DE3504782A1

DE3504782A1 - Rotor laminate stack and/or stator laminate stack for electrical machines

Info

Publication number: DE3504782A1
Application number: DE19853504782
Authority: DE
Inventors: Bernhard Ing.(grad.) 4050 Mönchengladbach Schmauck
Original assignee: Schorch GmbH
Current assignee: Schorch GmbH
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1986-08-14

Abstract

The invention relates to a rotor laminate stack and/or a stator laminate stack for electrical machines, consisting of stamped laminates in layers. The characteristic feature of the invention is that laminates are contained in the laminate stack which have stamped-out regions for coolant to pass through in the axial direction of the machine, as well as slotted stamped-out regions, and intermediate laminates are furthermore provided which, in addition to the slotted stamped-out regions, have cut-outs which run radially as far as the inner or outer periphery of the intermediate laminate and form radial channels in the laminate stack. <IMAGE>

Description

Läufer- und/oder Ständerblechpaket für Rotor and / or stator core package for

elektrische Maschinen Die Erfindung betrifft ein Läufer- und/oder Ständerblechpaket für elektrisch% Maschinen, bestehend aus geschichteten gestanzten Blechen, die im Ständer durch Klammern bzw. Pressen und im Läufer durch den gegossenen Käfig zusammengefaßt werden. electrical machines The invention relates to a rotor and / or Stator core package for electrical% machines, consisting of layered stamped Sheets, which are in the stand by clamping or pressing and in the runner by the cast Cage are summarized.

Zur besseren Abführung der durch Verluste in elektrischen Maschinen entstehenden Wärme werden üblicherweise die Blechepakete in Teilpakete unterteilt und mit speziellen Blechprofilen auf Abstand gehalten, so daß Kühlmedien die Aktivteile, Läufer sowie Stator, durchspülen und die Verlustwärme aus Ständer und Läufer gut abführen können.For better dissipation of losses in electrical machines The laminated cores are usually subdivided into sub-assemblies and kept at a distance with special sheet metal profiles so that cooling media keep the active parts, Runner and stator, flush through and the heat loss from the stator and runner well can lead away.

Das Kühlmedium, im allgemeinen Luft, wird durch Axialbohrungen im Läufer- und Ständerblechpaket von einem zum anderen Ende der Maschine hindurchgeführt. Alternativ kann das Kühlmedium bei Läufern, die mit Stegwellen ausgerüstet sind, axial durch die zwischen der Innenumfangsfläche des Blechpakets und der Oberfläche der Stegwelle gebildeten Freiräume strömen. Durch Radialaussparungen in den Blechpaketen kann das Kühlmedium unter der Wirkung der durch die Rotation des Läufers entstehenden Zentripedalkraft, eventuell unterstützt durch einen außerhalb des Blechpaketes angeordneten Ventilator, in radialer Richtung von innen nach außen fließen und dabei zunächs-t den Läufer durchströmen und gelangt danF über den Luftspalt anschließend in die Kühlkanäle des Ständerblechpakets.The cooling medium, generally air, is supplied through axial bores in the Rotor and stator core passed through from one end of the machine to the other. Alternatively, the cooling medium can be used for rotors that are equipped with web shafts axially through the between the inner peripheral surface of the laminated core and the surface the free spaces formed by the web wave flow. Through radial recesses in the Sheet metal packages the cooling medium can develop under the effect of the rotation of the rotor Centripetal force, possibly supported by an outside of the laminated core Fan, flow in a radial direction from the inside to the outside and at the same time first flow through the rotor and then passes through the air gap into the Cooling channels of the stator core.

Aufgabe der Erfindung ist es die Radial- und Axialkanäle für das Kühlmittel im Läufer- und/oder Ständerblechpaket durch entsprechende Formgebung der Bleche selbst auszubilden und damit auf kostenaufwendige zu-Sätziihe paßnBhmen wie Abstandsstücke und ähnliches verzichten zu können, Die L-nhung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen gekennzeichnett Bei der Erfindung werden lediglich zwei Typen von gestanzten Blechen benötigt, nämlich einmal das mit Nut- und Kühimittel-Ausstanzung versehene Blech und das Zwischenblech, das neben der Nutausstanzung Ausschnitte aufweist, durch die das Kühlmittel das Blechpaket in radialer Richtung durchströmen kann.The object of the invention is the radial and axial channels for the coolant in the rotor and / or stator core by shaping the sheets accordingly to train yourself and thus fit on costly accessories such as spacers and the like to be able to do without, the solution of this task is in the claims marked In the invention, only two types of stamped metal sheets needed, namely once the sheet metal provided with groove and coolant punching and the intermediate plate, which has cutouts in addition to the groove punching through which the coolant can flow through the laminated core in the radial direction.

Die Art der Schichtung der Bleche kann beliebig variiert werden. Neben der Möglichkeit, die Bleche abwechselnd zu schichten, besteht grundsätzlich die Möglichkeit der gruppenweisen Schichtung, also z.B. drei Bleche der einen Sorte dann irier Bleche der anderen Sorte usw..The type of layering of the sheets can be varied as desired. Next to the possibility of layering the sheets alternately is basically the Possibility of group-wise layering, e.g. three trays of one type then irier trays of the other kind, etc.

Durch entsprechende Wahl der Schichtungsart sowie der Wahl der blechdicke kann der Querschnitt der Radialkanäle vatiert werden.By choosing the type of layering and the sheet thickness accordingly the cross-section of the radial channels can be varied.

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß dXr Aufbau der Blechpakete aus nur zwei Sorten von gestanzten Blechen bei großer Variationsbreite er- möglicht wird. Die Variationsbreite ergibt sich wie gesagt durch die verschiedenen Schichtungsmöglichkeiten und ferner dadurch, daß die Form der Ausstanzungen für die Axial- und Radialkanäle sowie die Nuten beliebig gestaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, daß keine Abstandsstege auf Ständer- und Läuferbleche geschweißt werden müssen, um die Radialkanäle auszubilden, wie dies bisher erforderlich war.The decisive advantage of the solution according to the invention is that dXr Structure of the sheet metal stacks from only two types of punched sheet metal with a large range of variations he- becomes possible. As I said, the range of variation results from the various possibilities of stratification and also by the fact that the shape of the Cutouts for the axial and radial channels as well as the grooves can be designed as desired can be. Another advantage is that there are no spacer bars on the stand and Runner plates need to be welded to form the radial channels like this was previously required.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt. In den verschiedenen Figuren ist jeweils ein Läufer- bzw. Ständerblech in Ansicht dargestellt, wobei gleiche Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen in den Figuren versehen sind.In the drawing are exemplary embodiments of the solution according to the invention shown. In each of the figures there is a rotor or stator plate shown in a view, wherein the same parts with the same reference numerals are provided in the figures.

Fig. 1 zeigt das Blech 1 eines Läufers mit Ausstanzungen 2 für den Kühlmitteldurchtritt und Nutausstanzungen 3. Die Bleche 1 werden auf die Läufer-Vollwelle 6a geschichtet. Dabei werden abstandsweise die in Fig. 2 dargestellten Zwischenbleche 4 mitgeschichtet.Fig. 1 shows the sheet metal 1 of a runner with cutouts 2 for the Coolant passage and groove cutouts 3. The metal sheets 1 are placed on the solid rotor shaft 6a layered. The intermediate plates shown in FIG. 2 are spaced apart 4 also layered.

Die Zwischenbleche 4 besitzen ebenfalls Nutausstanzungen 3 sowie ferner radiale Ausschnitte 5a. Die radialen Auschnitte 5a weichen von der äußeren Peripherie des Läufers L soweit radial nach innen, daß die Ausstanzungen 2 für den Kühlmitteldurchtritt umfaßt sind. Auf diese Weise werden in axialer Richtung durchgehende Kanäle für den Durchtritt von Kühlmittel im Läufer L gebildet, während abschnittsweise Radialkanäle durch die radialen Ausschnitte 5a gebildet werden, durch die Kühlmittel in radialer Richtung durch den Läufer L strömen kann.The intermediate plates 4 also have groove punchings 3 and also radial cutouts 5a. The radial cutouts 5a deviate from the outer periphery of the rotor L so far radially inward that the punchings 2 for the coolant passage are included. In this way, through channels for in the axial direction the passage of coolant is formed in the rotor L, while radial channels in sections are formed by the radial cutouts 5a, by the coolant in radial Direction through the rotor L can flow.

Figt 3 und 4 zeigen eine Alternativausführung für ein LäuEerblechpaket, das auf einer Stegwelle 6b geschichtet wird Dabei wechseln einzeln oder gruppenweise Bleche 1 gemäß Fig' 3 mit Nutausstanzungen 3 und Zwischenbleche 4 gemäß Fig. 4, die neben den Nutausstanzungen 3 die radialen Ausschnitte 5b besitzen, die sich von der inneren Peripherie des Zwischenblechs 4 aus radial erstrecken und zunächst in einem bestimmten Abstand von der Außenperipherie des Zwischenblechs enden und nach dem Bearbeiten der Läuferoberfläche offen sind, Bei dieser Ausführung fließt das Kühlmedium durch die zwischen Stegwelle 6b und Innenumfang des Blechpakets gebildeten Freiräume 7 in axialer Richtung ynt von diesen aps radial auswärts in die durch die Ausschnitte 5b gebildeten radialen Kanäle.Figures 3 and 4 show an alternative design for a LäuEerblechpaket, that is layered on a web shaft 6b. Change individually or in groups Sheets 1 according to FIG. 3 with punched grooves 3 and intermediate sheets 4 according to FIG. 4, which in addition to the groove punchings 3 have the radial cutouts 5b, which extend radially from the inner periphery of the intermediate plate 4 and initially end at a certain distance from the outer periphery of the intermediate plate and after machining the runner surface are open, in this design flows the cooling medium through the formed between the web shaft 6b and the inner circumference of the laminated core Free spaces 7 in the axial direction ynt from these aps radially outwards into the through the cutouts 5b formed radial channels.

Die Figuren 5, 6 upd 7 zeigen Bleche für eine weitere Alternativausführung eines Läuferblechpakets mit Stegwelle Die Bleche 1 nach Fig. 5 mit den Nutausstanzungen 3 werden auf die Welle 6b geschichtet. Abschnitts-Weise werden die Bleche 4 gemäß Fig. 6 mit den Ausstanzungen 5c und die Bleche 4 gemäß Fig. 7 mit den Ausstanpungen 5d gruppenweise mitgeschichtet. Die Ausstanzungen nach 5c sind soweit von der Läuferwelle her nach außen geführt, daß eine Überlappung mit den Ausstanzungen nach 5d, die eine Öffnung zur Läuferoberfläche herstellen, erreicht wird.Figures 5, 6 and 7 show sheets for a further alternative design of a laminated rotor core with a web shaft The sheets 1 according to FIG. 5 with the groove punchings 3 are stacked on the shaft 6b. Section-wise, the sheets 4 are in accordance with 6 with the punchings 5c and the metal sheets 4 according to FIG. 7 with the punchings 5d layered in groups. The punchings according to 5c are so far from the rotor shaft outwards that an overlap with the punchings according to 5d, the make an opening to the rotor surface is achieved.

Das Kühlmedium fließt durch die Freiräume 7, die von der Stegwelle 6b und dem Innenumfang des Blechpaketes gebildet werde, in axialer Richtung und dann radial in die. von den Ausstanzungen 5c gebildeten Kanäle. Im Bereich der überlappung der von 5c und 5d gebildeten Freiräume fließt das Kühlmittel in axialer Richtung in den von 5d gebildeten Bereich des Blechpaketes. Von dort strömt es durch die von den Ausstanzungen 5d gebildeten Kanäle durch die Laufzähne zur Läuferoberfläche.The cooling medium flows through the free spaces 7 from the spider shaft 6b and the inner circumference of the laminated core are formed, in the axial direction and then radially into the. channels formed by the punchings 5c. In the area of the overlap that formed by 5c and 5d The coolant flows into free spaces axial direction in the area of the laminated core formed by 5d. From there flows it through the channels formed by the punchings 5d through the running teeth Runner surface.

Fig. 8 und 9 zeigen ein Lösungsbeispiel für die Ausführung eines Statorblechpaketes. Fig. 8 zeigt das Blech 1 des Stators S mit den Ausstanzungen 2 für den axialen Kühlmitteldurchfluß und mit den Nutausstanzungen 3. Das Zwischenblech 4 ist gemäß Fig. 9 mit den radialen Ausschnitten 5e ausgestattet, die jeweils die Kontur der Nutausstanzungen 3 und die der axialen Kühlkanalausstanzungen 2 umfassen, wie in den Fig. 8 und 9 in strichpunktierten Linien angedeutet ist.8 and 9 show an example of a solution for the implementation of a laminated stator core. Fig. 8 shows the sheet metal 1 of the stator S with the punchings 2 for the axial flow of coolant and with the groove punchings 3. The intermediate plate 4 is shown in FIG. 9 with the radial Cutouts 5e equipped, each of the contour of the groove punchings 3 and include those of the axial cooling channel punchings 2, as in FIGS. 8 and 9 in dash-dotted lines Lines is indicated.

Das Kühlmedium umspült im Bereich der Zwischenbleche 4 das Ständerkupfer, da die Ständernut 3 von den Zwischenblechausstanzungen 5e mit genügendem Abstand umfaßt werden. Danach tritt das Kühlmedium in die axialen Kanäle, gebildet durch die Ausstanzungen 2, ein und verläßt das Ständerblechpaket auf den Stirnseiten.The cooling medium washes around the stator copper in the area of the intermediate plates 4, since the stand groove 3 is sufficiently spaced from the intermediate sheet metal cutouts 5e be included. Thereafter, the cooling medium enters the axial channels formed through the punchings 2, and leaves the stator core on the end faces.

Fig. 10, 11 und 12 zeigen ein weiteres Lösungsbeispiel für die Ausführung eines Statorblechpaketes. Die Bleche 1 des Stators S nach Fig. 8 werden zu Teilpaketen geschichtet. Zwischen diese genannten Teilpakete werden die Zwischenbleche 4 mit den Ausstanzungen 5g und 5f gruppenweise, z.B. 20 Bleche nach Fig. 11 sind neben 20 Blechen nach Fig. 12 angeordnet, mitgeschichtet. Die in Fig. 10 gestrichelt angedeuteten Ausstanzungen 5g und 5f sind in ihrer radialen Ausdehnung so bemessen, daß sie sich oberhalb der Ständernut im Ständerjoch überlappen.Figs. 10, 11 and 12 show another example of a solution for the embodiment of a laminated stator core. The sheets 1 of the stator S according to FIG. 8 become part packages layered. Between these sub-packages mentioned, the intermediate plates 4 are with the punchings 5g and 5f in groups, e.g. 20 metal sheets according to Fig. 11 are next to 20 metal sheets arranged according to FIG. 12, also layered. Those indicated by dashed lines in FIG Cutouts 5g and 5f are dimensioned in their radial extent so that they are Overlap above the stator groove in the stator yoke.

Durch die gruppenweise Mitschichtung der Zwischen- bleche 4 nach Fig, 11 und 12 werden durchgängig von der Ständerbohrung her bis zum Ständerpaketaußendurchmesser Kanäle gqschaffenS Das Kühlmedium umfließt im Bereich der Zwischenbleche 4 nach Fig. 11 das Ständerkupfer. Danach wechselt das Kühlmedium in axialer Richtung von dem durch die Ausstanzungen 5f gebildeten Kanal in den von den Ausstanzungen 5g gebildeten Kanal und verläßt dann in radialer Richtung das Ständerblechpaket.Through the group-wise layering of the intermediate sheet metal 4 according to FIGS. 11 and 12 are continuous from the stator bore to the outer diameter of the stator core Channels created The cooling medium flows around in the area of the intermediate plates 4 11 shows the stator copper. Then the cooling medium changes in the axial direction from the channel formed by the punchings 5f into the channel formed by the punchings 5g formed channel and then leaves the stator core in the radial direction.

Die Nutausstanzungen 3 sind, wie die Figuren zeigen, bevorzugt so gelegt, daß sie von Blechmaterial vollständig eingefaßt sind1 Dadurch ergeben sich im geschichteten Paket durchgehende Nuträume, die keine Verbindung zu den Kühlmittelkanal-Ausstanzungen 2, 5 haben. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß beim Einspritzen oder Eingießen von Material für die Käfigwicklung in die NutrVume Material in die Kühlkanäle eintreten kann.As the figures show, the punched-out grooves 3 are preferably so placed so that they are completely surrounded by sheet metal1 This results in Continuous groove spaces in the layered package that have no connection to the coolant duct cut-outs 2, 5 have. In this way it can be avoided that when injecting or pouring of material for the cage winding enter the NutrVume material in the cooling channels can.

Claims

Claims 1. Rotor and / or stator core for electrical Machines consisting of stacked stamped sheets, characterized in that the laminated core sheets (1) are included, the punchings (2) for the passage of coolant in the axial direction of the machine and groove cutouts (3), and there are also intermediate plates (4) which, in addition to the groove cutouts (3) extending radially to the inner or outer periphery of the intermediate plate (4), Have cutouts (5) forming radial channels in the laminated core.

2. rotor and / or stator core according to claim 1, characterized in that that the radial cutouts (5c) in the intermediate plate (4) are dimensioned so that they the groove punching (5a, 5b) and the coolant punching (2) in the sheet metal (1) include (Fig. 6).

3. rotor and / or stator core according to claim 1 Qder 2, characterized characterized in that the groove spaces are surrounded by punched metal sheets in the entire laminated core are, so that when pouring or spraying the cage winding the radial and axial Channels stay open.