DE102016207577A1

DE102016207577A1 - Housing arrangement for an electrical machine

Info

Publication number: DE102016207577A1
Application number: DE102016207577.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Braun; Matthias Rauchschwalbe; Angela Ries; Matthias Tasche
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-11-09

Abstract

Gehäuseanordnung für eine elektrische Maschine, mit: – einem Gehäuse (110), das einen Statoraufnahmebereich (120) aufweist, – einem im Statoraufnahmebereich (120) des Gehäuses (110) angeordneten Statorblechpaket, das den Stator (140) der elektrischen Maschine bildet, wobei der Stator (140) an seinem Außenumfang eine aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung (180) aufweist, die direkt auf das Statorblechpaket aufgebracht ist; und – einem den Stator (140) umgebenden Kühlmantel (130) zur Flüssigkühlung des Stators (140).A housing assembly for an electric machine comprising: - a housing (110) having a stator receiving area (120), - a stator lamination stack arranged in the stator receiving area (120) of the housing (110) forming the stator (140) of the electrical machine, the stator (140) has on its outer circumference an envelope (180) formed of fiber-reinforced plastic material, which is applied directly to the laminated stator core; and - a cooling jacket (130) surrounding the stator (140) for liquid cooling of the stator (140).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung für eine elektrische Maschine, mit einem Gehäuse, das einen Statoraufnahmebereich aufweist, einem im Statoraufnahmebereich des Gehäuses angeordneten Statorblechpaket, das den Stator der elektrischen Maschine bildet, und einem den Stator umgebenden Kühlmantel zur Flüssigkühlung des Stators. The invention relates to a housing assembly for an electrical machine, comprising a housing having a Statoraufnahmebereich, one arranged in the Statoraufnahmebereich of the housing stator lamination, which forms the stator of the electric machine, and a surrounding the stator cooling jacket for liquid cooling of the stator.

Unter einer elektrischen Maschine wird ein elektromechanischer Wandler verstanden, der elektrische Energie in mechanische Energie und/oder mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Insbesondere handelt es sich um einen Elektromotor (E-Motor) und/oder Generator mit einem feststehenden Stator bzw. Ständer und einem drehbar im Stator gelagerten Rotor bzw. Läufer (Innenläufer). An electric machine is understood to mean an electromechanical converter which converts electrical energy into mechanical energy and / or mechanical energy into electrical energy. In particular, it is an electric motor (electric motor) and / or generator with a fixed stator or stator and a rotatably mounted in the stator rotor or rotor (inner rotor).

In Kraftfahrzeugen werden solche elektrischen Maschinen bspw. als Fahr- bzw. Antriebsmotor und/oder Generator (Lichtmaschine) verwendet. Die elektrische Maschine kann statorseitig in einem Gehäuse oder dergleichen angeordnet werden. Aufgrund hoher Leistungen und begrenzten Bauraums treten mitunter hohe Leistungsdichten auf, so dass eine aktive Kühlung der elektrischen Maschine erforderlich ist. Die Kühlung erfolgt zumeist mithilfe eines den Stator umgebenden Kühlmantels zur Flüssigkühlung (Wasserkühlung). Ein solcher Kühlmantel besteht für gewöhnlich aus einem geschlossenen, zumindest näherungsweise ring- bzw. hohlzylindrischen Hohlraum, der durch eine radial äußere Kühlmantelfläche, eine radial innere Kühlmantelfläche und seitliche bzw. axiale Kühlmantelflächen begrenzt ist. Der Hohlraum weist zudem einen Ein- und Auslass für die Kühlflüssigkeit auf und kann außerdem in einzelne Abschnitte unterteilt sein. Aufgrund beengter Platzverhältnisse beträgt der zur Verfügung stehende radiale Bauraum häufig nur wenige Millimeter (bspw. 10 mm bis 20 mm), was den Aufbau aufwändig und/oder die Herstellung teuer macht. In motor vehicles, such electrical machines are used, for example, as a drive or drive motor and / or generator (alternator). The electric machine can be arranged on the stator side in a housing or the like. Due to high power and limited space sometimes high power densities occur, so that an active cooling of the electric machine is required. The cooling is usually done with the help of a surrounding the stator cooling jacket for liquid cooling (water cooling). Such a cooling jacket usually consists of a closed, at least approximately annular or hollow cylindrical cavity, which is delimited by a radially outer cooling jacket surface, a radially inner cooling jacket surface and lateral or axial cooling jacket surfaces. The cavity also has an inlet and outlet for the cooling liquid and can also be divided into individual sections. Due to confined spaces, the available radial space is often only a few millimeters (for example. 10 mm to 20 mm), which makes the structure consuming and / or expensive to manufacture.

Eine Gehäuseanordnung betreffender Art ist aus der Patentschrift DE 10 2012 023 050 A1 derselben Anmelderin bekannt. Zum Stand der Technik wird außerdem auf die aus der DE 10 2009 031 727 A1 vorbekannte Gehäuseanordnung hingewiesen. A housing arrangement of the kind in question is known from the patent DE 10 2012 023 050 A1 the same applicant. The prior art is also on the from the DE 10 2009 031 727 A1 previously known housing arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Gehäuseanordnung betreffender Art anzugeben, die zudem einfach und kostengünstig herstellbar ist. The invention has for its object to provide an improved housing assembly of the type concerned, which is also easy and inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Gehäuseanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. This object is achieved by a housing arrangement according to the invention with the features of claim 1. Preferred developments and refinements of the invention emerge from the dependent claims, the following description and the figures.

Die erfindungsgemäße Gehäuseanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der Stator an seinem Außenumfang, d. h. an seiner radialen Außenumfangsfläche, eine aus faserverstärktem Kunststoffmaterial (FVK) gebildete Umhüllung bzw. Ummantelung aufweist, die direkt auf das Statorblechpaket aufgebracht ist. The housing arrangement according to the invention is characterized in that the stator at its outer periphery, d. H. has at its radial outer peripheral surface, a cladding formed from fiber-reinforced plastic material (FRP), which is applied directly to the stator lamination stack.

Das faserverstärkte Kunststoffmaterial besteht bspw. aus Kohlenstoff- und/oder Glasfasern, insbesondere in Form von Rovings (Faserstränge bzw. -bündel aus einer Vielzahl von Filamenten), die in einer duroplastischen bzw. duromeren oder thermoplastischen Kunststoffmatrix eingebettet sind. Bevorzugt weist die Umhüllung (in radialer Richtung) eine (radiale) Dicke von unter einem Millimeter bis hin zu wenigen Millimetern auf, bspw. 0,5 mm bis 5,0 mm, bevorzugt 1,0 mm bis 3,5 mm, insbesondere 1,5 mm bis 3,0 mm. The fiber-reinforced plastic material consists for example of carbon and / or glass fibers, in particular in the form of rovings (fiber strands or bundles of a plurality of filaments), which are embedded in a thermoset or duromer or thermoplastic plastic matrix. Preferably, the sheath (in the radial direction) has a (radial) thickness of less than one millimeter up to a few millimeters, for example 0.5 mm to 5.0 mm, preferably 1.0 mm to 3.5 mm, in particular 1 , 5 mm to 3.0 mm.

Durch die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung wird auf kleinstem Bauraum eine hervorragende Stabilisierung der Statorbleche erreicht. Das bislang übliche Verschweißen oder Verlöten der Statorbleche kann reduziert werden oder sogar ganz entfallen. Idealerweise haben die einzelnen Statorbleche des Statorblechpakets untereinander keine stoffschlüssige Verbindung, sondern werden im Wesentlichen durch die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung bzw. Einfassung zusammengehalten. Auch auf die Verwendung von Stabilisierungsstäben oder dergleichen kann gegebenenfalls verzichtet werden, so dass die dafür erforderlichen Nuten im Stator entfallen können und die Herstellung der einzelnen Statorbleche vereinfacht wird. Durch die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung können zudem Vibrationen sehr gut gedämpft werden. By the envelope formed of fiber-reinforced plastic material excellent stabilization of the stator plates is achieved in the smallest space. The usual welding or soldering the stator plates can be reduced or even eliminated altogether. Ideally, the individual stator laminations of the laminated stator core do not have a material connection with one another, but are essentially held together by the enclosure or enclosure formed from fiber-reinforced plastic material. Optionally, the use of stabilizing rods or the like can also be dispensed with, so that the grooves required for this purpose in the stator can be omitted and the production of the individual stator laminations is simplified. In addition, by the envelope formed of fiber-reinforced plastic material vibrations can be very well damped.

Bei dem Kühlmantel handelt es sich bevorzugt um einen ringzylindrischen bzw. hohlzylindrischen Hohlraum, der insbesondere in Umfangsrichtung von der Kühlflüssigkeit durchströmt wird. D. h., der Stator wird zwecks Kühlung von der Kühlflüssigkeit umströmt. The cooling jacket is preferably a ring-cylindrical or hollow-cylindrical cavity through which the cooling liquid flows, in particular in the circumferential direction. D. h., The stator is flowed around for the purpose of cooling of the cooling liquid.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung des Stators zugleich die radial innere Kühlmantelfläche des Kühlmantels bildet. Der Kühlmantel bzw. der mit Kühlflüssigkeit durchströmbare Hohlraum wird also nach innen bzw. statorseitig durch den Stator selbst begrenzt. D. h., die mit faserverstärktem Kunststoffmaterial umhüllte Außenumfangsfläche des Stators wird als innere Kühlmantelfläche genutzt, wobei durch die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung zugleich auch die statorseitige Abdichtung bewerkstelligt wird. Der Stator ist somit quasi Bestandteil des Kühlmantels, so dass ein separater Statorträger bzw. Innenzylinder nicht mehr erforderlich ist. Auch ein separater und teuerer Dichtzylinder oder dergleichen ist nicht erforderlich. Die erfindungsgemäße Gehäuseanordnung kann dadurch mit wenigen Bauteilen bzw. Komponenten realisiert werden. Außerdem kann eine Bauraumersparnis und/oder engere Anordnung der Komponenten erreicht werden. Ferner wird auch eine einfache Montage der Komponenten ermöglicht. It is preferably provided that the envelope of the stator formed from fiber-reinforced plastic material at the same time forms the radially inner cooling jacket surface of the cooling jacket. The cooling jacket or the cavity through which coolant can flow is therefore delimited inward or stator by the stator itself. D. h., The coated with fiber-reinforced plastic material outer peripheral surface of the stator is used as the inner cooling jacket surface, wherein at the same time by the envelope formed of fiber-reinforced plastic material and the stator side Sealing is accomplished. The stator is thus virtually part of the cooling jacket, so that a separate stator or inner cylinder is no longer required. A separate and expensive sealing cylinder or the like is not required. The housing arrangement according to the invention can be realized with few components or components. In addition, a space savings and / or closer arrangement of the components can be achieved. Furthermore, a simple assembly of the components is made possible.

Die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung ist bevorzugt aufgewickelt bzw. mittels Wickeltechnik erzeugt. Die Wickeltechnologie ist prädestiniert für die Umhüllung eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Statorblechpakets. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Wickelverfahren bzw. -prozesse bekannt, mit denen wenigstens ein Roving oder auch Faserband (Tape) auf das Statorblechpaket aufgewickelt werden kann, was insbesondere automatisch mittels Wickelmaschine erfolgt. Bei duroplastischer Matrix kann das von einer Spule abgewickelte endlose Roving oder Faserband bspw. durch ein Harzbad gezogen und nach einem bestimmten Muster, insbesondere mehrere Lagen bildend, auf das Statorblechpaket aufgewickelt werden (Nasswickelverfahren). Das Roving oder Faserband kann bspw. auch mit einem Harzmaterial vorimprägniert sein und trocken auf das Statorblechpaket aufgewickelt werden (Trockenwickelverfahren). Eine starke Kompaktierung der Wicklung kann bspw. durch eine hohe Zugspannung und/oder mittels Andruckrollen erzielt werden. Die Konsolidierung und Aushärtung des aufgewickelten Faserkunststoffverbunds kann in an und für sich bekannter Weise kalt oder warm erfolgen (eine Erwärmung ist bspw. durch externe Wärmequellen wie z. B. Heißgas, Infrarot, Laser oder dergleichen möglich). Aus dem Stand der Technik sind auch sogenannte Thermoplast-Wickelverfahren bekannt, die ebenso zur Herstellung bzw. Erzeugung einer erfindungsgemäßen Umhüllung angewendet werden können. Im Weiteren wird auf entsprechende Fachliteratur verwiesen. The envelope formed of fiber-reinforced plastic material is preferably wound or produced by means of winding technology. The winding technology is predestined for the wrapping of a substantially rotationally symmetrical laminated stator core. Different winding processes or processes are known from the prior art, with which at least one roving or sliver (tape) can be wound onto the stator lamination stack, which takes place in particular automatically by means of a winding machine. In the case of a thermoset matrix, the endless roving or sliver unwound from a bobbin can, for example, be drawn through a resin bath and wound onto the laminated stator core according to a specific pattern, in particular forming several layers (wet winding process). The roving or sliver may, for example, also be pre-impregnated with a resin material and be wound up dry on the laminated stator core (dry-winding method). A strong compaction of the winding can be achieved, for example, by a high tensile stress and / or by means of pressure rollers. The consolidation and curing of the wound-up fiber-plastic composite can be carried out in a manner known per se, cold or warm (heating is possible, for example, by external heat sources such as, for example, hot gas, infrared, laser or the like). Also known from the prior art are so-called thermoplastic winding processes, which can likewise be used to produce or produce an enclosure according to the invention. In the following reference is made to corresponding technical literature.

Alternativ kann die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung bspw. auch aus wenigstens einem harzgetränkten Faserzuschnitt, der auf das Statorblechpaket aufgelegt bzw. um das Statorblechpaket herum gelegt wurde, erzeugt sein. Die Umhüllung könnte ebenso auch aus einem Organoblech (mit thermoplastischer Matrix), das in einem Warmformprozess um das Statorblechpaket herum gelegt und an den Stoßstellen bspw. mittels Schweiß- oder Klebnaht gefügt wurde, erzeugt sein. Alternatively, the envelope formed from fiber-reinforced plastic material can, for example, also be produced from at least one resin-impregnated fiber blank which has been laid onto the stator lamination stack or has been placed around the stator lamination stack. The sheath could also be made of an organic sheet (with a thermoplastic matrix), which was placed around the stator lamination stack in a thermoforming process and joined at the abutment points, for example, by means of welding or adhesive seams.

Die Drehmomentabstützung des Stators gegenüber dem Gehäuse kann mithilfe eines den Kühlmantel axial verschließenden Deckels und/oder Bodens erfolgen, deren Innenseiten bzw. Innenflächen zugleich die seitlichen bzw. axialen Kühlmantelflächen bilden. Der Deckel und/oder Boden kann bspw. aus Metall oder Kunststoff, auch faserverstärktem Kunststoff, gebildet sein. Der Deckel und/oder Boden kann mit der aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildeten Umhüllung des Stators verklebt, verschweißt und/oder verschraubt sein. Durch eine Verschweißung oder Verklebung kann zugleich auch eine statorseitige Abdichtung zwischen Umhüllung und Deckel bzw. Boden erreicht werden. Die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung kann an ihren stirnseitigen Verbindungsflächen zum Deckel bzw. Boden eingebettete Inserts (bspw. Gewindebuchsen) aufweisen, die als Verschraubungspunkte dienen. Auch der Deckel und/oder Boden kann solche Inserts aufweisen. Fernern können die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung und der Deckel bzw. Boden mit korrespondierenden Formschlusselementen, die bspw. eine Rastierung ermöglichen, ausgebildet sein. Die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung kann ferner wenigstens eine angeformte, bspw. im Wickelprozess abgelegte Dichtungskontur für die statorseitige Abdichtung zwischen der Umhüllung und dem Deckel und/oder Boden aufweisen. Im Übrigen kann die gehäuseseitige Abdichtung bspw. mittels Dichtring oder dergleichen bewerkstelligt werden. The torque support of the stator relative to the housing can take place with the aid of a cover and / or bottom which axially closes the cooling jacket and whose inner sides or inner surfaces at the same time form the lateral or axial cooling jacket surfaces. The cover and / or bottom can be formed, for example, from metal or plastic, also fiber-reinforced plastic. The cover and / or bottom can be glued, welded and / or screwed to the envelope of the stator formed from fiber-reinforced plastic material. By a welding or bonding can be achieved at the same time a stator-side seal between the casing and lid or floor. The envelope formed from fiber-reinforced plastic material may have inserts (for example threaded bushes) embedded at its front-side connecting surfaces to the lid or base, which serve as screwing points. Also, the lid and / or bottom may have such inserts. In addition, the envelope formed from fiber-reinforced plastic material and the cover or bottom can be formed with corresponding form-fitting elements which, for example, enable detenting. The envelope formed of fiber-reinforced plastic material may further comprise at least one molded, for example. In the winding process deposited sealing contour for the stator-side seal between the sheath and the lid and / or bottom. Incidentally, the housing-side seal can be accomplished, for example, by means of a sealing ring or the like.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Deckel und/oder Boden einstückig mit der Umhüllung ausgebildet ist. D. h., der Deckel und/oder der Boden ist ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet und wird beim Erzeugen der Umhüllung, bspw. durch Wickeln, mit erzeugt. Im Deckel und/oder Boden können Inserts, bspw. für die Verschraubung mit dem Gehäuse, eingebettet sein. Alternatively it can be provided that the lid and / or bottom is formed integrally with the enclosure. D. h., The lid and / or the bottom is also formed of a fiber-reinforced plastic material and is generated in the production of the envelope, for example by winding with. Inserts, for example, for screwing to the housing, may be embedded in the lid and / or bottom.

Bevorzugt ist eine als Kunststoffeinleger ausgebildete Kühlstruktur im Kühlmantel angeordnet, damit die Kühlflüssigkeit in einer definierten Weise durch den Kühlmantel strömen kann. Bei dem Kunststoffeinleger handelt es sich bspw. um ein Spritzgussteil. Bei der erfindungsgemäßen Gehäuseanordnung wird der Kühlmantel erst bei der Montage der Komponenten gebildet und verschlossen, sodass der Kunststoffeinleger problemlos positioniert werden kann. Gegenüber anderen Varianten, bspw. der Gussintegration durch Verwendung eines entsprechend filigran geformten Gusskerns, ergeben sich erhebliche Vorteile. Preferably designed as a plastic insert cooling structure is arranged in the cooling jacket, so that the cooling liquid can flow in a defined manner through the cooling jacket. The plastic insert is, for example, an injection-molded part. In the housing arrangement according to the invention, the cooling jacket is formed and sealed only during assembly of the components, so that the plastic insert can be easily positioned. Compared with other variants, for example, the integration of the casting by using a correspondingly filigree cast core, there are considerable advantages.

Bei dem Gehäuse kann es sich um ein beliebiges E-Motor-/Generator-Gehäuse mit integrierter Statorkühlung handeln, insbesondere zur Verwendung im Fahrzeugbereich. Die Erfindung eignet sich gleichermaßen für Kraftfahrzeuge mit einem rein elektrischen Antrieb als auch für Fahrzeuge mit einem Hybridantrieb. Bei dem Gehäuse kann es sich daher auch um ein sogenanntes Hybridgetriebegehäuse oder Hybridgetriebegehäuseteil für ein Kraftfahrzeug handeln. Dieses Hybridgetriebegehäuse weist bspw. einen Statoraufnahmebereich für die Anordnung eines als Fahr- bzw. Antriebsmotor dienenden Elektromotors (gegebenenfalls auch mit Generatorfunktion) und/oder Generators auf, wobei der Elektromotor und/oder Generator bzw. dessen Stator durch den umgebenden Kühlmantel aktiv kühlbar ist. Bevorzugt ist das Gehäuse ein Gussteil, insbesondere ein Aluminium- oder Magnesiumdruckgussteil. The housing may be any E-motor / generator housing with integrated stator cooling, in particular for use in the vehicle sector. The invention is equally suitable for motor vehicles with a purely electric drive as well as for Vehicles with a hybrid drive. The housing may therefore also be a so-called hybrid transmission housing or hybrid transmission housing part for a motor vehicle. This hybrid transmission housing has, for example, a Statoraufnahmebereich for the arrangement of serving as a driving or drive motor electric motor (possibly also with generator function) and / or generator, wherein the electric motor and / or generator or its stator is actively cooled by the surrounding cooling jacket. Preferably, the housing is a casting, in particular an aluminum or magnesium die-cast part.

Die Erfindung wird nachfolgend in nicht einschränkender Weise anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch losgelöst von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung weiterbilden. The invention will be explained in more detail below in a non-restrictive manner with reference to FIGS. The features shown in the figures and / or explained below may be, even detached from concrete feature combinations, general features of the invention and further develop the invention.

1 zeigt in einer Seitenansicht ein Hybridgetriebegehäuseteil. 1 shows a side view of a hybrid transmission housing part.

2 zeigt schematisch einen Schnitt durch den Kühlmantel entsprechend dem in 1 angedeuteten Schnittverlauf (A-A). 2 schematically shows a section through the cooling jacket according to the in 1 indicated cutting course (AA).

3 zeigt entsprechend der Darstellung in 2 ein anderes Abdichtungskonzept. 3 shows as shown in 2 another sealing concept.

1 zeigt ein Hybridgetriebegehäuseteil 110 eines Hybridgetriebes 100 für ein Kraftfahrzeug (PKW) mit Hybridantrieb. Bei dem Gehäuseteil 110 handelt es sich um ein Leichtmetall- und insbesondere Aluminium-Druckgussbauteil. Mit 120 ist ein als topfartige Kavität (Leerraum) ausgebildeter Statoraufnahmebereich für einen im Hybridgetriebe 100 anzuordnenden Elektromotor (Fahrmotor) und/oder Generator bezeichnet. Während des Betriebs muss der Elektromotor und/oder Generator aktiv gekühlt werden, um die entstehende Wärme sicher abzuführen. Hierzu ist ein den Statoraufnahmebereich bzw. -abschnitt 120 umgebender Kühlkanal bzw. Kühlmantel 130 vorgesehen, der von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden kann. D. h., der im Statoraufnahmebereich 120 aufgenommene Stator des Elektromotors bzw. Generators wird durch die Umströmung mit Kühlflüssigkeit aktiv gekühlt. Der mit strichlinierten Kreislinien dargestellte ringzylindrische Kühlmantel 130 weist bspw. einen Innendurchmesser von 250 mm bis 300 mm auf. Im Inneren des integrierten Kühlmantels 130 kann eine als Einlegeteil ausgebildete Kühlstruktur angeordnet sein (nicht gezeigt). 1 shows a hybrid transmission housing part 110 a hybrid transmission 100 for a motor vehicle (car) with hybrid drive. In the case part 110 it is a light metal and especially aluminum die-cast component. With 120 is a designed as a pot-like cavity (empty space) Statoraufnahmebereich for one in the hybrid transmission 100 to be arranged electric motor (traction motor) and / or generator called. During operation, the electric motor and / or generator must be actively cooled in order to safely dissipate the resulting heat. For this purpose, a Statoraufnahmebereich or section 120 surrounding cooling channel or cooling jacket 130 provided, which can be flowed through by a cooling liquid. That is, in the stator receiving area 120 absorbed stator of the electric motor or generator is actively cooled by the flow around with cooling liquid. The illustrated with dashed circular lines annular cylindrical cooling jacket 130 has, for example, an inner diameter of 250 mm to 300 mm. Inside the integrated cooling jacket 130 may be arranged as an insert formed cooling structure (not shown).

In 1 ist der Kühlmantel 130 mittels Strichlinien nur schematisch angedeutet. Dessen Lage und Aufbau ergibt sich näher aus der 2. 2 zeigt einen Schnitt durch den Kühlmantel 130 gemäß dem in 1 angedeuteten Schnittverlauf A-A mit eingesetztem bzw. montiertem Stator 140. Der Stator 140 ist aus einer Vielzahl einzelner Statorbleche 141 gebildet, die zu einem sogenannten Statorblechpaket gestapelt bzw. zusammengefasst sind. In 1 is the cooling jacket 130 indicated by dashed lines only schematically. Its location and structure is closer from the 2 , 2 shows a section through the cooling jacket 130 according to the in 1 indicated section AA with inserted or mounted stator 140 , The stator 140 is from a variety of individual stator laminations 141 formed, which are stacked or summarized to form a so-called stator lamination.

In radialer Richtung r ist der Kühlmantel 130 nach außen durch den Statoraufnahmebereich 120 des Gehäuses 110 oder ein zusätzliches Deckblech begrenzt. Nach radial innen ist der Kühlmantel 130 durch den Stator bzw. das Statorblechpaket 140 begrenzt, wobei der Stator 140 an seinem Außenumfang eine aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung 180 aufweist, die bspw. durch geeignete Umwicklung mit Faserkunststoffverbundmaterial direkt auf das Statorblechpaket aufgebracht ist. Durch die aus faserverstärktem Kunststoff gebildete Umhüllung 180 wird das Statorblechpaket 140 stabilisiert, ferner wird der Kühlmantel 130 nach innen abgedichtet. Die aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildete Umhüllung 180 des Stators 140 bildet also zugleich die radial innere Kühlmantelfläche des Kühlmantels 130. In the radial direction r is the cooling jacket 130 out through the stator receiving area 120 of the housing 110 or an additional cover plate limited. The cooling jacket is radially inward 130 through the stator or stator laminated core 140 limited, the stator 140 on its outer periphery an envelope formed of fiber-reinforced plastic material 180 has, for example, is applied directly to the stator lamination stack by suitable wrapping with fiber-reinforced plastic composite material. Through the envelope formed from fiber-reinforced plastic 180 becomes the stator core 140 stabilized, further, the cooling jacket 130 sealed inwards. The envelope formed of fiber reinforced plastic material 180 of the stator 140 So at the same time forms the radially inner cooling jacket surface of the cooling jacket 130 ,

In axialer Richtung l ist der Kühlmantel 130 durch den Boden 150 und den Deckel 160 begrenzt. Der Boden 150 und/oder der Deckel 160 ist/sind aus einem Metallmaterial, insbesondere Stahl, gebildet, können prinzipiell aber auch aus einem Kunststoff oder Kunststoffverbundmaterial gebildet sein. Der Deckel 160 ist mit dem Gehäuse bzw. Gehäuseteil 110 verschraubt (siehe Schraube 165) oder auf andere geeignete Weise am Gehäuse 110 befestigt, wobei hierüber zugleich auch die Drehmomentabstützung des Stators 140 gegenüber dem Gehäuse 110 erfolgt. In the axial direction l is the cooling jacket 130 through the ground 150 and the lid 160 limited. The floor 150 and / or the lid 160 is / are formed from a metal material, in particular steel, but may in principle also be formed from a plastic or plastic composite material. The lid 160 is with the housing or housing part 110 screwed (see screw 165 ) or other suitable way on the housing 110 fastened, whereby at the same time also the torque support of the stator 140 opposite the housing 110 he follows.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der kreisringförmige Boden 150 und der kreisringförmige Deckel 160 mit der aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildeten Umhüllung 180 verklebt. Die Klebenähte 151 und 161 dienen zugleich auch der Abdichtung zwischen der Umhüllung 180 und dem Boden 150 bzw. Deckel 160 (separate Dichtungen, wie bspw. O-Dichtringe oder Dichtschnüre, die bei der Montage beschädigt werden können, sind nicht erforderlich). Die Umhüllung 180 weist ferner angeformte Dichtungskonturen (Endkonturdichtungen) 181 und 182 auf. Alternativ oder ergänzend zu einer Verklebung kann der Boden 150 und/oder der Deckel 160 auch mit der Umhüllung 180 verschraubt sein, wozu die Umhüllung 180 bspw. in die Dichtungskonturen 181 und 182 eingebettete Inserts, die als Verschraubungspunkte dienen, aufweisen kann. In the embodiment shown, the annular bottom 150 and the annular lid 160 with the envelope formed of fiber reinforced plastic material 180 bonded. The adhesive seams 151 and 161 serve at the same time also the seal between the envelope 180 and the floor 150 or lid 160 (separate seals, such as O-rings or sealing cords, which may be damaged during assembly, are not required). The serving 180 also has molded sealing contours (end contour seals) 181 and 182 on. Alternatively or in addition to a gluing, the floor can 150 and / or the lid 160 also with the serving 180 be screwed, including the cladding 180 For example, in the sealing contours 181 and 182 embedded inserts that serve as Verschrappungspunkte, may have.

Optional kann vorgesehen sein, dass der Boden 150 und/oder der Deckel 160 mit dem Stator bzw. Statorblechpaket 140 verklebt, verlötet oder verschweißt ist. Die Fügeverbindung kann umlaufend oder aber auch nur punktuell ausgeführt sein. Optionally, it can be provided that the ground 150 and / or the lid 160 with the stator or laminated stator core 140 glued, soldered or welded. The joint connection can be performed circumferentially or only selectively.

Die gehäuseseitige Abdichtung des Bodens 150 und des Deckels 160 erfolgt mithilfe von elastischen Dichtungen (O-Dichtringe) 171 und 173, die in umlaufenden Nuten 172 und 174 angeordnet sind. The housing-side sealing of the floor 150 and the lid 160 carried out by means of elastic seals (O-rings) 171 and 173 in circumferential grooves 172 and 174 are arranged.

Anstatt der in 2 gezeigten mehrstückigen Ausbildung kann auch eine einstückige Ausbildung des Deckels 160 und/oder des Bodens 150 zusammen mit der Umhüllung 180 vorgesehen sein, wie oben erläutert. Instead of in 2 shown multi-piece training can also be a one-piece design of the lid 160 and / or the soil 150 together with the serving 180 be provided as explained above.

3 zeigt ein anderes Abdichtungskonzept für die gehäuseseitige Abdichtung, bei dem die bodenseitige Endkonturdichtung 181 (oder auch die deckelseitige Endkonturdichtung 182) bis an die Innenwandung des Statoraufnahmebereichs 120 herangeführt und dort direkt durch die Dichtung (O-Dichtring) 171 abgedichtet ist. D. h., die Dichtung 171 (bzw. 173) ist direkt auf der Umhüllung 180 bzw. deren angeformten Dichtungskontur 181 (bzw. 182) abgestützt. 3 shows another sealing concept for the housing-side seal, in which the bottom-side end contour seal 181 (or the cover-side final contour seal 182 ) to the inner wall of the Statoraufnahmebereichs 120 introduced and there directly through the seal (O-ring) 171 is sealed. That is, the seal 171 (respectively. 173 ) is directly on the serving 180 or their molded sealing contour 181 (respectively. 182 ) supported.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100 100: Hybridgetriebe hybrid transmission
110 110: Gehäuse casing
120 120: Statoraufnahmebereich Statoraufnahmebereich
130 130: Kühlmantel cooling jacket
140 140: Stator stator
141 141: Statorbleche stator laminations
150 150: Boden ground
151 151: Klebenaht adhesive seam
160 160: Deckel cover
161 161: Klebenaht adhesive seam
165 165: Schraube screw
171 171: Dichtung poetry
172 172: Dichtungsnut seal groove
173 173: Dichtung poetry
174 174: Dichtungsnut seal groove
180 180: Umhüllung wrapping
181 181: Dichtungskontur sealing contour
182 182: Dichtungskontur sealing contour
l l: axiale Richtung axial direction
r r: radiale Richtung radial direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012023050 A1 [0004]
DE 102009031727 A1 [0004]

Claims

Housing arrangement for an electrical machine, comprising: - a housing ( 110 ) with a stator receiving area ( 120 ); - one in the stator receiving area ( 120 ) of the housing ( 110 ) arranged stator lamination stack, the stator ( 140 ) of the electric machine; - one the stator ( 140 ) surrounding cooling jacket ( 130 ) for liquid cooling of the stator ( 140 ); characterized in that the stator ( 140 ) on its outer periphery an envelope formed from fiber-reinforced plastic material ( 180 ), which is applied directly to the stator lamination stack.

Housing arrangement according to claim 1, characterized in that the envelope ( 180 ) has a thickness of 0.5 mm to 5.0 mm.

Housing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope formed from fiber-reinforced plastic material ( 180 ) of the stator ( 140 ) at the same time the radially inner cooling jacket surface of the cooling jacket ( 130 ).

Housing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the envelope formed from fiber-reinforced plastic material ( 180 ) is produced by means of winding technology.

Housing arrangement according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the torque support of the stator ( 140 ) opposite the housing ( 110 ) using a cooling jacket ( 130 ) closing lid ( 160 ) and / or soil ( 150 ), the lid ( 160 ) and / or the soil ( 150 ) with the envelope formed from fiber-reinforced plastic material ( 180 ) of the stator ( 140 ) ( 151 . 161 ) and / or screwed.

Housing arrangement according to claim 5, characterized in that the envelope formed from fiber-reinforced plastic material ( 180 ) has embedded inserts that serve as bolting points.

Housing arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the envelope formed from fiber-reinforced plastic material ( 180 ) at least one molded sealing contour ( 181 . 182 ) for the sealing of the lid ( 160 ) and / or the soil ( 150 ) having.

Housing arrangement according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the torque support of the stator ( 140 ) opposite the housing ( 110 ) using a cooling jacket ( 130 ) closing lid ( 160 ) and / or soil ( 150 ), which is integral with the envelope ( 180 ) is / are formed.

Housing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the cooling jacket ( 130 ) arranged as a plastic insert cooling structure is arranged.

Housing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 110 ) is a casting.