DE102019206011A1 - Stator of an electrical machine - Google Patents

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DE102019206011A1
DE102019206011A1 DE102019206011.0A DE102019206011A DE102019206011A1 DE 102019206011 A1 DE102019206011 A1 DE 102019206011A1 DE 102019206011 A DE102019206011 A DE 102019206011A DE 102019206011 A1 DE102019206011 A1 DE 102019206011A1
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stator
cooling
sheet metal
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DE102019206011.0A
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German (de)
Inventor
Konstantin Lindenthal
Uwe Knappenberger
Sebastian Hoffmann
Andreas Herzberger
Claus-Christian Oetting
Thomas Bublat
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/193Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil with provision for replenishing the cooling medium; with means for preventing leakage of the cooling medium

Abstract

Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine bekannt, mit zumindest einem Statorblechpaket, das jeweils einen Stapel von Blechlamellen umfasst und in dem zumindest ein Kühlkanal zur Kühlung des Stators mit einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, vorgesehen ist, wobei der Kühlkanal durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse hintereinander angeordneten Kanalausnehmungen in den Blechlamellen gebildet ist und eine Mantelfläche aufweist, die an einem im Kühlkanal vorgesehenen Kunststoffmantel ausgebildet ist und bei Durchströmung mit Kühlmedium in unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt. Der Stator weist einen der Statorachse zugewandten Innenumfang und einen der Statorachse abgewandten Außenumfang auf. Weiterhin umfasst der Stator ein durch den Kunststoffmantel gebildetes Dichtmittel, das eine Leckage von Kühlmedium aus dem Kühlkanal nach außerhalb des Stators verhindert. Nachteilig ist, dass der Kunststoffmantel im Kühlkanal ein vergleichsweise schlechter Wärmeleiter ist.Bei dem erfindungsgemäßen Stator wird die Kühlung verbessert.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Dichtmittel (16) zwischen den Blechlamellen (4) vorgesehen ist.A stator of an electrical machine is already known, with at least one laminated stator core, each comprising a stack of laminations and in which at least one cooling channel is provided for cooling the stator with a cooling medium, in particular a cooling liquid, the cooling channel being provided with a plurality of in the axial direction with respect to a stator axis arranged one behind the other channel recesses is formed in the sheet metal lamellas and has a lateral surface which is formed on a plastic jacket provided in the cooling channel and comes into direct contact with the cooling medium when the cooling medium flows through it. The stator has an inner circumference facing the stator axis and an outer circumference facing away from the stator axis. Furthermore, the stator comprises a sealing means which is formed by the plastic jacket and which prevents leakage of cooling medium from the cooling channel to the outside of the stator. The disadvantage is that the plastic jacket in the cooling channel is a comparatively poor conductor of heat. In the case of the stator according to the invention, the cooling is improved. According to the invention, provision is made for the sealing means (16) to be provided between the sheet metal lamellas (4).

Description

  • Stand der TechnikState of the art
  • Die Erfindung geht aus von einem Stator einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
    Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine aus der DE 10 2015 207 865 A1 bekannt, mit zumindest einem Statorblechpaket, das jeweils einen Stapel von Blechlamellen umfasst und in dem zumindest ein Kühlkanal zur Kühlung des Stators mit einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, vorgesehen ist, wobei der Kühlkanal durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse hintereinander angeordneten Kanalausnehmungen in den Blechlamellen gebildet ist und eine Mantelfläche aufweist, die an einem im Kühlkanal vorgesehenen Kunststoffmantel ausgebildet ist und bei Durchströmung mit Kühlmedium in unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt. Der Stator weist einen der Statorachse zugewandten Innenumfang und einen der Statorachse abgewandten Außenumfang auf. Weiterhin umfasst der Stator ein durch den Kunststoffmantel gebildetes Dichtmittel, das eine Leckage von Kühlmedium aus dem Kühlkanal nach außerhalb des Stators verhindert. Nachteilig ist, dass der Kunststoffmantel im Kühlkanal ein vergleichsweise schlechter Wärmeleiter ist, so dass zwischen dem Kunststoffmantel des Kühlkanals und dem Statorblechpaket jeweils ein hoher thermischer Übergangswiderstand gebildet ist.
    The invention is based on a stator of an electrical machine according to the preamble of the main claim.
    It's already a stator of an electrical machine from the DE 10 2015 207 865 A1 known, with at least one stator core, each comprising a stack of sheet metal lamellas and in which at least one cooling channel is provided for cooling the stator with a cooling medium, in particular a cooling liquid, the cooling channel being arranged one behind the other in the axial direction with respect to a stator axis Channel recesses is formed in the sheet metal lamellas and has a lateral surface which is formed on a plastic jacket provided in the cooling channel and which comes into direct contact with the cooling medium when the cooling medium flows through it. The stator has an inner circumference facing the stator axis and an outer circumference facing away from the stator axis. Furthermore, the stator comprises a sealing means which is formed by the plastic jacket and which prevents leakage of cooling medium from the cooling channel to the outside of the stator. It is disadvantageous that the plastic jacket in the cooling channel is a comparatively poor heat conductor, so that a high thermal transfer resistance is formed between the plastic jacket of the cooling channel and the laminated stator core.
  • Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
  • Der erfindungsgemäße Stator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Wärmeübertragung von den Blechlamellen auf das Kühlmedium und damit die Kühlung des Stators verbessert wird, indem das Dichtmittel zwischen den Blechlamellen vorgesehen ist. Auf diese Weise ist der Kühlkanal derart ausgebildet, dass die metallischen Blechlamellen des Stators einen unmittelbaren oder fast unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium haben. The stator according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the heat transfer from the sheet metal lamellas to the cooling medium and thus the cooling of the stator is improved by providing the sealant between the sheet metal lamellas. In this way, the cooling channel is designed in such a way that the metal sheet-metal lamellae of the stator are in direct or almost direct contact with the cooling medium.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stators möglich.The measures listed in the subclaims enable advantageous developments and improvements of the stator specified in the main claim.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die Mantelfläche des Kühlkanals die Umfangsflächen der dem Kühlkanal zugeordneten Kanalausnehmungen der Blechlamellen umfasst oder dass alternativ der Kühlkanal mit einer Beschichtung, insbesondere einer Korrosionsschutzbeschichtung ausgekleidet ist, die im Bereich zwischen den Blechlamellen am Dichtmittel abgestützt ist. Die Auskleidung des Kühlkanals mit einer dünnen Korrosionsschutzbeschichtung schützt die Blechlamellen des Statorblechpakets vor Korrosion. Die Schichtdicke der Korrosionsschutzbeschichtung ist beispielsweise kleiner als 600 Mikrometer, insbesondere kleiner als 300 Mikrometer. Die Wärmeübertragung wird durch die Beschichtung nur geringfügig verschlechtert, so dass der Kontakt der Blechlamellen mit dem Kühlmedium als fast unmittelbar bzw. quasi unmittelbar anzusehen ist.It is particularly advantageous if the circumferential surface of the cooling channel encompasses the circumferential surfaces of the channel recesses of the sheet metal lamellas assigned to the cooling channel, or alternatively the cooling channel is lined with a coating, in particular a corrosion protection coating, which is supported on the sealant in the area between the sheet metal lamellas. The lining of the cooling duct with a thin anti-corrosion coating protects the laminations of the laminated stator core from corrosion. The layer thickness of the anti-corrosion coating is, for example, less than 600 micrometers, in particular less than 300 micrometers. The heat transfer is only slightly impaired by the coating, so that the contact of the sheet metal lamellas with the cooling medium is to be regarded as almost immediate or quasi-immediate.
  • Es kann vorgesehen sein, dass durch Stanzgrate an den Stanzkanten der Kanalausnehmungen die Mantelfläche des Kühlkanals im Axialschnitt eine sägezahnförmige Kontur aufweist, wodurch die Turbulenz im Kühlkanal erhöht und damit die Kühlung weiter verbessert wird.It can be provided that the outer surface of the cooling channel has a sawtooth-shaped contour in axial section by means of punched burrs on the punched edges of the channel recesses, whereby the turbulence in the cooling channel is increased and the cooling is thus further improved.
  • Nach einer vorteilhaften ersten Ausführung kann das Dichtmittel die zwischen den Blechlamellen des Stators gebildeten Spalte vollständig ausfüllen. Nach einer vorteilhaften zweiten Ausführung kann das Dichtmittel eine Dichtstruktur bilden, die den einzelnen Kühlkanal mit einer Dichtlinie oder -fläche dicht umschließt oder die alternativ alle Kühlkanäle mit einer radial außerhalb aller Kühlkanäle angeordneten äußeren Dichtlinie oder -fläche und einer radial innerhalb aller Kühlkanäle angeordneten inneren Dichtlinie oder -fläche dicht einschließt.According to an advantageous first embodiment, the sealing means can completely fill the gaps formed between the sheet metal lamellas of the stator. According to an advantageous second embodiment, the sealing means can form a sealing structure which tightly encloses the individual cooling channel with a sealing line or surface or, alternatively, all cooling channels with an outer sealing line or surface arranged radially outside of all cooling channels and an inner sealing line arranged radially inside all cooling channels or area tightly encloses.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn das Dichtmittel gemäß der ersten Ausführung durch einen Vakuum-Druck-Prozess, insbesondere eine Vakuumimprägnierung, in die zwischen den Blechlamellen gebildeten Spalte eingebracht und in den Spalten ausgehärtet ist. Beispielsweise kann das Dichtmittel ein Acrylat-Monomer oder ein Methacrylat-Monomer sein. Gemäß der zweiten Ausführung kann das Dichtmittel auch auf die Blechlamellen aufgedruckt, aufgeklebt, aufgesprüht oder mit einem anderen Dünnschicht-Auftragsverfahren aufgebracht sein.It is particularly advantageous if the sealant according to the first embodiment is introduced into the gaps formed between the sheet metal lamellas and cured in the gaps by a vacuum-pressure process, in particular vacuum impregnation. For example, the sealant can be an acrylate monomer or a methacrylate monomer. According to the second embodiment, the sealant can also be printed, glued, sprayed or applied with another thin-film application method onto the sheet metal lamellas.
  • Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Blechlamellen des Stators durch Spannmittel, insbesondere Schrauben oder Zuganker, zum Erzeugen einer axialen Verspannung zusammengedrückt sind. Auf diese Weise wird von außen eine Spannkraft auf den Stator ausgeübt, die eine Aufweitung der zwischen den Blechlamellen gebildeten und mit dem erfindungsgemäßen Dichtmittel aufgefüllten Spalte verhindert, so dass die Dichtheit der Kühlkanäle zuverlässig aufrechterhalten und eine Leckage von Kühlmedium aus dem Kühlkanal nach außerhalb des Stators verhindert wird.It is also advantageous if the sheet-metal lamellae of the stator are pressed together by tensioning means, in particular screws or tie rods, in order to produce axial bracing. In this way, a clamping force is exerted on the stator from the outside, which prevents the gap formed between the sheet metal lamellas and filled with the sealant according to the invention from widening, so that the tightness of the cooling channels is reliably maintained and cooling medium leaks out of the cooling channel to the outside of the stator is prevented.
  • Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Spannmittel am Außenumfang des Stators, insbesondere am Außenumfang der Blechlamellen, jeweils in einer Spannmittelaufnahme vorgesehen sind. Auf diese Weise kann eine homogene Verspannung im Stator erzeugt und dadurch eine Dichtheit über den gesamten Umfang des Stators gewährleistet werden.It is very advantageous if the clamping means are each provided in a clamping means receptacle on the outer circumference of the stator, in particular on the outer circumference of the sheet metal lamellas. In this way, a homogeneous tension can be generated in the stator, thereby ensuring tightness over the entire circumference of the stator.
  • Auch vorteilhaft ist, wenn der Stator jeweils Statorzähne und ein Statorjoch umfasst, wobei die mehreren Kühlkanäle im Statorjoch über den Umfang verteilt vorgesehen sind. Auf diese Weise wird eine homogene Kühlung des Stators erreicht.It is also advantageous if the stator each comprises stator teeth and a stator yoke, the plurality of cooling channels in the stator yoke being provided distributed over the circumference. In this way, homogeneous cooling of the stator is achieved.
  • Erfindungsgemäß wird der Stator in mehreren Schritten hergestellt: In einem ersten Schritt wird ein Statorblechpaket bereitgestellt, das Blechlamellen umfasst, die insbesondere miteinander mechanisch verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen oder Stanzpaketieren. In einem zweiten Schritt wird dann ein flüssiges Dichtmittel in die zwischen den Blechlamellen gebildeten hohlen Spalte des Statorblechpakets eingebracht, insbesondere durch Vakuumimprägnieren. In einem nachfolgenden dritten Schritt wird das Dichtmittel dann in den Spalten ausgehärtet, beispielsweise thermisch und/oder anaerob. In einem weiteren vierten Schritt werden dann die Blechlamellen des Stators mittels von Spannmitteln zusammengedrückt. Dies kann bei der Montage des Stators an ein Getriebe geschehen. Die Spannmittel können beispielsweise Schrauben oder Zuganker sein.According to the invention, the stator is manufactured in several steps: In a first step, a laminated stator core is provided, which comprises sheet metal lamellas, which are in particular mechanically connected to one another, for example by welding or punched assemblies. In a second step, a liquid sealant is then introduced into the hollow gaps of the laminated stator core formed between the sheet metal lamellas, in particular by vacuum impregnation. In a subsequent third step, the sealant is then cured in the gaps, for example thermally and / or anaerobically. In a further fourth step, the sheet metal lamellas of the stator are then pressed together by means of clamping means. This can be done when mounting the stator on a gearbox. The clamping means can be screws or tie rods, for example.
  • Wenn das Dichtmittel alternativ auf die einzelnen Blechlamellen aufgebracht wird, werden die Blechlamellen nach dem Beschichten zu dem Statorblechpaket gestapelt. Anschließend wird der Dichtstoff in den Spalten beispielsweise thermisch ausgehärtet. If the sealant is alternatively applied to the individual laminations, the laminations are stacked to form the laminated stator core after coating. The sealant is then cured, for example thermally, in the gaps.
  • Vorteilhaft ist, wenn dieses Aushärten geschieht, während das Blechpaket zusammengedrückt wird.It is advantageous if this hardening takes place while the laminated core is being compressed.
  • Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Stator mit seinem zumindest einen Statorblechpaket einen Gehäusemantel der elektrischen Maschine bildet. Auf diese Weise wird ein im Stand der Technik übliches zusätzliches Gehäusebauteil für die elektrische Maschine eingespart, so dass die Herstellungskosten verringert werden.It is also advantageous if the stator with its at least one laminated stator core forms a housing jacket of the electrical machine. In this way, an additional housing component for the electrical machine, which is customary in the prior art, is saved, so that the production costs are reduced.
  • Vorteilhaft ist, wenn an den Stirnseiten des Stators Lagerschilde angeordnet sind, die insbesondere Verbindungskanäle zur Verbindung von Kühlkanälen des Stators aufweisen. Auf diese Weise werden die Lagerschilde anstatt an dem zusätzlichen Gehäusebauteil direkt an dem Stator bzw. Statorblechpaket befestigt bzw. mit diesem verspannt.It is advantageous if bearing shields are arranged on the end faces of the stator, which in particular have connecting channels for connecting cooling channels of the stator. In this way, instead of being attached to the additional housing component, the end shields are fastened directly to the stator or laminated stator core or are braced with it.
  • Außerdem vorteilhaft ist, wenn die erfindungsgemäße elektrische Maschine in einer Antriebseinrichtung mit einem Getriebe eingesetzt und mit den Spannmitteln direkt am Getriebe befestigt, insbesondere verschraubt, wird.It is also advantageous if the electrical machine according to the invention is used in a drive device with a transmission and is fastened, in particular screwed, directly to the transmission with the clamping means.
  • FigurenlisteFigure list
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • 1 zeigt im Schnitt eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Stator,
    • 2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Stators nach 1 und
    • 3 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Stators entlang der Linie III-III in 2.
    An embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.
    • 1 shows in section an electrical machine with a stator according to the invention,
    • 2 a view of the stator according to the invention 1 and
    • 3 a sectional view of the stator according to the invention along the line III-III in 2 .
  • Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
  • 1 zeigt im Schnitt eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Stator. 1 shows in section an electrical machine with a stator according to the invention.
  • Die elektrische Maschine 1 nach 1 umfasst einen Stator 2, der aus zumindest einem Statorblechpaket 3 gebildet ist. Jedes Statorblechpaket 3 ist aus einen Stapel von Blechlamellen 4 aus Elektroblech hergestellt und weist zumindest einen, beispielsweise mehrere Kühlkanäle 5 zur Kühlung des Stators 2 mit einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, auf. An den Stirnseiten des Stators 2 sind beispielsweise Lagerschilde 8 angeordnet, an denen jeweils ein Drehlager 9 zur Lagerung eines Rotors 10 der elektrischen Maschine 1 vorgesehen ist.The electric machine 1 after 1 includes a stator 2 that consists of at least one stator core 3 is formed. Each stator core 3 is made from a stack of sheet metal lamellas 4th made of electrical steel and has at least one, for example several cooling channels 5 for cooling the stator 2 with a cooling medium, in particular a cooling liquid. On the front of the stator 2 are for example end shields 8th arranged on each of which a pivot bearing 9 for mounting a rotor 10 the electric machine 1 is provided.
  • Der erfindungsgemäße Stator 2 bildet mit seinem zumindest einen Statorblechpaket 3 ein zylinderförmiges Gehäuseteil, also einen sogenannten Gehäusemantel der elektrischen Maschine. Ein separater Gehäusemantel, wie er im Stand der Technik häufig verwendet wird, ist nicht vorgesehen, so dass die elektrische Maschine insofern auch als gehäuselos bezeichnet werden kann.The stator according to the invention 2 forms with his at least one stator core 3 a cylindrical housing part, so a so-called housing shell of the electrical machine. A separate housing jacket, as is often used in the prior art, is not provided, so that the electrical machine can in this respect also be referred to as having no housing.
  • Die elektrische Maschine 1 weist beispielsweise zwei Kühlkanalanschlüsse 6,7 auf zum Zuführen von Kühlmedium in die Kühlkanäle 5 bzw. zum Abführen von Kühlmedium aus den Kühlkanälen 5 des Stators 2 heraus. Die Kühlkanalanschlüsse 6,7 sind beispielsweise an einem der beiden Lagerschilde 8 oder an beiden Lagerschilden 8 ausgeführt. Die Lagerschilde 8 die insbesondere Verbindungskanäle zur Verbindung von Kühlkanälen des Stators aufweisen.The electric machine 1 has, for example, two cooling channel connections 6, 7 for supplying cooling medium into the cooling channels 5 or for discharging cooling medium from the cooling channels 5 of the stator 2 out. The cooling channel connections 6, 7 are, for example, on one of the two end shields 8th or on both end shields 8th executed. The end shields 8th which in particular have connecting channels for connecting cooling channels of the stator.
  • Nach dem Ausführungsbeispiel durchragen die Kühlkanäle 5 den Stator 2 in axialer Richtung von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite. In diesem Fall können die Blechlamellen 4 des Stators 2 identisch ausgeführt sein. Dabei werden benachbarte Kühlkanäle 5 über in den Lagerschilden 8 ausgebildete Verbindungskanäle 22 strömungsverbunden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein mäanderförmiger Verlauf der Kühlkanäle 5 in der elektrischen Maschine erreicht werden. Alternativ könnten die Blechlamellen 4 des Stators 2 hinsichtlich der Lage der Kanalausnehmungen 14 unterschiedlich ausgeführt sein, um beispielsweise eine Umlenkung des Kühlmediums im Stator 2 selbst zu erreichen.According to the embodiment, the cooling channels protrude 5 the stator 2 in the axial direction from one end face to the other end face. In this case, the sheet metal lamellas 4th of the stator 2 be executed identically. Adjacent cooling channels are used 5 over in the end shields 8th trained connecting channels 22nd flow connected. In this way, for example, a meandering course of the cooling channels 5 can be achieved in the electrical machine. Alternatively, the sheet metal lamellas 4th of the stator 2 regarding the location of the channel recesses 14th be designed differently, for example to deflect the cooling medium in the stator 2 reach yourself.
  • 2 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Stators 2 nach 1. 2 shows a view of the stator according to the invention 2 after 1 .
  • Der Stator 2 weist eine Statorachse 11 und mehrere Statorzähne 2.1 auf, die über ein Statorjoch 2.2 miteinander verbunden sind. Die beispielsweise mehreren Kühlkanäle 5 des Stators 2 sind beispielsweise in dem Statorjoch 2.2 angeordnet und dort über den Umfang verteilt vorgesehen.
    Der Stator 2 hat einen der Statorachse 11 zugewandten Innenumfang 12 und einen der Statorachse 11 abgewandten Außenumfang 13.
    The stator 2 has a stator axis 11 and several stator teeth 2.1 on that via a stator yoke 2.2 are connected to each other. The several cooling channels, for example 5 of the stator 2 are for example in the stator yoke 2.2 arranged and provided there distributed over the circumference.
    The stator 2 has one of the stator axis 11 facing inner circumference 12 and one of the stator axis 11 remote outer circumference 13 .
  • 3 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Stators entlang der Linie III-III in 2. 3 shows a sectional view of the stator according to the invention along the line III-III in 2 .
  • Jeder der im Stator 2 vorgesehenen Kühlkanäle 5 ist durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich der Statorachse 11 hintereinander angeordneten Kanalausnehmungen 14 in den Blechlamellen 4 gebildet. Weiterhin weist jeder der Kühlkanäle 5 eine Mantelfläche 15 auf, die bei Durchströmung mit Kühlmedium in unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt. Um eine Leckage von Kühlmedium aus einem der Kühlkanäle 5 über den Innenumfang 12 oder den Außenumfang 13 des Stators 2 nach außerhalb des Stators 2 zu verhindern, ist der Stator 2 erfindungsgemäß mit einem Dichtmittel bzw. Dichtmaterial 16 abgedichtet.Everyone in the stator 2 provided cooling channels 5 is through a plurality of in the axial direction with respect to the stator axis 11 channel recesses arranged one behind the other 14th in the sheet metal lamellas 4th educated. Furthermore, each of the cooling channels 5 a lateral surface 15th which comes into direct contact with the cooling medium when the cooling medium flows through it. To prevent a leakage of cooling medium from one of the cooling channels 5 over the inner circumference 12 or the outer circumference 13 of the stator 2 to the outside of the stator 2 to prevent is the stator 2 according to the invention with a sealant or sealing material 16 sealed.
  • Erfindungsgemäß ist zumindest einer der Kühlkanäle 5 derart ausgebildet, dass die metallischen Blechlamellen 4 des Stators 2 bzw. Statorblechpakets 3 einen unmittelbaren oder fast unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium haben. Auf diese Weise wird die Wärmeübertragung zwischen dem Stator 2 und dem Kühlmedium verbessert. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem das Dichtmittel 16 zwischen den Blechlamellen 4 vorgesehen ist.According to the invention, at least one of the cooling channels is 5 designed in such a way that the metallic sheet-metal lamellae 4th of the stator 2 or laminated stator core 3 have direct or almost direct contact with the cooling medium. This way the heat transfer between the stator 2 and the cooling medium improved. This is achieved according to the invention by the sealant 16 between the sheet metal lamellas 4th is provided.
  • Die unmittelbar mit dem Kühlmedium in Kontakt stehende Mantelfläche 15 des Kühlkanals 5 kann die Umfangsflächen 14.1 der dem Kühlkanal 5 zugeordneten Kanalausnehmungen 14 der Blechlamellen 4 umfassen. Die Mantelfläche 15 des jeweiligen Kühlkanals 5 umfasst daher auch durch das Dichtmittel 16 gebildete Umfangsflächen 16.1.
    Alternativ kann der Kühlkanal 5 mit einer Beschichtung, insbesondere einer Korrosionsschutzbeschichtung, ausgekleidet sein, die an den Umfangsflächen 14.1 der dem Kühlkanal 5 zugeordneten Kanalausnehmungen 14 der Blechlamellen 4 und im Bereich zwischen den Blechlamellen 4 am Dichtmittel 16 abgestützt ist. Die Schichtdicke der Korrosionsschutzbeschichtung liegt beispielsweise im Bereich von 10 bis 600 Mikrometern, insbesondere 300 Mikrometern. Die Wärmeübertragung wird durch die dünne Beschichtung nur geringfügig verschlechtert, so dass der Kontakt der Blechlamellen 4 mit dem Kühlmedium als fast unmittelbar anzusehen ist. Die Korrosionsschutzbeschichtung könnte eine metallische Deckschicht sein, die beispielsweise aus einer Legierung gebildet ist, die beispielsweise Zinn, Nickel, Kupfer, Chrom, Zink, Nickel-Phosphor oder Zink-Nickel umfasst. Alternativ könnte Korrosionsschutzbeschichtung eine pigmentierte Deckschicht sein, die beispielsweise ein mit Zinkphosphat oder Zinkchromat gefülltes Kunstharz umfasst.
    The jacket surface in direct contact with the cooling medium 15th of the cooling duct 5 can the peripheral surfaces 14.1 the cooling duct 5 assigned channel recesses 14th the sheet metal lamellas 4th include. The outer surface 15th of the respective cooling channel 5 therefore also encompassed by the sealant 16 formed peripheral surfaces 16.1 .
    Alternatively, the cooling channel 5 be lined with a coating, in particular an anti-corrosion coating, which is applied to the peripheral surfaces 14.1 the cooling duct 5 assigned channel recesses 14th the sheet metal lamellas 4th and in the area between the sheet metal lamellas 4th on the sealant 16 is supported. The layer thickness of the anti-corrosion coating is, for example, in the range from 10 to 600 micrometers, in particular 300 micrometers. The heat transfer is only slightly impaired by the thin coating, so that the contact between the sheet metal lamellas 4th with the cooling medium is to be regarded as almost immediate. The anti-corrosion coating could be a metallic cover layer that is formed, for example, from an alloy that comprises, for example, tin, nickel, copper, chromium, zinc, nickel-phosphorus or zinc-nickel. Alternatively, the anti-corrosive coating could be a pigmented top layer that comprises, for example, a synthetic resin filled with zinc phosphate or zinc chromate.
  • Nach dem Ausführungsbeispiel in 3 füllt das Dichtmittel 16 die zwischen den Blechlamellen 4 gebildeten, zunächst hohlen Spalte 17 des Stators 2 bzw. Statorblechpakets 3 vollständig aus. Das Auffüllen der Spalte 17 mit dem Dichtmittel 16 kann beispielsweise durch einen Vakuum-Druck-Prozess, insbesondere eine Vakuumimprägnierung, erfolgen. Nach dem Einbringen des Dichtmittels 16 in die Spalte 17 härtet das Dichtmittel 16 in den Spalten 17 aus. Das Dichtmittel 16 kann beispielsweise ein Acrylat-Monomer oder ein anderes Polymer sein.According to the embodiment in 3 fills the sealant 16 the one between the sheet metal lamellas 4th formed, initially hollow column 17th of the stator 2 or laminated stator core 3 completely off. Padding the column 17th with the sealant 16 can be done for example by a vacuum-pressure process, in particular vacuum impregnation. After applying the sealant 16 in the column 17th hardens the sealant 16 in the columns 17th out. The sealant 16 can for example be an acrylate monomer or another polymer.
  • Alternativ wäre auch möglich, dass das Dichtmittel 16 jeweils eine Dichtstruktur in den Spalten 17 bildet, die den einzelnen Kühlkanal 5 des Statorblechpakets 3 mit einer Dichtlinie oder -fläche dicht umschließt oder alle Kühlkanäle 5 des Statorblechpakets 3 mit einer radial außerhalb aller Kühlkanäle 5 angeordneten äußeren Dichtlinie oder - fläche und einer radial innerhalb aller Kühlkanäle 5 angeordneten inneren Dichtlinie oder -fläche dicht einschließt. Ein solches alternatives Dichtmittel 16 kann beispielsweise auf die Blechlamellen 4 aufgedruckt oder aufgeklebt oder zwischen die Blechlamellen 4 eingelegt sein.Alternatively, it would also be possible that the sealant 16 a sealing structure in each of the columns 17th forms the individual cooling channel 5 of the stator core 3 tightly encloses with a sealing line or surface or all cooling channels 5 of the stator core 3 with one radially outside of all cooling channels 5 arranged outer sealing line or surface and one radially inside of all cooling channels 5 arranged inner sealing line or surface tightly encloses. One such alternative sealant 16 can for example on the sheet metal lamellas 4th printed or glued or between the sheet metal lamellas 4th be inserted.
  • An dem erfindungsgemäßen Stator 2 sind Spannmittel 20, beispielsweise Schrauben oder Zuganker, vorgesehen, mit denen die Blechlamellen 4 des Stators 2 an den Stirnseiten des Stators 2 zusammengedrückt werden, um von außen eine Spannkraft auf den Stator 2 auszuüben, die eine Aufweitung der zwischen den Blechlamellen 4 gebildeten und mit dem Dichtmittel 16 ausgefüllten Spalte 17 verhindert und damit die Dichtheit der Kühlkanäle 5 zuverlässig aufrechterhält. Die Spannmittel 20 steigern somit die Robustheit der Abdichtung der Kühlkanäle 5, so dass eine Leckage von Kühlmedium aus dem Kühlkanal 5 heraus nach außerhalb des Stators 2 verhindert ist. Die Spannmittel 20 sind beispielsweise am Außenumfang des Stators 2 vorgesehen und jeweils in einer am Stator 2 ausgeführten Spannmittelaufnahme 21 angeordnet. Nach dem Ausführungsbeispiel sind mehrere Spannmittelaufnahmen 21 über den Umfang des Stators 2 verteilt. Die Spannmittelaufnahmen 21 sind beispielsweise an jeder der Blechlamellen 4 des Stators 2 einstückig vorgesehen und beispielsweise maulförmig, ösenförmig oder U-förmig ausgebildet.On the stator according to the invention 2 are clamping devices 20th , for example screws or tie rods, provided with which the sheet metal lamellas 4th of the stator 2 on the end faces of the stator 2 are compressed to externally apply a clamping force to the stator 2 exert an expansion of the between the sheet metal lamellas 4th formed and with the sealant 16 filled column 17th prevents and thus the tightness of the cooling channels 5 reliably maintains. The clamping devices 20th thus increase the robustness of the sealing of the cooling channels 5 , so that a leakage of cooling medium from the cooling channel 5 out to the outside of the stator 2 is prevented. The clamping devices 20th are for example on the outer circumference of the stator 2 provided and each in one on the stator 2 executed clamping device holder 21st arranged. According to the exemplary embodiment, there are several clamping device receptacles 21st over the circumference of the stator 2 distributed. The Clamping device holders 21st are for example on each of the sheet metal lamellas 4th of the stator 2 provided in one piece and, for example, mouth-shaped, loop-shaped or U-shaped.
  • Die elektrische Maschine 1 kann mit den Spannmitteln 20 auch an einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Getriebe 24, befestigt werden. In diesem Fall übernehmen die Spannmittel 20 zusätzlich zur Verspannung des Stators 2 die weitere Funktion der Befestigung der elektrischen Maschine 1.The electric machine 1 can with the clamping devices 20th also on another component, for example a transmission 24 , be attached. In this case the clamping devices take over 20th in addition to bracing the stator 2 the further function of fastening the electrical machine 1 .
  • Der erfindungsgemäße Stator 2 wird in mehreren Schritten hergestellt: In einem ersten Schritt wird zumindest ein Statorblechpaket 3 bereitgestellt, das Blechlamellen 4 umfasst, die insbesondere miteinander mechanisch verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen oder Stanzpaketieren. Zwischen den Blechlamellen 4 des Statorblechpakets 3 liegen zunächst die hohlen Spalte 17 vor. In einem zweiten Schritt wird dann ein flüssiges Dichtmittel 16 in die hohlen Spalte 17 des Stators 2 eingebracht, beispielsweise durch Vakuumimprägnieren. In einem nachfolgenden dritten Schritt wird das nun in den Spalten 17 vorliegende Dichtmittel 16 anaerob und/oder thermisch ausgehärtet. In einem weiteren vierten Schritt werden die Blechlamellen 4 des Stators 2 mit den Spannmitteln 20 verspannt bzw. zusammengedrückt.The stator according to the invention 2 is manufactured in several steps: In a first step, at least one stator core is created 3 provided, the sheet metal lamellas 4th includes, which are in particular mechanically connected to one another, for example by welding or stamping packet. Between the sheet metal lamellas 4th of the stator core 3 first lie the hollow crevices 17th in front. In a second step, a liquid sealant is then used 16 into the hollow column 17th of the stator 2 introduced, for example by vacuum impregnation. In a subsequent third step, this is now in the columns 17th present sealant 16 anaerobically and / or thermally cured. In a further fourth step, the sheet metal lamellas 4th of the stator 2 with the clamping devices 20th tensioned or compressed.
  • Der erfindungsgemäße Stator 2 könnte auch in einem alternativen Verfahren wie folgt hergestellt werden: In einem ersten Schritt wird das Dichtmittel 16 auf das Elektroblech der Blechlamellen aufgebracht. Dies kann vor oder nach dem Stanzen der Blechlamellen 4 aus dem Elektroblech erfolgen. Am Ende des ersten Schritts liegen fertige, mit dem Dichtmittel 16 beschichtete Blechlamellen 4 vor. In einem zweiten Schritt werden die Blechlamellen 4 zu dem Statorblechpaket gestapelt und nachfolgend optional zusammengepresst. In einem dritten Schritt wird das Dichtmittel im Statorblechpaket ausgehärtet. In einem weiteren vierten Schritt werden die Blechlamellen 4 des Stators 2 mit den Spannmitteln 20 verspannt bzw. zusammengedrückt.The stator according to the invention 2 could also be produced in an alternative process as follows: In a first step, the sealant 16 applied to the electrical sheet of the sheet metal lamellas. This can be done before or after punching the sheet metal lamellas 4th from the electrical steel sheet. At the end of the first step there are finished ones with the sealant 16 coated sheet metal lamellas 4th in front. In a second step, the sheet metal lamellas 4th stacked to form the stator core and then optionally pressed together. In a third step, the sealant is cured in the stator core. In a further fourth step, the sheet metal lamellas are made 4th of the stator 2 with the clamping devices 20th tensioned or compressed.
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Claims (10)

  1. Stator einer elektrischen Maschine mit zumindest einem Statorblechpaket (3), das jeweils einen Stapel von Blechlamellen (4) umfasst und in dem zumindest ein Kühlkanal (5) zur Kühlung des Stators (2) mit einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, vorgesehen ist, wobei der Kühlkanal (5) durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse (11) hintereinander angeordneten Kanalausnehmungen (14) in den Blechlamellen (4) gebildet ist und eine Mantelfläche (15) aufweist, die bei Durchströmung mit Kühlmedium in unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt, wobei der Stator (2) einen der Statorachse (11) zugewandten Innenumfang (12) und einen der Statorachse (11) abgewandten Außenumfang (13) aufweist und ein Dichtmittel (16) umfasst, das eine Leckage aus dem Kühlkanal (5) zum Innenumfang (12) oder Außenumfang (13) des Stators (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (16) zwischen den Blechlamellen (4) vorgesehen ist.Stator of an electrical machine with at least one stator lamination stack (3), each of which comprises a stack of lamination plates (4) and in which at least one cooling channel (5) is provided for cooling the stator (2) with a cooling medium, in particular a cooling liquid, wherein the cooling channel (5) is formed by a large number of channel recesses (14) arranged one behind the other in the axial direction with respect to a stator axis (11) in the sheet-metal lamellae (4) and has a lateral surface (15) which, when the cooling medium flows through, is in direct contact with the Cooling medium comes in, the stator (2) having an inner circumference (12) facing the stator axis (11) and an outer circumference (13) facing away from the stator axis (11) and comprising a sealing means (16) which allows leakage from the cooling channel (5) to the inner circumference (12) or outer circumference (13) of the stator (2), characterized in that the sealing means (16) is provided between the sheet metal lamellas (4).
  2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (15) des Kühlkanals (5) die Umfangsflächen (14.1) der dem Kühlkanal (5) zugeordneten Kanalausnehmungen (14) der Blechlamellen (4) umfasst oder dass der Kühlkanal (5) mit einer Beschichtung (18), insbesondere einer Korrosionsschutzbeschichtung, ausgekleidet ist, die im Bereich zwischen den Blechlamellen (4) am Dichtmittel (16) abgestützt ist.Stator after Claim 1 , characterized in that the jacket surface (15) of the cooling channel (5) comprises the peripheral surfaces (14.1) of the channel recesses (14) of the sheet metal lamellas (4) assigned to the cooling channel (5) or that the cooling channel (5) has a coating (18) , in particular a corrosion protection coating, which is supported on the sealing means (16) in the area between the sheet metal lamellas (4).
  3. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (16) die zwischen den Blechlamellen (4) gebildeten Spalte (17) des Stators (2) vollständig ausfüllt oder dass das Dichtmittel (16) eine Dichtstruktur bildet, die den einzelnen Kühlkanal (5) mit einer Dichtlinie oder -fläche dicht umschließt oder alle Kühlkanäle (5) mit einer radial außerhalb aller Kühlkanäle (5) angeordneten äußeren Dichtlinie oder -fläche und einer radial innerhalb aller Kühlkanäle (5) angeordneten inneren Dichtlinie oder -fläche dicht einschließt.Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing means (16) completely fills the gaps (17) of the stator (2) formed between the sheet-metal lamellas (4) or that the sealing means (16) forms a sealing structure which forms the individual cooling duct (5) tightly encloses with a sealing line or surface or tightly enclosing all cooling channels (5) with an outer sealing line or surface arranged radially outside of all cooling channels (5) and an inner sealing line or surface arranged radially inside all cooling channels (5).
  4. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (16) durch einen Vakuum-Druck-Prozess, insbesondere eine Vakuumimprägnierung, in die zwischen den Blechlamellen (4) gebildeten Spalte (17) eingebracht und in den Spalten (17) ausgehärtet ist und insbesondere ein Acrylat-Monomer ist, oder dass das Dichtmittel (16) auf die Blechlamellen (4) aufgedruckt oder aufgeklebt ist.Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing means (16) is introduced into the gaps (17) formed between the sheet metal lamellas (4) and cured in the gaps (17) by a vacuum-pressure process, in particular vacuum impregnation and in particular is an acrylate monomer, or that the sealant (16) is printed or glued onto the sheet metal lamellas (4).
  5. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen (4) des Stators (2) durch Spannmittel (20), insbesondere Schrauben oder Zuganker, zum Erzeugen einer axialen Verspannung zusammengedrückt sind.Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet-metal lamellae (4) of the stator (2) are pressed together by tensioning means (20), in particular screws or tie rods, in order to generate axial bracing.
  6. Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel (20) am Außenumfang (13) des Stators (2), insbesondere am Außenumfang der Blechlamellen (4), jeweils in einer Spannmittelaufnahme (21) vorgesehen sind.Stator after Claim 5 , characterized in that the clamping means (20) on the outer circumference (13) of the stator (2), in particular on the outer circumference of the sheet metal lamellas (4), are each provided in a clamping means receptacle (21).
  7. Verfahren zur Herstellung eines Stators nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: a. Bereitstellen eines zumindest Statorblechpakets (3), das Blechlamellen (4) umfasst, die insbesondere miteinander mechanisch verbunden sind, b. Einbringen eines flüssigen Dichtmittels (16) in die zwischen den Blechlamellen (4) gebildeten Spalte (17) des Stators (2) bzw. Statorblechpakets (3), insbesondere durch Vakuumimprägnieren, c. Aushärten des Dichtmittels (16), d. Zusammendrücken oder Verspannen der Blechlamellen (4) des Stators (2) mittels von Spannmitteln (20), insbesondere Schrauben oder Zugankern.Method for manufacturing a stator according to one of the preceding claims, comprising the steps: a. Provision of at least one stator core (3) which comprises sheet metal lamellas (4) which are in particular mechanically connected to one another, b. Introducing a liquid sealant (16) into the gaps (17) of the stator (2) or stator laminated core (3) formed between the sheet metal lamellas (4), in particular by vacuum impregnation, c. Curing of the sealant (16), d. Compression or tensioning of the sheet metal lamellas (4) of the stator (2) by means of tensioning means (20), in particular screws or tie rods.
  8. Elektrische Maschine mit einem Stator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) mit seinem zumindest einen Statorblechpaket (3) einen Gehäusemantel der elektrischen Maschine (1) bildet.Electric machine with a stator (2) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the stator (2) with its at least one stator core (3) forms a housing jacket of the electrical machine (1).
  9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten des Stators (2) Lagerschilde (8) angeordnet sind, die insbesondere Verbindungskanäle (22) zur Verbindung von Kühlkanälen (5) des Stators (2) aufweisen.Electric machine after Claim 8 , characterized in that bearing shields (8) are arranged on the end faces of the stator (2), which in particular have connecting channels (22) for connecting cooling channels (5) of the stator (2).
  10. Antriebseinrichtung mit einem Getriebe (24) und einer elektrischen Maschine (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) mit den Spannmitteln (20) am Getriebe (24) befestigt, insbesondere verschraubt, ist.Drive device with a gear (24) and an electrical machine (1) according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the electrical machine (1) is fastened, in particular screwed, to the transmission (24) with the clamping means (20).
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