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Title:
LAMINATED CORE FOR AN ELECTRICAL MACHINE, ELECTRICAL MACHINE, AND METHOD FOR PRODUCING A LAMINATED CORE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/192978
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a laminated core (1) for an electrical machine, comprising a plurality of circular-disk-shaped individual laminations (2) which are stacked one on top of the other along a central axis (5) of each of the individual laminations (2), each have a plurality of winding grooves (3) which are arranged radially about the central axis (5) and form axially parallel winding channels (6) in the laminated core (1) in each case, and each have a plurality of cooling channel grooves (4) which form spiral cooling channels (7) in the laminated core (1) in each case, wherein a first radial angle difference (α) between two adjacent winding grooves (3) of each individual lamination (2) is not equal to a second radial angle difference (β) between two adjacent cooling channel grooves (4) of each individual lamination (2).

Inventors:
MACZKÓ DÁVID (HU)
GYÖRI-VARGA GABOR (HU)
Application Number:
PCT/EP2020/050981
Publication Date:
October 01, 2020
Filing Date:
January 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
H02K1/20; H02K15/02; H02K1/32; H02K5/20; H02K9/19
Foreign References:
US5331238A1994-07-19
JP2006033916A2006-02-02
DE102015215762A12017-02-23
DE102012017293A12014-02-27
DE102015215762A12017-02-23
DE102016200081A12017-07-13
DE102014205884A12015-10-01
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE:

1. Blechpaket (1 ) für eine elektrische Maschine, mit einer Mehrzahl an kreisscheibenförmigen Einzelblechen (2), welche

- entlang einer Mittelachse (5) der jeweiligen Einzelbleche (2) aufeinan der gestapelt sind,

-jeweils eine Vielzahl an radial um die Mittelachse (5) angeordneten Wicklungsnuten (3) aufweisen, welche in dem Blechpaket (1 ) jeweilige achsparallele Wicklungskanäle (6) ausbilden, und

-jeweils eine Vielzahl von Kühlkanalnuten (4) aufweisen, welche in dem

Blechpaket (1 ) jeweilige spiralförmige Kühlkanäle (7) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass

eine erste radiale Winkeldifferenz (a) zwischen zwei benachbarten Wicklungsnuten (3) des jeweiligen Einzelblechs (2) ungleich mit einer zweiten radialen Winkeldifferenz (ß) zwischen zwei benachbarten Kühl kanalnuten (4) des jeweiligen Einzelblechs (2) ist.

2. Blechpaket (1 ) nach Anspruch 1 , wobei

die Einzelbleche (2) in dem Blechpaket (1 ) um jeweils wenigstens einen Nutsprung versetzt zu jeweiligen anliegenden Einzelblechen (2) ange ordnet sind.

3. Blechpaket (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweiligen Einzelbleche (2) ringförmig ausgebildet sind und die Wicklungsnuten (3) zur Mittelachse (5) hin offen ausgebildet sind.

4. Blechpaket (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlkanalnuten (4) außenumfangsseitig des jeweiligen Einzelblechs (2) angeordnet sind.

5. Blechpaket (1 ) nach Anspruch 4, wobei

die Kühlkanalnuten (4) radial nach außen offen ausgebildet sind.

6. Elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor ein Blechpaket (1 ) nach einem der vorherge henden Ansprüche aufweist.

Verfahren zum Herstellen eines Blechpakets (1 ) aus mehreren kreis scheibenförmigen Einzelblechen (2), bei welchem

- in die jeweiligen Einzelbleche (2) jeweils eine Vielzahl an radial um die Mittelachse (5) angeordneten Wicklungsnuten (3) eingebracht werden, welche in dem Blechpaket (1 ) jeweilige achsparallele Wicklungskanäle (6) ausbilden,

- in die jeweiligen Einzelbleche (2) jeweils eine Vielzahl von Kühlkanal nuten (4) eingebracht werden, welche in dem Blechpaket (1 ) jeweilige spiralförmige Kühlkanäle (7) ausbilden, und

- die jeweiligen Einzelbleche (2) um jeweils wenigstens einen Nut sprung versetzt zu jeweiligen anliegenden Einzelblechen (2) entlang einer Mittelachse (5) der jeweiligen Einzelbleche (2) aufeinander ge stapelt werden,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine erste radiale Winkeldifferenz (a) zwischen zwei benachbarten Wicklungsnuten (3) des jeweiligen Einzelblechs (2) ungleich mit einer zweiten radialen Winkeldifferenz (ß) zwischen zwei benachbarten Kühl kanalnuten (4) des jeweiligen Einzelblechs (2) gewählt wird.

Verfahren nach Anspruch 7, wobei

eine Steigung des jeweiligen Kühlkanals (7) durch Wahl einer jeweiligen Dicke der Einzelbleche (2) sowie einer Differenz der radialen Winkeldif ferenz (a) der Kühlkanalnuten (4) zu der radialen Winkeldifferenz (ß) der Wicklungsnuten (3) eingestellt wird.

Description:
Blechpaket für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine sowie Ver fahren zum Herstellen eines Blechpakets

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Blechpaket für eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Blechpakets aus mehreren kreisförmigen Einzelblechen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprü che. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor.

Ein Blechpaket für einen Stator einer elektrischen Maschine ist bereits aus der DE 10 2015 215 762 A1 bekannt. Hierbei umfasst das Blechpaket meh rere in eine Stapelrichtung gestapelte Bleche, welche jeweils mehrere kreis- ringförmig angeordnete Aussparungen zur Ausbildung von Wicklungsnuten des Blechpakets umfassen. Darüber hinaus umfassen die Bleche jeweils mehrere um die Aussparungen herum kreisförmig angeordnete Mittel zur Kühlung, wobei die Mittel zur Kühlung von in der Stapelrichtung versetzten Blechen in einer Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeord- net sind. Diese Mittel zur Kühlung von in der Stapelrichtung versetzten Ble chen sind in der Umfangsrichtung der Bleche um einen Nutsprung versetzt zueinander angeordnet. Darüber hinaus umfassen die Mittel zur Kühlung Durchbrüche, welche zwischen den Aussparungen und einem Außenumfang der Bleche angeordnet sind.

Überdies ist aus der DE 10 2016 200 081 A1 eine elektrische Maschine mit einem Rotor mit einem Rotorblechpaket und einem Stator mit einem Statorblechpaket bekannt. Das Statorblechpaket umfasst mehrere in einer Stapelrichtung gestapelte Bleche, wobei die einzelnen Bleche jeweils mehre- re entlang des äußeren Umfangs verteilte Ausnehmungen aufweisen. Die Ausnehmungen von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind in einer Umfangsrichtung der Bleche derart versetzt zueinander angeordnet, dass die Ausnehmungen aller Bleche spiralförmige Nuten bilden, welche Teile eines äußeren Kühlkanals sind.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2014 205 884 A1 eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine mit einem Rotorelement. An einer Innenseite des Rotorelements ist eine Nut eingefräst. Diese Nut kann die Form einer viel fach gewundenen Spirale aufweisen. Die Nut dient einem Führen von Öl bei einer Rotation des Rotationselements.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Blechpaket für eine elektri sche Maschine sowie ein Verfahren zum Fierstellen eines Blechpakets und eine elektrische Maschine zu schaffen, welche ein Bereitstellen eines Blech pakets mit einem präzise in seiner Neigung einstellbaren Kühlkanal ermögli chen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Blechpaket für eine elektri sche Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch eine elekt rische Maschine mit einem Stator und einem Rotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 sowie durch ein Verfahren zum Fierstellen eines Blech pakets aus mehreren kreisförmigen Einzelblechen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.

Die Erfindung betrifft zum einen ein Blechpaket für eine elektrische Maschi ne, mit einer Mehrzahl an kreisscheibenförmigen Einzelblechen. Hierbei sind die Einzelbleche entlang einer Mittelachse der jeweiligen Einzelbleche aufei nander gestapelt. Jedes der Einzelbleche weist jeweils eine Vielzahl an gleichmäßig radial um die Mittelachse angeordneten Wicklungsnuten auf, welche mit jeweiligen Wicklungsnuten im Blechpaket aneinander anliegender Einzelbleche in dem Blechpaket jeweilige achsparallele Wicklungskanäle ausbilden. In den Wicklungsnuten sind jeweilige Drähte führbar, um zusam men mit dem Blechpaket eine Spule, insbesondere eines Stators oder eines Rotors einer elektrischen Maschine, zu bilden. Um eine ausreichende Küh lung des Blechpakets im Betrieb gewährleisten zu können, weisen die jewei ligen Einzelbleche jeweils eine Vielzahl von gleichmäßig über den Umfang des jeweiligen Einzelblechs verteilte Kühlkanalnuten auf, welche in dem Blechpaket jeweilige spiralförmige Kühlkanäle ausbilden. In den Kühlkanälen ist ein jeweiliges Kühlfluid führbar, mittels welchem das Blechpaket gekühlt werden kann. Um einen jeweiligen Steigungswinkel der spiralförmigen Kühl kanäle besonders präzise und entsprechend einer gewünschten Steigung einstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine erste radiale Winkeldifferenz zwischen zwei benachbarten Wicklungsnuten des jeweiligen Einzelblechs ungleich mit einer zweiten radialen Winkeldifferenz zwischen zwei benachbarten Kühlkanalnuten des jeweiligen Einzelblechs ist. Somit ist bei einer über einen jeweiligen Umfang der kreisscheibenförmigen Einzelbleche gleichmäßigen Verteilung der Wicklungsnuten und der Kühlka nalnuten eine erste Anzahl der Kühlkanalnuten ungleich einer zweiten An zahl an Wicklungsnuten. Mit anderen Worten ist die erste radiale Winkeldiffe renz zwischen den zwei benachbarten Wicklungsnuten größer oder kleiner als die zweite radiale Winkeldifferenz zwischen den zwei benachbarten Kühl kanalnuten bei einem jeweiligen Einzelblech. Basierend auf einer jeweiligen Wahl des Unterschieds zwischen den Winkeldifferenzen der Wicklungsnuten und der Kühlkanalnuten kann die jeweilige Steigung des aus den Kühlkanal nuten resultierenden Kühlkanals eingestellt werden. Beim Stapeln der kreis scheibenförmigen Einzelbleche werden diese jeweils um einen Nutsprung relativ zu einem anliegenden Einzelblech verdreht angeordnet, wodurch die Kühlkanalnuten die spiralförmigen Kühlkanäle ausbilden. Ein Einstellen der Steigung der Kühlkanäle über ein Bilden von Teilblechpaketen, welche je weils relativ zueinander versetzt gestapelt werden und bei welchen eine stufenförmige Kühlfluidströmung resultieren würde, kann durch das be schriebene erfindungsgemäße Blechpaket umgangen werden, da über das Auswählen des Unterschieds zwischen den radialen Winkeldifferenzen die Steigung der Kühlkanäle variabel ist und besonders präzise eingestellt wer den kann. Insbesondere ist die Steigung im Rahmen einer Quantelung in Abhängigkeit von einer Anzahl an Kühlkanalnuten und einer Anzahl von Wicklungsnuten einstellbar. Diese Quantelung ermöglicht eine Optimierung der Einstellung der Steigung.

In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Einzelbleche in den Blechpaketen jeweils wenigstens einen Nutsprung versetzt zu jeweiligen anliegenden Einzelblechen angeordnet sind. Das be deutet, dass beim Aufeinanderstapeln der Einzelbleche die jeweiligen Ein zelbleche um einen Nutsprung um deren Mittelachse gedreht werden relativ zu dem Einzelblech, auf welches das um den Nutsprung gedrehte Einzel blech aufgelegt wird, um das Blechpaket zu bilden. Über die Verdrehrichtung der Einzelbleche relativ zueinander sowie die Wahl des Unterschieds zwi schen den radialen Winkeldifferenzen der Winkelnuten und der Kühlkanalnu ten kann die Steigung der Kühlkanäle eingestellt werden. Über den Versatz der Einzelbleche relativ zueinander sind somit die Ausrichtung der spiralför migen Kühlkanäle sowie die Steigung der Kühlkanäle besonders präzise und je nach Bedarf einstellbar. Über eine jeweilige Steigung der Kühlkanäle so wie über einen jeweiligen Querschnitt der Kühlkanäle ist bei entsprechender Wahl eines Kühlfluids, bei welchem es sich um ein Gas oder eine Flüssigkeit handeln kann, eine Kühlleistung bei einem vorgegebenen Massenstrom an die Kühlkanäle durchströmenden Kühlfluid einstellbar.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweiligen Einzelbleche ringförmig ausgebildet sind und die Wicklungsnuten zur Mittelachse hin offen ausgebildet sind. Das bedeutet, dass die jeweiligen Einzelbleche eine zur Mittelachse hin achssymmetrische Öffnung aufweisen, an deren Umfangswand die Wicklungsnuten zur Mittelachse hin offen aus gebildet sind. Weisen die einzelnen Bleche die achssymmetrische Ausneh mung auf, so kann das Blechpaket in einem Stator einer elektrischen Ma schine eingesetzt werden. Weisen die Einzelbleche die achssymmetrische Ausnehmung nicht auf, dann kann das Blechpaket in einem Rotor der elektrischen Maschine genutzt werden. Alternativ zur zur Mittelachse hin offenen Ausgestaltung der Wicklungsnuten können die Wicklungsnuten um fangsseitig vollständig von den jeweiligen Einzelblechen umrahmt und be- grenzt werden. Die Wicklungsnuten werden somit von jeweiligen Öffnungen der Einzelbleche bereitgestellt. Die ringförmig ausgebildeten Einzelbleche, deren Wicklungsnuten zur Mittelachse hin offen ausgebildet sind, ermögli chen ein besonders einfaches Aufwickeln eines Drahts auf das Blechpaket, um hierdurch eine Statorspule bereitzustellen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Kühlkanalnuten außenumfangsseitig des jeweiligen Einzelblechs angeordnet sind. Das bedeutet, dass sich die Kühlkanalnuten umfangsseitig der jeweiligen Einzelbleche in einem Randbereich der jeweiligen Einzelble che erstrecken. Folglich sind die Kühlkanalnuten relativ zu den Wicklungsnu ten radial außerhalb und somit die Wicklungsnuten umschließend angeord net. Über die Kühlkanäle kann somit das Blechpaket außenumfangsseitig gekühlt werden. Zu den außenumfangsseitig angeordneten Kühlkanälen ist das Kühlfluid besonders einfach zuführbar und von diesen wegführbar.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlkanalnuten radial nach außen offen ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass die jeweiligen Kühlkanalnuten durch jeweilige am Rand der jeweiligen Einzelbleche angeordnete Aussparungen gebildet sind. Bei der nach außen offenen Ausgestaltung der Kühlkanalnuten ist das Blechpaket außenum fangsseitig zu ummanteln, um die durch die Kühlkanalnuten gebildeten Kühl kanäle umfangsseitig zu umschließen beziehungsweise zu verschließen. Die nach außen offene Ausbildung der Kühlkanalnuten ist insbesondere dahin gehend vorteilhaft, dass diese Kühlkanalnuten besonders einfach in die je weiligen Einzelbleche angebracht werden können und darüber hinaus beim fertigen Blechpaket eine Qualitätskontrolle der Kühlkanäle beispielsweise durch Sicht besonders einfach und schnell erfolgen kann. Alternativ zur radi al nach außen hin offenen Ausgestaltung der Kühlkanalnuten können die Kühlkanalnuten als jeweilige Öffnungen in den Einzelblechen ausgebildet sein, welche umfangsseitig geschlossen sind.

Um besonders schmale Kühlkanäle bereitstellen zu können, können die Kühlkanalnuten einen kleineren Öffnungswinkel aufweisen als die Wiek- lungsnuten. Unter dem Öffnungswinkel ist ein Winkel zu verstehen, welchen jeweilige seitliche Randpunkte der Kühlkanalnuten mit der Mittelachse ein schließen.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor ein Blechpaket, wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Blechpaket beschrieben worden ist, aufweist. Das erfindungsgemäße Blechpaket ist über die spiralförmigen Kühlkanäle besonders vorteilhaft zu kühlen, wodurch ein besonders vorteilhafter Betrieb der elektrischen Maschine erreicht wer den kann. Insbesondere kann über eine jeweilige Steigung der spiralförm i gen Kühlkanäle eine Kühlleistung eines in den Kühlkanälen geführten Kühl fluids besonders präzise eingestellt werden.

Überdies betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Blechpa kets aus mehreren kreisscheibenförmigen Einzelblechen. Bei dem Verfahren wird in die jeweiligen Einzelbleche jeweils eine Vielzahl an radial um die Drehachse angeordneten Wicklungsnuten eingebracht. Diese Wicklungsnu ten bilden in dem Blechpaket jeweilige achsparallele Wicklungskanäle aus. Bei dem Verfahren ist es des Weiteren vorgesehen, dass in die jeweiligen Einzelbleche jeweils eine Vielzahl von Kühlkanalnuten eingebracht wird. Die Kühlkanalnuten bilden in dem Blechpaket jeweilige spiralförmige Kühlkanäle aus. Überdies ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass die jeweiligen Einzel bleche mit jeweils wenigstens einem Nutsprung versetzt zu jeweiligen anlie genden Einzelblechen entlang einer Mittelachse der jeweiligen Einzelbleche aufeinander gestapelt werden. Um eine jeweilige Steigung der in dem Blech paket resultierenden spiralförmigen Kühlkanäle einstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine erste radiale Winkeldifferenz zwi schen zwei benachbarten Wicklungsnuten des jeweiligen Einzelblechs un gleich mit einer zweiten radialen Winkeldifferenz zwischen zwei benachbar ten Kühlkanalnuten des jeweiligen Einzelblechs gewählt wird. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit von einer vorgegebenen einzustellenden Stei gung der Kühlkanäle der Unterschied zwischen der ersten radialen Winkeldif ferenz und der zweiten radialen Winkeldifferenz gewählt. Hierbei ist insbe- sondere eine Anzahl an Kühlkanalnuten eines jeweiligen Einzelblechs un gleich einer Anzahl von Wicklungsnuten des jeweiligen Einzelblechs. Unter der jeweiligen Winkeldifferenz ist ein jeweiliger Winkel zu verstehen, an wel chen zwei gleiche Bezugspunkte zwei nebeneinander angeordnete Nuten zur Mittelachse hin miteinander einschließen. Über das Wählen des Unter schieds der radialen Winkeldifferenzen zwischen den Nuten ist die Steigung der Kanäle innerhalb einer Wandbreite variabel und hierbei kontinuierlich einstellbar. Somit ermöglicht das Verfahren ein Einstellen unterschiedlichster Steigungen der Kühlkanäle des Blechpakets je nach Kühlbedarf.

In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Steigung des Kühlkanals durch Wahl einer jeweiligen Dicke der Einzelbleche sowie einer Differenz und somit des Unterschieds der radialen Winkeldiffe renz der Kühlkanalnuten zu der radialen Winkeldifferenz der Wicklungsnuten eingestellt wird. Dies bedeutet, dass die Steigung sowohl über die Wahl der Differenz zwischen der radialen Winkeldifferenz zwischen den Kühlkanalnu ten und den Wicklungsnuten als auch über eine Dicke der jeweiligen Einzel bleche eingestellt wird. Je dünner die jeweiligen Einzelbleche sind, desto präziser und desto glatter kann der jeweilige Kühlkanal hinsichtlich seiner Steigung eingestellt werden. Auf Basis der Einbeziehung der Dicke der je weiligen Einzelbleche ist die Steigung der Kühlkanäle besonders präzise einstellbar.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merk male aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Blechpakets beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschrie benen Ausführungsformen. Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Flierzu zeigt:

Fig. 1 ein Verfahrensschema zum Herstellen eines Blechpakets aus einer Vielzahl an kreisscheibenförmigen Einzelblechen, welche jeweils mehrere Wicklungsnuten sowie mehrere Kühlkanalnu ten aufweisen;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das kreisscheibenförmige

Einzelblech, welches eine achssymmetrische mittig angeordne te Ausnehmung aufweist, sodass das Einzelblech ringförmig ausgebildet ist, und wobei erkannt werden kann, dass eine ra diale Winkeldifferenz der Wicklungsnuten ungleich einer zwei ten radialen Winkeldifferenz der Kühlkanalnuten ist;

Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht von zwei aufeinander gestapelten ringförmigen Einzelblechen, wobei über den Unter schied zwischen der ersten radialen Winkeldifferenz der Wick lungsnuten und der zweiten radialen Winkeldifferenz der Kühl kanalnuten eine Steigung von in dem Blechpaket aus den Kühl kanalnuten resultierenden Kühlkanälen eingestellt ist; und

Fig. 4 jeweilige schematische Perspektivansicht von Blechpaketen, welche jeweils 48 Wicklungsnuten aufweisen und jeweils zuei- nander unterschiedliche Anzahlen an Kühlkanalnuten aufwei sen, wobei über die jeweilige Anzahl an Kühlkanalnuten sowie den jeweiligen Unterschied zwischen den radialen Winkeldiffe renzen der Kühlkanalnuten und der Wicklungsnuten die jeweili gen Steigungen der in dem Blechpaket resultierenden Kühlka- näle eingestellt sind.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispie len stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschrie benen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.

In Fig. 1 ist ein Verfahrensschema zum Fierstellen eines Blechpakets 1 für eine elektrische Maschine aus einer Mehrzahl von Einzelblechen 2 darge stellt. Das Blechpaket 1 kann insbesondere Bestandteil eines Stators oder eines Rotors der elektrischen Maschine sein. Mittels der elektrischen Ma schine kann insbesondere ein Kraftfahrzeug betrieben beziehungsweise angetrieben werden.

Für das Fierstellen des Blechpakets 1 werden die mehreren Einzelbleche 2 hergestellt. Die Einzelbleche 2 sind jeweils kreisscheibenförmig ausgebildet und weisen Wicklungsnuten 3 sowie Kühlkanalnuten 4 auf. Sowohl die Wick lungsnuten 3 als auch die Kühlkanalnuten 4 sind gleichmäßig über einen Umfang der jeweiligen Einzelbleche 2 verteilt. Vorliegend sind die jeweiligen Kühlkanalnuten 4 radial außerhalb der Wicklungsnuten 3 angeordnet. Sämt liche der Einzelbleche 2 des Blechpakets 1 weisen zueinander eine gleiche Anzahl an Wicklungsnuten 3 auf. Des Weiteren weisen sämtliche Einzelble che 2 des Blechpakets 1 eine miteinander gleiche Anzahl an Kühlkanalnuten 4 auf. Eine jeweilige Anzahl an Wicklungsnuten 3 und Kühlkanalnuten 4 eines einzelnen Einzelblechs 2 ist ungleich, sodass das jeweilige Einzelblech 2 entweder mehr Kühlkanalnuten 4 als Wicklungsnuten 3 oder weniger Kühl kanalnuten 4 als Wicklungsnuten 3 aufweist. Die Kühlkanalnuten 4 sind vor liegend an einem umfangsseitigen Rand des jeweiligen Einzelblechs 2 ange ordnet und radial nach außen hin offen ausgebildet. Die Wicklungsnuten 3 können als umfangsseitig geschlossene Öffnungen in den jeweiligen Einzel blechen 2 ausgebildet sein. Weisen die jeweiligen Einzelbleche 2, wie in Fig. 2 dargestellt, eine mittig angeordnete achssymmetrische Öffnung auf, dann können die Wicklungsnu ten 3 als umfangsseitig geschlossene Öffnungen die mittig angeordnete Öffnung umschließend angeordnet sein oder zur Mittelachse 5 hin offen die mittige Öffnung umgrenzend angeordnet sein.

Um das Blechpaket 1 herzustellen, werden die kreisscheibenförmigen Ein zelbleche 2 entlang der jeweiligen Mittelachse 5 der Einzelbleche 2 sowie des Blechpakets 1 aufeinander gestapelt. Hierbei wird das jeweilige auf den Stapel an Einzelblechen 2 aufzulegende Einzelblech 2 relativ zu einem obersten Einzelblech 2 des Stapels um wenigstens einen Nutsprung um die Mittelachse 5 gedreht und auf das oberste Einzelblech 2 des Stapels aufge legt. In dem Blechpaket 1 bilden die jeweiligen Wicklungsnuten 3 der aufei nander gestapelten Einzelbleche 2 gemeinsam jeweilige achsparallele Wick lungskanäle 6 aus. Diese Wicklungskanäle 6 erstrecken sich parallel zur Mittelachse 5. Die Kühlkanalnuten 4 bilden in dem Blechpaket 1 aufgrund deren ungleicher Anzahl relativ zu den Wicklungsnuten 3 jeweilige sich spi ralförmig um die Mittelachse 5 windende Kühlkanäle 7 aus. In den Kühlkanä len 7 ist zum Kühlen des Blechpakets 1 ein Kühlfluid zu führen, bei welchem es sich um ein Gas oder um eine Flüssigkeit handeln kann.

Eine jeweilige Steigung der spiralförmigen Kühlkanäle 7 ist über eine Diffe renz zwischen einer ersten radialen Winkeldifferenz a zwischen zwei be nachbarten Wicklungsnuten 3 des jeweiligen Einzelblechs 2 zu einer zweiten radialen Winkeldifferenz ß zwischen zwei benachbarten Kühlkanalnuten 4 des jeweiligen Einzelblechs 2 einstellbar. Diese unterschiedlichen radialen Winkeldifferenzen a und ß sind in Fig. 2 dargestellt. Die radialen Winkeldiffe renzen a, ß werden jeweils über zwei gleiche Bezugspunkte zweier benach barter Nuten bestimmt, wobei die jeweilige radiale Winkeldifferenz den Win kel beschreibt, welchen die beiden gleichen Bezugspunkte der benachbarten Nuten mit der Mittelachse 5 des jeweiligen Einzelblechs 2 einschließen. Der Unterschied zwischen den radialen Winkeldifferenzen a, ß ist in Fig. 2 in der vergrößerten schematischen Ansicht des Randbereichs des Einzelblechs 2 dargestellt.

Die Differenz zwischen den radialen Winkeldifferenzen a und ß ist darüber hinaus in Fig. 4 dargestellt, in welcher zwei aufeinander gestapelte Einzel bleche 2 gezeigt sind. Hierbei kann erkannt werden, dass die Steigung der jeweiligen Kühlkanäle 7 von der gewählten Differenz zwischen den radialen Winkeldifferenzen a, ß abhängt.

Ein jeweiliger Öffnungswinkel g der Kühlkanalnuten 4, welcher einen Winkel beschreibt, den jeweilige fluchtend auf die Mittelachse 5 zulaufende Seiten kanten der Kühlkanalnuten 4 mit der Mittelachse 5 einschließen, ist in den unterschiedlichen Ausführungsformen des Blechpakets 1 , welche in Fig. 4 dargestellt sind, jeweils gleich. Hierbei ist der Öffnungswinkel g frei wählbar. Darüber hinaus ist eine jeweilige erste Anzahl w an Wicklungsnuten 3 der unterschiedlichen in Fig. 4 dargestellten Blechpakete 1 jeweils gleich. Wie in Fig. 4 erkannt werden kann, kann über eine Auswahl der zweiten Anzahl k an Kühlkanalnuten 4 sowie der mit der zweiten Anzahl k zusammenhängen den Auswahl der Differenz zwischen den radialen Winkeldifferenzen a, ß die jeweilige Steigung der Kühlkanäle 7 eingestellt werden.

Bei den Einzelblechen 2 ist es vorgesehen, dass der Öffnungswinkel g klei ner ist als die erste radiale Winkeldifferenz a, welche wiederum kleiner ist als die zweite radiale Winkeldifferenz ß, welche wiederum kleiner ist als die Summe aus dem Öffnungswinkel g und der ersten radialen Winkeldifferenz a. Alternativ kann das Einzelbleche 2 derart ausgestaltet sein, dass die Summe aus dem Öffnungswinkel g und der zweiten radialen Winkeldifferenz ß kleiner ist als die erste radiale Winkeldifferenz a, wobei gleichzeitig die zweite radiale Winkeldifferenz ß kleiner ist als die erste radiale Winkeldiffe renz a. Dies führt dazu, dass die Steigung der Kühlkanäle 7 von der Diffe renz zwischen der ersten radialen Winkeldifferenz a und der zweiten radialen Winkeldifferenz ß abhängt. Bei einer vorgegebenen ersten Anzahl w an Wicklungsnuten 3 ist die Steigung der Kühlkanäle 7 durch Auswahlen einer jeweiligen zweiten radialen Winkeldifferenz ß variabel.

Die jeweilige Steigung der Kühlkanäle 7 kann zusätzlich zur jeweiligen Wahl der Differenz zwischen den radialen Winkeldifferenzen a, ß über ein jeweili ges Einstellen der Dicke des jeweiligen Einzelblechs 2 erfolgen. Je dicker die jeweiligen Einzelbleche 2 ausgebildet sind, desto größer ist die Steigung der jeweiligen Kühlkanäle 7 bei konstanter Differenz zwischen den radialen Win keldifferenzen a, ß.

Dem beschriebenen Blechpaket 1 liegt die Idee zugrunde, dass ein Statorblechpaket aus einförmigen Blechen für elektrische Maschinen ge schaffen werden soll, wobei spiralförmige Kühlkanäle 7 im Mantel des Blech pakets 1 angeordnet sind und achsparallele Wicklungskanäle 6 für Stator wicklungen innerhalb des Blechpakets 1 angeordnet sind. Die spiralige Form der Kühlkanäle 7 ermöglicht besonders lange Kühlkanäle 7, wodurch eine besonders vorteilhafte Kühlleistung des Blechpakets 1 erreicht werden kann. Aufgrund der Verwendung von einförmigen Blechen als Einzelbleche 2 weist das Blechpaket 1 besonders geringe Investitionskosten auf. Das jeweilige Einzelblech 2 weist zwei zueinander unterschiedliche Nutkreise, vorliegend einen ersten Nutkreis und einen zweiten Nutkreis, auf. Der erste Nutkreis umfasst die Wicklungsnuten 3, wohingegen der zweite Nutkreis die Kühlka nalnuten 4 umfasst. Der erste Nutkreis umfasst hierbei n Stück Nuten und der zweite Nutkreis umfasst k Stück Nuten, wobei n ungleich k ist. Zum Her stellen des Blechpakets 1 werden die Einzelbleche 2 aufeinander relativ zueinander verdreht gestapelt. Der Drehwinkel, um welchen das jeweilige zu stapelnde Einzelblech 2 relativ zu dem obersten Einzelblech 2 des Stapels verdreht wird, beträgt 360 Grad geteilt durch n und somit 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Wicklungsnuten 3 im ersten Nutkreis. Basierend auf der Differenz zwischen der ersten radialen Winkeldifferenz a und der zweiten radialen Winkeldifferenz ß sind die Kühlkanalnuten 4 entlang des Mantels spiralförmig angeordnet, wohingegen die Wicklungsnuten 3 die achsparalle- len Wicklungskanäle 6 bilden. In einer in den Fig. nicht dargestellten Ausführungsform können die spiral förmigen Kühlkanäle 7 innerhalb des Blechpakets 1 angeordnet sein, sofern die Kühlkanalnuten 4 eine umseitig geschlossene Form aufweisen. Weisen die Kühlkanalnuten 4 umfangsseitig eine offene Form auf, dann ist das Blechpaket 1 zu ummanteln, um die Kühlkanäle 7 umfangsseitig abzuschlie ßen.

Eine Optimierung der Kühlleistung ist durch eine entsprechende Dimensio nierung der Kühlkanäle 7 erreichbar, wobei die Dimensionierung der jeweili gen Kühlkanäle 7 über einen Querschnitt der Kühlkanäle 7 sowie über eine Steigung der Kühlkanäle 7 sowie über eine Anzahl der Kühlkanäle 7 einge stellt werden kann.

Das beschriebene Dimensionieren und Einstellen der Steigung der Kühlka näle 7 ermöglicht eine besonders gleichmäßige Verteilung der Kühlkanäle 7 über die Mantelfläche des Blechpakets 1 , wodurch eine besonders große Kühlleistung und besonders geringe thermische Spannungen im Blechpaket 1 erreicht werden können. Über eine Wahl eines entsprechenden Öffnungs winkels Y kann eine Struktur eines elektromagnetischen Felds einer das Blechpaket 1 aufweisenden elektrischen Maschine gezielt eingestellt werden. Flierdurch kann ein besonders hoher Wirkungsgrad der elektrischen Maschi ne erreicht werden. Das Einstellen der Steigung der Kühlkanäle 7 ermöglicht ein gezieltes Einstellen der Kühlleistung des Blechpakets 1 mittels des Kühl fluids bei konstanter Anzahl an Wicklungsnuten 3. Insbesondere ermöglicht das variable Einstellen der Steigung der Kühlkanäle 7, dass ein Steigungs winkel, bei welchem ein statischer Druck des Kühlfluids einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, vermieden werden kann. Darüber hinaus er möglicht das variable Einstellen der Steigung der Kühlkanäle 7, dass das Einstellen der Steigung über Teilblechpakete vermieden werden kann. Wer den die Kühlkanäle 7 von Teilblechpaketen bereitgestellt, so weisen die Kühlkanäle 7 eine besonders ungleichmäßige Form, ähnlich einer Treppe, auf, was zu einem besonders hohen Druck des in den Kühlkanälen 7 geführ ten Kühlfluids führt. Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung das Blechpaket 1 aus einförmigen Einzelblechen 2 ohne mechanische Bearbeitung mit spiral förmigen Kühlkanälen 7 und mit achsparallelen Bohrungen, insbesondere den Wicklungskanälen 6, bereitgestellt werden kann.