DE102017214427A1

DE102017214427A1 - Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators

Info

Publication number: DE102017214427A1
Application number: DE102017214427.0A
Authority: DE
Inventors: Marek Lewandowski; Markus Hövermann
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-08-19
Also published as: US20200185986A1; WO2019034634A1; CN111095734A; DE102017214427B4; CN111095734B; US11646613B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (10) für eine elektrische Maschine, mit wenigstens einem Statorblechpaket (12), und mit wenigstens einer in axialer Richtung (16) des Stators (10) auf das Statorblechpaket (12) folgenden Endkappe (20), wobei wenigstens ein separat von der Endkappe (20) und separat von dem Statorblechpaket (12) ausgebildetes und wenigstens einen von einem Kühlmedium zum Kühlen des Stators (10) durchströmbaren ersten Kühlkanal (28) aufweisendes Leitungselement (26) vorgesehen ist, welches einen in dem Statorblechpaket (12) verlaufenden ersten Längenbereich (30) und einen zweiten Längenbereich (32) aufweist, welcher in der Endkappe (20) verläuft, die wenigstens einen von dem Kühlmedium durchströmbaren und fluidisch mit dem ersten Kühlkanal (28) verbundenen zweiten Kühlkanal (34) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 11.
Statoren für elektrische Maschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, sowie Verfahren zum Herstellen von solchen Statoren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Der Stator weist dabei wenigstens ein Statorblechpaket und wenigstens eine Endkappe auf, welche in axialer Richtung des Stators auf das Statorblechpaket folgt. Insbesondere schließt beispielsweise die Endkappe in axialer Richtung des Stators unmittelbar an das Statorblechpaket an.
Im Rahmen eines Verfahrens zum Herstellen eines solchen Stators werden beispielsweise das Statorblechpaket und die Endkappe bereitgestellt. Ferner wird beispielsweise die Endkappe derart angeordnet, dass die Endkappe in axialer Richtung des Stators auf das Statorblechpaket folgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stator und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, sodass eine besonders vorteilhafte Kühlung des Stators auf besonders einfache Weise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs wie beispielsweise eines Kraftwagens. Der Stator weist wenigstens ein Statorblechpaket und wenigstens eine Endkappe auf, welche sich in axialer Richtung des Stators an das Statorblechpaket anschließt beziehungsweise auf das Statorblechpaket folgt. Insbesondere schließt sich beispielsweise die Endkappe in axialer Richtung des Stators direkt beziehungsweise unmittelbar an das Statorblechpaket an, sodass beispielsweise die Endkappe das Statorblechpaket, insbesondere eine axiale Stirnseite des Statorblechpakets, insbesondere direkt, berührt beziehungsweise kontaktiert. Die Endkappe wird üblicherweise auch als Endplatte oder Endscheibe bezeichnet, wobei die Endkappe als Lagerschild zum Lagern des Rotors dienen kann. Üblicherweise folgen in axialer Richtung des Stators auf das Statorblechpaket beidseitig jeweilige Endkappen beziehungsweise Endplatten, sodass beispielsweise das Statorblechpaket in axialer Richtung zwischen den Endkappen beziehungsweise Endplatten angeordnet ist. Insbesondere ist beispielsweise das Statorblechpaket zwischen den Endkappen verspannt beziehungsweise mittels der Endkappen in axialer Richtung verpresst.
Um nun eine besonders vorteilhafte und insbesondere effiziente und effektive Kühlung des Stators auf besonders einfache Weise realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Stator wenigstens ein separat von der Endkappe und separat von dem Statorblechpaket ausgebildetes Leitungselement aufweist, welches wenigstens einen von einem Kühlmedium zum Kühlen des Stators durchströmbaren ersten Kühlkanal aufweist. Bei dem Kühlmedium handelt es sich um ein Kühlfluid, insbesondere um eine Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser-Glykol Gemisch, sodass beispielsweise der Stator infolge eines Wärmeübergangs von dem Stator an das Kühlmedium gekühlt werden kann. Das Statorblechpaket, die Endkappe und das Leitungselement sind dabei voneinander separat ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten.
Das Leitungselement weist ferner einen ersten Längenbereich auf, welcher in dem Statorpaket beziehungsweise innerhalb des Statorpakets verläuft, wobei beispielsweise der erste Kühlkanal zumindest in dem ersten Längenbereich vorgesehen ist oder verläuft. Des Weiteren weist das Leitungselement einen zweiten Längenbereich auf, welcher sich beispielsweise, insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Leitungselements, an den ersten Längenbereich anschließt. Beispielsweise fällt die Längserstreckungsrichtung des Leitungselements mit der axialen Richtung des Stators zusammen. Der zweite Längenbereich verläuft dabei in der Endkappe. Ferner ist es möglich, dass der erste Kühlkanal auch in dem zweiten Längenbereich vorgesehen sein kann.
Des Weiteren weist die Endkappe wenigstens einen von dem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Kühlkanal auf, welcher fluidisch mit dem ersten Kühlkanal verbunden ist. Durch diese fluidische Verbindung der Kühlkanäle kann beispielsweise das zunächst einen der Kühlkanäle durchströmende Kühlmedium aus dem einen Kühlkanal aus- und in den jeweils anderen Kühlkanal einströmen, sodass ein besonders effektiver und effizienter Wärmeabtransport darstellbar ist. Dadurch, dass das Leitungselement und somit der erste Kühlkanal innerhalb des Statorblechpakets verlaufen und somit das Statorblechpaket durchdringen, kann eine effiziente und effektive Kühlung des Stators, insbesondere in dessen Innern, realisiert werden. Darüber hinaus kann der Stator auf besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Weise hergestellt werden.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass elektrische Maschinen, insbesondere zum Antreiben von Kraftfahrzeugen ausgebildete elektrische Maschinen, üblicherweise über eine sogenannte Mantelkühlung gekühlt werden. Bei dieser Mantelkühlung ist das Statorblechpaket samt Wicklung in ein Gehäuse der elektrischen Maschine eingefügt, wobei das Gehäuse interne, den Stator umlaufende Kühlkanäle aufweist, die somit nicht innerhalb des Statorblechpakets verlaufen, sondern das Statorblechpaket außenumfangsseitig umgeben. Untersuchungen haben insbesondere zwei Nachteile der Mantelkühlung aufgedeckt. Ein erster der Nachteile ist, dass die Mantelkühlung eine nur sehr schwer beherrschbare thermische Schnittstelle zwischen dem Statorblechpaket, insbesondere dessen rauer Oberfläche, und den Kühlkanälen aufweist, welche beispielsweise Bestandteil eines Kühlmantels der Mantelkühlung sind. Der zweite Nachteil ist, dass aufgrund dessen, dass das Gehäuse die Kühlkanäle der Mantelkühlung aufweist, bei gegebenem Außendurchmesser der elektrischen Maschine ein nur geringer Außendurchmesser des Stators realisierbar ist, da sich die Kühlkanäle der Mantelkühlung in radialer Richtung nach außen an den Stator anschließen. Ein Vorteil der Mantelkühlung ist jedoch, dass eine Abdichtung der Kühlkanäle der Mantelkühlung unabhängig von dem Statorblechpaket, insbesondere von dessen Aufbau, erfolgen kann.
Ferner kann eine sogenannte Direktkühlung zum Einsatz kommen, bei welcher das auch als Kühlmittel bezeichnete Kühlmedium durch beispielsweise als Bohrungen ausgebildete Kanäle direkt in dem Statorblechpaket geleitet wird. Diese Kanäle werden dabei direkt durch das Statorblechpaket begrenzt, sodass das die Kanäle durchströmende Kühlmedium das Statorblechpaket direkt anströmen und somit kontaktieren kann. Die Direktkühlung bringt gewisse aufwändige Herausforderungen mit sich, da das Statorblechpaket an sich nicht ohne weitere Maßnahmen dicht ist. Ferner kann das Statorblechpaket, insbesondere dessen Einzelbleche, durch den direkten Kontakt mit dem Kühlmedium korrodieren, woraus zusätzliche, hohe Anforderungen an das Kühlmedium, insbesondere an dessen Zusammensetzung, insbesondere im Hinblick auf eine Realisierung eines Korrosionsschutzes mit sich resultieren. Ferner ist es üblicherweise bei einer Direktkühlung erforderlich, dass eine Zuleitung des Kühlmediums gegenüber dem Statorblechpaket befestigt und abgedichtet werden muss. Dies führt zu einem hohen Aufwand. Ein Vorteil der Direktkühlung ist jedoch, dass ein besonders großer Außendurchmesser des Stators, insbesondere des Statorblechpakets, realisiert werden kann, sodass gegenüber der Mantelkühlung eine Erhöhung des sogenannten Luftspaltdurchmessers und somit der Abgabeleistung der elektrischen Maschine realisiert werden kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es nun, die Mantelkühlung beziehungsweise deren Vorteile, mit der Direktkühlung beziehungsweise deren Vorteile zu kombinieren und dabei die jeweiligen Nachteile der Mantelkühlung und der Direktkühlung zu vermeiden. Dadurch, dass der erste Kühlkanal nicht durch das Statorblechpaket direkt, sondern durch das Leitungselement direkt begrenzt wird, und dadurch, dass der zweite Kühlkanal durch die separat von dem Statorblechpaket ausgebildete Endkappe gebildet wird, kann die Direktkühlung beziehungsweise deren Prinzip auf einfache Weise realisiert werden, wobei auf einfache Weise eine hinreichende Abdichtung des Stators realisiert werden kann, um unerwünschte Leckagen des Kühlmediums zu vermeiden. Mit anderen Worten ermöglicht es der erfindungsgemäße Stator, Methoden zur kostengünstigen sowie technisch unaufwändigen Abdichtung der Kühlkanäle zu realisieren, sodass die Kosten des Stators besonders gering gehalten werden können bei gleichzeitiger Realisierung einer besonders effizienten und effektiven Kühlung des Stators.
Insbesondere ist es beispielsweise durch den Einsatz des Leitungselements möglich, einen unerwünschten, direkten Kontrakt des Kühlmediums mit dem beispielsweise an sich offenen Statorblechpaket zu vermeiden, sodass eine durch das Kühlmedium bewirkte Korrosion des Statorblechpakets vermieden werden kann. Das Leitungselement kann dabei kostengünstig aus einem solchen Werkstoff hergestellt werden, der gegenüber einer durch das Kühlmedium etwaig bewirkbaren Korrosion robust beziehungsweise unanfällig ist, sodass auf eine spezielle, kostenaufwändige Zusammensetzung des Kühlmediums verzichtet werden kann. Somit können sowohl die Kosten des Statorblechpakets als auch die Kosten für das Kühlmedium besonders gering gehalten werden. Mit anderen Worten kann als das Kühlmedium ein einfaches Medium, insbesondere ein einfaches Fluid, wie beispielsweise Wasser-Glykol Gemisch verwendet werden, ohne das Kühlmedium aufwändig behandeln beziehungsweise mit Korrosionsschutzmitteln versetzen zu müssen.
Um den Stator und insbesondere dessen effektive Kühlung auf besonders einfache und somit kostengünstige Weise herstellen zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Leitungselement an sich als eigensteifes Rohrelement beziehungsweise Röhrchen ausgebildet ist. Hierdurch kann beispielsweise das Leitungselement im Rahmen der Herstellung des Stators auf einfache Weise gehandhabt und insbesondere in dem Statorblechpaket und in der Endkappe angeordnet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Leitungselement aus wenigstens einem Kunststoff gebildet, sodass auf einfache und kostengünstige Weise eine besonders hohe Korrosionsresistenz des Leitungselements realisiert werden kann. Außerdem kann dadurch das Leitungselement auf einfache und kostengünstige Weise besonders gut gegen das Statorblechpaket und gegen die Endkappe abgedichtet werden, sodass beispielsweise die Kühlkanäle besonders gut mittels des Leitungselements abgedichtet werden können.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Leitungselement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, gebildet ist. Dadurch kann eine besonders hohe Robustheit und Korrosionsbeständigkeit des Leitungselements realisiert werden, wobei gleichzeitig die Kühlkanäle besonders gut und einfach abgedichtet werden können.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Leitungselement mit einem Kunststoff, insbesondere mit einem Thermoplasten, beschichtet. Der Thermoplast ist beispielsweise ein thermoplastischer Kleber. Durch die Beschichtung des Leitungselements kann dieses beispielsweise besonders einfach mit dem Statorblechpaket und mit der Endkappe verbunden werden. Außerdem kann eine besonders hohe Dichtigkeit auf einfache Weise dargestellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Leitungselement zumindest in einem Teilbereich umgeformt und dadurch aufgeweitet. Hierdurch kann beispielsweise das Leitungselement auf besonders einfache Weise gegen das Statorblechpaket und/oder gegen die Endkappe abgedichtet werden, sodass die Kühlkanäle auf einfache Weise abgedichtet werden können. Insbesondere sind zur Abdichtung keine weiteren, zusätzlichen Bauelemente beziehungsweise Dichtungen wie beispielsweise O-Ringe vorgesehen beziehungsweise erforderlich, sodass die Teileanzahl und somit das Gewicht, der Bauraumbedarf und die Kosten des Stators besonders gering gehalten werden können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stators ist, dass dadurch, dass das Leitungselement teilweise in dem Statorblechpaket und teilweise in der Endkappe verläuft, ein besonders großer Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser, des Stators insgesamt geschaffen werden kann. Mittels der Kühlkanäle kann eine Kühlung nach Art einer Direktkühlung des Stators realisiert werden, sodass beispielsweise auf eine Mantelkühlung verzichtet werden kann. In der Folge kann eine durch eine solche Mantelkühlung bewirkbare Beeinträchtigung des Außendurchmessers des Stators vermieden werden, sodass beispielsweise bei gegebenem Außendurchmesser der elektrischen Maschine eine besonders große Leistungsfähigkeit beziehungsweise Leistungsabgabe der elektrischen Maschine dargestellt werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der zweite Längenbereich in dem zweiten Kühlkanal verläuft. Mit anderen Worten greift der zweite Längenbereich in den zweiten Kühlkanal ein, wodurch die Kühlkanäle auf vorteilhafte Weise fluidisch miteinander verbunden werden können. Ferner kann der Stator dadurch einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Endkappe eine zumindest im Wesentlichen ringförmige Ausnehmung aufweist, welche durch einen Wandungsbereich, insbesondere der Endkappe, von dem zweiten Kühlkanal getrennt ist. Der Wandungsbereich ist beispielsweise in radialer Richtung des Stators beziehungsweise der Endkappe zwischen der Ausnehmung und dem zweiten Kühlkanal angeordnet. Dabei verläuft der zweite Längenbereich in der Ausnehmung. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass der zweite Längenbereich beziehungsweise das Leitungselement vollständig außerhalb des zweiten Kühlkanals angeordnet ist. Beispielsweise ist der genannte Wandungsbereich in dem zweiten Längenbereich angeordnet beziehungsweise der Wandungsbereich greift in den zweiten Längenbereich und somit beispielsweise in den ersten Kühlkanal ein, wodurch beispielsweise die Kühlkanäle besonders vorteilhaft abgedichtet werden können.
Um die Kühlkanäle besonders vorteilhat abdichten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Leitungselement in der Ausnehmung mit der Endkappe stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, ist.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zumindest ein Teil des zweiten Längenbereichs mittels des Wandungsbereichs umgeformt und dadurch beispielsweise aufgeweitet ist. Auf diese Weise können die Kühlkanäle auf besonders einfache Weise abgedichtet werden. Das Umformen, insbesondere Aufweiten, des zweiten Längenbereichs erfolgt beispielsweise derart, dass der zweite Längenbereich und somit das Leitungselement, insbesondere in axialer Richtung des Stators, in die Ausnehmung eingesteckt werden, wodurch beispielsweise der Wandungsbereich in axialer Richtung des Stators in den zweiten Längenbereich beziehungsweise in den ersten Kühlkanal eingesteckt wird. Hierbei kommt beispielsweise der Wandungsbereich in Kontakt mit dem Leitungselement, wodurch dieses, beispielsweise zumindest im zweiten Längenbereich, umgeformt und insbesondere aufgeweitet wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stators, insbesondere eines erfindungsgemäßen Stators, für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei welchem wenigstens ein Statorblechpaket bereitgestellt wird. Bei einem zweiten Schritt des Verfahrens wird wenigstens eine Endkappe bereitgestellt. Bei einem dritten Schritt des Verfahrens wird die Endkappe derart angeordnet, dass die Endkappe in axialer Richtung des Stators auf das Statorblechpaket folgt.
Um nun auf besonders einfache Weise eine besonders effiziente und effektive Kühlung des Stators realisieren zu können, umfasst das Verfahren erfindungsgemäß einen vierten Schritt, bei welchem wenigstens ein separat von der Endkappe und separat von dem Statorblechpaket ausgebildetes und wenigstens einen von einem Kühlmedium zum Kühlen des Stators durchströmbaren ersten Kühlkanal aufweisendes Leitungselement bereitgestellt wird. Bei einem fünften Schritt des Verfahrens wird die Endkappe mit wenigstens einem von dem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Kühlkanal versehen. Bei einem sechsten Schritt des Verfahrens wird ein erster Längenbereich des Leitungselements in dem auch als Statorpaket bezeichneten Statorblechpaket angeordnet, und bei einem siebten Schritt des Verfahrens wird ein zweiter Längenbereich des Leitungselements in der Endkappe angeordnet. Bei einem achten des Schritts des Verfahrens wird der erste Kühlkanal fluidisch mit dem zweiten Kühlkanal verbunden. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Insbesondere sei hervorgehoben, dass die Schritte des Verfahrens nicht notwendigerweise in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, sondern auch in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden können.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Endkappe derart relativ zu dem Statorblechpaket angeordnet wird, dass zumindest ein Teil des zweiten Kühlkanals eine in dem einfach auch als Blechpaket bezeichneten Statorblechpaket ausgebildete Öffnung, insbesondere Durchgangsöffnung, überlappt. Daraufhin wird der erste Längenbereich derart in dem Statorblechpaket und der zweite Längenbereich derart in der Endkappe angeordnet, und die Kühlkanäle werden derart fluidisch miteinander verbunden, dass das Leitungselement in axialer Richtung des Stators durch die Öffnung des Statorblechpakets hindurchgesteckt und in die Endkappe, insbesondere in Ausnehmung beziehungsweise in den zweiten Kühlkanal, eingesteckt wird. Hierdurch kann der Stator besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden, wobei gleichzeitig eine effektive und effiziente Kühlung insbesondere nach Art einer Direktkühlung realisiert werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Leitungselement in einem Zustand, in welchem der erste Längenbereich in dem Statorblechpaket und der zweite Längenbereich in der Endkappe angeordnet ist, erwärmt und dadurch in einen erwärmten Zustand überführt. In dem erwärmten Zustand wird das Leitungselement zumindest in einem Teilbereich umgeformt und dadurch beispielsweise aufgeweitet, wodurch zum Abdichten der Kühlkanäle das Leitungselement beispielsweise besonders vorteilhaft gegen das Statorblechpaket und/oder gegen die Endkappe abgedichtet werden kann.
Um das Leitungselement besonders einfach umformen und dabei aufweiten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Leitungselement zumindest in dem Teilbereich mittels eines Gases aufgeweitet wird, welches in die Kanäle beziehungsweise durch diese geleitet wird. Insbesondere wird das Gas, wobei es sich beispielsweise um Luft handeln kann, mit einem solchen hinreichenden Druck in die Kühlkanäle geleitet, dass das Gas, insbesondere durch dessen Druck, das erwärmte Leitungselement umformt und dabei aufweitet. Hierdurch wird beispielsweise das Leitungselement, insbesondere in seiner radialen Richtung nach außen, gegen das Statorblechpaket und/oder gegen die Endkappe gepresst, wodurch das Leitungselement vorteilhaft gegen das Statorblechpaket und gegen die Endkappe abgedichtet wird. In der Folge werden die Kühlkanäle abgedichtet, sodass unerwünschte Leckagen des Kühlmediums vermieden werden kann.
Um das Leitungselement besonders einfach, aufwandsarm und dadurch zeit- und kostengünstig erwärmen zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Leitungselement mittels des Gases erwärmt wird, mittels welchem das Leitungselement umgeformt und dadurch aufgeweitet wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Stators gemäß einer ersten Ausführungsform für eine elektrische Maschine, mit einem Statorblechpaket, mit wenigstens einer Endkappe und mit wenigstens einem separat von der Endkappe und separat von dem Statorblechpaket ausgebildeten Leitungselement; und
2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Stators gemäß einer zweiten Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Längsschnittansicht eine erste Ausführungsform eines Stators 10 für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens. In seinem vollständig hergestellten Zustand umfasst das Kraftfahrzeug einen Antriebsstrang, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Der Antriebsstrang umfasst dabei die genannte elektrische Maschine, mittels welcher beispielsweise wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt antreibbar ist. Das Kraftfahrzeug ist somit beispielsweise als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet und dabei mittels der elektrischen Maschine elektrisch antreibbar.
In ihrem vollständig hergestellten Zustand umfasst die elektrische Maschine den Stator 10 und einen in den Figuren nicht dargestellten Rotor, welcher beispielsweise um eine Drehachse relativ zu dem Stator 10 drehbar ist. Der Stator 10 umfasst ein Statorblechpaket 12, welches im Folgenden auch einfach als Statorpaket oder Blechpaket bezeichnet wird. Das Statorblechpaket 12 weist beispielsweise eine Mehrzahl von Einzelblechen 14 auf, die beispielsweise in axialer Richtung des Stators 10 aufeinanderfolgend angeordnet und somit gestapelt sind. Dabei ist in 1 die axiale Richtung des Stators 10 durch einen Doppelpfeil 16 veranschaulicht, wobei die axiale Richtung des Stators 10 mit der axialen Richtung der elektrischen Maschine zusammenfällt. Dabei fällt die axiale Richtung des Stators 10 mit der genannten Drehachse des Rotors zusammen.
Außerdem umfasst der Stator 10 wenigstens eine Statorwicklung 18, welche einfach auch als Wicklung bezeichnet wird und an dem Statorblechpaket 12 gehalten ist. In axialer Richtung des Stators 10 schließen sich an das Statorblechpaket 12 beidseitig jeweilige, auch als Endelemente oder Endplatten bezeichnete Endkappen an, von denen in 1 eine mit 20 bezeichnete Endkappe erkennbar ist. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur Endkappe 20 können ohne weiteres auch auf die andere Endkappe übertragen werden und umgekehrt. Aus 1 ist erkennbar, dass sich die Endkappe 20 in axialer Richtung des Stators 10 unmittelbar beziehungsweise direkt an das Statorblechpaket 12 anschließt, sodass die Endkappe 20 das Statorblechpaket 12, insbesondere eine der Endkappe 20 in axialer Richtung zugewandte Stirnseite 22 des Statorblechpakets 12, direkt beziehungsweise unmittelbar berührt beziehungsweise kontaktiert. Somit ist das Statorblechpaket 12 in axialer Richtung des Stators 10 zwischen den Endkappen angeordnet, wobei beispielsweise das Statorblechpaket 12, insbesondere die Einzelbleche 14, mittels der Endkappen in axialer Richtung verpresst ist beziehungsweise sind. Die auch als Endkappen bezeichneten Endkappen werden beispielsweise gleichzeitig als Lagerschilder genutzt, um den nicht abgebildeten Rotor zu lagern. Ferner sind beispielsweise die Einzelbleche 14 beziehungsweise das Statorblechpaket 12 zwischen den Endkappen geklemmt.
Das Statorblechpaket 12 weist wenigstens eine Öffnung 24 auf, welche das Statorblechpaket 12 in axialer Richtung vollständig oder zumindest teilweise durchdringt und somit als Durchgangsöffnung (bzw. Sackloch) des Statorblechpakets 12 ausgebildet ist. Die Öffnung 24 ist somit innerhalb des Statorblechpakets 12 angeordnet und dabei in ihrer Umfangsrichtung in wesentlichem Umfang durch das Statorblechpaket 12 begrenzt.
Beispielsweise bei einer Direktkühlung könnte die Öffnung 24 selbst als Kühlkanal fungieren beziehungsweise verwendet werden, welcher von einem Kühlmedium durchströmbar ist und direkt durch das Statorblechpaket 12 begrenzt wird. Unter diesem direkten Begrenzen ist insbesondere zu verstehen, dass das die Öffnung 24 beziehungsweise den Kühlkanal durchströmende und insbesondere als Kühlfluid ausgebildete Kühlmedium das Statorblechpaket 12 beziehungsweise dessen den Kühlkanal direkt begrenzenden Wandungsbereiche direkt anströmt und somit berührt beziehungsweise kontaktiert, woraus jedoch insbesondere dann, wenn das Kühlmedium nicht mit Korrosionsschutzmitteln versetzt ist, eine Korrosion des Statorblechpakets 12 resultieren könnte. Außerdem ist bei einer solchen Direktkühlung eine hinreichende Abdichtung des an sich offenen Stators 10 beziehungsweise des an sich offenen Statorblechpakets 12 sehr aufwändig.
Wie aus 1 erkennbar ist, verläuft die Öffnung 24 zumindest grob axial, das heißt zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des Stators 10, wobei die Öffnung 24 beispielsweise geradlinig verläuft. Insbesondere ist es denkbar, dass jeweilige Enden beziehungsweise Endbereiche der Öffnung 24 zumindest grob axial, das heißt zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufen, ein zwischen den Endbereichen verlaufender mittlerer Bereich der Öffnung 24 kann gegebenenfalls beliebig geformt sein.
Insbesondere weist die Öffnung 24 eine mit der axialen Richtung des Stators 10 zusammenfallende Längserstreckungsrichtung auf. Die Öffnung 24 kann beispielsweise optional eine reguläre Form aufweisen und dabei beispielsweise über die gesamte axiale Länge des Statorblechpakets 12 beziehungsweise der Öffnung 24 einen zumindest im Wesentlichen konstanten Querschnitt beibehalten, welcher beispielsweise von dem Kühlmedium durchströmbar ist. Andere Ausführungen beziehungsweise Formen sind jedoch ohne weiteres denkbar.
Die Öffnung 24 kann beispielsweise derart hergestellt werden, dass die Einzelbleche 14 vor ihrem Stapeln, das heißt vor dem Herstellen des eigentlichen Statorblechpakets 12, mit jeweiligen Durchgangsöffnungen versehen werden, sodass die Durchgangsöffnungen schon in einem rohen Blechschnitt der Einzelbleche 14 vorgesehen sind. Die Einzelbleche 14 werden dann derart, insbesondere in axialer Richtung des Stators 10, aufeinandergestapelt, dass sich die jeweiligen Durchgangsöffnungen der Einzelbleche 14 gegenseitig überlappen und dadurch die Öffnung 24 insgesamt bilden. Alternativ ist es denkbar, dass die Öffnung 24 hergestellt wird, nachdem die Einzelbleche 14 aufeinandergestapelt wurden. Somit bilden beispielsweise die aufeinandergestapelten Einzelbleche 14 zunächst das die Öffnung 24 noch nicht aufweisende Statorblechpaket 12, welches dann beispielsweise zum Herstellen der Öffnung 24 mechanisch bearbeitet, insbesondere gebohrt oder gefräst, wird. Somit wird die Öffnung 24 beispielsweise durch Bohren oder Fräsen des Statorblechpakets 12 hergestellt, nachdem die Einzelbleche 14 aufeinandergestapelt wurden.
Insbesondere kann das Statorblechpaket 12 mehrere, in Umfangsrichtung des Statorblechpakets 12 aufeinanderfolgende und beispielsweise voneinander beabstandete Öffnungen aufweisen, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zu der Öffnung 24 auch auf die etwaig vorgesehenen anderen Öffnungen des Statorblechpakets 12 übertragen werden können und umgekehrt.
Um nun auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine besonders effiziente und effektive Kühlung des Stators 10 realisieren zu können, ist wenigstens ein separat von der Endkappe 20 und separat von dem Statorblechpaket 12 ausgebildetes Leitungselement 26 vorgesehen, welches wenigstens einen von dem genannten Kühlmedium zum Kühlen des Stators 10 durchströmbaren ersten Kühlkanal 28 aufweist.
Aus 1 ist erkennbar, dass das Leitungselement 26 in der Öffnung 24 aufgenommen ist, sodass das den Kühlkanal 28 durchströmende Kühlmedium die Öffnung 24 durchströmt. Dabei ist der Kühlkanal 28 jedoch nicht direkt durch das Statorblechpaket 12, sondern direkt durch das Leitungselement 26 begrenzt. Das den Kühlkanal 28 und somit die Öffnung 24 durchströmende Kühlmedium berührt somit direkt das Leitungselement 26, jedoch nicht das Statorblechpaket 12, sodass eine durch das Kühlmedium bewirkte Korrosion des Statorblechpakets 12 vermieden werden kann.
Das Leitungselement 26 weist einen in dem Statorblechpaket 12 und dabei in der Öffnung 24 verlaufenden ersten Längenbereich 30 sowie einen zweiten Längenbereich 32 auf, welcher sich beispielsweise in Längserstreckungsrichtung des Leitungselements 26, insbesondere direkt beziehungsweise unmittelbar, an den ersten Längenbereich 30 anschließt. Dabei fällt beispielsweise die Längserstreckungsrichtung des Leitungselements 26 mit der Längserstreckungsrichtung der Öffnung 24 zusammen. Somit verläuft beispielsweise das Leitungselement 26 zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des Stators 10.
Ferner ist aus 1 erkennbar, dass die Endkappe 20 wenigstens einen von dem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Kühlkanal 34 aufweist, welcher fluidisch mit dem ersten Kühlkanal 28 verbunden ist. Somit kann beispielsweise das den Kühlkanal 28 durchströmende Kühlmedium aus dem Kühlkanal 28 aus- und in den Kühlkanal 34 einströmen und/oder umgekehrt. Sind beispielsweise auch in den anderen, in 1 nicht erkennbaren Öffnungen des Statorblechpakets 12 jeweilige Leitungselemente angeordnete, so ist es beispielsweise denkbar, dass die jeweiligen ersten Kühlkanäle der jeweiligen Leitungselemente fluidisch mit dem Kühlkanal 34 und/oder über den Kühlkanal 34 fluidisch miteinander verbunden sind. Somit fungiert beispielsweise der Kühlkanal 34 als Verbindungskanal.
Zumindest in einem dritten Längenbereich 36 verläuft der Kühlkanal 34 beispielsweise zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des Stators 10. Außerdem öffnet der Kühlkanal 34 zumindest in dem Längenbereich 36 zu der Öffnung 24 hin, wobei beispielsweise der Kühlkanal 34 in dem Längenbereich 36 und die Öffnung 24 die gleiche Geometrie, insbesondere den gleichen Innenumfang und die gleiche Form, aufweisen. Dadurch geht beispielsweise eine innenumfangsseitige Mantelfläche 38 des Statorblechpakets 12 zumindest im Wesentlichen nahtlos beziehungsweise übergangslos, das heißt ohne Absatz oder Kante, in den Kühlkanal 34 beziehungsweise in den Längenbereich 36, insbesondere in eine innenumfangsseitige Mantelfläche 40 der Endkappe 20, über, wobei beispielsweise die innenumfangsseitige Mantelfläche 38 die Öffnung 24 und die innenumfangsseitige Mantelfläche 40 den Längenbereich 36 begrenzt. Der Längenbereich 36 weist beispielsweise eine in axialer Richtung des Stators 10 verlaufende Länge von einigen Millimetern auf, wobei beispielsweise der Kühlkanal 34 auf diesen Millimetern, das heißt in dem Längenbereich 36 zumindest im Wesentlichen tangential zu der Öffnung 24 im Statorblechpaket 12 verläuft.
Vorzugsweise ist das Leitungselement 26 an sich als eigensteifes Rohrelement beziehungsweise Röhrchen ausgebildet, welches einfach gehandhabt und in dem Statorblechpaket 12 und in der Endkappe 20 angeordnet werden kann.
Im Rahmen einer Herstellung des Stators 10 wird beispielsweise die Endkappe 20 relativ zu dem Statorblechpaket 12 derart angeordnet, dass beispielsweise der Längenbereich 36 des Kühlkanals 34 die Öffnung 24 überlappt beziehungsweise koaxial zur Öffnung 24 angeordnet ist. Daraufhin wird das vorzugsweise eigensteife Leitungselement 26 in axialer Richtung des Stators 10 durch die Öffnung 24 hindurchgesteckt und in die Endkappe 20 eingesteckt, wobei bei der ersten Ausführungsform das Leitungselement 26, insbesondere der Längenbereich 32, in den Kühlkanal 34 und dabei in den Längenbereich 36 eingesteckt wird. Somit kommt der Längenbereich 30 in der Öffnung 24 und der Längenbereich 32 in den Längenbereich 36 beziehungsweise in den Kühlkanal 34 zum Liegen. Ferner werden dadurch die Kühlkanäle 28 und 34 fluidisch miteinander verbunden.
Vorzugsweise ist das Leitungselement 26 bei der ersten Ausführungsform ein dünnwandiges Röhrchen aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Material, wobei das Röhrchen in die Öffnung 24 eingesetzt wird. Je nach vorgesehenem Belastungsprofil kann das Leitungselement 26, insbesondere seine außenumfangsseitige Mantelfläche 42, zusätzlich mit einem Kunststoff insbesondere in Form eines thermoplastisches Klebers 44 versehen beziehungsweise beschichtet sein. Die Glasübergangstemperatur des Kunststoffes, aus welchem das Leitungselement 26 gebildet ist, sollte über der normalen Betriebstemperatur der elektrischen Maschine liegen.
Nachdem das Leitungselement 26, insbesondere auf die beschriebene Weise, in dem Statorblechpaket 12 und in der Endkappe 20 angeordnet wurde, wird beispielsweise der Stator 10, insbesondere komplett, erwärmt. Hierfür können die ohmschen Verluste der Statorwicklung 18 direkt verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, den Stator 10 mittels einer Fremdheizung zu beheizen. Dabei wird der Stator 10 auf eine Zieltemperatur erwärmt, welche in einer ersten Phase noch unterhalb der Glasübergangstemperatur des Kunststoffes des Leitungselements 26 liegt. In einer sich an die erste Phase anschließenden zweiten Phase wird beispielsweise ein warmes Gas, insbesondere warme Luft, durch die zunächst noch undichten Kühlkanäle 28 und 34 geleitet, indem das Gas beispielsweise durch die Kühlkanäle 28 und 34 gepumpt wird. Mittels des Gases wird das Leitungselement 26 auf eine Temperatur erwärmt, die über der Glasübergangstemperatur des Kunststoffes, aus welchem das Leitungselement 26 gebildet ist, liegt. Hierzu weist beispielsweise das Gas die genannte Temperatur beziehungsweise eine Temperatur auf, welche höher als die Glasübergangstemperatur ist. Außerdem weist beispielsweise das Gas, während es die Kühlkanäle 28 und 34 durchströmt, einen Überdruck gegenüber der Umgebung 46 des Stators 10 auf, sodass beispielsweise dank einer natürlich entstehenden Leckage zwischen den Einzelblechen 14 das Leitungselement 26 mittels des Gases, insbesondere durch dessen Druck, zumindest in einem Teilbereich aufgeweitet und gegen das Statorblechpaket 12, insbesondere gegen die innenumfangsseitige Mantelfläche 38, gedrückt beziehungsweise gepresst wird. Gegebenenfalls kann es punktuell beziehungsweise lokal, insbesondere im Bereich der Endkappen, vorgesehen sein, dass für eine zusätzliche Entlüftung gesorgt wird.
Bei der zweiten Phase wird das Leitungselement 26, insbesondere über den thermoplastischen Kleber 44, mit dem Statorblechpaket 12, insbesondere mit der innenumfangsseitigen Mantelfläche 38, direkt verklebt, sodass beispielsweise das Leitungselement 26 auch druckfrei dicht bleibt. Auf diese Weise wird das Leitungselement 26 gegen das Statorblechpaket 12 und/oder gegen die Endkappe 20 abgedichtet, wodurch die Kühlkanäle 28 und 34 hinreichend abgedichtet werden.
Weist das Leitungselement 26 beispielsweise keine Beschichtung und somit beispielsweise nicht den Kleber 44 auf, so kann eine hinreichende Abdichtung als gewünschter Endeffekt von Prozesstemperatur, Druck und dem eigentlichen Material beziehungsweise der Wanddicke des Leitungselements 26 abhängen. Jeweilige Parameter des beispielsweise als thermoplastischer Einsatz ausgebildeten Leitungselements 26 sind ein Optimierungsschlüssel zwischen der Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Kühlmedium und dem Statorblechpaket 12, der Dichtigkeit im drucklosen Zustand und der Handhabung bei der Herstellung.
2 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine zweite Ausführungsform des Stators 10. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass das Leitungselement 26 aus einem verformbaren, insbesondere metallischen, Werkstoff, insbesondere als Kupfer oder Aluminium, gebildet ist. Ferner ist beispielsweise das Leitungselement 26 nicht zwangsläufig mit einer Beschichtung versehen.
Bei der zweiten Ausführungsform ist beispielsweise der Kühlkanal 34, insbesondere der Längenbereich 36, enger beziehungsweise schmaler als bei der ersten Ausführungsform. Während bei der ersten Ausführungsform der Längenbereich 32 in dem Kühlkanal 34 und dabei in dem Längenbereich 36 des Kühlkanals 34 verläuft, ist bei der zweiten Ausführungsform zumindest eine Mündung des Leitungselements 26 oder das Leitungselement 26 vollständig außerhalb des Kühlkanals 34 angeordnet.
Dabei weist die Endkappe 20 eine zumindest im Wesentlichen ringförmige Ausnehmung 48 auf, welche durch einen Wandungsbereich 50 der Endkappe 20 von dem zweiten Kühlkanal 34 getrennt ist. Dabei greift der zweite Längenbereich 32 in die Ausnehmung 48 ein, sodass der zweite Längenbereich 32 in der Ausnehmung 48 verläuft. Wird beispielsweise bei der ersten Ausführungsform das Leitungselement 26 durch die Öffnung 24 hindurchgesteckt und in den Längenbereich 36 und somit in den Kühlkanal 34 eingesteckt, so wird bei der zweiten Ausführungsform das Leitungselement 26 durch die Öffnung 24 hindurchgesteckt und dabei nicht in den Kühlkanal 34, sondern in die davon getrennte Ausnehmung 48 eingesteckt.
Es ist denkbar, dass zumindest ein Teil des Längenbereiches 32 noch innerhalb des Kühlkanals 34 verläuft und der beispielsweise auch als Lippe bezeichnete Wandungsbereich 50 und/oder die Ausnehmung 48 sich erst ein wenig tiefer in der Endkappe 20 befindet.
Der Wandungsbereich 50 und die Ausnehmung 48 sind beispielsweise Bestandteile einer Schnittstelle 52 der Endkappe 20, welche über die Schnittstelle 52 an das Leitungselement 26 angebunden wird.
Der Längenbereich 32 wird beispielsweise derart in die Ausnehmung 48 eingesteckt, dass die Endkappe 20 in axialer Richtung des Stators 10 bewegt und dabei auf das Leitungselement 26 und somit auf das Statorblechpaket 12 zubewegt wird, insbesondere so lange, bis die Endkappe 20 in Stützanlage mit der Stirnseite 22 kommt. Dadurch kommt der Längenbereich 32 in der Ausnehmung 48 zum Liegen.
Die Schnittstelle 52, insbesondere der Wandungsbereich 50, ist dabei so geformt, dass beispielsweise dann, wenn die Endkappe 20 auf die Stirnseite 22 zubewegt wird beziehungsweise dann, wenn die Endkappen in axialer Richtung aufeinander gepresst und somit zusammengedrückt werden, das Leitungselement 26 in dem Längenbereich 32 umgeformt und dabei aufgeweitet wird. Insbesondere wird beispielsweise das Leitungselement 26 in dem Längenbereich 32 mittels des Wandungsbereichs 50 umgenietet beziehungsweise umgebördelt, sodass das der Wandungsbereich 50 in den Kühlkanal 28 und dabei insbesondere in den Längenbereich 32 zum Liegen kommt. Insbesondere liegt beispielsweise der Längenbereich 32 direkt beziehungsweise unmittelbar an dem Wandungsbereich 50 an. Auf diese Weise kann ein dichter Abschluss hergestellt werden, sodass die Kühlkanäle 28 und 34 besonders gut und ohne zusätzliche Dichtungselemente abgedichtet sind. Eine umgekehrte Anordnung, d.h. eine, in der das Leitungselement 26 durch einen Wandungsbereich 50 nach innen verformt wird, also verjüngt, ist auch denkbar.
Dabei ist es denkbar, das Leitungselement 26 insbesondere in einem Zustand, in welchem sich das Leitungselement 26 bereits in dem Statorblechpaket 12 und in der Endkappe 20 befindet und der Längenbereich 32 bereits auf die beschriebene Weise umgeformt ist, durch einen hohen, insbesondere hydraulischen, Druck zusätzlich zu verformen. Hierzu wird beispielsweise ein Fluid in die Kühlkanäle 28 und 34 eingeleitet. Durch das Fluid, insbesondere durch dessen Druck, wird das Leitungselement 26 beispielsweise umgeformt und dadurch aufgeweitet und dadurch gegen das Statorblechpaket 12, insbesondere gegen die innenumfangsseitige Mantelfläche 38 gepresst beziehungsweise gedrückt, sodass sich das Leitungselement 26 zumindest in einem Teilbereich an die innenumfangsseitige Mantelfläche 38 anschmiegt. Hierdurch kann beispielsweise ein thermischer Widerstand zwischen dem Leitungselement 26 und dem Statorblechpaket 12 besonders gering gehalten werden. Mit anderen Worten kann ein besonders vorteilhafter thermischer Übergang realisiert werden, sodass Wärme besonders vorteilhaft von dem Statorblechpaket 12 an das Leitungselement 26 und von diesem an das die Kühlkanäle 28 und 34 durchströmende Kühlmedium erfolgen kann. Dadurch, dass bei der zweiten Ausführungsform das Leitungselement 26 aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist, weist das Leitungselement 26 eine besonders vorteilhafte thermische Leitfähigkeit auf. Der Vorteil der Ausgestaltung des Leitungselements 26 aus Kunststoff ist, dass eine elektrische Leitfähigkeit des Leitungselements 26 vermieden werden kann, wodurch Kreis- beziehungsweise Wirbelströme vermieden werden können.
Bei einer dritten, in den Figuren nicht veranschaulichten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Leitungselement 26 in der Ausnehmung 48 mit der Endkappe 20 verklebt ist. Hierzu wird beispielsweise ein Klebstoff in die Ausnehmung 48 eingebracht, sodass das Leitungselement 26 mittels des genannten Klebstoffs mit der Endkappe 20 verklebt wird. Mit anderen Worten wird bei der dritten Ausführungsform eine hinreichende Dichtigkeit des Leitungselements 26 gegenüber der Endkappe 20 durch einen in die einen Raum darstellende Ausnehmung 48 dispensierten Klebstoff sichergestellt, was alternativ oder zusätzlich zu der anhand von 2 beschriebenen Verformung des Leitungselements 26 in dem Längenbereich 32 erfolgen kann. Diese Verformung des Leitungselements 26 in dem Längenbereich 32 ist beispielsweise eine Kaltverformung, wodurch der Stator 10 besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Stator
12: Statorblechpaket
14: Einzelblech
16: Doppelpfeil
18: Statorwicklung
20: Endscheibe
22: Stirnseite
24: Öffnung
26: Leitungselement
28: erster Kühlkanal
30: erster Längenbereich
32: zweiter Längenbereich
34: zweiter Kühlkanal
36: dritter Längenbereich
38: innenumfangsseitige Mantelfläche
40: innenumfangsseitige Mantelfläche
42: außenumfangsseitige Mantelfläche
44: Kleber
46: Umgebung
48: Ausnehmung
50: Wandungsbereich
52: Schnittstelle

Claims

Stator (10) für eine elektrische Maschine, mit wenigstens einem Statorblechpaket (12), und mit wenigstens einer in axialer Richtung (16) des Stators (10) auf das Statorblechpaket (12) folgenden Endkappe (20), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein separat von der Endkappe (20) und separat von dem Statorblechpaket (12) ausgebildetes und wenigstens einen von einem Kühlmedium zum Kühlen des Stators (10) durchströmbaren ersten Kühlkanal (28) aufweisendes Leitungselement (26) vorgesehen ist, welches einen in dem Statorblechpaket (12) verlaufenden ersten Längenbereich (30) und einen zweiten Längenbereich (32) aufweist, welcher in der Endkappe (20) verläuft, die wenigstens einen von dem Kühlmedium durchströmbaren und fluidisch mit dem ersten Kühlkanal (28) verbundenen zweiten Kühlkanal (34) aufweist.
Stator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) als eigensteifes Rohrelement ausgebildet ist.
Stator (10) nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) aus wenigstens einem Kunststoff gebildet ist.
Stator (10) nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist.
Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) mit einem Kunststoff (44), insbesondere mit einem Thermoplasten, beschichtet ist.
Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) zumindest in einem Teilbereich umgeformt und dadurch aufgeweitet ist.
Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Längenbereich (32) in dem zweiten Kühlkanal (34) verläuft.
Stator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappe (20) eine Ausnehmung (48) aufweist, welche durch einen Wandungsbereich (50) von dem zweiten Kühlkanal (34) getrennt ist, wobei der zweite Längenbereich (32) in der Ausnehmung (48) verläuft.
Stator (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) in der Ausnehmung (48) mit der Endkappe (20) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, ist.
Stator (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des zweiten Längenbereiches (32) mittels des Wandungsbereiches (50) umgeformt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Stators (10) für eine elektrische Maschine, mit den Schritten: - Bereitstellen wenigstens eines Statorblechpakets (12); - Bereitstellen wenigstens einer Endkappe (20); und - Anordnen der Endkappe (20) derart, dass die Endkappe (20) in axialer Richtung (16) des Stators (10) auf das Statorblechpaket (12) folgt; gekennzeichnet durch die Schritte: - Bereitstellen wenigstens eines separat von der Endkappe (20) und separat von dem Statorblechpaket (12) ausgebildeten und wenigstens einen von einem Kühlmedium zum Kühlen des Stators (10) durchströmbaren ersten Kühlkanal (28) aufweisenden Leitungselements (26); - Versehen der Endkappe (20) mit wenigstens einem von dem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Kühlkanal (34); - Anordnen eines ersten Längenbereiches (30) des Leitungselements (26) in dem Statorblechpaket (12); - Anordnen eines zweiten Längenbereiches (32) des Leitungselements (26) in der Endkappe (20); und - fluidisches Verbinden des ersten Kühlkanals (28) mit dem zweiten Kühlkanal (34).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappe (20) derart relativ zu dem Statorblechpaket (12) angeordnet wird, dass zumindest ein Teil (36) des zweiten Kühlkanals (34) eine in dem Statorblechpaket (12) ausgebildete Öffnung (24) überlappt, woraufhin der erste Längenbereich (30) derart in dem Statorblechpaket (12) und der zweiten Längenbereich (32) derart in der Endkappe (20) angeordnet wird und die Kühlkanäle (28, 34) derart fluidisch miteinander verbunden werden, dass das Leitungselement (26) in axialer Richtung (16) des Stators (10) durch die Öffnung (24) hindurchgesteckt und in die Endkappe (12) eingesteckt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) in einem Zustand, in welchem der erste Längenbereich (30) in dem Statorblechpaket (12) und der zweite Längenbereich (32) in der Endkappe (12) angeordnet ist, erwärmt und in erwärmtem Zustand zumindest in einem Teilbereich umgeformt und dadurch aufgeweitet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) zumindest in dem Teilbereich mittels eines Fluids, insbesondere mittels einer Flüssigkeit oder mittels eines Gases, aufgeweitet wird, welches in die Kühlkanäle (28, 34) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) mittels des Fluids erwärmt wird.