-
Stand der Technik
-
Elektrische Maschinen werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. Beispielsweise können elektrische Maschinen, wie zum Beispiel Asynchronmaschinen (ASM) in der Kraftfahrzeugindustrie zum Einsatz kommen. Bei Asynchronmaschinen, die in einem kleinen Einbauraum untergebracht sind, kann eine geringe Anzahl von Polpaaren vorteilhaft sein.
-
Je weniger Polpaare jedoch an einem Stator der elektrischen Maschine vorgesehen sind, desto größer kann die axiale Länge eines Wickelkopfs werden. Dies kann zu einer unerwünschten Vergrößerung des axialen Einbauraums führen. Dabei kann die Kühlung derartiger elektrischer Maschinen aufwändig sein.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es kann daher ein Bedarf an einer verbesserten elektrischen Maschine und einem verbesserten Herstellungsverfahren für eine elektrische Maschine bestehen, die insbesondere eine optimale Kühlung und gegebenenfalls eine Reduzierung einer axialen Wickelkopflänge bei einer kleinen Polpaarzahl und bei einer kurzen axialen Baulänge im Vergleich zum Durchmesser des Stators ermöglichen.
-
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Maschine vorgestellt. Die elektrische Maschine weist einen Stator mit einem Statoreisen auf. Das Statoreisen weist ein Statorjoch mit Statorzähnen auf. Ferner weist die elektrische Maschine eine Statorwicklung und einen Verguss auf. Die Statorwicklung ist dabei an einem Außenumfang des Statoreisens am Joch angeordnet. Der Verguss ist dabei derart direkt an der Statorwicklung angeordnet, dass die Statorwicklung durch den Verguss thermisch an das Statoreisen angebunden ist.
-
Anders ausgedrückt basiert die Idee der vorliegenden Erfindung darauf, einen Stator mit einer kurzen Baulänge im Vergleich zum Durchmesser und einer kleinen Polpaarzahl bereitzustellen, bei dem die Statorwicklung zwischen den Statorzähnen um das Statorjoch des Statoreisens verläuft. Das heißt, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Stator, bei dem die Statorwicklung um einen Statorzahn verläuft, ist die Statorwicklung beim erfindungsgemäßen Stator derart um das Statorjoch gewickelt, dass ein Teil der Statorwicklung sich am Außenumfang des Statoreisens befindet. Ferner ist an der Statorwicklung ein Verguss vorgesehen, der in Kombination mit der Jochwicklung eine effiziente Kühlung der Wicklung ermöglicht, da diese am Außenumfang und seitlich einfach zugänglich sind. Auf diese Weise kann Wärme z.B. an ein Gehäuse bzw. an eine ggf. im Gehäuse integrierte Flüssigkühlung abgegeben werden.
-
Ein Vorteil der Drahtrückführung außen um das Statorjoch kann darin gesehen werden, dass der Wickelkopf der Statorwicklung für eine z.B. im Gehäuse integrierte Kühlung zugänglicher ist. Auf diese Weise ist eine höhere Leistungsdichte bzw. eine höhere Stromdichte bei ungünstigen, das heißt axial kurzen, Einbauräumen erreichbar. Die Kühlung wird dabei durch die an der Statorwicklung angebrachte Vergussmasse verbessert.
-
Der Verguss kann ein thermisch gut leitfähiges Material, wie zum Beispiel Harz, aufweisen. Dabei kann der Verguss eine stoffschlüssige Verbindung mit der Statorwicklung eingehen. Ferner kann der Verguss thermisch direkt oder indirekt an das Statoreisen angebunden sein. Beispielsweise kann der Verguss eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Statoreisen eingehen. Alternativ kann zwischen dem Verguss und dem Statoreisen ein Isolationselement, wie z.B. ein thermisch gut leitfähiges Isolationspapier vorgesehen sein.
-
Der Stator kann dabei derart ausgeführt sein, dass ein Verhältnis einer axialen Länge des Statoreisens zu einem Durchmesser des Statoreisens kleiner ist als 1. Durch die Anordnung der Statorwicklung bzw. Drahtdurchführung außen um das Statorjoch kann die Ausdehnung von Wickelköpfen der Statorwicklung in axialer Richtung verringert werden. Hierdurch kann ein Bauraum in axialer Richtung gewonnen bzw. eingespart werden. Ferner kann die Ausdehnung des Statoreisens in axialer Richtung bei gleichbleibendem Einbauraum vergrößert werden. Des Weiteren könnte durch die Führung der Statorwicklung um das Statorjoch des Statoreisens, insbesondere bei einer Ausführung des Stators mit zwei Polpaaren, Kupferdraht eingespart werden.
-
Zusätzlich ist bei einer Anordnung der Statorwicklung um einen Außenumfang des Statoreisens die Ausgestaltung des Stators mit der Polpaarzahl 1 möglich. Bei einer herkömmlichen Wicklung um Statorzähne wäre dies nicht möglich. Insbesondere beim Einsatz des Stators in einer Asynchronmaschine kann eine geringe Polpaarzahl vorteilhaft sein.
-
Die elektrische Maschine kann z.B. als Motor und/oder Generator fungieren. Dabei kann die elektrische Maschine ferner einen Rotor aufweisen, der z.B. drehbar im Stator gelagert ist. Insbesondere kann die elektrische Maschine als Asynchronmaschine oder als Synchronmaschine ausgeführt sein. Vorzugsweise kann die elektrische Maschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Hybridkraftfahrzeug, eingesetzt werden. Dabei kann die elektrische Maschine, zum Beispiel zwischen einem Getriebe und einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs eingebaut sein.
-
Der Stator weist ein Statoreisen auf, welches zum Beispiel Eisenbleche aufweist oder aus Eisenblechen besteht. Das Statoreisen weist dabei mehrere Statorzähne auf, die zum Inneren des Stators ausgebildet sind. Die Statorzähne sind durch ein Statorjoch verbunden. D.h. das Statorjoch kann den Bereichen des Statoreisens zwischen den Statorzähnen entsprechen.
-
Ferner weist der Stator eine Statorwicklung auf. Diese kann zum Beispiel einem Kupferdraht entsprechen, welcher in mehreren Windungen um das Statoreisen und insbesondere um das Statorjoch des Statoreisens angeordnet ist. Die Statorwicklungen entsprechen dabei den Statorspulen, die zum Beispiel mit Magneten eines im Inneren des Stators angeordneten Rotors wechselwirken. Die Umkehrstellen bzw. die Stellen, an denen der Kupferdraht zurück zum Innenumfang geführt ist, können als Wickelköpfe bezeichnet werden.
-
Die Statorwicklung verläuft um das Statorjoch herum und ist dabei teilweise am Außenumfang des Statoreisens angeordnet. Dabei kann die Statorwicklung ähnlich einer Ringspulenwicklung ausgeführt sein. Die Statorwicklung kann hier auch als Toroidwicklung bezeichnet werden.
-
Die axiale Länge des Statoreisens bzw. des Stators entspricht dabei einer Länge des Statoreisens parallel zu einer Längsachse des Stators. Die Längsachse des Stators entspricht dabei der Längsachse der elektrischen Maschine und kann derjenigen Achse entsprechen, um die sich der Rotor dreht. Der Durchmesser des Statoreisens kann dabei ein Außendurchmesser des Statoreisens sein. Der Durchmesser des Statoreisens kann dabei in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Statoreisens ermittelt werden. Das Verhältnis der axialen Länge des Statoreisens zu seinem Durchmesser ist kleiner als 1. Vorzugsweise ist dieses Verhältnis deutlich kleiner als 1. Insbesondere kann dieses Verhältnis kleiner als 0,5 und vorzugsweise kleiner als 0,2 sein. Das heißt, der Stator mit der Jochwicklung kann vorteilhafterweise bei kurzen elektrischen Maschinen mit einer kleiner Polpaarzahl eingesetzt werden.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die elektrische Maschine ferner ein Gehäuse auf. Der Verguss ist dabei zwischen der Statorwicklung und dem Gehäuse vorgesehen. Das heißt, der Verguss kann zusätzlich eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Gehäuse der elektrischen Maschine des Stators eingehen. Auf diese Weise wird die Statorwicklung zusätzlich thermisch direkt an das Gehäuse angebunden. Hierdurch wird die Kühlung der Statorwicklung erheblich verbessert. Alternativ kann der Verguss indirekt an das Gehäuse angebunden sein. D.h. zwischen dem Verguss und dem Gehäuse kann ein Isolationspapier vorgesehen sein.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die elektrische Maschine ferner einen Fluid-Kühlkanal auf. Der Verguss ist dabei derart an der Statorwicklung vorgesehen, dass die Statorwicklung durch den Verguss thermisch an einen Fluid-Kühlkanal angebunden ist.
-
Das Fluid im Kühlkanal kann z.B. ein Gas oder eine Flüssigkeit sein. Insbesondere kann das Fluid Luft, Wasser oder Öl sein. Der Fluid-Kühlkanal kann dabei im oder am Gehäuse verlaufen. Durch die thermische Anbindung der Statorwicklung an den Fluid-Kühlkanal kann die Kühlung der Statorwicklung erheblich verbessert und damit die Leistungs- bzw. Stromdichte der elektrischen Maschine erhöht werden.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Statoreisen in einem Bereich mit Statorwicklung eine Außennut auf. Die Statorwicklung verläuft dabei zumindest teilweise in der Außennut. Ferner ist der Verguss in der Außennut vorgesehen.
-
Anders ausgedrückt weist das Statoreisen zum Beispiel zwischen den Statorzähnen einen kleineren Außendurchmesser auf. Das heißt, zwischen den Statorzähnen ist ein erstes Wickelfenster bzw. eine Nut für die Drahtrückführung der Statorwicklung vorgesehen.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Statoreisen in einem Bereich mit Statorwicklung eine Innennut auf. Die Statorwicklung verläuft dabei zumindest teilweise in der Innennut. Der am Innendurchmesser des Statoreisens liegende Bereich der Statorwicklung kann als zweites Wickelfenster bezeichnet werden. Dabei kann das erste und das zweite Wickelfenster bzw. die Außen- und die Innennut einer Ausnehmung bzw. Einbuchtung oder Nut am Statoreisen entsprechen.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Außennut in einem Querschnitt des Stators senkrecht zur Längsachse eine größere Ausdehnung in Umfangsrichtung auf als die Innennut. D.h. die Außennut und die Innennut sind derart ausgeführt, dass die um das Statorjoch verlaufende Statorwicklung in einem Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Stators z.B. V-förmig gewickelt sein kann. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind am Gehäuse Ausnehmungen vorgesehen. Die Statorwicklung verläuft dabei in den Ausnehmungen des Gehäuses.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Gehäuse wärmeleitende Rippen auf. Die wärmeleitenden Rippen verlaufen dabei zwischen Statorwicklungen. Die Rippen können als Teil des Gehäuses ausgeführt sein. In diesem Fall können sich die Ausnehmungen zwischen den Rippen des Gehäuses befinden. Alternativ können die Rippen separat vom Gehäuse ausgeführt sein.
-
Insbesondere kann der Außendurchmesser des Statoreisens glatt ausgeführt sein. D.h. es sind keine Wickelfenster bzw. keine Außennut vorgesehen. Die Statorwicklung bildet eine Erhebung am Außenumfang des Statoreisens. Am Gehäuse bzw. Kühlgehäuse, können dabei Rippen vorgesehen sein. Die Rippen können dabei ein gut wärmeleitendes Material aufweisen. Die Rippen können Vorsprünge des Gehäuses darstellen. Dabei können die Rippen mit dem glatten Außendurchmesser des Statoreisens in Kontakt stehen. Auf diese Weise kann eine wärmeleitende Verbindung des Gehäuses zum Statoreisen bzw. zum Jocheisen und/oder zur Statorwicklung optimiert werden.
-
Die Rippen können einstückig bzw. integral mit dem Gehäuse ausgeführt sein. Alternativ können die wärmeleitenden Rippen und das Gehäuse aus mehreren Einzelteilen bestehen. Insbesondere können radial verlaufende Rippen am Außendurchmesser des Statoreisens vorgesehen sein und axial verlaufende Rippen seitlich am Statoreisen vorgesehen sein. Die radial verlaufenden Rippen können dabei einstückig mit den axial verlaufenden Rippen ausgeführt sein. Alternativ können diese separat voneinander ausgeführt sein. Das Material der Rippen kann dabei ein nicht-magnetisches gut-wärmeleitfähiges Material sein. Ferner können die Rippen einen Fluid-Kühlkanal aufweisen oder aus Vollmaterial ausgeführt sein. Beispielsweise können die Rippen Aluminium aufweisen bzw. aus Aluminium bestehen.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine axiale Kühlung der Statorwicklung vorgesehen. Hierzu kann die Statorwicklung durch den Verguss an das axiale Kühlgehäuse angebunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Statorwicklung durch den Verguss an die axialen Rippen angebunden sein. Diese können Wärme axial zu einem Fluid-Kühlkanal abführen.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Stator maximal drei Polpaare, das heißt maximal sechs Pole, auf. Anders ausgedrückt weist die elektrische Maschine, in der der Stator eingesetzt wird, eine kleine Polpaarzahl auf. Dies ist insbesondere bei Asynchronmaschinen vorteilhaft. Insbesondere kann der Stator zwei Polpaare und vorzugsweise ein Polpaar aufweisen.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Maschine vorgestellt. Die elektrische Maschine weist einen Rotor und einen oben beschriebenen Stator auf. Der Rotor ist dabei drehbar im Stator gelagert. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die elektrische Maschine dabei als Asynchronmaschine insbesondere mit einer kleinen Polpaarzahl ausgeführt.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgestellt. Das Kraftfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe und eine oben beschriebene elektrische Maschine auf. Die elektrische Maschine ist dabei zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnet. Das heißt, der Einbauraum der elektrischen Maschine liegt zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe.
-
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen Stators vorgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Statoreisens mit einem Statorjoch und Statorzähnen; Bereitstellen einer Statorwicklung; Wickeln der Statorwicklung derart um das Statoreisen, dass diese an einem Außenumfang des Statoreisens um das Statorjoch verläuft; Vorsehen eines Vergusses derart an der Statorwicklung, dass die Statorwicklung durch den Verguss thermisch an das Statoreisen angebunden ist.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
-
1 zeigt eine plastische Ansicht eines Stators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
-
2 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine senkrecht zur Längsachse der elektrischen Maschine
-
3 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine senkrecht zur Längsachse der elektrischen Maschine
-
4 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine parallel zur Längsachse der elektrischen Maschine
-
5 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine mit einem Fluid-Kühlkanal gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung parallel zur Längsachse der elektrischen Maschine
-
6 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
-
7 zeigt eine plastische Darstellung eines Ausschnitts einer elektrischen Maschine mit Wärmeleitenden Rippen am Gehäuse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
-
Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen.
-
In 1 ist eine plastische Ansicht eines Stators 3 gezeigt. Der Stator kann bei elektrischen Maschinen 1 mit einer kleinen Polpaarzahl und einer kurzen Baulänge im Vergleich zum Durchmesser eingesetzt werden. Der in 1 dargestellte Stator 3 kann vorzugsweise in Asynchronmaschinen eingesetzt werden und weist im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Polpaare auf. Insbesondere kann der Stator 3 bei Commercial-Vehicles-(CV) und Integrated-Motor-Generator-(IMG)Anwendungen zum Einsatz kommen.
-
Der Stator 3 weist ein Statoreisen 9 mit einem Statorjoch 11 und mehreren Statorzähnen 13 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Statoreisen vier Statorzähne 13 auf. Ferner weist der Stator 3 eine Statorwicklung 15 auf, die bereichsweise an einem Außenumfang 17 des Statoreisens 9 um das Statorjoch 11 verläuft. Dabei ist die erfindungsgemäße Statorwicklung 15 ähnlich einer Ringspulenwicklung ausgeführt.
-
Zum Vergleich ist eine herkömmliche Statorwicklung 35‘ in 1 ebenfalls dargestellt. Diese verläuft um einen Statorzahn 13 herum. Insbesondere bei kleinen Polpaarzahlen kann die herkömmliche Statorwicklung 35‘ zu langen Wickelköpfen führen. Dies kann den Einbauraum vor allem bei kurzen Baulängen im Vergleich zum Durchmesser des Stators 3 führen.
-
Beim erfindungsgemäßen Stator 3 mit der Statorwicklung 15 um das Statorjoch 11 herum sind die Wickelköpfe in axialer Richtung, das heißt parallel zu einer Längsachse 33, vergleichsweise kurz. Der erfindungsgemäße Stator 3 ist dabei derart ausgeführt, dass ein Verhältnis einer axialen Länge 21 des Statoreisens 9 zu einem Durchmesser 23 des Statoreisens 9 kleiner als 1 ist. Dies entspricht einer axial kurzen Baulänge des Stators 3.
-
Durch die Verkürzung der Wickelköpfe der Statorwicklung 15 kann Bauraum eingespart werden. Ferner können die am Außenumfang 17 des Statoreisens 9 befindliche Statorwicklung 15 bzw. die dort verlaufenden Drähte der Statorwicklung 15 besser gekühlt werden. Dies ermöglicht eine höhere Strom- bzw. Leistungsdichte.
-
Im Bereich der Statorwicklung 15 weist das Statoreisen 9 bzw. das Statorjoch 11 eine Außennut 25 auf. Das heißt, im Bereich der Statorwicklung 15 verläuft eine Nut, auch als erstes Wickelfenster bezeichnet, in die die Statorwicklung 15 eingebracht ist. Auf diese Weise kann der Einbauraum in radialer Richtung trotz der Anordnung der Statorwicklung 15 um das Statorjoch 11 konstant bleiben.
-
Wie in der Querschnittansicht in 2 gezeigt, kann auch am Innenumfang 19 des Statoreisens eine Nut verlaufen. Diese kann als zweites Wickelfenster bzw. als Innennut 27 bezeichnet werden. Der in 2 dargestellte Querschnitt der elektrischen Maschine 1 verläuft dabei senkrecht zur Längsachse 33 der elektrischen Maschine 1. Dabei ist neben dem Stator 3 ein im Stator gelagerter Rotor 5 in 2 dargestellt. Der Wickelkopfbereich 37 ist in 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet. Ferner ist die Statorwicklung 15 im Ausführungsbeispiel von 2 sowohl in der Außennut 25 als auch im der Innennut 27 mit einem Verguss 29 versehen. Der Verguss 29 ermöglicht eine thermische Anbindung der Statorwicklung 15 an das Statoreisen 9 und damit eine bessere Kühlung der Statorwicklung 15. Die Statorwicklung 15 kann dabei durch ein Isolationselement 41, wie z.B. durch ein Isolationspapier elektrisch vom Statoreisen 9 isoliert sein. Falls ein Isolationselement 41 in der Innennut 27 und/oder in der Außennut 25 vorgesehen ist, so kann der Verguss 29 zumindest bereichsweise stoffschlüssig mit dem Isolationselement 41 verbunden sein und auf diese Weise den Wärmeabtransport in Richtung des Statoreisens 9 fördern.
-
Ferner ist in 2 das Gehäuse 7 der elektrischen Maschine 1 dargestellt. Der Stator 3 und der Rotor 5 der elektrischen Maschine 1 sind im Gehäuse 7 angeordnet. Die Statorwicklung 15 ist dabei durch den Verguss 29 thermisch an das Gehäuse 7 angebunden. Die Anbindung kann dabei direkt, z.B. stoffschlüssig, oder indirekt, z.B. mit einem Isolationselement 41, ausgeführt sein. Im Bereich der Statorwicklung 15 verläuft im Gehäuse 7 ein Fluid-Kühlkanal 31, der zum Beispiel als Wasserkühlung ausgeführt sein kann. Hierdurch wird die Kühlung der Statorwicklung 15 zusätzlich verbessert.
-
Im Ausführungsbeispiel von 2 hat die Außennut 25 ähnliche Abmessungen wie die Innennut 27. Beispielsweise können die Volumen bzw. die Querschnitte der Außen- und Innennut 25, 27 gleich sein. Ferner ist im Ausführungsbeispiel von 2 kein Spalt zwischen dem Gehäuse 7 und dem Statoreisen 9 vorgesehen. D.h. das Statoreisen 9 und der Verguss 29 stehen in direktem thermischem Kontakt mit dem Gehäuse 7.
-
In 3 ist eine zur 2 ähnliche Ausführungsform der elektrischen Maschine 1 dargestellt. Im Gegensatz zu 2 sind die Außennut 25 und die Innennut 27 unterschiedlich ausgeführt. Während das Volumen der Außen- und Innennut 25, 27 ähnlich sein kann ist der Querschnitt unterschiedlich. Die Innennut 27, die näher am Rotor angeordnet ist als die Außennut 25, ist im dargestellten Querschnitt schmaler als die Außennut 25. Die Statorwicklung 15 verläuft dabei V-förmig wie durch die gestrichelte Linie in 3 angedeutet. Durch die in 3 gezeigte Ausgestaltung kann der Durchmesser 23 des Statoreisens 9 im Vergleich zum in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel reduziert werden. Ferner ist im in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein kleiner Spalt zwischen dem Gehäuse 7 und dem Statoreisen 9 vorgesehen. Dieser Spalt kann wie in 3 gezeigt mit Verguss 29 gefüllt sein.
-
Die in 4 und 5 gezeigten Querschnitte durch einen Ausschnitt der elektrischen Maschine 1 verlaufen im Gegensatz zu den Querschnitten von 2 und 3 parallel zur Längsachse 33 des Stators 3 bzw. der elektrischen Maschine 1. Dabei sind unterschiedliche Ausgestaltungen und Verläufe des Fluid-Kühlkanals 31 im Gehäuse 7 und Anbindungsmöglichkeiten der Statorwicklung 15 an das Gehäuse 7 dargestellt. In 4 verläuft das Gehäuse 7 und der Fluid-Kühlkanal 31 auf zwei Seiten des Stators 3. Einerseits ist das Gehäuse 7 durch den Verguss 29 am Außenumfang 17 des Statoreisens 9 an das Gehäuse 7 angebunden. Ferner ist das Gehäuse 7 an einer im 90°-Winkel an den Außenumfang 17 des Statoreisens 9 angrenzenden Seite ebenfalls an die Statorwicklung 15 thermisch angebunden. In 5 umgibt das Gehäuse 7 mit dem Fluid-Kühlkanal 31 die Statorwicklung 15 auf drei Seiten.
-
6 zeigt eine zu 2 und 3 alternative Ausgestaltung der elektrischen Maschine 1. Im Gegensatz zu 2 und 3 sind keine Außennuten 25 am Statoreisen 9 vorgesehen. D.h. der Außenumfang 17 des Statoreisens 9 ist glatt ausgeführt. Die Statorwicklung 15 bildet eine Erhebung am Außenumfang 17 des Statoreisens 9. Das Gehäuse 7 weist dabei Ausnehmungen 43, in die die Statorwicklungen 15 hineinragen, auf. Ferner weist das Gehäuse 7 Rippen 39 auf, die in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Statorwicklungen 15 hineinragen. Die Rippen 39 können einstückig bzw. integral mit dem Gehäuse ausgeführt sein. Der Verguss 29 ist derart an der Statorwicklung 15 vorgesehen, dass ein direkter thermischer Kontakt zwischen der Statorwicklung 15 und dem Gehäuse 7 hergestellt ist. Insbesondere kann der Verguss 29 eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Gehäuse 7 eingehen. Hierdurch kann eine wärmeleitende Verbindung des Gehäuses 7 zum Statoreisen 9 bzw. zur Statorwicklung 15 optimiert werden.
-
In 7 ist die Ausgestaltung der Rippen 39 detaillierter dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Rippen 39 separat vom Gehäuse 7 ausgeführt. 7 zeigt eine plastische Draufsicht auf den Außenumfang 17 eines Statoreisens 9, ähnlich dem in 6 gezeigten. Die Rippen 39 verlaufen dabei zwischen den Statorwicklungen 15 und können einen radial und einen axial verlaufenden Bereich aufweisen.
-
Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „aufweisend“ oder ähnliche nicht ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
