Elektroblech für eine elektrische Maschine und Herstellungs verfahren für ein Elektroblech

Die Erfindung betrifft ein Elektroblech für eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Elektroblechs . Ferner betrifft die Erfindung ein Blechpaket und eine Maschinenkomponente für eine elektrische Maschine.

In Wicklungen einer elektrischen Maschine, im Falle eines Mo tors oder Generators Wicklungen der Elektromagnete, entsteht beim Betrieb der elektrischen Maschine Wärme. Die Wärme wird in bekannten elektrischen Maschinen beispielsweise an ein Kühlelement abgegeben. In verschiedenen elektrischen Maschi nen, beispielsweise Motoren oder Generatoren, können die Wicklungen in Kontakt zu einer Maschinenkomponente der elektrischen Maschine stehen, welche aus Elektroblech gefer tigt ist, beispielsweise einem Stator oder einem Rotor der Maschine. Aufgrund der erforderlichen magnetischen Eigen schaften solcher Maschinenkomponenten sind diese häufig aus einem Material, insbesondere ferromagnetischen Material, mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Daher kann der Abtransport der durch die Wicklungen entstehenden Wärme begrenzt, eine entsprechende Kühlung der elektrischen Maschi ne in ihrer Effizienz entsprechend beschränkt sein.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept für ein Elektroblech für eine elektri sche Maschine anzugeben, die einen verbesserten Wärmetrans port von einer Wärmequelle der elektrischen Maschine zu einer Wärmesenke der elektrischen Maschine ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Elektrob lech, ein Blechpaket, eine Maschinenkomponente sowie ein Ver fahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterführungen sind Gegenstand der ab hängigen Ansprüche. Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, in einem doppel wandigen Elektroblech einen Innenraum vorzusehen, welcher mit einem Fluid befüllt ist, um eine Wärmeleitfähigkeit des ge samten Elektroblechs zu verbessern.

Gemäß einem ersten Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Elektroblech für eine elektrische Maschine angegeben, wobei das Elektroblech zwei Platten aus einem ferromagnetischen Ma terial aufweist, welche parallel zueinander und in einem Ab stand zueinander angeordnet sind. Die Platten sind dabei an jeweiligen Rändern der Platten umlaufend fluiddicht, insbe sondere flüssigkeits- und gasdicht, miteinander verbunden. In einem durch den Abstand gebildeten Innenraum, insbesondere Hohlraum, zwischen den beiden Platten befindet sich ein Flu id .

Durch die umlaufende Verbindung der Platten an ihren Rändern wird der Abstand zwischen den Platten an den Rändern voll ständig fluiddicht verschlossen. Insbesondere ist der Hohl raum oder Innenraum gegenüber einer Umgebung des Elektrob lechs vollständig fluiddicht abgeschlossen.

Die Verbindung der Platten an ihren Rändern miteinander ist insbesondere eine Stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise befinden sich zwischen den beiden Platten an deren Rändern eine oder mehrere Randstrukturen, die jeweils Stoffschlüssig sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Platte verbun den sind.

Das ferromagnetische Material kann beispielsweise einen

Stahl, Eisen, eine Eisenlegierung, insbesondere eine Eisen- Silizium-Legierung, oder eine andere für Elektrobleche geeig nete Metalllegierung beinhalten.

Die beiden Platten sind beispielsweise im Wesentlichen kon gruent oder kongruent, sodass ihre Ränder übereinander oder im Wesentlichen übereinander liegen. Das Fluid kann beispielsweise eine Flüssigkeit und/oder ein Gas enthalten. Beispielsweise kann das Fluid Wasser und/oder Wasserdampf enthalten.

Insbesondere ist das Fluid bei gegebenen Bedingungen im In nenraum, insbesondere bei gegebenem Innendruck im Innenraum, bei einer ersten Temperatur, welche beispielsweise einer Tem peratur der Wärmequelle, beispielsweise einer Wicklung der elektrischen Maschine, im Betrieb der elektrischen Maschine entspricht, gasförmig und bei einer zweiten Temperatur, bei spielsweise einer Temperatur einer Wärmesenke, etwa einem Kühlelement der elektrischen Maschine, flüssig.

Mit Vorteil kann das Fluid also, soweit es sich in einem ers ten Bereich des Innenraums befindet, welcher eine erhöhte Temperatur aufweist, beispielsweise einem ersten Bereich in der Nähe der Wärmequelle, verdampfen und dabei Energie aus seiner Umgebung in Form von Wärme aufnehmen. In der Gasphase, also insbesondere als Dampf, kann das Fluid dann beispiels weise in einen zweiten Bereich des Elektroblechs strömen, wo es abgekühlt wird, beispielsweise durch eine Wärmesenke. Dem entsprechend kann das Fluid in dem zweiten Bereich kondensie ren und die zuvor aufgenommene Wärme wieder abgeben, bei spielsweise an die Wärmesenke. Das kondensierte Fluid kann dann beispielsweise in den ersten Bereich zurückfließen oder strömen .

Durch die Struktur des Elektroblechs gemäß dem verbesserten Konzept, insbesondere den Innenraum mit dem Fluid, kann eine Wärmeleitfähigkeit des Elektroblechs als Gesamtsystem ent scheidend verbessert werden. Dazu bedient sich das verbesser te Konzept physikalischen Prinzipien, wie sie beispielsweise auch Ausführungsformen von Heatpipes zugrunde liegen können. Anders ausgedrückt stellt das Elektroblech selbst eine Heat- pipe dar. Während typische Materialien, die für konventionelle Elekt- robleche eingesetzt werden, beispielsweise Eisenstähle, eine relativ schlechte Wärmeleitfähigkeit, im Fall von Eisen bei spielsweise 20 bis 80 W/ (K*m) , aufweisen, hat sich gezeigt, dass für ein Elektroblech gemäß dem verbesserten Konzept Wer te über 1000 W/ (K*m) erzielt werden können.

Es kann daher eine deutlich erhöhte Wärmeaustauschrate er zielt werden. Dies hat zur Folge, dass die elektrische Leis tung der elektrischen Maschine entscheidend erhöht werden kann ohne gegebenenfalls zulässige Grenzwerte bezüglich der Wärmeentwicklung in der Maschine zu überschreiten. Bei glei cher Leistung kann die elektrische Maschine dagegen kompak ter, kleiner, insbesondere kürzer, konstruiert und gebaut werden. Damit wird die Maschine leichter und Herstellungskos ten können eingespart werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Elektroblechs haben die Platten eine ringförmige Form, insbesondere Grundform.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Druck in dem Innenraum des Elektroblechs geringer als ein Umgebungsdruck, insbesondere Umgebungsluftdruck, des Elektroblechs.

Mit anderen Worten herrscht im Innenraum des Elektroblechs ein Unterdrück, beispielsweise ein Vakuum.

Der Wert des Drucks in dem Innenraum ist insbesondere abge stimmt auf einen Siedepunkt des Fluids und die entsprechenden Betriebstemperaturen, also die Temperaturen der Wärmequelle und der Wärmesenke, im Betrieb der elektrischen Maschine. Insbesondere ist der Druck im Innenraum derart gewählt, dass das Fluid bei einer typischen Temperatur der Wärmequelle gas förmig und bei einer typischen Temperatur der Wärmesenke flüssig ist.

In verschiedenen Ausführungsformen ist der Druck im Innenraum kleiner oder gleich 500 hPa, insbesondere kleiner oder gleich 100 hPa, beispielsweise kleiner oder gleich 50 hPa. Insbeson dere liegt der Druck in dem Innenraum in einem Bereich von 10 bis 100 hPa, insbesondere bei 50 hPa oder ungefähr 50 hPa.

Durch die Verringerung des Drucks im Innenraum im Vergleich zum Umgebungsdruck, insbesondere im Vergleich zum Normalluft druck, kann ein niedrigerer Siedepunkt des Fluids erzielt werden, was eine effiziente Kühlung auch bei niedrigeren ab soluten Temperaturen der Wärmequelle ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass Wasser als Fluid eingesetzt werden kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Elektroblech in dem Innenraum eine oder mehrere Stützstrukturen auf, wel che die Platten abstützen, um den Abstand zu gewährleisten.

Insbesondere liegen die Platten auf den Stützstrukturen auf, sodass diese abgestützt werden.

In verschiedenen Ausführungsformen sind die Strukturen stoff schlüssig mit wenigstens einer der Platten, insbesondere mit beiden Platten, verbunden.

In verschiedenen Ausführungsformen bestehen die Stützstruktu ren aus demselben Material wie die Platten oder weisen dieses Material auf.

Durch die Stützstrukturen wird es möglich, den Druck im In nenraum des Elektroblechs besonders niedrig zu wählen, insbe sondere ohne, dass eine Verformung der Platten zu befürchten ist. Ein weiterer Vorteil der Stützstrukturen ist, dass eine Anordnung und/oder eine Form oder eine Oberflächenstruktur der Stützstrukturen einen Transport des Fluids unterstützen kann, insbesondere einen Transport des Fluids, wenn es sich im flüssigen Zustand befindet. Eine Oberfläche, insbesondere eine poröse oder raue Oberfläche, der Stützstrukturen kann dabei aufgrund auftretender Kohäsionskräfte, Adhäsionskräfte und/oder Kapillarkräfte effektiv wie ein Kapillarsystem wir ken beziehungsweise wie ein Docht, der das flüssige Fluid von dem zweiten Bereich zurück zu dem ersten Bereich transportie ren kann.

Je nach Anordnung und Form der Stützstrukturen können aber auch Zwischenräume zwischen den Strukturen derart klein ge wählt werden, dass diese als Kapillarsystem wirken. Dadurch wird eine effizientere Kühlung beziehungsweise ein effizien terer Wärmeabtransport möglich, da eine Bereitstellung des flüssigen Fluids bei der Wärmequelle schneller und zuverläs siger erfolgen kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Innenraum der art ausgestaltet, dass sich das Fluid, wenn es sich in einem gasförmigen Zustand befindet, von einem ersten Bereich des Innenraums zu einem zweiten Bereich des Innenraums strömen kann .

Der erste Bereich ist der Wärmequelle, beispielsweise Wick lungen der elektrischen Maschine, zugewandt. Beispielsweise kann eine Außenwand des Elektroblechs , welche dem ersten Be reich des Innenraums entspricht oder gegenüberliegt, mit der Wärmequelle in Kontakt stehen.

Insbesondere können durch die Ausgestaltung des Innenraums, insbesondere der Form und Anordnung der Stützstrukturen, ein Kanal oder mehrere Kanäle oder ein Netzwerk aus Kanälen defi niert werden, entlang derer sich das gasförmige, insbesondere verdampfte, Fluid bewegen kann.

Nachdem das Fluid durch Verdampfung Wärme von der Wärmequelle aufgenommen hat, kann es in solchen Ausführungsformen beson ders gut abtransportiert und zu dem zweiten Bereich transpor tiert werden.

In verschiedenen Ausführungsformen ist der Innenraum wenigs tens teilweise hohl. In verschiedenen Ausführungsformen sind der erste und der zweite Bereich durch Kanäle und/oder Hohlräume miteinander verbunden. Insbesondere sind die Stützstrukturen derart ange ordnet, dass sie einen Strömungspfad zwischen dem ersten Be reich und dem zweiten Bereich für das gasförmige Fluid nicht vollständig blockieren.

In verschiedenen Ausführungsformen ist der Innenraum derart ausgestaltet, dass das Fluid, wenn es sich in einem flüssigen Zustand befindet, von dem zweiten Bereich zu dem ersten Be reich strömen kann.

In verschiedenen Ausführungsformen wird das Strömen des flüs sigen Fluids von dem zweiten zu dem ersten Bereich durch eine Oberflächenrauigkeit im Innenraum, insbesondere eine Oberflä chenrauigkeit der Platten im Innenraum und/oder der Stütz strukturen und/oder durch ein Kapillarsystem, insbesondere zusätzliches Kapillarsystem, unterstützt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält das Elektrob- lech in dem Innenraum ein Kapillarsystem, welches zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich angeordnet ist.

Der Begriff Kapillarsystem ist dabei derart zu verstehen, dass er Strukturen oder Elemente aufweist, bezüglich derer das Fluid im flüssigen Zustand einen Kapillareffekt zeigt. Insbesondere ist mit dem Begriff Kapillarsystem nicht notwen digerweise ein System aus Röhrchen oder dergleichen zu ver stehen .

Durch das Kapillarsystem kann das Strömen des Fluids im flüs sigen Zustand von dem zweiten Bereich zu dem ersten Bereich unterstützt werden. Dadurch ist mehr Flüssigkeit zur Wär meaufnahme in dem ersten Bereich verfügbar beziehungsweise schneller verfügbar, was eine effizientere oder effektivere Kühlung ermöglicht. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Kapillar system ein Metallgeflecht oder ein poröses, in den Innenraum gefülltes Material.

In verschiedenen Ausführungsformen des Elektroblechs beinhal tet das Fluid Wasser oder besteht aus Wasser.

Die Verwendung von Wasser ist vorteilhaft aufgrund der Ver fügbarkeit, der geringen Kosten und der Ungefährlichkeit von Wasser. Zudem ist ein vorteilhafter Druck in dem Innenraum für den Fall von Wasser technisch ohne Weiteres erreichbar.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Platten ring förmig ausgebildet und weisen zur Aufnahme von Leiterwicklun gen der elektrischen Maschine Nuten auf.

Ringförmig ist hierbei nicht notwendigerweise im mathematisch exakten Sinn zu verstehen, insbesondere nicht notwendiger weise als exakt kreisringförmig. Ringförmig kann beispiels weise derart verstanden werden, dass die Platten zwei kon zentrische Ränder, insbesondere einen Innenrand und einen Au ßenrand, aufweisen und beispielsweise drehsymmetrisch oder rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

Die Platten können beispielsweise einen kreisförmigen Innen oder Außenrand aufweisen.

Die Nuten zur Aufnahme der Leiterwicklungen können beispiels weise innen oder außen an den Platten, insbesondere an Innen rändern oder an Außenrändern der Platten, gebildet sein.

Innen und außen kann dabei als radiale Angabe verstanden wer den, nicht mit Bezug auf den Innenraum des Elektroblechs.

Der erste Bereich des Innenraums entspricht beispielsweise einem Bereich des Elektroblechs , an dem die Nuten gebildet sind . Ein derartig ausgebildetes Elektroblech kann beispielsweise für ein Blechpaket eines Stators oder Rotors einer elektri schen Maschine verwendet werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine äußere Ober fläche des Elektroblechs mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet, insbesondere vollständig beschichtet.

Durch die elektrisch isolierende Beschichtung können in ge stapelten Blechen oder Blechpaketen Wirbelströme vermieden oder reduziert werden.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Blechpaket für eine elektrische Maschine angegeben, welches aufeinander gestapelte Elektrobleche bein haltet. Wenigstens eines der Elektrobleche ist gemäß dem ver besserten Konzept ausgebildet.

Das Blechpaket kann beispielsweise einen Stapel aus einer Vielzahl, insbesondere mehreren zehn bis zu mehreren hundert tausenden, von Elektroblechen aufweisen. Dabei kann jedes der Elektrobleche gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet sein. Alternativ ist ein bestimmter Anteil der Elektrobleche gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet. Diejenigen Elekt robleche, die nach dem verbesserten Konzept ausgebildet sind, können beispielsweise in einem regelmäßigen Abstand innerhalb des Blechstapels angeordnet sein.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird eine Maschinenkomponente, insbesondere eine Statorvorrichtung oder Rotorvorrichtung, für eine elektrische Maschine angegeben. Die Maschinenkomponente weist ein Elekt roblech, insbesondere ein Blechpaket, gemäß dem verbesserten Konzept auf. Die Maschinenkomponente weist außerdem ein Küh lelement auf, welches mit dem Elektroblech in Verbindung steht, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem Elektroblech und dem Kühlelement stattfinden kann. Das Kühlelement kann beispielsweise als Kühlmantel ausgebil det sein, welches den Blechstapel umgibt, beispielsweise an einer radialen Außenseite der Elektrobleche .

Das Kühlelement, insbesondere der Kühlmantel, kann beispiels weise zur Flüssigkeitskühlung oder Wasserkühlung ausgestaltet sein .

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird auch eine elektrische Maschine, insbesondere ein Generator oder ein Motor, angegeben. Die elektrische Ma schine weist eine Maschinenkomponente gemäß dem verbesserten Konzept auf.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrob- lechs für eine elektrische Maschine angegeben. Gemäß dem Ver fahren wird eine erste Platte aus einem ferromagnetischen Ma terial additiv, also unter Einsatz eines oder mehrerer

Schritte zur additiven Fertigung oder eines Verfahrens zur additiven Fertigung, gefertigt. Danach wird eine fluiddicht mit der ersten Platte verbundene Randstruktur entlang eines Randes der ersten Platte additiv gefertigt. Danach wird eine zweite Platte aus einem ferromagnetischem Material, insbeson dere demselben ferromagnetischen Material wie die erste Plat te, additiv gefertigt, wobei die additive Fertigung derart erfolgt, dass die zweite Platte mit der Randstruktur entlang eines Randes der zweiten Platte fluiddicht verbunden wird. Gemäß dem Verfahren wird ein Fluid in einen Innenraum zwi schen den beiden Platten eingebracht.

Die Fertigung der Platten und der Randstruktur erfolgt bei spielsweise derart, dass ein Abstand zwischen den beiden Platten besteht. Der Abstand ist beispielsweise durch eine Höhe der Randstruktur definiert.

Die Randstruktur kann je nach Form der Platten und deren Rän dern beispielsweise als eine zusammenhängende Randstruktur ausgebildet sein oder zwei oder mehrere räumlich getrennte Strukturen beinhalten.

Durch Verwendung der additiven Fertigungsverfahrensschritte ist es möglich, das Elektroblech effizient oder kostengünstig herzustellen. Zudem erlaubt die additive Fertigung, Platten mit einer Stärke herzustellen, die um ein Vielfaches geringer ist als eine Stärke beziehungsweise eine minimale Stärke ge walzter Bleche. Beispielsweise kann die Stärke der Platten im Bereich zwischen 50 pm und 200 pm liegen, insbesondere zwi schen 100 pm und 150 pm. Mittels Walzverfahren können in der Regel keine Stärken geringer als 0,3 mm erreicht werden.

Dadurch, dass sowohl die Randstruktur als auch die Platten additiv gefertigt werden, sind mit Vorteil keine weiteren, also über die Schritte zur additiven Fertigung hinausgehen den, Verbindungsschritte erforderlich, um die beiden Platten miteinander zu verbinden.

Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung des Verfahrens werden Stützstrukturen zwischen der ersten und der zweiten Platte additiv gefertigt, um einen Abstand zwischen den Platten zu gewährleisten .

Die Stützstrukturen können beispielsweise zusammen, insbeson dere während gemeinsamer Fertigungsschritte, mit der Rand struktur gefertigt werden.

Mit Vorteil können die Stützstrukturen daher wie auch die Randstrukturen und die Bleche additiv und ohne zusätzliche Verbindungsschritte hergestellt werden.

Gemäß verschiedener Ausgestaltungsformen werden die Stütz strukturen und die Randstruktur mittels eines Siebdruckver fahrens oder eines Schablonendruckverfahrens unter Verwendung einer gemeinsamen Maske oder einer gemeinsamen Schablone oder einem gemeinsamen Sieb gefertigt. Bei dem Siebdruck oder Schablonendruckverfahren handelt es sich insbesondere um ein Sieb- oder Schablonendruckverfahren zur dreidimensionalen additiven Fertigung.

Die Herstellung mittels Siebdruck- oder Schablonendruckver fahren eignet sich besonders gut für die Herstellung von Ge genständen mit abgeschlossenen Hohlräumen wie beispielsweise einem Elektroblech gemäß dem verbesserten Konzept.

Solche Ausgestaltungen des Verfahrens erlauben eine besonders effiziente, schnelle und kostengünstige Fertigung des Elekt- roblechs, da die Verbindung der Platten und die Erzeugung der Stützstrukturen in gemeinsamen Schritten geschehen kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden, insbesondere vor Fertigung der zweiten Platte, Kapillarstrukturen einge bracht, welche zum Unterstützen eines Transports des Fluids dienen .

Die Kapillarstrukturen, welche ein Kapillarsystem bilden, können beispielsweise eingefüllt oder ebenfalls additiv ge fertigt werden, beispielsweise zusammen mit den Stützstruktu ren und/oder der Randstruktur.

Gemäß zumindest einer Ausgestaltung werden die Platten mit tels eines Siebdruckverfahrens oder eines Schablonendruckver fahrens gefertigt, wobei insbesondere für beide Platten eine gemeinsame weitere Maske oder weitere Schablone verwendet wird .

Gemäß verschiedener Ausgestaltungsformen sind daher nur zwei Schablonen, Siebe oder Masken erforderlich, um das Elektrob lech herzustellen, nämlich eine Maske für die Fertigung der Randstruktur und optional der Stützstrukturen und/oder Kapil larstrukturen, und eine weitere Maske zur Fertigung der Plat ten . Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das Verfah ren nach der Fertigung der zweiten Platte einen Schritt zur Wärmebehandlung, insbesondere einen Sinterschritt.

Der Schritt zur Wärmebehandlung kann der insbesondere Erhö hung der Festigkeit oder Härte der verschiedenen Komponenten des Elektroblechs dienen. Außerdem kann durch das Sintern o- der die Wärmebehandlung ein Binder, welcher beispielsweise bei den Verfahren zur additiven Fertigung eingesetzt wurde, ausgetrieben oder entfernt werden.

Gemäß zumindest einer Ausgestaltung wird nach der Fertigung der zweiten Platte eine Öffnung in einer Außenwand des Elekt roblechs, insbesondere in einer der Platten oder der Rand struktur, erzeugt, beispielsweise gebohrt. Der Innenraum wird über die Öffnung evakuiert und nach dem Evakuieren wird das Fluid durch die Öffnung in den Innenraum eingebracht. Nach dem Einbringen des Fluids wird die Öffnung fluiddicht ver schlossen .

Das Evakuieren ist beispielsweise als Erzeugen eines Drucks in dem Innenraum, der kleiner ist als der Umgebungsdruck des Elektroblechs, zu verstehen.

Weitere Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung des Elektroblechs gemäß dem verbesserten Konzept ergeben sich un mittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des Elektrob lechs, des Blechpakets oder der Maschinenkomponente gemäß dem verbesserten Konzept und jeweils umgekehrt.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben, welche bei Ausführung des Computerprogramms durch ein Compu tersystem eine Vorrichtung zur additiven Fertigung dazu ver anlassen, ein Verfahren gemäß dem verbesserten Konzept durch zuführen . Die Vorrichtung kann dabei eine bekannte Vorrichtung zur dreidimensionalen additiven Fertigung, insbesondere zum

Durchführen dreidimensionaler Sieb- oder Schablonendruckver fahren sein. Die Vorrichtung kann beispielsweise das Compu tersystem beinhalten.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungs beispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher er läutert. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschrei bung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenen falls nicht notwendigerweise nicht in verschiedenen Figuren wiederholt .

In den Zeichnungen zeigen:

FIG 1 eine perspektivische Darstellung einer beispielhaf ten Ausführungsform eines Elektroblechs gemäß dem verbesserten Konzept;

FIG 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften

Ausführungsform einer Maschinenkomponente gemäß dem verbesserten Konzept;

FIG 3 eine Querschnittsdarstellung des Elektroblechs aus

FIG 1; und

FIG 4 ein beispielhaftes Werkstück mit Stützstrukturen.

In FIG 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Elekt roblechs gemäß dem verbesserten Konzept gezeigt.

Das Elektroblech weist eine erste Platte 1 auf, welche ring förmig ausgestaltet ist und auf einer Innenseite Nuten 9 zur Aufnahme von Leiterwicklungen der elektrischen Maschine auf weist. Das Elektroblech weist außerdem eine zweite Platte 2 auf, welche kongruent zur ersten Platte ausgebildet und ange- ordnet ist und in einem Abstand 5, insbesondere axialen Ab stand, zu der ersten Platte 1 angeordnet ist.

In FIG 3 ist ein entsprechender Querschnitt des Elektroblechs gezeigt, wobei eine Schnittachse in FIG 1 durch eine Strich punktlinie angedeutet ist.

Das Elektroblech weist außerdem Randstrukturen 3 auf, welche die Platten 1, 2 an jeweiligen Innenrändern und Außenrändern der Platten umlaufend und vollständig, insbesondere fluid dicht, miteinander verbinden.

Ein Bereich, in dem sich die Nuten 9 befinden, also ein In nenbereich 7, des Elektroblechs entspricht einem Bereich, an dem das Elektroblech mit einer Wärmequelle, nämlich den im Betrieb der elektrischen Maschine erhitzten elektrischen Lei terwicklungen, in Verbindung stehen kann. Ein Außenbereich 8 des Elektroblechs kann, wenn das Elektroblech in der elektri schen Maschine verbaut ist, mit einer Wärmesenke, beispiels weise einem Kühlelement, in Kontakt stehen.

FIG 2 zeigt eine Maschinenkomponente, insbesondere einen Sta tor, einer elektrischen Maschine, welcher ein Elektroblech wie in FIG 1 gezeigt enthält. Des Weiteren enthält die Ma schinenkomponente ein Kühlelement, insbesondere einen Kühl mantel 10, welcher insbesondere den Außenbereich 8 des Elekt roblechs umgibt. Der Kühlmantel 10 kann beispielsweise was sergekühlt sein, um Wärme von dem Elektroblech aufzunehmen und abzutransportieren.

In einem Innenraum des Elektroblechs, welcher durch die beab- standete Anordnung der beiden Platten 1, 2 zueinander in dem Abstand 5 definiert wird, befindet sich ein Fluid 4, insbe sondere Wasser beziehungsweise Wasserdampf.

Wie in FIG 3 gezeigt, kann das Elektroblech optional Stütz strukturen 6 aufweisen, welche zwischen der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2 angeordnet sind und diese abstützen, insbesondere den Abstand 5 gewährleisten. Dies ist insbeson dere vorteilhaft, wenn in dem Innenraum des Elektroblechs ein Unterdrück bezüglich eines Umgebungsdrucks des Elektroblechs herrscht .

Zur weiteren Veranschaulichung ist in FIG 4 ein Werkstück ge zeigt, welches ebenfalls eine Platte 1 aufweist, die zu Dar stellungszwecken geöffnet ist, damit Stützstrukturen 6 sicht bar sind, wie sie beispielsweise auch in einem Elektroblech gemäß der FIG 1 und 3 eingesetzt werden können.

Insbesondere kann es sich bei den Stützstrukturen 6 um eine Anordnung, beispielsweise regelmäßige Anordnung, von stabför migen, quaderförmigen, rohrförmigen oder prismenförmigen Strukturen handeln, die zwischen den Platten 1, 2 angeordnet sind und beispielsweise mit denen Stoffschlüssig und fluid dicht verbunden sind.

In dem gezeigten Beispiel der FIG 1 bis 3 kann es sich bei dem Fluid 4 beispielsweise um Wasser oder Wasserdampf han deln. Der Innenraum des Elektroblechs kann beispielsweise auf einen Druck von etwa 50 hPa oder einen anderen Druck, bei spielsweise im Bereich zwischen 10 und 100 hPa, evakuiert sein .

Im Betrieb der elektrischen Maschine entsteht insbesondere durch die Leiterwicklungen Wärme, welche, um eine Überhitzung der elektrischen Maschine zu verhindern, abtransportiert wer den muss. Das Elektroblech gemäß dem verbesserten Konzept wirkt beispielsweise ähnlich wie eine Heatpipe. An dem Innen bereich 7 des Elektroblechs wird das Fluid 4 durch die er hitzten Leitungswicklungen ebenfalls erhitzt, verdampft und nimmt dadurch Energie in Form von Wärme auf. Im gasförmigen Zustand kann das Fluid 4 dann beispielsweise an die Außensei te beziehungsweise den Außenbereich 8 des Elektroblechs strö men, wo es beispielsweise durch den Kühlmantel 10 gekühlt wird, sodass es kondensiert und entsprechend Energie in Form von Wärme an das Wasser beziehungsweise den Kühlmantel 10 ab- gibt. Das kondensierte Fluid 4 kann dann, insbesondere unter stützt durch Kapillareffekte, die auf eine Rauigkeit, bei spielsweise eine Oberflächenrauigkeit der Stützstrukturen 6 und/oder eine Rauigkeit der Platten 1, 2 zurückgehen, zu dem Innenbereich 7 zurückströmen, wo es erneut Wärme aufnehmen kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Zurückströmen des Fluids 4 vom Außenbereich 8 zum Innenbereich 7 durch ein Ka pillarsystem unterstützt werden (nicht gezeigt) , welches sich in dem Innenraum des Elektroblechs befinden kann.

Ein Elektroblech gemäß dem verbesserten Konzept ist bei spielsweise aufgebaut aus einem Boden, einem Deckel und einer inneren Hohlstruktur. Die Hohlstruktur ist dabei ein gas- und flüssigkeitsdichter Hohlraum, der in verschiedenen Ausfüh rungsformen Strukturen zum Unterstützen des Gastransports an einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke und/oder einen kapilla ren Flüssigkeitstransport von der Wärmesenke zu der Wärme quelle unterstützen. Die Strukturen oder weitere Strukturen können zudem als Stützstrukturen dienen, die den Hohlraum be züglich äußerer Kräfte stabilisieren.

Durch das verbesserte Konzept wird daher die Wärmeleitfähig keit des Elektroblechs von einem relativ geringen Wert des ferromagnetischen Materials auf eine sehr hohe Wärmeleitfä higkeit bis über 1000 W/ (K*m) erhöht. Zudem wird durch das additive Fertigungsverfahren ein kostengünstiger und effizi enter Weg angegeben, das Elektroblech herzustellen.

Gemäß dem verbesserten Konzept kann insbesondere auf teure und aufwendige und gegebenenfalls für kleine elektrische Ma schinen ungeeignete Flüssigkeitskühlung direkt in den Leitun gen der Leiterwicklungen oder auf zusätzliche Kühlung der Nu ten verzichtet werden. Auch Abstriche bei der Kupfernutfül- lung sind gegebenenfalls nicht erforderlich.