A stub 53 in the collection ring 52 can function as a targeted coolant outlet.

Das Kühlmittel, welches beispielsweise als ein Öl ausgestaltet sein kann, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel radial an einem Anschlussklipp 50 in den Verteilerkanal 130 geführt. Im Verteilerkanal 130 kann sich das Kühlmittel umfangsseitig verteilen und auf alle Kühlkanäle 131 verteilt werden. In den Kühlkanälen 131 kann das Kühlmittel die Wärme des Blechpakets 10 entnehmen und an den Stirnseiten des Blechpakets 10 über beidseitig angeordnete Sammelringe 52 abfließen.The coolant, which can be in the form of an oil, for example, is guided radially into the distribution channel 130 on a connecting clip 50 in the exemplary embodiment shown. The coolant can be distributed circumferentially in the distribution channel 130 and can be distributed to all cooling channels 131 . The coolant can remove the heat from the laminated core 10 in the cooling channels 131 and can flow off at the end faces of the laminated core 10 via collecting rings 52 arranged on both sides.

In der 12 ist eine perspektivische Schnittdarstellung des Blechpakets 10 aus 11 mit beidseitig angeordneten Sammelringen 52 gezeigt. Dabei wird der Verlauf des Kühlmittels durch die Kühlkanäle 131 illustriert. Das Kühlmittel mündet anschließend in den stirnseitig angeordneten Sammelringen 52. In den Sammelringen 52 kann das Kühlmittel über einen entsprechenden Kühlmittelablauf 133 abgeführt werden.In the 12 12 is a perspective sectional view of the core 10 of FIG 11 shown with collector rings 52 arranged on both sides. The course of the coolant through the cooling channels 131 is illustrated. The coolant then flows into the collecting rings 52 arranged on the face side. In the collecting rings 52, the coolant can be discharged via a corresponding coolant outlet 133.

Der Kühlmittelablauf 133 ist als ein Auslassstutzen ausgeführt und kann auf den Rotor 120 bzw. den Aufnahmeraum 111 gelenkt sein. Das in den Sammelringen 52 gesammelte Kühlmittel kann somit auf den Rotor 120 geleitet werden, wo es im Betrieb auf Wickelköpfe 113 der Statorwicklungen 112 durch einwirkende Fliehkräfte geschleudert wird.The coolant outlet 133 is designed as an outlet connector and can be directed to the rotor 120 or the receiving space 111 . The coolant collected in the collecting rings 52 can thus be routed to the rotor 120, where it is thrown during operation onto the end windings 113 of the stator windings 112 by acting centrifugal forces.

Die 13 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer elektrischen Maschine 100 mit einem Stator 110 aus einem erfindungsgemäßen Blechpaket 10 gemäß einer Ausführungsform. Die elektrische Maschine 100 weist weiterhin einen Rotor 120 auf, der in einem Aufnahmeraum 111 des Blechpakets 10 drehbar angeordnet ist.The 13 shows a schematic sectional view of an electrical machine 100 with a stator 110 made of a laminated core 10 according to the invention according to one embodiment. The electrical machine 100 also has a rotor 120 which is rotatably arranged in a receiving space 111 of the laminated core 10 .

Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Blechpakets 10 kann das Kühlmedium bzw. Kühlmittel ohne eine außenseitige Hülse, beispielsweise auf halber Statorlänge, radial über den Kühlmittelzulauf 132 in einen Verteilerkanal 130 zugeführt und umfangsseitig des Stators 110 im Verteilerkanal 130 verteilt werden. Das Kühlmittel kann von dem Verteilerkanal 130 aus symmetrisch oder unsymmetrisch axial bidirektional über die Kühlkanäle 131 abfließen. Je nach Ausgestaltung der Sammelringe 52 kann das Kühlmittel auf den Rotor 120 geleitet und von dort auf Wickelköpfe 113 des Stators 110 geschleudert werden.By using the laminated core 10 according to the invention, the cooling medium or coolant can be fed radially via the coolant inlet 132 into a distribution channel 130 and distributed around the circumference of the stator 110 in the distribution channel 130 without an outer sleeve, for example halfway along the stator length. The coolant can flow away from the distribution channel 130 symmetrically or asymmetrically in an axial, bidirectional manner via the cooling channels 131 . Depending on the configuration of the collecting rings 52, the coolant can be directed onto the rotor 120 and from there can be thrown onto the end windings 113 of the stator 110.

Die Pfeile veranschaulichen den Fluss des Kühlmittels durch die elektrische Maschine 100 und durch ein Gehäuse 114 der elektrischen Maschine 100.The arrows illustrate the flow of the coolant through the electric machine 100 and through a housing 114 of the electric machine 100.

BezugszeichenlisteReference List

100100: elektrische Maschineelectric machine
110110: Statorstator
111111: Aufnahmeraumrecording room
112112: Statorwicklungenstator windings
113113: Wickelkopfwinding head
114114: GehäuseHousing
120120: Rotor rotor
130130: Verteilerkanaldistribution channel
131131: Kühlkanälecooling channels
132132: Kühlmittelzulaufcoolant inlet
133133: Kühlmittelablauf coolant drain
1010: Blechpaket laminated core
2121: erstes Blechfirst sheet
2222: zweites Blechsecond sheet
22a22a: alternatives zweites Blechalternative second plate
22a'22a': gewendetes alternatives zweites Blechturned alternative second plate
2323: drittes Blechthird sheet
2424: Positionierungskerbenpositioning notches
2525: Nut zur Aufnahme von StatorwicklungenSlot for accommodating stator windings
2626: tangentialer Überstand tangential overhang
3030: radiale Öffnungen / Kühlmittelzulaufradial openings / coolant inlet
3131: erste Öffnungenfirst openings
3232: zweite Öffnungensecond openings
3333: dritte Öffnungen third openings
4040: Befestigungslaschen mounting tabs
5050: Anschlussklippconnection clip
5151: Verschlussklipp,locking clip,
5252: Sammelring collection ring
AA: Axialrichtungaxial direction
LL: Ausdehnung von Öffnungenexpansion of openings
RR: Radialrichtungradial direction
Uu: Umfangsrichtungcircumferential direction
VV: Versatzoffset

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 112011103343 T5 [0003]
DE 112011103345 T5 [0003]
US8492952B2 [0004]
US 2014/0265662 A1 [0005]

Claims

Laminated core (10), in particular for forming a stator (110) of an electrical machine (100), having at least two first laminations (21) arranged on the front side, which have a receiving space (111) and a large number of first openings (31), the first openings (31) form cooling channels (131) running along an axial direction (A), having at least one second metal sheet (22) which alternates with a second metal sheet (22) offset in the circumferential direction (U) or alternately with at least one third metal sheet ( 23) is positioned between the first metal sheets (21) arranged on the front side, with the at least one second metal sheet (22) and/or the at least one third metal sheet (23) having a receiving space (111) which is congruent with the receiving space (111) of the first metal sheets (21), wherein a multiplicity of second openings (32) are made in the at least one second metal sheet (22) and/or a multiplicity of third openings (33) are made in the at least one third metal sheet (23), and wherein the second openings (32) and the third openings (33) have an extent (L) which at least partially overlaps at least two first openings (31).

laminated core after claim 1 , wherein at least one second opening (32) and/or at least one third opening (33) for forming a coolant inlet (132) are open radially on the outside, with at least one coolant inlet (132) being open through a plurality of first openings ( 31) and/or second openings (32) and/or third openings (33).

laminated core after claim 2 wherein the at least one second opening (32) open radially on the outside and/or at least one third opening (33) open radially on the outside have a tangential overhang (26).

laminated core after claim 2 , wherein a locking clip (51) or a connecting clip (50) can be connected to the at least one coolant inlet (132), wherein the locking clip (51) or the connecting clip (50) connects the first metal sheets (21) to the metal sheets (21 ) arranged second metal sheets (22) and / or third metal sheets (23) along the axial direction (A) protrudes and is frontally connected to the cooling channels (131).

Sheet metal package according to one of Claims 1 until 4 , wherein at least one second sheet (22) and at least one third sheet (23) are alternately stacked along the axial direction (A), the second openings (32) and the third openings (33) having substantially the same extent (L) and overlap in regions along a circumferential direction (U) in order to form a meandering distribution channel (130) which is connected in a fluid-conducting manner in the axial direction (A) to the cooling channels (131) of the first metal sheets (21).

Sheet metal package according to one of Claims 1 until 5 , wherein the at least one at least one second metal sheet is designed as at least one alternative second metal sheet (22a), the at least one alternative second metal sheet (22a) and at least one turned alternative second metal sheet (22a`) alternating with one another along the axial direction (A). are stacked, the second openings (32) essentially having the same extent (L) and overlapping in some areas along a circumferential direction (U) in order to form a meandering distribution channel (130) which, in the axial direction (A), communicates with the cooling channels (131 ) of the first sheets (21) is fluidly connected.

Sheet metal package according to one of Claims 1 until 6 , wherein the second openings (32) and/or the third openings (33) each have an extension (L) which projects beyond at least two first openings (32), and wherein the second metal sheets (22) and/or the third metal sheets ( 23) have a number of second openings (32) and/or third openings (33) which can be divided by an integer number of fastening tabs (40).

Sheet metal package according to one of Claims 1 until 7 , wherein the cooling channels (131) of the first metal sheets (21) end in at least one closed or at least partially open collecting ring (52), in particular in a coolant outlet (133), which has a socket (53) in the area of the front-side first metal sheet ( 21) trains.

Sheet metal package according to one of Claims 1 until 8th , wherein the first metal sheets (21) and the second metal sheets (22) and/or the third metal sheets (23) have at least two fastening tabs (40), the first metal sheets (21) and the second metal sheets (22) and/or the third metal sheets (23) have at least one positioning notch (24).

Electrical machine (100), having a stator (110) with a laminated core (10) according to one of the preceding claims and having a rotor (120) which is arranged in a receiving space (111) of the stator (110).