DE102019204679A1

DE102019204679A1 - Electric machine

Info

Publication number: DE102019204679A1
Application number: DE102019204679.7A
Authority: DE
Inventors: Dirk Zeise
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator (1), wobei der Stator (1) in einem Gehäuse der elektrischen Maschine formschlüssig drehfest aufgehangen und dieser drehfeste Formschluss über zwischen Stator (1) und Gehäuse (2) eingebrachte Verbindungsmittel (3) ausgebildet ist, wozu die jeweils einen Schaft (4) sowie einen Kopf (5) aufweisenden Verbindungsmittel (3) in Mittelaufnahmen (6) des Stators (1) eingebracht sind und der Stator (1) über die Verbindungsmittel (3) in Statorlagern (7) des Gehäuses (2) aufgehangen ist. Hierbei weist ein in den Mittelaufnahmen (6) angeordneter Aufnahmeabschnitt (8) des Schafts (4) des Verbindungsmittels (3) einen Rechteckquerschnitt auf, wobei die Mittelaufnahmen (6) von einer äußeren Mantelfläche des Stators (1) radial nach außen gerichtet ausgeformt sind und ein Spiel der Verbindungsmittel (3) in radiale Richtung des Stators (1) zulassen.

The invention relates to an electrical machine with a stator (1), the stator (1) being positively and non-rotatably suspended in a housing of the electrical machine and this non-rotatable form-fitting being formed by connecting means (3) introduced between the stator (1) and the housing (2) , for which the connecting means (3) each having a shaft (4) and a head (5) are introduced into central receptacles (6) of the stator (1) and the stator (1) via the connecting means (3) in stator bearings (7) of the Housing (2) is suspended. Here, a receiving section (8) of the shaft (4) of the connecting means (3) arranged in the central receptacles (6) has a rectangular cross-section, the central receptacles (6) being formed from an outer jacket surface of the stator (1) directed radially outwards and allow play of the connecting means (3) in the radial direction of the stator (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator, wobei der Stator in einem Gehäuse der elektrischen Maschine formschlüssig drehfest aufgehangen und dieser drehfeste Formschluss über zwischen Stator und Gehäuse eingebrachte Verbindungsmittel ausgebildet ist. Hierzu sind die jeweils einen Schaft sowie einen Kopf aufweisenden Verbindungsmittel in Mittelaufnahmen des Stators eingebracht und der Stator ist über die Verbindungsmittel in Statorlagern des Gehäuses aufgehangen.The invention relates to an electrical machine with a stator, the stator being positively and non-rotatably suspended in a housing of the electrical machine, and this non-rotatable form-locking is formed via connecting means introduced between the stator and the housing. For this purpose, the connecting means, each having a shaft and a head, are introduced into central receptacles of the stator and the stator is suspended via the connecting means in stator bearings of the housing.

Oftmals werden Statoren von elektrischen Antrieben oder auch Hybridgetrieben in einem Gehäuse oder einem Gehäuseteil eingepresst oder eingeschrumpft. Dabei werden insbesondere im Betrieb auftretende Drehmomente über einen aufgrund der Presspassung vorliegenden Kraftschluss vom Stator auf das Gehäuse übertragen. Um hierbei die Momentübertragung über den gesamten Betriebstemperaturbereich gewährleisten zu können, ist eine solche Presspassung mit einem entsprechend hohen Übermaß auszuführen. Aus diesem Grund führt bereits die vorliegende Presspassung zu hohen mechanischen Belastungen im Gehäuse, welches zudem die während des Betriebs auftretenden Drehmomente aufnehmen muss.Often the stators of electric drives or hybrid gears are pressed or shrunk into a housing or a housing part. In particular, torques occurring during operation are transmitted from the stator to the housing via a frictional connection that is present due to the press fit. In order to be able to guarantee the torque transmission over the entire operating temperature range, such a press fit must be carried out with a correspondingly large excess. For this reason, the present press fit already leads to high mechanical loads in the housing, which also has to absorb the torques occurring during operation.

Neben der Verbindung mittels Presspassung sind aus dem Stand der Technik zudem formschlüssig drehfeste Drehmomentübertragungen zwischen Stator und Gehäuse bekannt.In addition to the connection by means of a press fit, the prior art also discloses form-fitting, non-rotatable torque transmissions between the stator and the housing.

In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 102 57 889 A1 eine Befestigung des Stators in einem Gehäuse durch die Verwendung von Klammern. Die Klammern sind insbesondere als Doppelschenkelklammern oder Splinte ausgebildet, welche in zwischen Gehäuse und Stator eingebrachte Axialnuten eingeführt werden. Hierbei verkeilen die Klammern Stator und Gehäuse in tangentialer Richtung, sodass die Drehmomentübertragung zwischen Gehäuse und Stator über einen Formschluss erfolgt. Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Klammern zur Verbesserung der Verbindung zwischen Stator und Gehäuse in axiale Richtung verriegelt werden. Die Zentrierung des Stators im Gehäuse wird ebenfalls über die Klammern sichergestellt, wobei hierzu eine Vielzahl der Klammern in Umfangsrichtung des Stators angeordnet ist. Nachteilig ist hierbei jedoch die Vielzahl an verwendeten Klammern, wodurch der Aufbau überbestimmt ist und geringe Toleranzen vorliegen müssen.In this context, the DE 102 57 889 A1 fixing the stator in a housing through the use of brackets. The brackets are designed in particular as double leg brackets or split pins which are inserted into axial grooves made between the housing and the stator. The clamps wedge the stator and the housing in a tangential direction so that the torque is transmitted between the housing and the stator via a form fit. It can also be provided that the clamps are locked in the axial direction to improve the connection between the stator and the housing. The centering of the stator in the housing is also ensured by the brackets, with a large number of brackets being arranged in the circumferential direction of the stator for this purpose. The disadvantage here, however, is the large number of clamps used, which means that the structure is overdetermined and there must be low tolerances.

Zudem offenbart die DE 10 2009 010 177 A1 eine Verbindung von Stator und Gehäuse einer Elektromotoranordnung in einem Hybridgetriebe, wobei zwischen Gehäuse und Stator Spannhülsen in Axialnuten eingesetzt sind. Hierdurch wird eine Übertragung von im Betrieb auftretenden Drehmomenten mittels eines Formschlusses zwischen Stator und Gehäuse etabliert, welche bedingt durch die Vorspannung der Spannhülse auch bei einer wärmebedingten Ausdehnung weitgehend sichergestellt sein soll.In addition, the DE 10 2009 010 177 A1 a connection between the stator and the housing of an electric motor arrangement in a hybrid transmission, with clamping sleeves being inserted in axial grooves between the housing and the stator. This establishes a transmission of torques occurring during operation by means of a form fit between the stator and the housing, which due to the pretensioning of the clamping sleeve should be largely ensured even in the event of expansion due to heat.

Der EP 1 592 107 A2 ist weiterhin die Befestigung eines aus Statorblechen bestehenden Stators in einem Gehäuse eines Generators zu entnehmen, wobei zwischen Stator und Gehäuse eine zusätzliche Stützringstruktur angeordnet ist, in welche der eigentliche Stator eingebracht wird. Die Verbindung zwischen Statorblechen, respektive Stator und Stützringstruktur wird durch an der Stützringstruktur in Umfangsrichtung beabstandet angeformte und je nach Ausführungsform verschieden gestaltete Profilstangen realisiert, welche in am Stator ausgeformte und mit den Profilstangen mittelbar zusammenwirkende Profilnuten eingreifen. Dabei können die Profilstangen eine von den Profilnuten verschiedene Querschnittsform aufweisen, da zwischen Profilstangen und Profilnuten je nach Ausführungsform unterschiedlich ausgebildete Keilelemente angeordnet sind. Im Wesentlichen dienen diese Keilelemente jedoch einem Toleranzausgleich zwischen Profilstangen und Profilnuten.Of the EP 1 592 107 A2 the attachment of a stator consisting of stator laminations in a housing of a generator can also be seen, with an additional support ring structure being arranged between the stator and housing, in which the actual stator is inserted. The connection between the stator laminations, respectively the stator and the support ring structure is realized by profiled rods which are spaced apart in the circumferential direction and, depending on the embodiment, engage in profile grooves formed on the stator and indirectly interacting with the profile rods. The profile rods can have a cross-sectional shape different from the profile grooves, since differently designed wedge elements are arranged between the profile rods and profile grooves depending on the embodiment. However, these wedge elements essentially serve to compensate for tolerances between profile rods and profile grooves.

Elektrische Maschinen, insbesondere elektrische Maschinen mit hoher Leistung wie elektrische Antriebe, erfahren im Betrieb eine Erwärmung. Um eine Beeinträchtigung oder einen Ausfall aufgrund einer zu hohen Übertemperatur zu vermeiden, ist es allgemein bekannt, dass die entstehende Wärme durch eine Kühlung abgeführt werden muss.Electrical machines, in particular electrical machines with high performance such as electrical drives, experience heating during operation. In order to avoid impairment or failure due to excessively high excess temperature, it is generally known that the heat generated must be dissipated by cooling.

Die DE 11 2011 103 343 T5 offenbart hierbei eine elektrische Maschine mit einem aus einer Vielzahl von Statorblechen bestehenden Stator, wobei der Stator zur Kühlung und hierbei im Zusammenwirken mit dem Gehäuse, in welchem Stator und Rotor angeordnet sind, sowohl in seine Längsrichtung als auch in seine Umfangsrichtung mehrere Kühlkanäle aufweist, welche entsprechend am dem Gehäuse der elektrischen Maschine zugewandten Außenumfang des Stators ausgeformt sind.The DE 11 2011 103 343 T5 discloses here an electrical machine with a stator consisting of a plurality of stator laminations, the stator having a plurality of cooling channels both in its longitudinal direction and in its circumferential direction for cooling and here in cooperation with the housing in which the stator and rotor are arranged are formed accordingly on the outer circumference of the stator facing the housing of the electrical machine.

Hierzu vergleichbar ist durch die US 2014 / 0 265 662 A1 ebenfalls eine elektrische Maschine bekannt, deren Stator eine Kühlstruktur aufweist, wobei am Außenumfang des in Längsrichtung des Stators Kühlkanäle in die Mantelfläche des Stators eingelassen sind. Dabei ist vorgesehen, dass zur Verbindung der Kühlkanäle in Umfangsrichtung des Stators Mikrokühlkanäle ausgeformt sind. Hierfür sind die einzelnen, aufeinander folgenden Statorbleche des Stators in einer Weiterbildung derart gegeneinander verdreht, dass das folgende Statorblech in der Kanallücke des vorhergehenden Statorblechs liegt. Der Stator bildet zudem ein geschlossenes, gehaustes System, welches zur Zufuhr des Kühlmittels Zu- und Abläufe aufweist.Comparable to this, US 2014/0 265 662 A1 also discloses an electrical machine whose stator has a cooling structure, with cooling channels being let into the outer surface of the stator in the longitudinal direction of the stator. It is provided that micro-cooling channels are formed to connect the cooling channels in the circumferential direction of the stator. For this purpose, the individual, successive stator laminations of the stator are rotated against each other in a development in such a way that the following stator laminate lies in the channel gap of the preceding stator laminate. The stator also forms a closed, enclosed one System that has inlets and outlets for supplying the coolant.

Hierbei liegt insbesondere bei einer thermisch bedingten Ausdehnung eine Überbestimmung der Verbindung von Stator und Gehäuse der elektrischen Maschine vor.In this case, there is an overdetermination of the connection between the stator and the housing of the electrical machine, particularly in the case of thermal expansion.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Statoraufhängung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass eine Überbestimmung der Statoraufhängung vermieden wird.Against this background, the invention is based on the object of designing the stator suspension of the type mentioned at the beginning in such a way that overdetermination of the stator suspension is avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer elektrischen Maschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with an electrical machine according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine elektrische Maschine mit einem Stator vorgesehen, wobei der Stator in einem Gehäuse der elektrischen Maschine formschlüssig drehfest aufgehangen - respektive angeordnet - und dieser drehfeste Formschluss über zwischen Stator und Gehäuse eingebrachte Verbindungsmittel ausgebildet ist. Durch den Formschluss kann somit in vorteilhafter Weise in tangentialer Richtung, respektive in Umfangsrichtung des Stators, eine Drehmomentübertragung zwischen Gehäuse und Stator erfolgen. Erfindungsgemäß sind hierzu die jeweils einen Schaft sowie einen Kopf aufweisenden Verbindungsmittel in Mittelaufnahmen des Stators eingebracht und der Stator ist über die Verbindungsmittel in Statorlagern des Gehäuses aufgehangen. Hierbei weist ein in den Mittelaufnahmen angeordneter Aufnahmeabschnitt des Schafts des Verbindungsmittels einen Rechteckquerschnitt - und hierbei insbesondere einen quadratischen Querschnitt - auf - und ist somit quaderförmig ausgebildet-, wobei die Mittelaufnahmen von einer äußeren Mantelfläche des Stators radial nach außen gerichtet ausgeformt sind und ein Spiel der Verbindungsmittel in radiale Richtung des Stators zulassen. Durch das radiale Spiel im Zusammenwirken mit der quaderförmigen Ausbildung des Aufnahmeabschnitts des Schafts lässt sich in gewinnbringender Weise eine Überbestimmung der Aufhängung des Stators im Gehäuse der elektrischen Maschine auch bei einer Aufhängung des Stators in den Statorlagern des Gehäuses über mehr als zwei Verbindungsmittel vermeiden. Hierbei ist zwar denkbar, dass zwischen dem Aufnahmeabschnitt des Schafts der Verbindungsmittel und den Mittelaufnahmen eine Pressverbindung und somit zumindest in Längsrichtung des Stators ein Kraftschluss vorliegt, jedoch stellt es sich als praxisgerechter dar, wenn zwischen Mittelaufnahmen und Aufnahmeabschnitt der Verbindungsmittel ein Formschluss mit einem auch in Längsrichtung des Stators etablierten Spiel ausgebildet ist.According to the invention, an electrical machine with a stator is provided, the stator being positively rotatably suspended - or arranged - in a housing of the electrical machine, and this non-rotatable positive engagement is formed via connecting means introduced between the stator and the housing. As a result of the form fit, torque can thus advantageously be transmitted between the housing and the stator in the tangential direction or in the circumferential direction of the stator. According to the invention, for this purpose the connecting means, each having a shaft and a head, are introduced into central receptacles of the stator and the stator is suspended via the connecting means in stator bearings of the housing. Here, a receiving section of the shaft of the connecting means arranged in the central receptacles has a rectangular cross-section - and here in particular a square cross-section - and is thus cuboid-shaped, with the central receptacles being formed from an outer surface of the stator directed radially outward and a play of the Allow connecting means in the radial direction of the stator. The radial play in cooperation with the cuboid design of the receiving section of the shaft can profitably avoid overdetermining the suspension of the stator in the housing of the electrical machine, even if the stator is suspended in the stator bearings of the housing via more than two connecting means. Although it is conceivable that there is a press-fit connection between the receiving section of the shaft of the connecting means and the central receptacles and thus a force fit at least in the longitudinal direction of the stator, it is more practical if there is a form fit between the central receptacles and the receiving section of the connecting means with a Longitudinal direction of the stator established game is formed.

Der Aufnahmeabschnitt des Schafts ist hierbei entsprechend zwischen dem zylindrischen Endabschnitt und dem Kopf des Verbindungsmittels ausgeformt. Kopf sowie der aus dem Endabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt bestehende Schaft sollten hierbei entsprechend koaxial zueinander ausgerichtet sein, wobei der Kopf des Aufhängemittels eine höhere radiale Ausdehnung aufweisen würde als der Schaft des Aufhängemittels. Hierbei würden zudem der Kopf sowie der Endabschnitt des Schafts der Verbindungsmittel in Längsrichtung des Stators gegenüber dem Stator überstehen, um eine Aufhängung dessen in den Statorlagern des Gehäuses zu ermöglichen, wobei die Aufhängemittel hierbei mit ihrer Längsachse in Längsrichtung des Stators, respektive des Gehäuses ausgerichtet sowie in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sein würden. Die Aufhängemittel selbst können zudem als Bolzen ausgeführt sein.The receiving section of the shaft is formed accordingly between the cylindrical end section and the head of the connecting means. The head and the shaft consisting of the end section and the receiving section should be aligned coaxially with one another, the head of the suspension means having a greater radial extent than the shaft of the suspension means. In addition, the head and the end section of the shaft of the connecting means would protrude in the longitudinal direction of the stator with respect to the stator in order to enable it to be suspended in the stator bearings of the housing, the suspension means being aligned with their longitudinal axis in the longitudinal direction of the stator and the housing, respectively would be arranged spaced from one another in the circumferential direction. The suspension means themselves can also be designed as bolts.

Zu beachten wäre weiterhin, dass die Statorlager beispielsweise neben der Außenwandung des Gehäuses auch im Inneren des Gehäuses ausgebildet sein können.It should also be noted that the stator bearings, for example, can also be formed in the interior of the housing in addition to the outer wall of the housing.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt zwischen den jeweiligem Statorlager und dem - zylindrischen - Kopf sowie dem Statorlager und einem dem Kopf abgewandten, - zylindrischen - Endabschnitt des Schafts des jeweilig in dem Statorlager angeordneten Verbindungsmittels eine Pressverbindung vor, wodurch jeweils zwischen Statorlager und Kopf sowie Statorlager und Endabschnitt des Schafts in axialer Richtung, respektive in Längsrichtung des Stators ein Kraftschluss bestünde. Dadurch ließe sich der Stator einerseits im Gehäuse gegen ein axiales Verschieben sichern sowie andererseits gegenüber dem Gehäuse zentrieren und zudem eine Soll-Drehlage festlegen.In a particularly advantageous development of the invention, there is a press connection between the respective stator bearing and the - cylindrical - head as well as the stator bearing and a - cylindrical - end section of the shaft of the connecting means arranged in the stator bearing facing away from the head, whereby in each case between the stator bearing and head as well as the stator bearing and the end section of the shaft in the axial direction or in the longitudinal direction of the stator a frictional connection would exist. As a result, the stator could be secured against axial displacement in the housing on the one hand, and centered on the other hand with respect to the housing and, moreover, a desired rotational position could be determined.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist überdies als erfolgversprechend anzusehen, wenn der Stator vier Mittelaufnahmen aufweist, wobei in allen Mittelaufnahmen Verbindungsmittel angeordnet sind, über welche der Stator in vier Statorlagern des Gehäuses aufgehangen ist. Durch das vorliegende Spiel in radialer Richtung sowie die quaderförmige Ausgestaltung des Aufnahmeabschnitts wird es, wie bereits erwähnt, ohne eine Überbestimmung der Aufhängung des Stators im Gehäuse der elektrischen Maschine ermöglicht, mehr als zwei Verbindungmittel zur Aufhängung zu verwenden. Hierbei lässt sich durch die Anordnung von vier Verbindungsmitteln ein quasi Optimum aus der Übertragung von im Betrieb der elektrischen Maschine auftretenden Momenten auf das Gehäuse der elektrischen Maschine und einer Bauraumausnutzung erzielen, wobei zugleich eine Überbestimmung vermieden wird. Vorteilhaft stellt es sich dabei dar, wenn die vier Mittelaufnahmen und entsprechend die vier Statorlager einen Drehversatz von 90 Grad zueinander aufweisen und somit in Umfangsrichtung des Stators gleichverteilt angeordnet sind. Hierbei ist es bevorzugt, wenn zwei sich gegenüberliegende Mittelaufnahmen, respektive Statorlager nicht derart ausgerichtet respektive ausgeformt sind, dass diese auf einer Hoch- oder Querachse des Gehäuses, respektive der elektrischen Maschine liegen oder parallel zu diesen ausgerichtet sind. Günstig ist es, dass die Statorlager in einem Winkel beispielsweise zwischen 20 und 45 Grad zur Hoch- respektive Querachse des Gehäuses ausgeformt und der Stator entsprechend gleichartig im Gehäuse über die in den Mittelaufnahmen angeordneten Verbindungsmittel angeordnet ist.An embodiment of the invention is also to be regarded as promising if the stator has four central receptacles, connecting means via which the stator is suspended in four stator bearings of the housing are arranged in all central receptacles. The present play in the radial direction as well as the cuboid design of the receiving section make it possible, as already mentioned, to use more than two connecting means for the suspension without overdetermining the suspension of the stator in the housing of the electrical machine. The arrangement of four connecting means makes it possible to achieve a quasi-optimum from the transfer of torques occurring during operation of the electrical machine to the housing of the electrical machine and the utilization of installation space, while at the same time avoiding overdetermination. It is advantageous if the four center receptacles and correspondingly the four stator bearings are rotationally offset of 90 degrees to each other and are thus arranged evenly distributed in the circumferential direction of the stator. It is preferred here if two opposite center receptacles or stator bearings are not aligned or shaped in such a way that they lie on a vertical or transverse axis of the housing or the electrical machine or are aligned parallel to them. It is favorable that the stator bearings are formed at an angle, for example, between 20 and 45 degrees to the vertical or transverse axis of the housing and the stator is arranged in a correspondingly similar manner in the housing via the connecting means arranged in the central receptacles.

Günstig stellt es sich weiterhin dar, wenn in den Mittelaufnahmen eine die Mittelaufnahmen radial nach außen gerichtet öffnende Aufnahmenut ausgebildet ist, wobei die Verbindungsmittel in diese Aufnahmenut z. B. in einem Montageprozess radial einbringbar sind. Über eine die Mittelaufnahmen radial nach außen öffnende Aufnahmenut lässt sich in einfacher Weise das notwendige in radialer Richtung des Stators vorgesehene Spiel der Verbindungsmittel realisieren. Zudem können die Verbindungsmittel radial in die Aufnahmenuten eingebracht werden und müssen nicht in Längsrichtung des Stators in die Mittelaufnahmen eingeschoben werden.It is also advantageous if a receiving groove opening radially outward in the center receptacles is formed in the central receptacles, the connecting means in this receiving groove z. B. can be introduced radially in an assembly process. The necessary play of the connecting means provided in the radial direction of the stator can be implemented in a simple manner by means of a receiving groove opening radially outward in the center receptacles. In addition, the connecting means can be introduced radially into the receiving grooves and do not have to be pushed into the central receiving means in the longitudinal direction of the stator.

Eine überaus vielversprechende Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass den Stator - durch Paketierung - bildende Statorlamellen je Statorlamelle zwei, von einer äußeren Mantelfläche der Statorlamelle radial nach außen gerichtet und um 180 Grad zueinander drehversetzt ausgeformte Aufnahmelaschen aufweisen, welche jeweils einen Teil der Mittelaufnahmen ausbilden. Somit lassen sich die Mittelaufnahmen gewinnbringend durch einfache Paketierung der Statorlamellen ausführen.A very promising embodiment of the invention is characterized in that the stator - by stacking - forming stator lamellae have two receiving tabs for each stator lamella, directed radially outward from an outer surface of the stator lamella and rotated 180 degrees to each other, which each form part of the central receptacles . The funds can thus be taken up profitably by simply stacking the stator segments.

Ein weitere erfolgversprechende Weiterbildung der Erfindung liegt zudem darin begründet, dass an den Statorlamellen des Stators ausgeformte Aufnahmelaschen eine in radialer Richtung des Stators öffnende und - insbesondere senkrecht zur Laschenebene - rechteckförmig ausgebildete Aufnahmeausnehmung aufweisen, wodurch in der Aufnahmelasche somit ein die Aufnahmelasche normal zur Laschenebene durchbrechender U-förmiger Ausschnitt vorliegt. Damit lässt sich auf einfache Art und Weise beispielsweise die in den Mittelaufnahmen ausgebildete Aufnahmenut durch Paketierung oder auch Stapelung der Statorlamellen zum Stator ausführen.Another promising development of the invention is based on the fact that the receiving tabs formed on the stator lamellas of the stator have a receiving recess that opens in the radial direction of the stator and - in particular perpendicular to the tab plane - has a rectangular receiving recess, whereby a receiving tab through the receiving tab normal to the tab plane U-shaped cutout is present. In this way, for example, the receiving groove formed in the central receptacles can be implemented in a simple manner by stacking or stacking the stator segments to form the stator.

In einer ferner praxisgerechten Ausbildung der Erfindung sind in den Mittelaufnahmen in Umfangsrichtung des Stators verlaufende Kühlmitteldurchlässe ausgebildet. Dies führt vorteilhaft dazu, dass ein Kühlmittel, welches dem Stator zur Kühlung über eine Kühlmittelzufuhr zugeführt wird, die Mittelaufnahmen und hierbei die in den Mittelaufnahmen ausgebildeten Kühlmitteldurchlässe durchströmt und somit eine vollständige Benetzung des Stators sichergestellt werden kann. Das über den Stator abfließende Kühlmittel würde sich nach Überströmen des Stators in einem z. B. im Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildeten Kühlmittelsumpf sammeln, wobei der Kühlmittelsumpf in einem geodätisch niedrigsten Punkt der elektrischen Maschine, respektive des Gehäuses angeordnet sein sollte. Stator und Gehäuse der elektrischen Maschine wären hierbei derart ausgebildet und zueinander angeordnet, dass die Kühlmitteldurchlässe zumindest in Umfangsrichtung des Stators keine über das Gehäuse abgeschlossenen Kühlkanäle bilden und somit eine offene Kühlung des Stators, respektive der elektrischen Maschine vorliegt.In a further practical embodiment of the invention, coolant passages running in the circumferential direction of the stator are formed in the central receptacles. This advantageously means that a coolant, which is supplied to the stator for cooling via a coolant supply, flows through the central receptacles and, in this case, the coolant passages formed in the central receptacles, thus ensuring complete wetting of the stator. The coolant flowing out of the stator would, after flowing over the stator, be in a z. B. collect coolant sump formed in the housing of the electrical machine, wherein the coolant sump should be arranged in a geodetically lowest point of the electrical machine or the housing. The stator and housing of the electrical machine would be designed and arranged in relation to one another in such a way that the coolant passages, at least in the circumferential direction of the stator, do not form any cooling channels closed off by the housing and thus open cooling of the stator or the electrical machine is present.

Günstig ist es ebenfalls, wenn im Stator aneinander angrenzende - oder auch benachbarte - Statorlamellen jeweils gegenüber einander einen Drehversatz von 90 Grad aufweisen, sodass die aufgrund des Drehversatzes in einer jeweiligen Mittelaufnahme alternierend entstehenden Freiräume in Umfangsrichtung des Stators die Kühlmitteldurchlässe in den Mittelaufnahmen ausbilden. Dies führt gewinnbringend zu einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung der Mittelaufnahmen und zugleich der in den Mittelaufnahmen ausgebildeten Kühlmitteldurchlässe.It is also beneficial if in the stator adjoining - or also adjacent - stator lamellae each have a rotational offset of 90 degrees with respect to one another, so that the free spaces in the circumferential direction of the stator alternating in the circumferential direction of the stator form the coolant passages in the central receptacles. This profitably leads to a structurally simple design of the center receptacles and at the same time the coolant passages formed in the center receptacles.

In aussichtreicher Weiterbildung weisen die Mittelaufnahmen zudem einen angefügten Kamm-Abstandhalter auf, welcher seinerseits einen Kamm-Rücken mit an dem Kamm-Rücken ausgeformten Doppelzinken aufweist. Hierdurch ließe sich ein insbesondere während eines Montageprozesses des Stators auftretendes Aufspreizen der Statorlamellen, welches durch das Einführen der Verbindungsmittel in die Mittelaufnahmen hervorgerufen werden kann, revidieren und ein Soll-Abstand der Statorlamellen zueinander herstellen. Der die Doppelzinken, welche dem Grunde nach in Form einer feststehenden Doppelzange oder auch eines Clips ausgeführt sein können, aufweisende Kamm-Rücken kann hierbei die Verbindungsmittel in deren Längsrichtung wenigstens teilweise radial abdecken. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Dopppelzinken quer zum Kamm-Rücken des Kamm-Abstandhalters angeordnet sind. Der Kamm-Abstandhalter sollte hierbei aus einem elektrisch nichtleitenden Material wie einem Kunststoff ausgeführt sein.In a promising further development, the center receptacles also have an attached comb spacer, which in turn has a comb spine with double prongs formed on the comb spine. In this way, a spreading of the stator lamellas, which occurs in particular during an assembly process of the stator and which can be caused by the insertion of the connecting means into the central receptacles, can be revised and a target spacing of the stator lamellas from one another can be established. The comb spine having the double prongs, which can basically be designed in the form of fixed double pliers or a clip, can cover the connecting means at least partially radially in their longitudinal direction. It can be provided that the double fur tines are arranged transversely to the comb back of the comb spacer. The comb spacer should be made of an electrically non-conductive material such as plastic.

In überaus vorteilhafter Weise greifen in einer Weiterbildung der Erfindung die Doppelzinken des Kamm-Abstandhalters darüber hinaus in die Kühlmitteldurchlässe der jeweiligen Mittelaufnahme ein, wobei die Doppelzinken die Kühldurchlässe nicht - vollständig - verschließen, wodurch in einfacher Weise ein Soll-Abstand der Statorlamellen etabliert werden kann. Eine Eingriffstiefe der Doppelzinken wäre hierbei somit geringer als eine Durchlasstiefe der Kühlmitteldurchlässe und die Kühlmitteldurchlässe der Mittelaufnahmen demnach stets geöffnet. Hierdurch kann das Kühlmittel weiterhin ungehindert durch die Kühlmitteldurchlässe fließen und vorteilhaft die Wärmeabfuhr garantieren.In an extremely advantageous manner, in a further development of the invention, the double prongs of the comb spacer also engage in the coolant passages of the respective center receptacle, the double prongs not - completely - closing the cooling passages, which in a simple manner a target distance between the stator laminations can be established. A depth of engagement of the double prongs would thus be less than a passage depth of the coolant passages and the coolant passages of the center receptacles would accordingly always be open. As a result, the coolant can continue to flow unhindered through the coolant passages and advantageously guarantee the dissipation of heat.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1a bis 1c einen Stator sowie eine Detaildarstellung eines Verbindungsmittels;
2a, 2b den Aufbau eines Stators aus Statorlamellen;
3a, 3b einen Stator mit an den Mittelaufnahmen angeordneten Kamm-Abstandhaltern;
4 eine elektrische Maschine mit Gehäuse und Stator.

The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and is described below. This shows in

1a to 1c a stator and a detailed representation of a connecting means;
2a , 2 B the construction of a stator from stator segments;
3a , 3b a stator with comb spacers arranged on the center receptacles;
4th an electrical machine with a housing and a stator.

In den 1a und 1b ist ein Stator 1 dargestellt, wobei in 1a in den Mittelaufnahmen 6 des Stators 1 die als Bolzen ausgeführten Verbindungsmittel 3 angeordnet sind. In der Darstellung der 1b sind die Verbindungsmittel 3 hingegen in einer teilweisen Explosionszeichnung außerhalb des Stators 1 aufgezeigt. Die 1c zeigt das Verbindungsmittel 3 zudem in einer Detaildarstellung. Der dargestellte Stator 1 ist grundsätzlich in dem in 5 dargestellten Gehäuse 2 der elektrischen Maschine formschlüssig drehfest aufgehangen, wobei dieser drehfeste Formschluss über die zwischen Stator 1 und Gehäuse 2 eingebrachten Verbindungsmittel 3 ausgebildet ist. Zur Anordnung des Stators 1 im Gehäuse 2 sind hierbei die jeweils den Schaft 4 und den Kopf 5 aufweisenden, vier Verbindungsmittel 3 in die vier Mittelaufnahmen 6 des Stators 1 eingebracht und der Stator 1 über die Verbindungsmittel 3 in den in 5 gezeigten Statorlagern 7 des Gehäuses 2 aufgehangen. Dabei weist der in den Mittelaufnahmen 6 angeordnete Aufnahmeabschnitt 8 des Schafts 4 einen Rechteckquerschnitt und hierbei im Speziellen einen quadratischen Querschnitt auf, d. h. der Aufnahmeabschnitt 8 ist quaderförmig ausgebildet. Die Mittelaufnahmen 6, in welchen der Aufnahmeabschnitt 8 des Verbindungsmittels 3 angeordnet ist, sind dabei von der äußeren Mantelfläche des Stators 1 radial nach außen gerichtet und lassen zudem ein Spiel der Verbindungsmittel 3 in radialer Richtung des Stators 1 zu. Neben dem Aufnahmeabschnitt 8 und dem Kopf 5 weisen die Verbindungsmittel 8 zudem den zylindrischen Endabschnitt 9 auf, wobei vorgesehen ist, dass zwischen dem jeweiligen in 5 aufgezeigten Statorlager 7 und dem zylindrischen Kopf 5 sowie dem Statorlager 7 und dem dem Kopf 5 abgewandten, zylindrischen Endabschnitt 9 des Schafts 4 des jeweilig in dem Statorlager 7 angeordneten Verbindungsmittels 3 eine Pressverbindung vorliegt. Zur Aufnahme des quaderförmigen Aufnahmeabschnitts 8 weisen die Mittelaufnahmen 6 die die Mittelaufnahmen 6 radial nach außen gerichtet öffnenden Aufnahmenuten 17 auf, welche entsprechend dem aufzunehmenden Aufnahmeabschnitt 8 einen Rechteckquerschnitt aufweisen. Ferner sind, wie im Detail in 1b zu erkennen, in den Mittelaufnahmen 6 in Umfangsrichtung des Stators 1 verlaufende Kühlmitteldurchlässe 13 ausgebildet.In the 1a and 1b is a stator 1 shown, where in 1a in the funds intake 6th of the stator 1 the fasteners designed as bolts 3 are arranged. In the representation of the 1b are the means of connection 3 however, in a partial exploded view outside the stator 1 shown. The 1c shows the lanyard 3 also in a detailed representation. The stator shown 1 is basically in the in 5 housing shown 2 of the electrical machine is suspended in a form-fitting manner so as to be non-rotatable, this non-rotating form closure via the between the stator 1 and housing 2 inserted fasteners 3 is trained. For the arrangement of the stator 1 in the housing 2 are each the shaft 4th and the head 5 having four connecting means 3 in the four center intake 6th of the stator 1 introduced and the stator 1 about the lanyards 3 in the in 5 shown stator bearings 7th of the housing 2 hung up. The one in the funds admission 6th arranged receiving section 8th of the shaft 4th a rectangular cross-section and in particular a square cross-section, ie the receiving section 8th is cuboid. The funding 6th , in which the receiving section 8th of the lanyard 3 is arranged, are from the outer surface of the stator 1 directed radially outwards and also allow a play of the connecting means 3 in the radial direction of the stator 1 to. Next to the receiving section 8th and the head 5 show the lanyard 8th also the cylindrical end section 9 on, whereby it is provided that between the respective in 5 indicated stator bearings 7th and the cylindrical head 5 as well as the stator bearing 7th and the head 5 remote, cylindrical end portion 9 of the shaft 4th each in the stator bearing 7th arranged connecting means 3 there is a press connection. For receiving the cuboid receiving section 8th assign the funds borrowings 6th which the funding 6th radially outwardly opening receiving grooves 17th which corresponds to the receiving section to be recorded 8th have a rectangular cross-section. Furthermore, as detailed in 1b to be recognized in the center intake 6th in the circumferential direction of the stator 1 running coolant passages 13 educated.

In den 2a und 2b ist der Aufbau des Stators 1 aus den den Stator 1 durch Paketierung oder Aneinanderreihung bildenden Statorlamellen 10 zu entnehmen. Hierbei sind an jeder der Statorlamellen 10 zwei, von der äußeren Mantelfläche einer jeweiligen Statorlamelle 10 radial nach außen gerichtet und um 180 Grad zueinander drehversetzt ausgeformte Aufnahmelaschen 11 ausgebildet, welche jeweils einen Teil der Mittelaufnahmen 6 ausbilden. Hierbei weisen die im Stator 1 aneinander angrenzenden oder auch benachbarten Statorlamellen 10 jeweils gegenüber einander einen Drehversatz von 90 Grad auf, sodass die aufgrund des Drehversatzes in einer jeweiligen Mittelaufnahme 6 alternierend entstehenden Freiräume in Umfangsrichtung des Stators 1 die Kühlmitteldurchlässe 13 ergeben. Die an den Statorlamellen 10 des Stators 1 ausgeformten Aufnahmelaschen 11 weisen zudem jeweils eine jeweilige Aufnahmelasche 11 in radialer Richtung des Stators 1 öffnende und hierbei rechteckförmig ausgebildete Aufnahmeausnehmung 12 auf, wobei diese Aufnahmeausnehmungen 12 je Mittelaufnahme 6 durch die Paketierung der Statorlamellen 10 die Aufnahmenut 17 ausbilden.In the 2a and 2 B is the structure of the stator 1 from the the stator 1 by stacking or lining up forming stator segments 10 refer to. Here are on each of the stator segments 10 two, from the outer jacket surface of a respective stator lamella 10 directed radially outward and rotatably offset by 180 degrees to each other 11 formed, each of which is a part of the center receptacles 6th form. Here, the in the stator 1 adjoining or adjacent stator segments 10 each have a rotational offset of 90 degrees opposite each other, so that the due to the rotational offset in a respective center receptacle 6th alternating free spaces in the circumferential direction of the stator 1 the coolant passages 13 surrender. The ones on the stator bars 10 of the stator 1 molded receiving tabs 11 also each have a respective receiving tab 11 in the radial direction of the stator 1 opening and here rectangular shaped receiving recess 12 on, with these receiving recesses 12 per borrowing 6th through the stacking of the stator laminations 10 the receiving groove 17th form.

In den 3a und 3b sind jeweils ein Stator 1 mit an den Mittelaufnahmen 6 des Stators 1 angeordneten Kamm-Abstandhaltern 14 aufgezeigt, wobei 3a eine teilweise Explosionszeichnung darstellt. Die Kamm-Abstandshalter 14 weisen hierbei den Kamm-Rücken 15 und die an dem Kamm-Rücken 15 ausgeformten Doppelzinken 16 auf, wobei die Doppelzinken 16 hierbei quer zum Kamm-Rücken 15 ausgeformt sind. Der Kamm-Abstandshalter 14 und im Speziellen die Doppelzinken 16 des Kamm-Abstandshalters 14 sind dabei derart ausgeführt, dass die in die Kühlmitteldurchlässe 13 der jeweiligen Mittelaufnahme 6 eingreifenden Doppelzinken 16 die Kühldurchlässe 5 nicht verschließen.In the 3a and 3b are each a stator 1 with the funding 6th of the stator 1 arranged comb spacers 14th shown, where 3a represents a partial exploded view. The comb spacers 14th show the ridge back 15th and the one on the crest back 15th shaped double prongs 16 on, with the double prongs 16 here across the ridge back 15th are shaped. The comb spacer 14th and especially the double tines 16 of the comb spacer 14th are designed in such a way that they enter the coolant passages 13 the respective funding 6th engaging double prongs 16 the cooling passages 5 do not close.

In 4 ist eine elektrische Maschine mit in den Statorlagern 7 des Gehäuses 2 der elektrischen Maschine über die Verbindungsmittel 3 aufgehängtem Stator 1 dargestellt. Der Stator 1 weist hierbei vier Mittelaufnahmen 6 auf, wobei in allen Mittelaufnahmen 6 Verbindungsmittel 3 angeordnet sind. Entsprechend weist das Gehäuse 2 vier Statorlager 7 auf.In 4th is an electrical machine with in the stator bearings 7th of the housing 2 the electrical machine via the connecting means 3 suspended stator 1 shown. The stator 1 here has four center recordings 6th on, being in all funds intake 6th Lanyard 3 are arranged. The housing has accordingly 2 four stator bearings 7th on.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Statorstator
22: Gehäusecasing
33: VerbindungsmittelLanyard
44th: Schaftshaft
55: Kopf head
66th: MittelaufnahmeBorrowing
77th: StatorlagerStator bearing
88th: AufnahmeabschnittReceiving section
99: EndabschnittEnd section
1010: Statorlamelle Stator lamella
1111: AufnahmelaschenReceiving tabs
1212: AufnahmeausnehmungReceiving recess
1313: KühlmitteldurchlassCoolant passage
1414th: Kamm-AbstandhalterComb spacers
1515th: Kamm-Rücken Comb back
1616: DoppelzinkenDouble tines
1717th: AufnahmenutReceiving groove

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10257889 A1 [0004]
DE 102009010177 A1 [0005]
EP 1592107 A2 [0006]
DE 112011103343 T5 [0008]

Claims

Electrical machine with a stator (1), the stator (1) being positively and non-rotatably suspended in a housing (2) of the electrical machine and this non-rotatable form-locking is formed by connecting means (3) introduced between the stator (1) and the housing (2), For this purpose, the connecting means (3) each having a shaft (4) and a head (5) are introduced into central receptacles (6) of the stator (1) and the stator via the connecting means (3) in stator bearings (7) of the housing (2) is suspended, characterized in that a receiving section (8) of the shaft (4) of the connecting means (3) arranged in the central receptacles (6) has a rectangular cross-section, the central receptacles (6) radially from an outer jacket surface of the stator (1) are shaped outwardly directed and allow play of the connecting means (3) in the radial direction of the stator (1).

Electric machine after Claim 1 , characterized in that between the respective stator bearing (7) and the head (5) as well as the stator bearing (7) and an end section (9) of the shaft (4) facing away from the head (5) of the respective connecting means arranged in the stator bearing (7) (3) there is a press connection.

Electric machine according to the Claims 1 or 2 , characterized in that the stator (1) has four central receptacles (6), connecting means (3) being arranged in all central receptacles (6) via which the stator (1) is suspended in four stator bearings (7) of the housing (2) is.

Electrical machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that a receiving groove (17) opening the center receptacles (6) in a radially outward direction is formed in the central receptacles (6).

Electrical machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stator lamellas (10) forming the stator (1) are formed with two per stator lamella (10) directed radially outward from an outer surface of the stator lamella (10) and rotated 180 degrees to one another Have receiving tabs (11) which each form a part of the central receptacles (6).

Electrical machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that receiving lugs (11) formed on the stator lamellae (10) of the stator (1) have a respective receiving lug (11) opening in the radial direction of the stator (1) and having a rectangular shaped receiving recess (12) ) exhibit.

Electrical machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that coolant passages (13) extending in the circumferential direction of the stator (1) are formed in the central receptacles (6).

Electrical machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the stator (1) adjoining stator lamellae (10) each have a rotational offset of 90 degrees with respect to one another, so that the free spaces alternating in a respective center receptacle (6) resulting from the rotational offset in Form the circumferential direction of the stator (1) coolant passages (13) in the central receptacles (6).

Electrical machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central receptacles (6) have an attached comb spacer (14) which has a comb back (15) with double prongs (16) formed on the comb back (15) having.

Electrical machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the double prongs (16) of the comb spacer (15) engage in the coolant passages (13) of the respective central receptacle (6), the double prongs (16) the cooling passages (13) do not close.