EP4792408A1 - Blechelement eines aktiven elements einer elektrischen maschine - Google Patents

Blechelement eines aktiven elements einer elektrischen maschine

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EP4792408A1
EP4792408A1 EP24790109.3A EP24790109A EP4792408A1 EP 4792408 A1 EP4792408 A1 EP 4792408A1 EP 24790109 A EP24790109 A EP 24790109A EP 4792408 A1 EP4792408 A1 EP 4792408A1
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EP
European Patent Office
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pattern
recesses
axis
laminated core
recess
Prior art date
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Pending
Application number
EP24790109.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Amelie Magnenet
Alexandre Fischer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Blechelement (1) eines aktiven Elements (2) einer elektrischen Maschine aufweisend eine Rotationsachse (3), einen ersten radialen Bereich (41), der zur Erfüllung der elektromagnetischen Funktion relevant ist, sowie ein erstes Stanzbild (51) im ersten radialen Bereich (41), welches insbesondere Aussparungen (6) zur Aufnahme für elektromagnetische Komponenten sowie Bereiche zur Leitung des magnetischen Flusses aufweist, und mehrfach rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse (3) ausgebildet ist und einen zweiten radialen Bereich (42), der zur Montage des Blechelements relevant ist, wobei ein zweites Stanzbild (52) im zweiten radialen Bereich (42) ausgebildet ist, wobei das zweite Stanzbild (52) ein erstes Muster (91) aufweist, das erste Muster (91) mehrere auf einer zur Rotationsachse (3) konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende erste Aussparungen (61) umfasst, die in Umfangsrichtung benachbarten ersten Aussparungen (61) des ersten Musters (91) um einen ersten Winkel WB1 beabstandet sind, und das zweite Stanzbild (52) ein zweites Muster (92) aufweist, das zweite Muster (92) mehrere auf einer zur Rotationsachse (3) konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende zweite Aussparungen (62) umfasst, die in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Aussparungen (62) des zweiten Musters (9) um einen zweiten Winkel WB2 beabstandet sind, wobei der erste Winkel WB1 und der zweite Winkel WB2 verschieden sind. Weiter betrifft die Erfindung ein aktives Element (2) einer elektrischen Maschine.

Description

Blechelement eines aktiven Elements einer elektrischen Maschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blechelement eines aktiven Elements einer elektrischen Maschine aufweisend eine Rotationsachse, einen ersten radialen Bereich, der zur Erfüllung der elektromagnetischen Funktion relevant ist, sowie ein erstes Stanzbild im ersten radialen Bereich, welches insbesondere Aussparungen zur Aufnahme für elektromagnetische Komponenten sowie Bereiche zur Leitung des magnetischen Flusses aufweist, und mehrfach rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse ausgebildet ist. Weiter betrifft die Erfindung ein aktives Element einer elektrischen Maschine, umfassend ein erstes Blechpaket und ein zweites Blechpaket, welche jeweils mehrere Blechelemente umfassen.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren oder elektrische Maschinen eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Permanenterregte Synchronmaschinen (PSM) als ein Beispiel einer elektrischen Maschine werden bereits in vielen industriellen Anwendungen und im Zuge der Elektrifizierung zunehmend auch in der Automobilindustrie eingesetzt. Eine solche permanenterregte Synchronmaschine weist in der Regel einen zu bestromenden Stator und einen permanenterregten Rotor auf, welche als aktive Elemente der PSM oder allgemein einer elektrischen Maschine bezeichnet werden. Permanenterregte Synchronmotoren werden sowohl als Innenläufer als auch als Außenläufer (Stator innenliegend angeordnet) gebaut. Um möglichst gute Gleichlaufeigenschaften zu erreichen, werden die elektrischen Wicklungen des Stators in zahlreiche Wicklungsabschnitte aufgeteilt, die entsprechend den verwendeten Stromphasen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Häufig werden moderne Synchronmotoren in einem elektrischen 3-Phasen-Netz betrieben, wobei hohe Drehmomente bereitgestellt werden können. Die Anzahl der elektrischen Teilwicklungen ist in diesem Fall ein ganzes Vielfaches von Drei. Die am Rotor ausgebildeten magnetischen Pole sind in ihrer Anzahl auf die Wicklungsweise der elektrischen Spulen am Stator angepasst. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der Pole am Rotor und der Anzahl der am Stator ausgebildeten elektrischen Pole beeinflusst ebenfalls die Gleichlaufeigenschaften des Motors. Zwei benachbarte Pole am Rotor bilden jeweils ein sogenanntes Polpaar.
Aufgrund der wirkenden Magnetkräfte kommt es beim permanenterregten Synchronmotor im stromlosen Zustand bei einer manuellen Drehung des Rotors zu einem spürbaren Rastverhalten, welches im Englischen auch als „cogging" bezeichnet wird. Problematischer für die Laufeigenschaften eines solchen Synchronmotors ist allerdings ein ähnlicher Effekt, der im bestromten Zustand unter Last auftritt und in diesem Zusammenhang als Lastpulsation, Drehmomentschwankung oder englisch „ripple torque" bezeichnet wird. Die Lastpulsation ist im Leerlaufverhalten des Motors (wenn kein oder nur ein geringes Drehmoment abgegriffen wird) bei genügend hoher Polzahl kaum festzustellen. Wenn der Motor allerdings mit hoher Drehmomentabnahme betrieben wird, ist die Lastpulsation als periodische Drehmomentschwankung deutlich feststellbar. Die Drehmomentschwankung folgt dabei in der Regel einer Sinusschwingung, die einer höheren Harmonischen der an einem Polpaar auftretenden Drehmomentänderung entspricht.
Da eine derartige Lastpulsation in vielen Anwendungsfällen störend wirkt, insbesondere wenn hohe Gleichlaufeigenschaften gefordert sind, gibt es unterschiedliche Ansätze im Stand der Technik, die Lastpulsation zu verringern. Beispielsweise wird versucht, der Lastpulsation entgegenzusteuern, in dem die in den Motor eingespeisten Stromwerte gegenläufig variiert werden. Eine derartige elektronische Steuerung kann bei relativ langsam laufenden Motoren und gleichbleibender Lastabnahme mit sehr schnell wirkenden Steuerschaltungen zu einer Verringerung der Lastpulsation führen. Sofern die Motorsteuerung allerdings schnell wechselnde Lastbedingungen bei hohen Drehzahlen ausgleichen muss, sind herkömmliche Steuerschaltungen bei vertretbarem Aufwand nicht mehr zur gleichzeitigen Ausregelung der Lastpulsation in der Lage.
Ein anderer in praktischen Realisierungen verfolgter Lösungsansatz besteht darin, die Lastpulsation durch eine Schrägstellung der Pole des Rotors gegenüber den Polen des Stators zu verringern. Bei permanenterregten Synchronmotoren werden dabei die am Rotor angeordneten Dauermagnete in Bezug auf die Drehachse verkippt angeordnet. Diese Schrägstellung führt dazu, dass sich zu keinem Zeitpunkt die gesamte Querschnittsfläche der Pole gegenübersteht, was zwar einerseits zu einer Verringerung des maximalen Drehmoments andererseits aber auch zu einer nivellierenden Wirkung in Bezug auf die Lastpulsation führt.
Aus dem Stand der Technik sind Rotoren für elektrische Maschinen bekannt, die eine derartig reduzierte Drehmomentwelligkeit aufweisen. So werden beispielsweise auf der Internetseite https://etn-demeter.eu/rotor-shaping-technologies-for-permanent- magnet-electrical-machines/ unterschiedliche Konzepte eines Rotors mit reduzierter Drehmomentwelligkeit vorgeschlagen.
Ein aus dem Stand der Technik als Rotorschrägung bekanntes Konzept zur Reduktion der Drehmomentwelligkeit ist es, dass ein Rotor mit einer Mehrzahl von axial aneinandergereihten und gegeneinander um einen Winkel verdrehten Rotorsegmenten ausgestattet ist. Die einzelnen Rotorsegmente können jeweils um einen bestimmten Winkel gegeneinander verdreht sein.
Es sind verschiedene Rotorschrägungen bekannt. Bei einer linearen Schrägung verläuft die Schrägung der magnetischen Pole gleicher Polarität von einem ersten Rotorsegment in Axialrichtung zu einem letzten Rotorsegment linear. Es sind des Weiteren V-förmige Rotorschrägungen bekannt, bei denen der Verlauf der magnetischen Pole einer V-Form ähnelt.
Die Rotoren von Elektromotoren werden in vielen Fällen unter Verwendung von Rotorblechen oder Rotorblechpaketen zusammengesetzt. Dabei ist für die korrekte Funktion des Elektromotors, wie oben bereits ausgeführt, eine definierte Verschränkung oder relative Winkelposition der Rotorbleche bzw. Rotorblechpakete zueinander von eminenter Bedeutung für einen harmonischen Gleichlauf der elektrischen Maschine.
Daher muss bei der Montage des Rotors diese Verschränkung zuverlässig und korrekt eingestellt und die Rotorbleche bzw. Rotorblechpakete müssen mit dieser festgelegten Verschränkung auf die Rotorwelle des Rotors gefügt werden. Ferner sollte ge- währleistet sein, dass die einmal korrekt eingestellte Verschränkung auch beim Betrieb des Elektromotors beibehalten wird.
Aus der DE102018112195 A1 ist bekannt, dass zur Verankerung aneinander in den Rotorblechen, vorzugsweise allen Rotorblechen, napf- oder hutartigen Durchstellungen, die auf der einen Rotorblechseite Vertiefungen und auf der anderen Rotorblechseite Erhabenheiten besitzen, vorhanden sind, welche in ihren Abmessungen zur Befestigung aneinander aufeinander abgestimmt sind. Das heißt, dass durch das Vorhandensein der Vertiefungen bzw. Erhabenheiten auf den jeweiligen Seiten der Rotorbleche die Umsetzung der Verschränkung der einzelnen Rotorble- che/Rotorblechpakete zueinander vereinfacht ist
Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, die Drehmomentwelligkeit von Rotoren mittels Rotorschrägungen zu reduzieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Blechelement eines aktiven Elements, insbesondere eines Rotors einer elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellen, durch welches die Drehmomentwelligkeit reduziert und damit die Laufruhe und Lebensdauer insbesondere des Rotors erhöht werden kann. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstig herstellbares aktives Element, insbesondere einen Rotor zu realisieren.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch ein Blechelement eines aktiven Elements, insbesondere eines Rotors einer elektrischen Maschine aufweisend eine Rotationsachse. Weiter weist das Blechelement einen ersten radialen Bereich auf, der zur Erfüllung der elektromagnetischen Funktion relevant ist, sowie ein erstes Stanzbild in dem ersten radialen Bereich, welches insbesondere Aussparungen zur Aufnahme für elektromagnetische Komponenten sowie Bereiche zur Leitung des magnetischen Flusses aufweist und mehrfach rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse ausgebildet ist. Das Blechelement weist weiter einen zweiten radialen Bereich auf, der zur Montage des Blechelements relevant ist, wobei ein zweites Stanzbild in dem zweiten radialen Bereich ausgebildet ist, wobei das zweite Stanzbild ein erstes Muster aufweist. Das erste Muster umfasst mehrere auf einer zur Rotati- onsachse konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende erste Aussparungen. Die in Umfangsrichtung benachbarten ersten Aussparungen des ersten Musters sind um einen ersten Winkel WB1 beabstandet. Das zweite Stanzbild weist weiter ein zweites Muster auf. Das zweite Muster umfasst mehrere auf einer zur Rotationsachse konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende zweite Aussparungen. Die in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Aussparungen des zweiten Musters sind um einen zweiten Winkel WB2 beabstandet. Der erste Winkel WB1 und der zweite Winkel WB2 sind verschieden.
Die vorteilhafte Wirkung des Aspekts liegt darin begründet, dass sich aufgrund der beiden Winkel WB1 und WB2, welche durch das erste Muster beziehungsweise durch das zweite Muster definiert sind, mit ein und demselben zweiten Stanzbild Blechelemente, insbesondere Rotorbleche für Blechpakete, insbesondere Rotorkörper unterschiedlicher Anwendungen realisieren lassen. In anderen Worten kann somit ein und dasselbe Blechelement für Blechpakete unterschiedlicher aktiver Elemente hergestellt werden. Somit lassen sich unterschiedliche Verschränkungen mit dem zweiten Stanzbild erzeugen, da die ersten Aussparungen oder die zweiten Aussparungen Verschränkungslöcher bilden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Blechelemente einen Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs aus. Der Rotor ist aus einer Mehrzahl A von aus paketierten Blechelementen aufgebauten Rotorkörpern gebildet, wobei die Rotorkörper relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse verdreht sind wobei der Rotor einen durch die gesamte Verdrehung der Rotorkörper definierten Verschränkungswinkel a aufweist, und die Rotorkörper mit Permanentmagneten bestückt sind, wobei die Blechelemente im Wesentlichen gleichteilig ausgeformt sind, und Fenster zur Aufnahme der Permanentmagneten aufweisen, wobei die Blechelemente eine Anzahl C an Verschränkungslöchern zur Positionierung der relativ zueinander verdrehten Rotorkörper aufweist, welche für eine gerade Anzahl A an Rotorkörpern C=[A/2] entspricht. Die Verschränkungslöcher werden durch Aussparungen des ersten Musters oder durch Aussparungen des zweiten Musters gebil- det. Die Rotorkörper sind durch einen die entsprechenden Verschränkungslöcher durchgreifenden Stift in Umfangsrichtung zueinander festlegbar, wobei die Rotorkörper jeweils einen relativen Verschränkungswinkel WA zueinander aufweisen, der WA=[a/{A-1 }] entspricht, wobei Spiegelsymmetrieachsen jeweils so durch die Drehachse des Rotors verlaufen, dass die durch die Permanentmagnete definierten Magnetpole in Umfangsrichtung an einer der Spiegelsymmetrieachse spiegelsymmetrisch positioniert sind, wobei der Winkel ß zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Spiegelsymmetrieachsen sich ergibt aus ß=[360/P], mit P=Anzahl der Magnetpole, wobei jeder der Rotorkörper eine seiner Position in der axialen Reihenfolge im Rotor entsprechende Positionszahl X besitzt, wobei für X<[A/2] gilt, dass der Winkel WB zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Verschränkungslöchern beidseits einer Spiegelsymmetrieachse betragsmäßig WB=WA*[{A/2-X}+{1/2}] entspricht. Werden die Verschränkungslöcher durch Aussparungen des ersten Musters gebildet, entspricht der Winkel WA dem Winkel WA1 , werden die Verschränkungslöcher durch Aussparungen des zweiten Musters gebildet, entspricht der Winkel WA dem Winkel WA2. Bei der Montage der Rotorkörper können somit also die Rotorbleche der verschiedenen Rotorkörper in Stanzrichtung und Gegenstanzrichtung verwendet werden, um die gewünschten Verschränkungswinkel zu erstellen.
In einer alternativen besonders vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Blechelemente einen Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei der Rotor aus einer Mehrzahl A von aus paketierten Blechelementen aufgebauten Rotorkörpern gebildet ist, wobei die Rotorkörper relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse verdreht sind, wobei der Rotor einen durch die gesamte Verdrehung der Rotorkörper definierten Verschränkungswinkel a aufweist, und die Rotorkörper mit Permanentmagneten bestückt sind, wobei die Blechelemente im Wesentlichen gleichteilig ausgeformt sind, und Fenster zur Aufnahme der Permanentmagneten aufweisen, wobei die Blechelemente eine Anzahl C an Verschränkungslöchern zur Positionierung der relativ zueinander verdrehten Rotorkörper aufweist, welche für eine ungerade Anzahl A an Rotorkörpern C=[{A-1 }/2]+1 entspricht. Die Verschränkungslöcher werden durch Aussparungen des ersten Musters oder durch Aussparungen des zweiten Musters gebildet. Die Rotorkörper sind durch einen die ent- sprechenden Verschränkungslöcher durchgreifenden Stift in Umfangsrichtung zueinander festlegbar, wobei die Rotorkörper jeweils einen relativen Verschränkungswinkel WA zueinander aufweisen, der WA=[a/{A-1 }] entspricht, wobei Spiegelsymmetrieachsen jeweils so durch die Drehachse des Rotors verlaufen, dass die durch die Permanentmagnete definierten Magnetpole in Umfangsrichtung an einer der Spiegelsymmetrieachse spiegelsymmetrisch positioniert sind, wobei der Winkel ß zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Spiegelsymmetrieachsen sich ergibt aus ß=[360/P], mit P=Anzahl der Magnetpole, wobei jeder der Rotorkörper eine seiner Position in der axialen Reihenfolge im Rotor entsprechende Positionszahl X besitzt, wobei für X<[{{A-1 }/2}]+1 gilt, dass der Winkel WB zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Verschränkungslöchern beidseits einer Spiegelsymmetrieachse betragsmäßig WB=WA*[{A-1}/2+1-X] entspricht. Werden die Verschränkungslöcher durch Aussparungen des ersten Musters gebildet, entspricht der Winkel WA dem Winkel WA1 , der Winkel WB, dem Winkel WB1 , werden die Verschränkungslöcher durch Aussparungen des zweiten Musters gebildet, entspricht der Winkel WA dem Winkel WA2, der Winkel WB, dem Winkel WB2. Bei der Montage der Rotorkörper können somit also die Rotorbleche der verschiedenen Rotorkörper in Stanzrichtung und Gegenstanzrichtung verwendet werden, um die gewünschten Verschränkungswinkel zu erstellen.
Besonders vorteilhaft ist es möglich, dass das erste als auch das zweite Muster und somit die entsprechenden Winkel WB1 oder WB2 gemäß jeweils einer der zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung bestimmt werden. Somit weisen beide Muster Aussparungen auf, welche Verschränkungslöcher bilden, die jeweils für eine ungerade Anzahl A an Rotorkörpern oder eine gerade Anzahl A an Rotorkörpern definiert sind. Besonders bevorzugt weist entweder das erste Muster Aussparungen auf, welche Verschränkungslöcher bilden, die für eine ungerade Anzahl A an Rotorkörpern definiert sind und das zweite Muster weist Aussparungen auf, welche Verschränkungslöcher bilden, die für eine gerade Anzahl A an Rotorkörpern definiert sind oder das erste Muster weist Aussparungen auf, welche Verschränkungslöcher bilden, die für eine gerade Anzahl A an Rotorkörpern definiert sind und das zweite Muster weist Aussparungen auf, welche Verschränkungslöcher bilden, die für eine ungerade Anzahl A an Rotorkörpern definiert sind. Alternativ kann der Winkel WB1 bzw. WB2 dem jeweiligen relativen Verschränkungs- winkle WA1 bzw. WA2 entsprechen.
Im Folgenden werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Relevanz oder ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Als aktives Element einer elektrischen Maschine im Sinne dieser Anmeldung wird insbesondere der Rotor der elektrischen Maschine oder der Stator der elektrischen Maschine verstanden, da Rotor als auch Stator in elektromechanischer Wechselwirkung zueinanderstehen.
Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete, aus Rotorblechpaketen gebildete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt.
Unter einem Rotorkörper wird im Sinne der Erfindung der Rotor ohne Rotorwelle verstanden. Der Rotorkörper setzt sich demnach insbesondere zusammen aus einem Rotorblechpaket sowie den in die Taschen des Rotorblechpakets eingebrachten oder den umfänglich an dem Rotorblechpaket fixierten Permanentmagneten sowie ggf. vorhandenen axialen Deckelteilen zum Verschließen der der Taschen.
Die Permanentmagnete können bevorzugt in die Taschen des Rotorblechpakets eingebracht sein. Dabei kann pro Tasche ein einziger größerer, als Stabmagnet ausgebildeter Rotormagnet oder mehrere kleinere Permanentmagnetelemente ausgebildete Rotormagnete vorgesehen werden. Der Rotor weist bevorzugt eine Mehrzahl von Rotorkörpern auf. Besonders bevorzugt sind die Rotorkörper im Wesentlichen gleichteilig, insbesondere im Wesentlichen identisch, ausgebildet. Höchst bevorzugt ist es, dass die Rotorkörper aus gleichteiligen, insbesondere im Wesentlichen identischen Rotorblechen gebildet sind. Die Rotorkörper sind also insbesondere bevorzugt aus einem Rotorblechpaket gebildet, welche aus einer Mehrzahl von in der Regel aus Elektroblech hergestellten laminierten Einzelblechen bzw. Rotorblechen zusammengesetzt sind, die übereinander zu einem Stapel, dem sog. Rotorblechpaket geschichtet und paketiert sind. Die Einzelbleche können in dem Rotorblechpaket durch Verklebung, Verschweißung oder Verschraubung zusammengehalten bleiben. Ein Rotorblechpaket kann insbesondere auch in die Taschen des Rotorblechpakets eingebrachte oder den umfänglich an dem Rotorblechpaket fixierte Permanentmagnete aufweisen.
Das erfindungsgemäße aktive Element einer elektrischen Maschine ist insbesondere zur Verwendung als Rotor in einer elektrischen Maschine vorgesehen. Diese dient üblicherweise zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt. Elektrische Maschinen umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil.
Im Falle von als Rotationsmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist der erfindungsgemäße Rotor bevorzugt zur Verwendung in einer Radialflussmaschine vorgesehen. Der Stator einer Radialflussmaschine ist üblicherweise zylindrisch aufgebaut und besteht in der Regel aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen. Über den Umfang verteilt, sind in das Elektroblech parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Nuten oder umfänglich geschlossene Ausnehmun- gen eingelassen, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin können die Nuten mit Verschlusselementen, wie Verschlusskeilen oder Deckeln oder dergleichen verschlossen sein, um ein Herauslösen der Statorwicklung zu verhindern.
Das erfindungsgemäße aktive Element einer elektrischen Maschine ist insbesondere zur Verwendung als Rotor in einer elektrischen Maschine innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/rnin, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/rnin, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/rnin bereitstellt.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.
Gemäß einer Ausgestaltung weist jede erste Aussparung des ersten Musters eine zu der Rotationsache senkrecht verlaufende erste Symmetrieachse auf, zu welcher die erste Aussparung spiegelsymmetrisch ist. Weiter weist jede zweite Aussparung des zweiten Musters eine zu der Rotationsache senkrecht verlaufende zweite Symmetrieachse auf, zu welcher die zweite Aussparung spiegelsymmetrisch ist. Die vorteilhafte Wirkung liegt darin begründet, dass somit die Aussparungen, welche Verschränkungslöcher ausbilden, zur Realisierung einer Verschränkung sowohl in Stanz- als auch in Gegenstanzrichtung von einem stabartigen Werkzeug axial durchgreifbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung bildet zumindest eine erste Aussparung des ersten Musters mit einer zweiten Aussparung des zweiten Musters eine verbundene Aussparung aus.
Besonders vorteilhaft ist die verbundene Aussparung mittels eines Stanzwerkzeuges kostengünstig herstellbar, da somit Schnittkanten reduziert sind. Vorteilhafterweise ergibt sich weiter eine besonders effiziente räumliche Ausnutzung des zweiten radialen Bereichs, was sich positiv auf die Festigkeit des Blechelements auswirkt sowie in einem geringeren radialen Platzbedarf resultiert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung fällt in der verbundenen Aussparung die erste Symmetrieachse der ersten Aussparung mit der zweiten Symmetrieachse der zweiten Aussparung zusammen.
Dabei ist nicht bei jeder verbundenen Aussparung diese Bedingung erfüllt ist. Je nach Wahl der Winkel WA1 und WA2 sowie der Anzahl der ersten und zweiten Aussparungen bei einer ggf. bei mehreren verbundenen Aussparungen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung bildet jede der ersten Aussparung des ersten Musters mit jeweils einer der zweiten Aussparungen des zweiten Musters je eine verbundene Aussparung aus.
Besonders vorteilhaft sind somit die verbundenen Aussparungen jeweils mittels eines Stanzwerkzeuges kostengünstig herstellbar, da somit Schnittkanten reduziert sind. Vorteilhafterweise ergibt sich weiter eine besonders effiziente räumliche Ausnutzung des zweiten radialen Bereichs, was sich positiv auf die Festigkeit des Blechelements auswirkt sowie in einem geringeren radialen Platzbedarf resultiert. Je nach Wahl der Winkel WA1 und WA2 sowie der Anzahl der ersten und zweiten Aussparungen erge- ben sich beispielweise ungleiche Anzahlen von ersten und zweiten Aussparungen, so dass nicht jede zweite Aussparung mit einer ersten Aussparung eine verbundene Aussparung ausbildet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die ersten oder die zweiten Aussparungen als Langlöcher in radialer Richtung ausgebildet.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Blechelemente einen Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei der Rotor aus einer Mehrzahl von aus paketierten Blechelementen aufgebauten Rotorkörpern gebildet ist, und die Rotorkörper mit Permanentmagneten bestückt sind, wobei die Rotorkörper relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse verdreht sind, wobei der Rotor hierdurch einen durch die gesamte Verdrehung der Rotorkörper definierten Verschränkungswinkel a aufweist, wobei die Blechelemente jeweils wenigstens ein erstes von einem ersten stabartigen Werkzeug axial durchgreifbares Verschränkungsloch aufweisen, mittels dessen die relative Verschränkung von zwei axial benachbarten Rotorkörpern einstellbar ist, und die ersten Verschränkungslöcher im Rotor fluchtend zueinander angeordnet sind, so dass ein sich axial durch den Rotor erstreckender erster Kanal gebildet ist, wobei die ersten Verschränkungslöcher eine von der Kreisform abweichende Kontur besitzen, die eine Längserstreckung in radialer Richtung aufweist. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die Blechelemente ausreichend genau in Umfangsrichtung positionierbar sind, um die geforderten Toleranzen der Verdrehung zwischen den Blechpaketen einzuhalten. Ferner können die Blechpakete leicht gefügt und die unterschiedlichen Längenausdehnungen bei verschiedenen Temperaturen der Blechpakete und des Werkzeugs ausgleichen werden. Die bevorzugten Rotoren weisen somit ein Verschränkungslochbild in den Blechelementen auf, mittels derer die Verschränkung der Rotorkörper sehr genau definiert werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung ist jeder ersten Aussparung ein erstes Gegenloch zugeordnet, dass in radialer Richtung auf der durch die Rotationsachse verlaufenden erste Symmetrieachse, auf der der Rotationsachse gegenüberliegenden Seite der ersten Aussparung angeordnet ist. Weiter ist jeder zweiten Aussparung ein zweites Gegen- loch zugeordnet, dass in radialer Richtung auf der durch die Rotationsachse verlaufenden zweiten Symmetrieachse, auf der der Rotationsachse gegenüberliegenden Seite der zweiten Aussparung angeordnet ist.
Die vorteilhafte Wirkung...
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Blechelemente einen Rotor aus, wobei der Rotor somit ein Verschränkungslochbild in den Blechelementen aufweist, mittels derer die Verschränkung der Rotorkörper definiert werden kann. Die Verschränkungslöcher sind dabei so angeordnet, dass eine Drehung der Blechelemente bzw. der Rotorkörper um 180° um den Durchmesser ermöglicht ist, wodurch die Blechelemente mit einer minimalen Anzahl an Verschränkungslöchern versehen werden können. Durch die Möglichkeit, die Blechelemente bzw. die Rotorkörper um den Durchmesser herum um 180° zu drehen, wird eine sehr gute Kompensation von Unwuchten in dem Rotor ermöglicht als auch die Verwendung eines vergleichsweise einfachen Stanzbilds des Stanzwerkzeugs, mit dem die Statorbleche gestanzt werden. Das Stanzbild umfasst dabei das zweite Stanzbild, welches das erste Muster und das zweite Muster umfasst, deren jeweilige Aussparungen die zuvor beschriebenen Verschränkungslöcher und somit das Verschränkungslochbild ausbilden.
Gemäß einer Ausgestaltung bildet jedes der ersten Gegenlöcher mit jeweils einem der zweiten Gegenlöcher je ein verbundenes Gegenloch aus.
Besonders vorteilhaft sind die verbundenen Gegenlöcher mittels eines Stanzwerkzeuges kostengünstig herstellbar, da somit Schnittkanten reduziert sind. Vorteilhafterweise ergibt sich weiter eine besonders effiziente räumliche Ausnutzung des zweiten radialen Bereichs, was sich positiv auf die Festigkeit des Blechelements auswirkt sowie in einem geringeren radialen Platzbedarf resultiert.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die Gegenlöcher größer als die zugeordneten Aussparungen oder die verbundenen Gegenlöcher sind größer als die zugeordneten verbundenen Aussparungen. Die vorteilhafte Wirkung liegt darin begründet, dass somit die Gegenlöcher, zur Realisierung einer Verschränkung sowohl in Stanz- als auch in Gegenstanzrichtung von einem stabartigen Werkzeug axial durchgreifbar sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein Aktives Element einer elektrischen Maschine, insbesondere ein Rotor, ein erstes Blechpaket und ein zweites Blechpaket, welche jeweils mehrere Blechelemente gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen und Aspekt umfassen. Die Blechelemente des ersten Blechpakets und des zweiten Blechpakets sind innerhalb des jeweiligen Blechpakets jeweils koaxial bezüglich der Rotationsachse und kongruent bezüglich des ersten Stanzbildes und bezüglich des zweiten Stanzbildes ausgerichtet. Das erste Blechpaket und das zweite Blechpaket weisen jeweils ein erstes Verschränkungsloch sowie eine unmittelbar benachbartes zweites Verschränkungsloch auf, wobei die Verschränkungslöcher durch die entweder ersten Aussparungen oder zweiten Aussparungen ausgebildet sind. Das erste Blechpaket ist zu dem zweiten Blechpaket derart um die Rotationsachse verdreht, dass das erste Verschränkungsloch des ersten Blechpakets mit dem zweiten Verschränkungsloch des zweiten Blechpakets fluchtet. Somit weist das zweite Stanzbild des ersten Blechpakets zu dem zweiten Stanzbild des zweiten Blechpakets einen Winkel WB1 auf und das erste Stanzbild der Blechelemente des ersten Blechpakets zu dem ersten Stanzbild der Blechelemente des zweiten Blechpakets einen Verschränkungswinkel WA1 aufweist. Alternativ weist das zweite Stanzbild des ersten Blechpakets zu dem zweiten Stanzbild des zweiten Blechpakets einen Winkel WB2 auf und das erste Stanzbild der Blechelemente des ersten Blechpakets zu dem ersten Stanzbild der Blechelemente des zweiten Blechpakets weist einen Verschränkungswinkel WA2 auf.
Insbesondere ergeben sich so bei einer linearen Schrägung ein Schrägungswinkel al- pha1 bzw. alpha2 gemäß {A-1 }]*WA1 bzw. {A-1 }]*WA2, wobei A die Anzahl der Blechpakete ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung können die Blechelemente im ersten bzw. zweiten Blechpaket koaxial bezüglich der Rotationsachse und kongruent bezüglich des ersten Stanzbildes ausgerichtet sein, jedoch können die Blechelemente bezüglich des zweiten Stanzbildes eine Rotation um die Rotationsachse von 180° aufweisen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 Blechelement eines aktiven Elements einer elektrischen Maschine.
Figur 2 Aktives Element einer ersten Ausführungsform umfassend Blechelemente gemäß Figur 1 .
Figur 3 Aktives Element einer zweiten Ausführungsform umfassend Blechelemente gemäß Figur 1 .
Figur 1 zeigt ein Blechelement eines aktiven Elements einer elektrischen Maschine, wobei es sich bei dem aktiven Element 2 um einen Rotor handelt und das Blechelement 1 insbesondere ein Rotorblech ist. Mehrere Blechelemente 1 bilden dabei jeweils ein Blechpaket 11 ,12 aus. Mehrere Blechpakete 11 ,12 bilden wiederum einen Rotorkörper aus. Das aktive Element 2 umfasst eine Rotationsachse 3. Das Blechelement 1 umfasst einen ersten radialen Bereich 41 , der zur Erfüllung der elektromagnetischen Funktion relevant ist. In diesem ersten Bereich 41 ist ein erstes Stanzbild 51 angeordnet, welches Aussparungen 6 zur Aufnahme für elektromagnetische Komponenten, insbesondere Magnete, sowie Bereiche zur Leitung des magnetischen Flusses aufweist. Das erste Stanzbild ist dabei mehrfach rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse 3 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführung ist es 8- fach symmetrisch, da das Blechelement 1 acht Aussparungen für Magnete aufweist. Das Blechelement weist weiter einen zweiten radialen Bereich 42 auf, welcher radial innerhalb des ersten Bereichs 41 angeordnet ist und zur Montage des Blechelements relevant ist. In diesem zweiten Bereich 42 ist ein zweites Stanzbild 52 im zweiten radialen Bereich 42 ausgebildet. Dieses zweite Stanzbild 52 weist ein erstes Muster 91 sowie ein zweites Muster 92 auf. Das erste Muster 91 umfasst mehrere auf einer zur Rotationsachse 3 konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende erste Aussparungen 61 , welche in Umfangsrichtung um einen ersten Winkel WB1 jeweils zueinander be- abstandet sind. Der Winkel WB1 setzt sich in der vorliegenden Ausführungsform zusammen aus dem Winkel ß=[360/P], wobei P die Anzahl der Magnetpole, hier also die Anzahl der Aussparungen 6 ist, sowie dem Winkel WA1 welcher definiert ist zu [a/{A- 1 }], wobei A die Anzahl an linear zueinander zu verschränkenden Blechpaketen 11 ,12 ist, und a ein beabsichtigter Verschränkungswinkel über die gesamte Verdrehung der Blechpakete ist. Das zweite Muster 92 umfasst mehrere auf einer zur Rotationsachse 3 konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende zweite Aussparungen 62, welche in Umfangsrichtung um einen zweiten Winkel WB2 jeweils zueinander beabstandet sind. Der Winkel WB2 setzt sich in der vorliegenden Ausführungsform zusammen aus dem Winkel ß=[360/P], wobei P die Anzahl der Magnetpole, hier also die Anzahl der Aussparungen 6 ist, sowie dem Winkel WA2 welcher definiert ist zu [a/{A-1 }], wobei A die Anzahl an linear zueinander zu verschränkenden Blechpaketen 11 ,12 ist, und a ein beabsichtigter Verschränkungswinkel über die gesamte Verdrehung der Blechpakete ist. Dabei sind der erste Winkel WB1 und der zweite Winkel WB2 verschieden. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das erste Muster 91 zwei erste Aussparungen 61 , das zweite Muster 92 umfasst drei zweite Aussparungen 62. Jede der ersten Aussparungen 61 weist je eine zu der Rotationsache 3 senkrecht verlaufende erste Symmetrieachse 71 auf, zu welcher die jeweilige erste Aussparung 61 spiegelsymmetrisch ist, und jede der zweiten Aussparungen 62 weist je eine zu der Rotationsache 3 senkrecht verlaufende zweite Symmetrieachse 72 auf, zu welcher die jeweilige zweite Aussparung 62 spiegelsymmetrisch ist. Dabei überlagern sich erste Aussparungen 61 und zweite Aussparungen so, dass eine der ersten Aussparungen 61 einer der zweiten Aussparung 62eine verbundene Aussparung 63 ausbildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind somit im zweiten Muster 52 zwei verbundene Aussparungen 63 beinhaltet. In der in der Bildebene rechts angeordneten verbundenen Aussparung 63 fallen die erste Symmetrieachse 71 und die zweite Symmetrieachse 72 zusammen, so dass die gesamte verbundene Aussparung 63 spiegelsymmetrisch ist. Weiter sind die alle ersten und zweiten Aussparungen 61 ,62 als Langlöcher ausgebildet, welche in ihrer längeren Erstreckung in radialer Richtung angeordnet sind. Jeder der ersten Aussparungen 61 ist ein erstes Gegenloch 81 zugeordnet. Ebenso ist jeder der zweiten Aussparungen 62 ein zweites Gegenloch 82 zugeordnet. Die Gegenlöcher 81 ,82 ist auf der in radialer Richtung auf der durch die Rotationsachse 3 verlaufenden jeweilige erste bzw. zweite Symmetrieachse 71 ,72 auf der der Rotationsachse gegenüberliegenden Seite der ersten bzw. zweiten Aussparung 61 ,62 angeordnet. Dabei bilden entsprechend den ersten und zweiten Aussparungen 61 ,62 die entsprechenden ersten Gegenlöcher mit den entsprechenden zweiten Gegenlöchern 82 je ein verbundenes Gegenloch 83 aus. Dabei sind die Gegenlöcher 81 , 82 größer als die zugeordneten Aussparungen 61 , 62 oder die verbundenen Gegenlöcher 83 sind größer sind als die zugeordneten verbundenen Aussparungen 63.
Figur 2 zeigt ein aktives Element in einer ersten Ausführungsform mit mehreren Blechpaketen 11 ,12, welche jeweils mehrere Blechelemente gemäß Figur 1 umfassen. Bei der ersten Ausführungsform des aktiven Elements 1 sind drei Blechpakete 11 ,12 zueinander verschränkt, wobei die Verschränkung über die ersten Aussparungen 61 welche erste und zweite Verschränkungslöcher 64,65 ausbilden sowie ein stabartiges Werkzeug 66 realisiert ist. Benachbarte Blechpakete sind dabei um einen Winkel WB1 zueinander um die Rotationsachse 3 verdreht, so dass sich bezogen zu dem ersten Stanzbild 51 ein Verschränkungswinkel WA1 zwischen zwei benachbarten Blechpaketen 11 ,12 ergibt.
Die Blechelemente 1 sind im jeweiligen Blechpaket 11 ,12 koaxial bezüglich der Rotationsachse 3 und kongruent bezüglich des ersten und zweiten Stanzbildes 51 ,52 ausgerichtet. Alternativ können die Blechelemente 1 im jeweiligen Blechpaket 11 ,12 koaxial bezüglich der Rotationsachse 3 und kongruent bezüglich des ersten Stanzbildes 51 ausgerichtet sein, jedoch können die Blechelemente 1 bezüglich des zweiten Stanzbildes eine Rotation um die Rotationsachse von 180° aufweisen.
Das erste Blechpaket 11 , in der Figur 2 als Schnitt A-A bezeichnet, und das zweite Blechpaket 12, in der Figur 2 als Schnitt B-B bezeichnet, weisen jeweils ein erstes Verschränkungsloch 64 sowie eine unmittelbar benachbartes zweites Verschränkungsloch 65 auf. Das stabartige Werkzeug 66 durchgreift das erste Verschränkungsloch 64 es ersten Blechpakets 11 . Das zweite Blechpaket 52 ist so auf dem ersten Blechpaket 51 angeordnet, dass das stabartige Werkzeug 66 das zweite Verschrän- kungsloch des zweiten Blechpakets durchgreift. Somit ist das zweite Blechpaket 52 zu dem ersten Blechpaket 51 derart um die Rotationsachse verdreht, dass das zweite Stanzbild 52 des ersten Blechpakets 11 zu dem zweiten Stanzbild 52 des zweiten Blechpakets 11 einen Winkel WB1 aufweist und das erste Stanzbild 51 der Blechelemente 11 des ersten Blechpakets 11 zu dem ersten Stanzbild 51 der Blechelemente 11 des zweiten Blechpakets 11 einen Verschränkungswinkel WA1 aufweist. Während bei dem ersten und zweiten Blechpaket 11 ,12 die Stanzgrate der Blechelemente 1 jeweils in dieselbe Richtung ausgerichtet sind, sind bei einem weitere Blechpaket, in der Figur 2 als Schnitt C-C bezeichnet die Stanzgrate in die Entgegengesetze Richtung ausgerichtet, das Blechpaket bzw. die einzelnen Blechelemente sind um eine Achse senkrecht zur Rotationsachse 3 um 180°gedreht. Man spricht hier auch von Stanzrichtung und Gegenstanzrichtung bezüglich einer Montage auf einer Welle. In der ersten Ausführungsform ist eine lineare Verschränkung bzw. Rotorschrägung realisiert.
Figur 3 zeigt ein aktives Element in zweiten Ausführungsform mit mehreren Blechpaketen 11 ,12, welche jeweils mehrere Blechelemente gemäß Figur 1 umfassen. Bei der ersten Ausführungsform des aktiven Elements 1 sind fünf Blechpakete 11 ,12 zueinander verschränkt, wobei die Verschränkung über die zweiten Aussparungen 62 welche erste und zweite Verschränkungslöcher 64,65 ausbilden sowie ein stabartiges Werkzeug 66 realisiert ist. Benachbarte Blechpakete sind dabei um einen Winkel WB2 zueinander um die Rotationsachse 3 verdreht, so dass sich bezogen zu dem ersten Stanzbild 51 ein Verschränkungswinkel WA2 zwischen zwei benachbarten Blechpaketen 11 ,12 ergibt. In der zweiten Ausführungsform sind die Blechpakete, welche in der Figur 3 mit Schnitt A-A, B-B, C-C bezeichnet sind in Stanzrichtung orientiert, die Blechpakete, welche in der Figur 3 mit Schnitt D-D, E-E bezeichnet sind, sind in Gegenstanzrichtung orientiert. In der zweiten Ausführungsform ist somit eine V-förmige Verschränkung bzw. Rotorschrägung realisiert. Bezuqszeichenliste
1. Blechelement
11 . erstes Blechpaket
12. zweites Blechpaket
2. aktives Element
3. Rotationsachse
41 . erster radialer Bereich
42. zweiter radialer Bereich
51 . erstes Stanzbild
52. zweites Stanzbild
6. Aussparung
61 . erste Aussparung
62. zweite Aussparung
63. verbundene Aussparung
64. erstes Verschränkungsloch
65. zweites Verschränkungsloch
66. stabartiges Werkzeug
71. erste Symmetrieachse
72. zweite Symmetrieachse
81 . erstes Gegenloch
82. zweites Gegenloch
83. verbundenes Gegenloch
91 . erstes Muster
92. zweites Muster
WA1 erster Winkel
WA2 zweiter Winkel
Verschränkungswinkel alphal
Verschränkungswinkel alpha2

Claims

Patentansprüche
1 . Blechelement (1 ) eines aktiven Elements (2) einer elektrischen Maschine aufweisend eine Rotationsachse (3), einen ersten radialen Bereich (41 ), der zur Erfüllung der elektromagnetischen Funktion relevant ist, sowie ein erstes Stanzbild (51 ) im ersten radialen Bereich (41 ), welches insbesondere Aussparungen (6) zur Aufnahme für elektromagnetische Komponenten sowie Bereiche zur Leitung des magnetischen Flusses aufweist, und mehrfach rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse (3) ausgebildet ist und einen zweiten radialen Bereich (42), der zur Montage des Blechelements relevant ist, wobei ein zweites Stanzbild (52) im zweiten radialen Bereich (42) ausgebildet ist, wobei das zweite Stanzbild (52) ein erstes Muster (91 ) aufweist, das erste Muster (91 ) mehrere auf einer zur Rotationsachse (3) konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende erste Aussparungen (61 ) umfasst, die in Umfangsrichtung benachbarten ersten Aussparungen (61 ) des ersten Musters (91 ) um einen ersten Winkel WB1 beabstandet sind, und das zweite Stanzbild (52) ein zweites Muster (92) aufweist, das zweite Muster (92) mehrere auf einer zur Rotationsachse (3) konzentrisch angeordneten Kreisbahn liegende zweite Aussparungen (62) umfasst, die in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Aussparungen (62) des zweiten Musters (9) um einen zweiten Winkel WB2 beabstandet sind, wobei der erste Winkel WB1 und der zweite Winkel WB2 verschieden sind.
2. Blechelement (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei jede erste Aussparung (61 ) des ersten Musters eine zu der Rotationsache (3) senkrecht verlaufende erste Symmetrieachse (71 ) aufweist, zu welcher die erste Aussparung (61 ) spiegelsymmetrisch ist, und jede zweite Aussparung (62) des zweiten Musters eine zu der Rotationsache (3) senkrecht verlaufende zweite Symmetrieachse (72) aufweist, zu welcher die zweite Aussparung (62) spiegelsymmetrisch ist.
3. Blechelement (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eine erste Aussparung (61 ) des ersten Musters (91 ) mit einer zweiten
Aussparung (62) des zweiten Musters (92) eine verbundene Aussparung (63) ausbildet.
4. Blechelement (1 ) gemäß Anspruch 3, wobei in einer der verbundenen Aussparungen (63) die erste Symmetrieachse (71 ) der ersten Aussparung (61) mit der zweiten Symmetrieachse (72) der zweiten Aussparung
(62) zusammenfällt.
5. Blechelement (1 ) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei jede der ersten Aussparung (61 ) des ersten Musters (91 ) mit jeweils einer der zweiten Aussparungen (62) des zweiten Musters (92) je eine verbundene Aussparung
(63) ausbildet.
6. Blechelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die ersten oder die zweiten Aussparungen (61 , 62) als Langlöcher in radialer Richtung ausgebildet sind.
7. Blechelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeder ersten Aussparung (61 ) ein erstes Gegenloch (81 ) zugeordnet ist, dass in radialer Richtung auf der durch die Rotationsachse (3) verlaufenden erste Symmetrieachse auf der der Rotationsachse (3) gegenüberliegenden Seite der ersten Aussparung (61 ) angeordnet ist, und jeder zweiten Aussparung (62) ein zweites Gegenloch (82) zugeordnet ist, dass in radialer Richtung auf der durch die Rotationsachse (3) verlaufenden zweiten Symmetrieachse auf der der Rotationsachse (3) gegenüberliegenden Seite der zweiten Aussparung (62) angeordnet ist. 8. Blechelement (1 ) gemäß Anspruch 7, wobei jedes der ersten Gegenlöcher (81 ) mit jeweils einem der zweiten Gegenlöcher (82) je ein verbundenes Gegenloch (83) ausbildet.
9. Blechelement (1 ) nach Anspruch 7, wobei die Gegenlöcher (81 , 82) größer sind als die zugeordneten Aussparungen (61 , 62) oder die verbundenen Gegenlöcher (83) größer sind als die zugeordneten verbundenen Aussparungen (63).
10. Aktives Element (2) einer elektrischen Maschine, umfassend ein erstes Blechpaket (11 ) und ein zweites Blechpaket (12), welche jeweils mehrere Blechelemente (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfassen, wobei die Blechelemente (1 ) koaxial bezüglich der Rotationsachse (3) und kongruent bezüglich des ersten Stanzbildes (51 ) und bezüglich des zweiten Stanzbildes (52) ausgerichtet sind, das erste Blechpaket (11 ) und das zweite Blechpaket (12) jeweils ein erstes Verschränkungsloch (64) sowie eine unmittelbar benachbartes zweites Verschränkungsloch (65) aufweisen, wobei die Verschränkungslöcher (64, 65) durch die entweder ersten Aussparungen (61 ) oder zweiten Aussparungen (62) ausgebildet sind, das erste Blechpaket (11 ) zu dem zweiten Blechpaket (11 ) derart um die Rotationsachse (3) verdreht ist, dass das erste Verschränkungsloch (64) des ersten Blechpakets (11 ) mit dem zweiten Verschränkungsloch (65) des zweiten Blechpakets (12) fluchtet, wodurch das zweite Stanzbild (52) des ersten Blechpakets (11 ) zu dem zweiten Stanzbild (52) des zweiten Blechpakets (11 ) einen Winkel WB1 aufweist und das erste Stanzbild
(51 ) der Blechelemente (11 ) des ersten Blechpakets (11 ) zu dem ersten Stanzbild (51 ) der Blechelemente (11 ) des zweiten Blechpakets (11 ) einen Verschränkungswinkel WA1 aufweist, oder das zweite Stanzbild (52) des ersten Blechpakets (11 ) zu dem zweiten Stanzbild
(52) des zweiten Blechpakets (11 ) einen Winkel WB2 aufweist und das erste Stanzbild (51 ) der Blechelemente (11 ) des ersten Blechpakets (11 ) zu dem ersten Stanzbild (51 ) der Blechelemente (11) des zweiten Blechpakets (11 ) einen Verschränkungswinkel
WA2 aufweist
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019123949A1 (ja) * 2017-12-18 2020-12-10 日本電産株式会社 電磁鋼板、ロータコア、ロータおよびモータ
CN108448762B (zh) * 2018-05-11 2020-05-22 合肥巨一动力系统有限公司 一种电机转子总成结构
DE102018112195A1 (de) * 2018-05-22 2019-11-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Paketierung und Verschränkung von Rotorblechen für eine Elektromaschine, Elektromaschine und Verfahren zum Herstellen eines Rotors
DE102020211452A1 (de) * 2020-09-11 2022-03-17 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Rotor einer elektrischen Maschine mit verbesserter Staffelung der Rotorsegmente
DE102022124180B4 (de) * 2022-09-21 2025-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor, Fertigungsanordnung zur Herstellung eines Rotors, Verfahren zur Herstellung eines Rotors und elektrische Maschine
CN218603252U (zh) * 2022-09-23 2023-03-10 大洋电机燃料电池科技(中山)有限公司 一种转子组件及电机

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