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Die Erfindung betrifft ein Statorlamellenpaket für eine Elektromaschine, insbesondere für einen Elektromotor, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine solche Elektromaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektromaschine gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Patentansprüche 9 und 10.
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In Elektromaschinen, wie Elektromotoren, beispielsweise von Hybridantrieben von Kraftfahrzeugen, werden Statorlamellenpakete, zum Beispiel Statorblechpakete, eingesetzt. Um eine gewünschte Bauhöhe zu erreichen, können Lamellenpakete „paketiert“ eingesetzt werden. Die Positionierung, insbesondere die Zentrierung und Winkelausrichtung eines Statorlamellenpaketes innerhalb eines Gehäuses erfolgt in der Regel über mehrere Passhülsen beziehungsweise über separate Zentrierhülsen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2014 007 568 A1 ist eine Befestigungsanordnung für ein Statorelement einer Elektromaschine an einem Bauelement, beispielsweise an einem Gehäuse, zum Beispiel an einem Getriebegehäuse bekannt, bei welcher das Statorelement zumindest in dessen Umfangsrichtung an dem Bauelement über wenigstens eine Befestigungseinrichtung befestigt ist. Dabei umfasst die Befestigungseinrichtung eine vorgesehene und sich in radialer Richtung erstreckende Führung und eine in die Führung eingreifende Buchse. Entlang der Führung ist bei einer thermisch bedingten Bewegung das Statorelement relativ zu dem Bauelement in radialer Richtung verschiebbar.
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Aus der Druckschrift
WO 2015/144156 A1 ist ein Aktuator für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Elektromotor bekannt, der einen in ein Gehäuseteil eingebrachten und befestigten Stator aufweist. Der Stator ist dabei umspritzt, wobei ein profilierter Außendurchmesser des Blechpaketes eine Momentabstützung ausbildet.
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Die im Stand der Technik bekannten Statorlamellenpakete, Elektromaschinen und/oder Verfahren zur Herstellung solcher Elektromaschinen sind jedoch noch nicht optimal ausgebildet. So kann bei einer Zentrierung eines Statorlamellenpaketes über Passhülsen beziehungsweise über Zentrierhülsen ein auf das Statorlamellenpaket wirkendes Drehmoment nur über eine geringe Anzahl der sich auf der Hülse direkt abstützenden Lamellen aufgenommen werden, weswegen bei dieser Art der Zentrierung eine Verbindung der Lamellenpakete mittels, beispielsweise axialer Schweißverbindungen ratsam ist. Der Konstruktions- bzw. Montageaufwand ist damit sehr hoch.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, das eingangs genannte Statorlamellenpaket, die eingangs genannte Elektromaschine und das eingangs genannte Verfahren nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Herstellung und/oder Montage vereinfacht ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun für das eingangs genannte Statorlamellenpaket mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Das Statorlamellenpaket ist dabei insbesondere zur Anordnung in einem Gehäuse, insbesondere in einem Kupplungs- und/oder einem Getriebegehäuse, ausgelegt bzw. ist das Statorlamellenpaket hier entsprechend anordenbar. Das Statorlamellenpaket weist dabei an seinem Außenumfangsbereich insbesondere mindestens ein Umfangsrichtungsformschlusselement zur Ausbildung eines Formschlusses in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes zwischen dem Statorlamellenpaket und dem Gehäuse, auf. Weiterhin weist das Statorlamellenpaket mindestens ein radiales Formschlusselement zur Ausbildung eines radialen Formschlusses zwischen dem Statorlamellenpaket und dem Gehäuse auf. So kann das Statorlamellenpaket mittels eines Formschlusses innerhalb des Gehäuses angeordnet und/oder fixiert werden. Dabei kann das Umfangsrichtungsformschlusselement insbesondere zur Ausbildung einer, beispielsweise leichten Spielpassung zwischen dem Statorlamellenpaket und dem Gehäuse ausgelegt sein. Das mindestens eine radiale Formschlusselement kann insbesondere zur Ausbildung einer Übergangspassung zwischen dem Statorlamellenpaket und dem Gehäuse ausgelegt sein.
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Darüber hinaus kann nun das Statorlamellenpaket und damit auch der Stator mittels eines Formschlusses in dem Gehäuse ausgerichtet und zentriert werden bzw. entsprechend mit dem Gehäuse verbunden werden. Durch das Umfangsrichtungsformschlusselement kann dabei eine Winkellage/Winkelausrichtung zwischen dem Statorlamellenpaket und dem Gehäuse ausrichtbar sein oder ausgerichtet werden oder einstellbar sein oder eingestellt werden. Mit anderen Worten: Durch das Umfangsrichtungsformschlusselement kann das Statorlamellenpaket zu dem Gehäuse in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes ausrichtbar sein oder ausgerichtet werden. Durch das radiale Formschlusselement können das Statorlamellenpaket und das Gehäuse entsprechend zueinander zentrierbar sein oder zentriert werden. Dabei kann durch das radiale Formschlusselement das Statorlamellenpaket zu dem Gehäuse insbesondere in radialer Richtung ausrichtbar sein oder ausgerichtet werden. Das Statorlamellenpaket kann dabei zum Beispiel, insbesondere über die gesamte Statorlänge, an dem Gehäuse, beispielsweise am Kupplungs- und/oder Getriebegehäuse, abgestützt werden. So kann das Drehmoment direkt im Gehäuse aufgenommen werden und gegebenenfalls können dann so Schweißverbindungen zwischen den Lamellen und/oder Lamellenpaketen vermieden werden.
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Dadurch, dass das Statorlamellenpaket mit dem Umfangsrichtungsformschlusselement und dem radialen Formschlusselement ausgestattet ist, kann auch der Einsatz von Passhülsen beziehungsweise von Zentrierhülsen vermieden werden.
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Insgesamt können so zum einen entsprechende Montageschritte entfallen, wobei auf diese Weise die Montage vereinfacht ist. Zum anderen sind Schweißverbindungen vermieden, so dass auf diese Weise die Herstellung vereinfacht ist.
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Das Umfangsrichtungsformschlusselement kann insbesondere als eine Befestigungslasche ausgeführt sein. Beispielsweise kann das Umfangsrichtungsformschlusselement als eine Anschraublasche, insbesondere für eine Verschraubung des Statorlamellenpaketes mit dem Gehäuse, beispielsweise durch eine durch die Anschraublasche hindurch geführte Schraube, ausgeführt sein. So kann das Statorlamellenpaket zusätzlich mittels Schraubverbindung/en an dem Gehäuse fixiert werden.
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Das radiale Formschlusselement kann insbesondere zur Ausbildung eines radialen Formschlusses mit einem Innendurchmesser des Gehäuses entsprechend ausgelegt sein. Zum Beispiel kann dabei das radiale Formschlusselement zur Ausbildung einer Übergangspassung mit dem Innendurchmesser des Gehäuses entsprechend ausgelegt sein.
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Das radiale Formschlusselement kann insbesondere mindestens einen ersten Abschnitt aufweisen, der sich in einer ersten Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes erstreckt. Beispielsweise kann das radiale Formschlusselement einen zweiten Abschnitt aufweisen, der sich in die andere Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes erstreckt.
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Das Umfangsrichtungsformschlusselement kann insbesondere zur Ausbildung eines Formschlusses in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes mit einer, insbesondere korrespondierenden Umfangsrichtungsformschlusselementaufnahme, die insbesondere am Innenumfangsbereich des Gehäuses ausgebildet ist, ausgelegt sein.
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Das Umfangsrichtungsformschlusselement kann insbesondere radial auswärts des radialen Formschlusselementes ausgebildet sein. Insbesondere kann das Umfangsrichtungsformschlusselement radial auswärts an dem radialen Formschlusselement ausgebildet sein. Zum Beispiel kann das Umfangsrichtungsformschlusselement mittig zu dem radialen Formschlusselement, insbesondere mittig zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt des radialen Formschlusselementes ausgebildet sein.
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Insbesondere kann das Statorlamellenpaket mindestens zwei, beispielsweise auch drei oder vier Umfangsrichtungsformschlusselemente und/oder mindestens zwei, beispielsweise auch drei oder vier radiale Formschlusselemente aufweisen. Dabei können die Umfangsrichtungsformschlusselemente und/oder die radialen Formschlusselemente in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes verteilt ausgebildet sein. Zum Einstellen der Winkellage/Winkelausrichtung kann es jedoch ausreichend sein, lediglich ein, insbesondere also nur ein einziges Umfangsrichtungsformschlusselement vorzusehen.
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Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird für eine Elektromaschine, insbesondere einen Elektromotor mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst.
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Dabei ist die Elektromaschine mit einem erfindungsgemäßen Statorlamellenpaket ausgestattet. Das Statorlamellenpaket kann dabei in einem Gehäuse, insbesondere in einem Kupplungs- und/oder Getriebegehäuse oder auch in einem separaten Elektromaschinengehäuse montiert und/oder angeordnet sein. Durch das mindestens eine Umfangsrichtungsformschlusselement ist dabei das Statorlamellenpaket in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Durch das mindestens eine radiale Formschlusselement ist dabei das Statorlamellenpaket in radialer Richtung formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Durch das mindestens eine Umfangsrichtungsformschlusselement kann dabei insbesondere eine Winkellage zwischen dem Statorlamellenpaket und dem Gehäuse eingestellt sein beziehungsweise werden. Durch das mindestens eine radiale Formschlusselement kann dabei insbesondere das Statorlamellenpaket in dem Gehäuse zentriert sein beziehungsweise werden.
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Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird für das Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine, insbesondere eines Elektromotors, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Dazu werden ein Statorlamellenpaket und ein Gehäuse, insbesondere ein Kupplungs- und/oder Getriebegehäuse, gefügt. Das Statorlamellenpaket ist dabei insbesondere ein erfindungsgemäßes Statorlamellenpaket. Durch das mindestens eine Umfangsrichtungsformschlusselement wird dabei das Statorlamellenpaket in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Dabei kann durch das mindestens eine Umfangsrichtungsformschlusselement eine Winkellage zwischen dem Statorlamellenpaket und dem Gehäuse eingestellt werden. Durch das mindestens eine radiale Formschlusselement wird dabei das Statorlamellenpaket in radialer Richtung formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Durch das mindestens eine radiale Formschlusselement kann dabei insbesondere das Statorlamellenpaket in dem Gehäuse zentriert werden.
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Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Statorlamellenpaket, die erfindungsgemäße Elektromaschine und das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche bzw. auf die Patentansprüche 9 und 10 verwiesen werden. Im Folgenden wird nun anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung eine bevorzugte Ausgestaltung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in schematischer perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Statorlamellenpaketes mit Umfangsrichtungsformschlusselementen und radialen Formschlusselementen,
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2 in einem schematischen Draufsichtsausschnitt ein Umfangsrichtungsformschlusselement und ein radiales Formschlusselement des in 1 gezeigten Statorlamellenpaketes;
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3 in einer schematischen Draufsicht das in 1 gezeigte Statorlamellenpaket,
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4 in einem schematischen Querschnitt eine Elektromaschine, insbesondere einen Elektromotor mit einem dafür ausgelegten Gehäuse, insbesondere ein Kupplungs- und/oder Getriebegehäuse, in dem ein in den 1 bis 3 gezeigtes Statorlamellenpaket ausgerichtet, zentriert und/oder fixiert ist,
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5 in einer schematischen Draufsicht die in 4 gezeigte Elektromaschine bzw. den Elektromotor mit Gehäuse und Statorlamellenpaket,
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6 in einem schematischen Draufsichtsausschnitt eine Axialseite der in 4 und 5 gezeigten Elektromaschine bzw. Elektromotors mit Gehäuse und Statorlamellenpaket,
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7 in einem schematischen Ausschnitt eines zu den Axialseiten des Statorlamellenpaketes parallelen Querschnitts die in 4 bis 6 gezeigte Elektromaschine bzw. den Elektromotor mit Gehäuse und Statorlamellenpaket,
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8 in einem schematischen Draufsichtsausschnitt eine Axialseite des in den 4 bis 7 gezeigten Gehäuses ohne ein darin aufgenommenes Statorlamellenpaket,
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9 in einem schematischen Ausschnitt eines zu den Axialseiten des Statorlamellenpaketes senkrechten Querschnitts die in 4 bis 8 gezeigte Elektromaschine bzw. den Elektromotor mit Gehäuse und Statorlamellenpaket,
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10 in einer schematischen Draufsicht die in 4 bis 9 gezeigte Elektromaschine bzw. den Elektromotor mit Gehäuse und einem Statorlamellenpaket, und
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11 in einem schematischen Querschnitt in der in 10 eingezeichneten Ebene A-A die in den 4 bis 10 gezeigte Elektromaschine bzw. den Elektromotor mit Gehäuse ohne darin aufgenommenes Statorlamellenpaket.
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Statorlamellenpaketes 1 für eine Elektromaschine, beispielsweise für einen Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Statorlamellenpaket 1 zur Anordnung in einem Gehäuse 10, insbesondere in einem Kupplungs- und/oder Getriebegehäuse, ausgelegt ist bzw. anordenbar ist. 1 zeigt, dass das Statorlamellenpaket 1 an seinem Außenumfangsbereich mehrere, insbesondere vier Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 zur Ausbildung eines Formschlusses in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes 1 zwischen dem Statorlamellenpaket 1 und dem Gehäuse 10 aufweist. Durch die Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 kann bei der Montage eine insbesondere bestimmte Winkellage beziehungsweise eine Winkelausrichtung zwischen dem Statorlamellenpaket 1 und dem Gehäuse 10 erzielt werden.
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1 zeigt weiterhin, dass das Statorlamellenpaket 1 am Außenumfangsbereich weiterhin mehrere, insbesondere vier, radiale Formschlusselement 3 zur Ausbildung eines radialen Formschlusses zwischen dem Statorlamellenpaket 1 und dem Gehäuse 10 aufweist. Durch die radialen Formschlusselement 3 können das Statorlamellenpaket 1 und das Gehäuse 10 insbesondere zentriert werden.
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1 zeigt weiterhin, dass die Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 und die radialen Formschlusselemente 3 in Umfangsrichtung des Statorlamellenpaketes verteilt ausgebildet sind.
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2 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt eines der Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 sowie eines der daran angrenzenden radialen Formschlusselemente 3. 2 veranschaulicht, dass im Rahmen der darin gezeigten Ausführungsform die Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 sich zum Außenumfang des Statorlamellenpaketes 1 im Wesentlichen senkrecht radial auswärts erstreckende Seitenflächen aufweisen. In axialer Richtung ist dabei eine durchgängige Aussparung vorgesehen, durch welche beispielsweise eine Schraube für eine wirksame Schraubverbindung zwischen dem Statorlamellenpaket 1 und dem Gehäuse 10 hindurchgeführt werden kann. Dabei handelt es sich bei den Umfangsrichtungsformschlusselementen 2 insbesondere um eine Befestigungslasche, zum Beispiel eine Anschraublasche. 2 veranschaulicht, dass die Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 dabei als Passung, beispielsweise als f7-Passung, insbesondere als Spielpassung oder als Übergangspassung ausgelegt sind.
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In Kombination mit in der 8 gezeigten, insbesondere als Passung ausgelegten, am/im Innenumfang des Gehäuses 10 ausgebildeten Umfangsrichtungsformschlusselementaufnahmen 12 zur Aufnahme von Umfangsrichtungsformschlusselementen 2, welche beispielsweise als H7-Passungen, insbesondere als Spielpassung oder als Übergangspassung ausgelegt sein können, können so durch die Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 und die Umfangsrichtungsformschlusselementaufnahmen 12, insbesondere leichte Spielpassungen zwischen dem Statorlamellenpaket 1 und dem Gehäuse 10 ausgebildet werden.
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Die 1 und 2 zeigen weiterhin, dass die radialen Formschlusselemente 3 jeweils einen ersten Abschnitt 3a aufweisen, und einen anderen zweiten Abschnitt 3b aufweisen. Durch derartig ausgestaltete radiale Formschlusselemente 3 können das Statorlamellenpaket 1 und das Gehäuse 10 bei der Montage auf einfache Weise zentriert zueinander werden.
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1 und 2 veranschaulichen weiterhin, dass sich die Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 radial auswärts der radialen Formschlusselemente 3 erstrecken und insbesondere mittig zu den Abschnitten 3a und 3b ausgebildet sind.
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3 deutet an, dass durch die am Außendurchmesser bzw. am Außenumfangsbereich des Statorlamellenpaketes 1 ausgebildeten radialen Formschlusselemente 3, beispielsweise mit einem definierten, insbesondere maximalen Durchmesser Ø, eine Übergangspassung mit einem Innendurchmesser des Gehäuses 10 ausgebildet werden kann.
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Elektromaschine 100, hier eines Elektromotors beziehungsweise eines hierfür ausgelegten Gehäuses 10, insbesondere ein Kupplungs- und/oder Getriebegehäuses, in dem ein in den 1 bis 3 gezeigtes Statorlamellenpaket 1 montiert bzw. angeordnet ist. 4 illustriert, dass das Statorlamellenpaket 1 durch eine Schraube 4, welche durch ein Umfangsrichtungsformschlusselement 2 hindurch geführt ist, an dem Gehäuse 10 fixiert und/oder angeordnet ist.
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5 veranschaulicht in einer schematischen Draufsicht auf eine Axialseite des in 4 gezeigten Gehäuses 10, dass die Umfangsrichtungsformschlusselemente 2 des Statorlamellenpaketes 1 in Umfangsrichtungsformschlusselementaufnahmen 12 in dem Gehäuse 10 aufgenommen sind und dadurch die insbesondere bestimmte Winkellage des Statorlamellenpaketes 1 definiert werden kann.
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6 zeigt in einem schematischen Draufsichtsausschnitt eine Axialseite des in 4 und 5 gezeigten Gehäuses 10 und veranschaulicht, dass das Umfangsrichtungsformschlusselement 2 mittels einer Spielpassung in der Umfangsrichtungsformschlusselementaufnahme 12 aufgenommen ist und dass die radialen Formschlusselemente 3 bzw. die Abschnitte 3a, 3b mit dem Innendurchmesser bzw. mit dem Innenumfang des Gehäuses 10 eine Übergangspassung ausbilden.
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7 zeigt in einem schematischen Ausschnitt eines zu den Axialseiten des Statorlamellenpaketes 1 parallelen Querschnitts das in 4 bis 6 gezeigte Gehäuse 10 mit dem Statorlamellenpaket 1.
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8 zeigt in einem schematischen Draufsichtsausschnitt eine Axialseite des in 4 bis 7 gezeigten Gehäuses 10 ohne darin aufgenommenes Statorlamellenpaket 1 und veranschaulicht, dass die Umfangsrichtungsformschlusselementaufnahme 12 des Gehäuses 10 eine Passung, beispielsweise eine H7-Passung aufweist, um mit einem Umfangsrichtungsformschlusselement 2 des Statorlamellenpaketes 1 eine Spielpassung oder eine Übergangspassung auszubilden.
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9 zeigt in einem schematischen Querschnittsausschnitt das in 4 bis 8 gezeigte Gehäuse 10 mit Statorlamellenpaket 1 und veranschaulicht, dass das Statorlamellenpaket 1 mit dem Gehäuse 10 zusätzlich einen axialen Formschluss eingehen kann.
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10 zeigt in einer schematischen Draufsicht das in 4 bis 9 gezeigte Gehäuse 10 mit darin aufgenommenen Statorlamellenpaket 1 in einem anderen Schnitt als in 5.
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11 veranschaulicht in einem schematischen Querschnitt in der in 10 eingezeichneten Ebene A-A das in 4 bis 10 gezeigte Gehäuse 10 ohne darin aufgenommenes Statorlamellenpaket 1 und illustriert, dass der Innendurchmesser des Gehäuses 10 mit am Außendurchmesser bzw. am Außenumfangsbereich eines Statorlamellenpaketes 1 ausgebildeten radialen Formschlusselementen 3, beispielsweise mit einem definierten, insbesondere maximalen, Durchmesser Ø, eine Übergangspassung ausbilden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Statorlamellenpaket
- 2
- Umfangsrichtungsformschlusselement
- 3
- radiales Formschlusselement
- 3a
- erster Abschnitt
- 3b
- zweiter Abschnitt
- 4
- Schraube
- 10
- Gehäuse, insbesondere Kupplungs- und/oder Getriebegehäuse
- 12
- Umfangsrichtungsformschlusselementaufnahme
- 100
- Elektromaschine, insbesondere Elektromotor
- U
- Umfangsrichtung
- R
- radiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014007568 A1 [0003]
- WO 2015/144156 A1 [0004]
