FRÖHLICH HOLGER (DE)
WO2005013459A1 | 2005-02-10 |
US1043887A | 1912-11-12 | |||
US1857023A | 1932-05-03 | |||
US2630464A | 1953-03-03 |
Patentansprüche 1. Rotorblechpaket (2) für eine elektrische Maschine, wobei - das Rotorblechpaket (2) mehrere in einer Stapelrichtung (L) gestapelte Bleche (7) umfasst, - die Bleche (7) jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Durchbrüche (8) aufweisen, welche die Stirnseiten (S) des jeweiligen Blechs (7) miteinander verbinden, - die Bleche (7) jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Wicklungsnuten (11) umfassen, - die Durchbrüche (8) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (7) in einer Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass bei deckungsgleichen Wicklungsnuten (11) mehrere durch das Rotorblechpaket (2) verlaufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle (9) gebildet werden, - die Wicklungsnuten (11) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (7) in der Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) um wenigstens einen Nutsprung (13) versetzt zueinander angeordnet sind, - die Wicklungsnuten (11) und die Durchbrüche (8) äquidistant zueinander angeordnet sind, und - die Steigung der Kühlkanäle (9) abhängig ist von der Anzahl der Nutsprünge (13), um welchen die Durchbrüche (8) in Umfangs- richtung (U) der Bleche (7) versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche TD und einer Teilung der Wicklungsnuten Tw. 2. Rotorblechpaket (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsnuten (11) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (7) von einem Blech (7a) zu einem unmittelbar benachbarten Blech (7b) in der Umfangsrichtung (U) der Bleche (7a, 7b) versetzt zueinander angeordnet sind. 3. Rotorblechpaket (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite des Rotorb¬ lechpakets (2) ein Lüfter-Laufrad (3) angeordnet ist. 4. Luftgekühlte elektrische Maschine umfassend ein Ro¬ torblechpaket (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche. 5. Verfahren zur Herstellung eines Rotorblechpakets (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die Verfahrens- schritte: - Bereitstellen einer Mehrzahl von Blechen (7), - Stanzen mehrerer Durchbrüche (8) in jedes der Bleche (7), so dass die Durchbrüche (8) kreisringförmig angeordnet sind, - Stanzen mehrerer Wicklungsnuten (11) in jedes der Bleche (7), so dass die Wicklungsnuten (11) kreisringförmig angeordnet sind, - Stapeln der Bleche (7) zu einem Rotorblechpaket (2) in einer Stapelrichtung (L) , wobei die Durchbrüche (8) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (7) bei deckungsgleichen Wicklungsnuten (11) in einer Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) derart versetzt zueinander angeordnet werden, dass mehrere durch das Rotorblechpaket (2) verlaufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle (9) gebildet werden, und - die Wicklungsnuten (11) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (7) in der Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) um wenigstens einen Nutsprung (13) versetzt zueinander angeordnet werden, wobei die Wicklungsnuten (11) und die Durchbrüche (8) äquidistant zueinander angeordnet sind, und die Steigung der Kühlkanäle (9) abhängig ist von der Anzahl der Nutsprünge (13), um welchen die Durchbrüche (8) in Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche TD und einer Teilung der Wicklungsnuten Tw. |
Rotorblechpaket für eine elektrische Maschine Die Erfindung betrifft ein Rotorblechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eine luftgekühlte elektrische Maschine. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines vorstehend genannten Rotorblechpakets. Bei elektrischen Maschinen ist ein leistungsbegrenzender Faktor die Qualität von Verlustwärmeabfuhr. Besonders bei Ausführungen, bei denen temperaturbelastete Teile innerhalb der elektrischen Maschine nicht direkt durch ein Kühlmedium gekühlt werden, ist eine Ausnutzung eingesetzter Aktivmasse unter Umständen nicht optimal. Spezielle Zonen, bei denen eine Abfuhr von Wärme innerhalb einer elektrischen Maschine problematisch sein kann, sind insbesondere Stator-Wickelköpfe und ein Rotor der elektrischen Maschine. Rotoren für elektrische Maschinen werden üblicherweise aus einem Rotorblechpaket aufgebaut, welches aus einzelnen in Längs ¬ richtung des Rotors gestapelten Blechen zusammengesetzt ist. Die einzelnen Bleche des Rotorblechpakets werden dabei in der Regel deckungsgleich in axialer Richtung gestapelt.
Es ist weiterhin eine Luftkühlung eines Rotorblechpakets be ¬ kannt, gemäß welcher zwei motoreigene Lüfter, welche vor ¬ zugsweise an Kurzschlussringen angeformt sind, ein Kühlmedium in zwei unabhängige, offene Kreisläufe fördern. Nachdem das Kühlmedium Wärme des Rotorblechpakets aufgenommen hat, wird es nach außen transportiert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rotorblechpaket der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine verbesserte Wärmeabfuhr insbesondere im Bereich des Rotors einer elektrischen Maschine ermöglicht, insbesondere bei einer luftgekühlten elektrischen Maschine, und dadurch eine Leistungssteigerung der elektrischen Maschine bei gleich- bleibendem Bauvolumen ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
Das erfindungsgemäße Rotorblechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eine luftgekühlte elektrische Maschine, umfasst mehrere in einer Stapelrichtung gestapelte Bleche. Die Bleche weisen jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete
Durchbrüche auf, welche die Stirnseiten des jeweiligen Blechs miteinander verbinden. Weiterhin umfassen die Bleche jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Wicklungsnuten. Die
Durchbrüche von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind in einer Umfangsrichtung der Bleche derart versetzt zueinander angeordnet, dass bei deckungsgleichen Wicklungsnuten mehrere durch das Rotorblechpaket verlaufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle gebildet werden. Die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind dabei in der Umfangs- richtung der Bleche um wenigstens einen Nutsprung versetzt zueinander angeordnet. Weiterhin sind die Wicklungsnuten und die Durchbrüche äquidistant zueinander angeordnet, und die Steigung der Kühlkanäle ist abhängig von der Anzahl der Nutsprünge, um welchen die Durchbrüche in Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche T D und einer Teilung der Wicklungsnuten T w .
Die Stapelrichtung verläuft insbesondere in einer Längsrichtung des Rotors. Bei den Blechen handelt es sich jeweils um einzelne Bleche, insbesondere um kongruente Bleche, welche identische Oberflächen aufweisen. Besonders bevorzugt sind alle Bleche des Rotorblechpakets baugleich, das heißt es handelt sich um identische Bauteile. Die Bleche sind weiterhin bevorzugt im Wesentlichen ringförmig, so dass das Rotorblechpaket insbe ¬ sondere von einer im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Gestalt ist .
Die Bleche umfassen jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Aussparungen, welche die Wicklungsnuten der einzelnen Bleche bzw. des Blechpakets bilden. Bevorzugt sind die Wicklungsnuten äquidistant zueinander und entlang eines äußeren Umfangs der Bleche angeordnet. Jedes Blech des Rotorblechpakets umfasst mehrere Durchbrüche, welche zwischen dem äußeren Umfang des Blechs, insbesondere zwischen den dort angeordneten Wicklungsnuten, und einer zentralen Bohrung des Blechs zur Lagerung des Blechs auf einer Rotorwelle angeordnet sein können.
Weiterhin sind die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen bei deckungsgleichen Wicklungsnuten in einer Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet. Mit „deckungsgleich" ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass die gedachten Kreisringe, entlang derer die Wicklungsnuten angeordnet sind, jeweils von einem Blech zu einem unmittelbar benachbarten Blech in Stapelrichtung kongruent übereinander liegen. Dies führt in dem zusammengesetzten Blechpaket zu einer Schränkung der Durchbrüche, welche auf den in Stapelrichtung versetzt bzw. spiralförmig zueinander angeordneten Blechen vorgesehen sind. Mit anderen Worten sind die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen derart verdreht bzw. tordiert zueinander angeordnet, dass in der Gesamtheit mehrere schraubenspindelförmige Kühlkanäle ausgebildet werden, wobei das Design der Kühlkanäle auf dem Prinzip der archimedischen Schraube beruht. Die Durchbrüche sind äquidistant zueinander angeordnet, wodurch parallel zueinander verlaufende Kühlkanäle gebildet werden können, welche eine besonders gleichmäßige Wärmeabfuhr aus dem Rotorblechpaket ermöglichen. Zwischen benachbarten Durchbrüchen bildet das Blech jeweils eine Speiche aus. Das entstehende Speichen-Design gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht eine hohe Rotorsteifigkeit bzw. Rotorfestigkeit und eine Übertragung hoher Drehmomente. Die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind in der Umfangsrichtung der Bleche um wenigstens einen Nutsprung versetzt zueinander angeordnet. Ein Nutsprung ist hierbei der umfängliche Abstand bzw. der Winkelabstand zweier benachbarter Wicklungsnuten zueinander. Diese Maßeinheit zur Verschiebung bzw. zur versetzten Anordnung ermöglicht eine besonders einfache und exakte Fertigung des Blechpakets mit durch die Durchbrüche ausgebildeten schraubenspindelförmigen Kühlkanälen . Dadurch, dass die Wicklungsnuten und die Durchbrüche äquidistant zueinander angeordnet sind, wird eine besonders einfache und leicht berechenbare Anpassung der Förderung von Kühlmedium (insbesondere gasförmige Medien und Aerosole) durch die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle bzw. des Abtransports thermisch beladenen Kühlmittels, z.B. Luft, ermöglicht, was weiterhin in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Drehzahl, einem Innen- und Außendurchmesser der jeweiligen Kühlkanäle, des Befüllgrades der Kühlkanäle und der Reibung des Kühlmediums in den schraubenspindelförmigen Kühlkanälen erfolgt.
Die Steigung der Kühlkanäle, insbesondere die Steigung von einem Blech zu einem in Stapelrichtung unmittelbar benachbarten, versetzt angeordneten Blech (im Folgenden: Steigung pro Blech SB) , ist abhängig von der Anzahl x der Nutsprünge, um welchen die n
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Durchbrüche in Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche T D und einer Teilung der Wicklungsnuten T w . Die Teilung der Durchbrüche T D ergibt sich aus dem vollem
Kreisumfang (360°) des gedachten Kreisringes, auf welchem die Durchbrüche angeordnet sind, geteilt durch die Anzahl der äquidistant verteilten Durchbrüche. Sind beispielsweise 6 Durchbrüche kreisringförmig angeordnet, so ergibt sich eine Teilung der Durchbrüche T D von 60° (= 360°/6) .
Auf ähnliche Weise ergibt sich die Teilung der Wicklungsnuten T w aus dem vollem Kreisumfang (360°) des gedachten Kreisringes, auf welchem die Wicklungsnuten angeordnet sind, geteilt durch die Anzahl der äquidistant verteilten Wicklungsnuten. Sind beispielsweise 60 Wicklungsnuten kreisringförmig angeordnet, so ergibt sich eine Teilung der Wicklungsnuten T w von 6° (= 360°/60).
Die Steigung pro Blech S B lässt sich dann mittels der folgenden Formel berechnen: S B = T D - x * T w . Die Winkeldistanz S B p , welchen die Kühlkanäle innerhalb des Blechpakets zurücklegen, ergibt sich aus der Steigung pro Blech S B multipliziert mit der Anzahl N der Bleche des Blechpakets, das heißt S BP = S B * N. Durch die Kühlkanäle des Rotors kann ein gasförmiges Kühlmedium geleitet werden, z.B. ein kühlender Luft-Volumenstrom, wobei das Kühlmedium aus der Umgebung des Rotors bzw. der elektrischen Maschine angesaugt und nach Durchströmen der Kühlkanäle wieder an die Umgebung entlassen werden kann. Somit wird eine
Durchzugsbelüftung mit einem offenen Kreislauf ermöglicht. Alternativ zu einem kühlenden Luft-Volumenstrom ist das Rotorblechpaket mit seinen schraubenspiralförmigen Kühlkanälen auch dazu eingerichtet, ein Kühlmedium wie beispielsweise Öl (insbesondere hochviskoses Öl oder ein Getriebeöl) , einen Ölschaum oder allgemein Aerosole durch die Kühlkanäle zu fördern. Unter bestimmten Bedingungen ist auch bei hohem Blasenanteil ein geräuscharmer Betrieb des Rotors bzw. der elektrischen Maschine möglich .
Sofern das Rotorblechpaket im Betrieb der elektrischen Maschine rotiert, drehen sich auch die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle innerhalb des Rotorblechpakets. Auf diese Weise kann Kühlmedium nach dem Prinzip einer Schneckenpumpe durch die Kühlkanäle gefördert werden, wobei die Kühlkanäle als Kammern der Schneckenpumpe zur Förderung von Kühlmedium dienen. Die äußere Kontur der Kühlkanäle wird durch die Form bzw. die Kontur der Durchbrüche in den einzelnen Blechen bestimmt. Auf eine mögliche Fördermenge kann hierbei insbesondere über die Drehzahl des Rotorblechpakets, den Innen- und Außendurchmesser und insbe ¬ sondere über die Steigung der Kühlkanäle sowie über die Reibung des Kühlmediums an den Innenwänden der Kühlkanäle Einfluss genommen werden. Das erfindungsgemäße Rotorblechpaket ermöglicht eine Förderung von Kühlmedium und dadurch einen besonders intensiven axialen Durchzug von Kühlmedium durch das Rotorblechpaket und insbe ¬ sondere eine aktive Kühlung durch einen Abtransport von thermisch beladener Luft. Der schraubenspindelförmige Verlauf des
Kühlkanals stellt dabei eine besonders große Wärmeübertra ¬ gungsfläche bereit, wodurch eine verbesserte durchzugsbelüftete Wärmeabfuhr bzw. Kühlung insbesondere des Rotors ermöglicht wird . Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen von einem Blech zu einem unmittelbar benachbarten Blech in der Um- fangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann durch die Durchbrüche ein Kühlkanal mit besonders kleinem Steigungswinkel ausgebildet werden.
Dadurch kann ein durch den wenigstens einen Kühlkanal geleiteter Volumenstrom an Kühlmittel an einer besonders großen Oberfläche des Kühlkanals vorbeiströmen und dabei besonders viel Wärme des Rotors aufnehmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass an einer Stirnseite des Rotorblechpakets ein Lüfter-Laufrad an ¬ geordnet ist. Durch das Lüfterrad kann der durch den wenigstens einen Kühlkanal geförderte Volumenstrom weiter erhöht werden. Das Lüfter-Laufrad kann an einem Kurzschlussring angeformt sein. Unter „angeformt" ist in diesem Zusammenhang insbesondere zu verstehen, dass das Lüfter-Laufrad in einen Kurzschlussring des Rotors integriert ist, das heißt der Kurzschlussring und das Lüfter-Laufrad sind einteilig miteinander verbunden. Dies ermöglicht eine Gewichtsreduzierung des Rotors und einen ge ¬ ringeren Fertigungsaufwand.
Die erfindungsgemäße luftgekühlte elektrische Maschine umfasst ein vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Rotorblechpaket .
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Ro ¬ torblechpakets für eine elektrische Maschine, insbesondere eine luftgekühlte elektrische Maschine, umfasst ein Bereitstellen einer Mehrzahl von Blechen. Mehrere Durchbrüche werden in jedes der Bleche gestanzt, so dass die Durchbrüche kreisringförmig und bevorzugt äquidistant zueinander angeordnet sind. Weiterhin werden mehrere Wicklungsnuten in jedes der Bleche gestanzt, so dass die Wicklungsnuten kreisringförmig und bevorzugt äqui- distant zueinander angeordnet sind. Es erfolgt ein Stapeln der Bleche zu einem Rotorblechpaket in einer Stapelrichtung, wobei die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen bei deckungsgleichen Wicklungsnuten in einer Umfangsrichtung der Bleche derart versetzt zueinander angeordnet werden, dass mehrere durch das Rotorblechpaket verlaufende, schrauben ¬ spindelförmige Kühlkanäle gebildet werden. Ferner werden die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen in der Umfangsrichtung der Bleche um wenigstens einen Nutsprung versetzt zueinander angeordnet, wobei die Wicklungsnuten und die Durchbrüche äquidistant zueinander angeordnet sind, und die Steigung der Kühlkanäle abhängig ist von der Anzahl der Nutsprünge, um welchen die Durchbrüche in Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der
Durchbrüche und einer Teilung der Wicklungsnuten.
Mit anderen Worten werden die Bleche zueinander tordiert und deckungsgleich aufeinander gestapelt. Bei den Blechen handelt es sich insbesondere um kongruente Bleche mit jeweils mehreren gleichförmigen Durchbrüchen. Das Tordieren bzw. das versetzte Anordnen in Umfangsrichtung erfolgt um mindestens eine Nut der Rotorwicklung bzw. um mindestens einen Nutsprung. Die vorgesehene Steigung pro Blech S B , eine Länge des Blechpakets und/oder die vorgesehene Winkeldistanz S B p Winkeldistanz kann zuvor berechnet oder festgelegt und insbesondere die Parameter Teilung der Wicklungsnuten T w , Teilung der Durchbrüche T D , Blechstärke der einzelnen Bleche und deren Anzahl entsprechend angepasst werden . Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Rotors umfassend ein Rotorblechpaket mit mehreren schraubenspindel- förmigen Kühlkanälen und einem Lüfter-Laufrad,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein einzelnes Blech des Ro ¬ torblechpakets nach Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf mehrere übereinander gestapelte Bleche des Rotorblechpakets nach Fig. 1 mit dargestellter Entstehung der Kühlkanäle, Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch das Rotorblechpaket nach Fig. 1,
Fig. 5a, jeweils eine Draufsicht auf ein weiteres
6a, 7a, Rotorblechpaket,
und 8a
Fig. 5b, jeweils eine perspektivische Ansicht auf ein Blech 6b, 7b, des Rotorblechpakets nach Fig. 6a, 7a und 8a mit und 8b dargestelltem Verlauf eines Kühlkanals und
Fig. 5c, jeweils eine perspektivische Ansicht mehrerer Bleche 6c, 7c des Rotorblechpakets nach Fig. 6a, 7a und 8a.
und 8c Fig. 1 zeigt einen Rotor 1 einer nicht dargestellten luftgekühlten elektrischen Maschine. Der Rotor 1 umfasst ein Rotorblechpaket 2 und ein in Fig. 1 links dargestelltes Laufrad 3 mit Schaufeln 4. Das Rotorblechpaket 2 umfasst mehrere in Längsrichtung L des Rotors 1 übereinander gestapelte, identische Bleche 7, wobei die Bleche 7 jeweils sieben Durchbrüche 8 aufweisen und die Durchbrüche 8 aller übereinander gestapelter Bleche 7 insgesamt sieben durch das Rotorblechpaket 2 ver ¬ laufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle 9 ausbilden. Fig. 2 zeigt eines der identischen Bleche 7 des Rotorblechpakets 2 nach Fig. 1. Jeder der sieben gestanzten Durchbrüche 8 des Blechs 7 verbindet einander gegenüberliegende Stirnseiten S des Blechs 7 miteinander und bildet einen Abschnitt der sieben parallel zueinander verlaufenden, schraubenspindelförmigen Kühlkanäle 9 aus, welche dadurch entstehen, dass die einzelnen Bleche 7 deckungsgleich in Längsrichtung L des Rotors 1 zu dem Rotorblechpaket 2 gestapelt werden, wobei jedes einzelne Blech
7 in Umfangrichtung U versetzt zueinander angeordnet wird. Die Durchbrüche 8 sind jeweils auf einem gedachten inneren Kreisring
10.1 der Bleche 7 angeordnet. Zwischen benachbarten Durchbrüchen
8 bildet das Blech 7 jeweils eine Speiche 5 aus. Ferner weist das Blech 7 mehrere sich radial nach außen erstreckende, identische Wicklungsnuten 11 auf, welche auf einem gedachten äußeren Kreisring 10.2 äquidistant angeordnet und entlang eines äußeren Umfangs 12 des Blechs 7 um jeweils einen Nutsprung 13 verteilt sind. Der Nutsprung 13 ist hierbei der umfängliche Abstand bzw. der Winkelabstand zweier benachbarter Wicklungsnuten 11 zueinander .
Wie insbesondere aus Fig. 3 und 4 ersichtlich werden die Bleche 7 derart zueinander verdreht gestapelt, dass die Wicklungsnuten 11 bzw. die Durchbrüche 8 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 7 (exemplarisch in Fig. 4 verdeutlicht durch die mit Bezugszeichen „8a" und „8b" bezeichneten Durchbrüche) in einer Umfangsrichtung U der Bleche 7 von einem Blech zu einem unmittelbar benachbarten Blech (exemplarisch in Fig. 4 verdeutlicht durch die mit Bezugszeichen „7a" und „7b" bezeichneten Bleche) versetzt zueinander angeordnet sind. Die Wicklungsnuten 11 bzw. die Durchbrüche der in Stapelrichtung L versetzten Bleche (z.B. die Durchbrüche 8a, 8b) sind dabei in der Umfangsrichtung U der Bleche 7 um jeweils einen Nutsprung 13 versetzt zueinander angeordnet. Dadurch ergibt sich ein relativ kleiner Steigungswinkel des Kühlkanals 9. Der Nutsprung 13 stellt dabei den Winkelabstand zweier benachbarter Wicklungsnuten 11 dar. Die Durchbrüche 8 bilden dadurch schraubenspindelförmige Kühlkanäle
9 aus, wobei der Verlauf einer dieser Kühlkanäle 9 in Form einer archimedischen Schraube in Fig. 3 zur Verdeutlichung teilweise ohne zugehörige Bleche 7 dargestellt ist. Die Kühlkanäle 9 verlaufen untereinander parallel.
Fig. 5a zeigt ein Rotorblechpaket 2, welches aus Blechen 7 nach Fig. 2 gestapelt worden ist. Die Bleche 7 weisen insgesamt 56 äquidistant zueinander auf dem äußeren Kreisring 10.2 angeordnete Wicklungsnuten 11 auf. Die sieben Durchbrüche 8 sind ebenfalls äquidistant zueinander auf dem inneren Kreisring 10.1 angeordnet .
Fig. 5b zeigt exemplarisch den Verlauf eines Kühlkanals 9 der sieben identischen und parallel zueinander verlaufenden
Kühlkanäle 9. Die Steigung der Kühlkanäle 9 von einem Blech zu einem in Stapelrichtung L unmittelbar benachbarten Blech (im Folgenden: Steigung pro Blech S B ) ist abhängig von der Anzahl x der Nutsprünge 13, um welchen die Wicklungsnuten bzw. die Durchbrüche in Umfangsrichtung der Bleche 7 versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche T D und einer Teilung der Wicklungsnuten T w .
Die Teilung der Durchbrüche T D ergibt sich aus dem vollem Kreisumfang (360°) des inneren Kreisringes 10.1, auf welchem die Durchbrüche angeordnet sind, geteilt durch die Anzahl der äquidistant verteilten Durchbrüche 8. In dem durch Fig. 5a bis 5c gezeigten Beispiel sind 7 Durchbrüche kreisringförmig angeordnet. Somit ergibt sich eine Teilung der Durchbrüche T D von 51, 428° (= 360°/7) .
Auf ähnliche Weise ergibt sich die Teilung der Wicklungsnuten T w aus dem vollem Kreisumfang (360°) des äußeren Kreisringes 10.2, auf welchem die Wicklungsnuten 11 angeordnet sind, geteilt durch die Anzahl der äquidistant verteilten Wicklungsnuten 11. In dem durch Fig. 5a bis 5c gezeigten Beispiel sind 56 Wicklungsnuten kreisringförmig angeordnet. Somit ergibt sich eine Teilung der Wicklungsnuten T w von 6,429° (= 360°/56).
Die Steigung pro Blech S B ergibt sich aus der Formel S B 1 D X * T w und beträgt für einen Nutsprung oder sieben Nutsprünge 6, 429° .
Das durch Fig. 5a gezeigte Blechpaket umfasst 100 Bleche 7 mit jeweils einer Blechstärke von 0, 5 mm. Somit ergibt sich eine Länge des Blechpakets 2 von 50 mm. Die Winkeldistanz S BP , welchen die Kühlkanäle 9 - wie durch Fig. 5b gezeigt - innerhalb des
Blechpakets 2 zurücklegen, ergibt sich aus der Steigung pro Blech S B multipliziert mit der Anzahl N der Bleche 7 des Blechpakets 2, das heißt S BP = S B * N und beträgt 642, 9°. Die durch Fig. 6a bis 6c, 7a bis 7c und 8a bis 8c gezeigten
Blechpakete 2 sind dem Blechpaket nach Fig. 5a bis 5c ähnlich, insbesondere weisen sie die gleiche Teilung der Wicklungsnuten T w (6, 429°) und die gleiche Länge des Blechpakets auf (50 mm aus 100 identischen Blechen 7 mit einer Blechstärke von jeweils 0,5 mm) . Die durch Fig. 6a bis 6c, 7a bis 7c und 8a bis 8c gezeigten Blechpakete 2 unterscheiden sich von dem durch Fig. 5a bis 5c gezeigten Blechpaket 2 jedoch hinsichtlich der Anzahl der äquidistant zueinander angeordneten Durchbrüche 8 und der Anzahl x der Nutsprünge, um welche die Durchbrüche 8 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 7 in der Umfangsrichtung U der Bleche 7 versetzt zueinander angeordnet sind.
In dem durch Fig. 6a bis 6c gezeigten Beispiel sind 10 Durchbrüche kreisringförmig angeordnet. Somit ergibt sich eine Teilung der Durchbrüche T D von 36° (360°/10) . Die Durchbrüche 8 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 7 sind in der Umfangsrichtung U der Bleche 7 um x = 5 Nutsprünge 13 und somit um 32, 145° versetzt zueinander angeordnet. Die Steigung pro Blech S B ergibt sich aus der Formel S B = T D - x * T w und beträgt 3, 855°. Die Winkeldistanz S BP , welchen die Kühlkanäle 9 - wie durch Fig. 6b gezeigt - innerhalb des Blechpakets 2 zurücklegen, ergibt sich aus der Steigung pro Blech S B multipliziert mit der Anzahl N der Bleche 7 des Blechpakets 2, das heißt S B p = S B * N und beträgt 385,5°. Würde man alternativ 6 anstatt von 10 Durchbrüchen vorsehen, so ergäbe sich bei sechs Nutsprüngen 13 eine negative Steigung pro Blech S B von -2,574° und eine negative Winkeldistanz S BP von -257,4°, das heißt die Kühlkanäle wären mit geringerer Steigung in eine gegenläufige Richtung orientiert verglichen mit der vorstehend beschriebenen Variante mit 10 Durchbrüchen.
In dem durch Fig. 7a bis 7c gezeigten Beispiel sind 9 Durchbrüche kreisringförmig angeordnet. Somit ergibt sich eine Teilung der Durchbrüche T D von 40° (360 °/9) . Die Durchbrüche 8 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 7 sind in der Umfangsrichtung U der Bleche 7 um x = 6 Nutsprünge 13 und somit um 38, 574° versetzt zueinander angeordnet. Die Steigung pro Blech S B ergibt sich aus der Formel S B = T D - x * T w und beträgt 1, 426°. Die Winkeldistanz S BP , welchen die Kühlkanäle 9 - wie durch Fig. 7b gezeigt - innerhalb des Blechpakets 2 zurücklegen, ergibt sich aus der Steigung pro Blech S B multipliziert mit der Anzahl N der Bleche 7 des Blechpakets 2, das heißt S BP = S B * N und beträgt 142,6°.
In dem durch Fig. 8a bis 8c gezeigten Beispiel sind 11 Durchbrüche kreisringförmig angeordnet. Somit ergibt sich eine Teilung der Durchbrüche T D von 32,727° (360°/ll). Die Durchbrüche 8 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 7 sind in der Um- fangsrichtung U der Bleche 7 um x = 5 Nutsprünge 13 und somit um 32,145° versetzt zueinander angeordnet. Die Steigung pro Blech S B ergibt sich aus der Formel S B = T D - x * T w und beträgt 0, 582°. Die Winkeldistanz S BP , welchen die Kühlkanäle 9 - wie durch Fig. 8b gezeigt - innerhalb des Blechpakets 2 zurücklegen, ergibt sich aus der Steigung pro Blech S B multipliziert mit der Anzahl N der Bleche 7 des Blechpakets 2 , das heißt S BP = S B * N und beträgt 58,2°.