DE102021122453A1

DE102021122453A1 - Stator mit permanenter Schutzbarriereabdichtung

Info

Publication number: DE102021122453A1
Application number: DE102021122453.5A
Authority: DE
Inventors: Jože Buh; Borut Obrul; Slavko Palačković; Matija Luetić; Gašper Šušteršič
Original assignee: Elaphe Propulsion Tech Ltd; ELAPHE PROPULSION TECHNOLOGIES Ltd
Current assignee: Elaphe Propulsion Tech Ltd; ELAPHE PROPULSION TECHNOLOGIES Ltd
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2023-03-02
Also published as: WO2023030991A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine des Typs, der einen Stator, einen Rotor und einen Luftspalt dazwischen umfasst, insbesondere einen inneren Stator für einen Außenläufermotor; wobei der Stator einen Statorkern mit mehreren Kernzähnen, um die Kernzähne herum angeordnete elektromagnetische Wicklungen, ein Statorgehäuse mit einem an der luftspaltzugewandten Seite des Stators offenen ausgesparten Raum, der den Statorkern und die elektromagnetischen Wicklungen aufnimmt, und eine wasserundurchlässige Schutzbarriere, die die Aussparung an der offenen luftspaltzugewandten Seite flüssigkeitsdicht verschließt, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere durch in dem ausgesparten Raum vorgesehenes Vergussmaterial dauerhaft mit den Wicklungen und den Kernzähnen verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Herstellungsverfahren sowie die Verwendung einer luftspaltseitigen Schutzbarriere eines Stators als Vergussmaterialbarrierestruktur.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine der Art, die einen Stator, einen Rotor und einen dazwischenliegenden Luftspalt gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch aufweist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Innenstator für einen Außenläufermotor, beispielsweise für einen „In-Wheel“-Motor für ein Automobil. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Herstellung eines Stators der vorgenannten Art gemäß dem zugehörigen unabhängigen Verfahrensanspruch und die Verwendung einer dem Luftspalt zugewandten Schutzbarriere eines Stators als Vergussmaterialbarrierestruktur gemäß dem unabhängigen Verwendungsanspruch.
Das zum Stand der Technik gehörende Dokument US 2013/0020885 A1 offenbart einen eingekapselten Stator mit einem Antriebsmodul, das mit einem Wellenrohr verbunden ist. Das Antriebsmodul umfasst eine Siliziumstahlplatteneinheit. Eine Spuleneinheit ist um die Siliziumstahlplatteneinheit gewickelt. An einem Außenumfang der Siliziumstahlplatteneinheit des Antriebsmoduls ist ein Mantel angebracht. Der Mantel weist eine Innenfläche und eine der Innenfläche gegenüberliegende Außenfläche auf. Die Innenseite des Mantels ist dem Antriebsmodul zugewandt. Das Antriebsmodul, der Mantel und das Wellenrohr sind mit einem Vergussmittel verbunden. Die Vergussmasse kapselt das Antriebsmodul ein. Das Vergussmittel kapselt die Außenfläche des Mantels teilweise ein. Der Herstellungsprozess im Zusammenhang mit dieser Anordnung von Vergussmasse und Mantel und deren fachgerechter Montage mit den anderen Statorteilen ist vergleichsweise arbeitsintensiv.
Das zum Stand der Technik gehörende Dokument US 8,421,297 B2 offenbart eine elektrische Maschine mit einem äußeren Stator und einem inneren Rotor und einem dazwischenliegenden Luftspalt. Der Stator ist durch eine Schutzbarriere vor dem Kontakt mit Wärmeübertragungsflüssigkeiten, Prozessflüssigkeiten, anderen korrosiven oder schädlichen Stoffen und/oder anderen Fremdkörpern geschützt. Auch hier ist der Herstellungsprozess im Zusammenhang mit dieser Schutzbarriere und ihrem ordnungsgemäßen Zusammenbau mit den anderen Statorteilen vergleichsweise arbeitsintensiv.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zuverlässigen Schutz eines Stators der eingangs genannten Art, insbesondere der elektromagnetischen Wicklungen und der Stator-kernzähne des Stators, gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, Staub, Salz, Straßenchemikalien und anderen schädlichen Einflüssen aus dem Luftspalt bereitzustellen und gleichzeitig einen zeit- und kosteneffizienten Herstellungsprozess des Stators zu ermöglichen. Ein weiteres Ziel ist es, die Zuverlässigkeit und die Fertigungseffizienz von elektrischen Maschinen der oben genannten Art zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, das vorgenannte Ziel durch einen Stator gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch 1 zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung schlägt einen Stator für eine elektrische Maschine des Typs vor, der einen Stator, einen Rotor und einen Luftspalt dazwischen aufweist, insbesondere einen inneren Stator für einen Außenrotormotor; wobei der Stator einen Statorkern mit einer Vielzahl von Kernzähnen, elektromagnetische Wicklungen, die um die Kernzähne herum angeordnet sind, ein Statorgehäuse mit einem ausgesparten Raum, der an der dem Luftspalt zugewandten Seite des Stators offen ist, wobei der ausgesparte Raum den Statorkern und die elektromagnetischen Wicklungen aufnimmt, und eine wasserundurchlässige Schutzbarriere, die den ausgesparten Raum an der offenen, dem Luftspalt zugewandten Seite flüssigkeitsdicht verschließt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere durch ein in dem ausgesparten Raum vorgesehenes Vergussmaterial dauerhaft mit den Wicklungen und den Kernzähnen verbunden ist.
Durch die dauerhafte Verbindung der Schutzbarriere mit den Wicklungen und den Kernzähnen durch ausgehärtetes Vergussmaterial in dem ausgesparten Raum wird die Schutzbarriere zuverlässig mit den Statorwicklungen und den Stator-Kernzähnen verbunden und dem Stator und seinen Teilen strukturelle Festigkeit verliehen, während gleichzeitig die Wicklungen und Kernzähne vor korrosiven Einflüssen aus dem Luftspalt und dem Eindringen von Wasser selbst im Falle einer Verletzung der Schutzbarriere geschützt werden und ein zeiteffizienter Herstellungs- und Montageprozess des Stators ermöglicht wird.
In einer möglichen Ausführungsform ist zwischen den Kernzähnen und der Schutzbarriere ein bindungserhöhendes geflechtartiges Material vorgesehen, das von dem Vergussmaterial durchdrungen ist.
Das bindungserhöhende Material erhöht zusätzlich die strukturelle Festigkeit und Integrität des Stators, insbesondere die Rissfestigkeit des ausgehärteten und starren Vergussmaterials, und dient gleichzeitig als eine Art dünner Abstandshalter zwischen der Schutzbarriere und den Kernzähnen, der während des Vergusses von dem flüssigen Vergussmaterial durchtränkt werden kann und so dafür sorgen kann, dass das flüssige Vergussmaterial alle Bereiche der Schutzbarriere und der Kernzähne sowie z. B. auch der Wicklungen richtig erreicht und sich mit ihnen verbindet.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform besteht das bindungserhöhende Material aus einem flexiblen Lagenmaterial, insbesondere weist das bindungserhöhende Material mindestens eine filamenthaltige Roving-Schicht und/oder ein Stahlgeflecht auf.
Die Verwendung eines flexiblen Lagenmaterials als bindungserhöhendes Material erleichtert den Herstellungsprozess, da die Positionierung und Form des bindungserhöhenden Materials an die äußere Form der Statorwicklungen und der Stator-Kernzähne angepasst werden kann.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform umfasst das bindungserhöhende Material mindestens eine filamenthaltige Roving-Schicht und/oder ein Stahlgeflecht.
Die Verwendung von filamenthaltigen Roving-Schichten und/oder eines Stahlgeflechts ermöglicht eine zuverlässige Permeation des bindungserhöhenden Materials mit dem flüssigen Vergussmaterial während des Vergusses und verleiht dem späteren Stator gleichzeitig eine verbesserte Rissbeständigkeit.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die mindestens eine filamenthaltige Roving-Schicht mindestens eine der folgenden Komponenten auf: Glasfasern und Kohlefasern.
Eine Roving-Schicht aus Glasfasern und/oder eine Roving-Schicht aus Kohlefasern ermöglicht eine zeitsparende Handhabung der Schicht oder Schichten, die in Form von Lagen bereitgestellt werden können. In einer besonderen Ausführungsform sind zwei Lagen Glasroving zwischen den Kernzähnen und der Schutzbarriere vorgesehen.
In einer anderen möglichen Ausführungsform umhüllt das bindungserhöhende Material die Wicklungen und die Kernzähne auf mindestens einer der beiden axialen Seiten und auf einer radialen Seite in Bezug auf die Drehachse der elektrischen Maschine.
Diese Anordnung des bindungserhöhenden Materials ermöglicht eine verbesserte Verbindung der Schutzbarriere mit den Wicklungen und Kernzähnen und unterstützt gleichzeitig das Vergussmaterial während des Vergusses beim Kontakt mit den Wicklungen und Kernzähnen an diesen Seiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stator ein Innenstator, und das bindungserhöhende Material umhüllt die Wicklungen und die Kernzähne an den beiden axialen Seiten und an der radialen Außenseite.
Es ist auch möglich, dass in einer weiteren Ausführungsform die Schutzbarriere aus einer flexiblen Hülle besteht und/oder zumindest teilweise transparent ist.
Wenn die Schutzbarriere aus einer flexiblen Hülle besteht, kann sie den ausgesparten Raum zeitsparend abdecken und abdichten, indem die Hülle während des Herstellungsprozesses über den ausgesparten Raum gezogen wird.
In einer optionalen Ausführungsform ist die Schutzbarriere zumindest teilweise transparent. Dies ermöglicht eine zeitsparende und einfache visuelle Kontrolle, ob die Schutzbarriere in der gewünschten Weise mit den Wicklungen und den Kernzähnen verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Schutzbarriere aus einem Polymer-Lagenmaterial, insbesondere aus einem wärmeschrumpfbaren Polymer-Lagenmaterial und/oder aus einem elastischen Polymer-Lagenmaterial, oder aus einem Edelstahl-Lagenmaterial.
Die Verwendung eines Polymer-Lagenmaterials für die Schutzbarriere ermöglicht eine einfache Handhabung der Schutzbarriere während des Herstellungsprozesses.
In besonderen Ausführungsformen besteht das Polymer-Lagenmaterial aus einem wärmeschrumpfbaren Material und/oder einem elastischen Lagenmaterial. Auf diese Weise kann der ausgesparte Raum auf einfache und zuverlässige Weise dicht mit der Schutzbarriere abgedeckt werden, was den Verguss- und Klebevorgang erleichtert und die Wasserdichtigkeit der Montage verbessert.
In Fällen, in denen die Schutzbarriere aus einem Edelstahl-Lagenmaterial gefertigt ist, weist die Schutzschicht nicht nur hervorragende korrosionsbeständige Eigenschaften, sondern auch eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit auf. Bei der Verwendung von Edelstahl-Lagenmaterial wird das Problem möglicher Wirbelstromverluste angemessen berücksichtigt und entsprechend der gängigen Praxis behandelt.
In einer bevorzugten optionalen Ausführungsform dichtet die Schutzbarriere den ausgesparten Raum an der dem offenen Luftspalt zugewandten Seite mit anderen Mitteln als dem Vergussmaterial ab, insbesondere mit einem Klebstoff.
Dies ermöglicht einen verbesserten und zeitsparenden Herstellungsprozess, da die Schutzbarriere den ausgesparten Raum vor dem Vergussvorgang abdichten kann, so dass das Vergussmaterial in den vordefinierten und abgedichteten ausgesparten Raum eingebracht werden kann, wobei die Schutzbarriere verhindert, dass das flüssige Vergussmaterial aus dem ausgesparten Raum ausläuft und beispielsweise mit einer stützenden Vergussformwand in Kontakt kommt. Dies erhöht die Lebensdauer bei der Verwendung von wiederverwendbaren Vergussformen.
Optional kann ein Klebstoff verwendet werden, um den ausgesparten Raum mit der Schutzbarriere abzudichten, z. B. durch Verkleben der Bereiche, in denen die Schutzbarriere das Statorgehäuse berührt und die den ausgesparten Raum des Statorgehäuses umgeben. Dies ist ein effizienter Weg, den ausgesparten Raum abzudichten.
In einer anderen Ausführungsform berührt die Schutzbarriere das Statorgehäuse an gegenüberliegenden axialen Außenwänden des Statorgehäuses, wobei die Außenwände zwischen sich den ausgesparten Raum aufweisen und die Schutzbarriere flüssigkeitsdicht mit den Außenwänden verbunden ist.
Bei dieser Anordnung kann die Schutzbarriere den ausgesparten Raum in axialer Richtung von einer Außenwand zur anderen Außenwand überspannen. Ferner kann durch das flüssigkeitsdichte Verbinden der Schutzbarriere mit den Außenwänden der ausgesparte Raum vor dem Einbringen des flüssigen Vergussmaterials während des Herstellungsprozesses abgedichtet werden und der flüssigkeitsdichte Verbindungsvorgang der Schutzbarriere mit den Außenwänden erfolgt an den leicht zugänglichen axialen Außenwänden des Gehäuses.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die Schutzbarriere auf der dem Statorgehäuse zugewandten Seite zumindest teilweise eine haftverbunderhöhende Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere eine aufgeraute Oberflächenbeschaffenheit, auf und/oder das Statorgehäuse weist auf der der Schutzbarriere zugewandten Seite zumindest teilweise eine haftverbunderhöhende Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere eine aufgeraute Oberflächenbeschaffenheit, auf.
Die haftverbunderhöhenden Oberflächenveredelungen tragen dazu bei, die zuverlässige Haftung der vorbereiteten Oberflächen mit dem Vergussmaterial oder mit einem zusätzlichen Klebstoff zu erhöhen.
Die optionale Aufrauhung der Oberfläche, z. B. durch eine TCA-Behandlung (Trichlorsäure) bei Verwendung einer polymeren Schutzfolie oder durch eine KTL-Beschichtung (Kathodische Tauchlackierung) bei Verwendung eines Statorgehäuses aus Aluminium, verbessert die zuverlässige Verbindung der aufgerauten Bereiche mit dem Vergussmaterial oder mit einem zusätzlichen Klebstoff.
Wenn beispielsweise das Statorgehäuse auf der der Schutzbarriere zugewandten Seite zumindest teilweise eine aufgeraute Oberfläche aufweist, können die radialen Kanten der Außenwände des Statorgehäuses mit einer aufgerauten Oberfläche versehen werden, um die Verbindung und Abdichtung mit der Schutzbarriere an dieser Stelle durch die Verwendung eines Klebstoffs zu verbessern.
Es ist ferner möglich, dass in einer anderen Ausführungsform die Wicklungen und die Statorzähne vollständig in dem ausgesparten Raum untergebracht sind, so dass die umgebenden Außenwände des Statorgehäuses etwa gleich hoch oder höher sind als die Statorzähne und Wicklungen in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse der elektrischen Maschine.
Diese Anordnung bietet leicht zugängliche radiale Bereiche, in denen die Schutzbarriere auf das Statorgehäuse geklebt werden kann, um den ausgesparten Raum abzudichten.
Das eingangs genannte Ziel wird ferner durch eine elektrische Maschine des Typs erreicht, der einen Stator, einen Rotor und einen dazwischen liegenden Luftspalt aufweist, insbesondere durch einen Außenläufermotor, aufweisend einen Stator gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen.
Das der Erfindung zugrundeliegende Ziel wird ferner durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch 12 erreicht.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine des Typs vor, der einen Stator, einen Rotor und einen Luftspalt dazwischen umfasst, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines inneren Stators für einen Außenrotormotor, wobei das Verfahren die Schritte des Bereitstellens einer Anordnung umfasst, die ein Statorgehäuse umfasst, das einen Statorkern mit Kernzähnen und elektromagnetischen Wicklungen aufnimmt, die um die Kernzähne in einem ausgesparten Raum angeordnet sind, wobei der ausgesparte Raum an der dem Luftspalt zugewandten Seite des Stators offen ist, und Bereitstellen einer wasserundurchlässigen Schutzbarriere und Abdecken des ausgesparten Raums an der offenen Seite mit der Schutzbarriere, gekennzeichnet durch Einführen von flüssigem Vergussmaterial in den abgedeckten ausgesparten Raum zum dauerhaften Verbinden der Schutzbarriere mit den Wicklungen und den Kernzähnen.
Durch das Einbringen von flüssigem Vergussmaterial in den abgedeckten ausgesparten Raum zur dauerhaften Verbindung der Schutzbarriere mit den Wicklungen und den Kernzähnen kann die Schutzbarriere zuverlässig mit den Statorwicklungen und den Stator-Kernzähnen verbunden werden und der Stator und seine Teile werden strukturell gefestigt, während gleichzeitig die Wicklungen und Kernzähne vor korrosiven Einflüssen und dem Eindringen von Wasser aus dem Luftspalt geschützt werden, selbst für den Fall, dass die Schutzbarriere durchbrochen wird, und ein zeiteffizienter Fertigungs- und Statormontageprozess wird ermöglicht.
In einer möglichen Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des flüssigkeitsdichten Verschließens des ausgesparten Raums an der offenen Seite mit der Schutzbarriere, insbesondere unter Verwendung eines Klebers, vor dem Einbringen des Vergussmaterials.
Dies ermöglicht einen verbesserten und zeitsparenden Herstellungsprozess, da die Schutzbarriere den ausgesparten Raum vor dem Vergussvorgang abdichtet, so dass das Vergussmaterial in den vordefinierten und abgedichteten ausgesparten Raum eingebracht werden kann, wobei die Schutzbarriere verhindert, dass das flüssige Vergussmaterial aus dem ausgesparten Raum ausläuft und z.B. mit einer stützenden Vergussformwand in Kontakt kommt.
In einer optionalen Ausführungsform wird ein Klebstoff verwendet, um den ausgesparten Raum vor dem Einbringen des Vergussmaterials einfach und zuverlässig abzudichten.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ferner den Schritt des Abdeckens der Kernzähne mit einem bindungserhöhenden geflechtartigen Material, insbesondere mit einem flexiblen bindungserhöhenden geflechtartigen Lagenmaterial, vor dem Abdecken des ausgesparten Raums, insbesondere des Umhüllens der Wicklungen und der Kernzähne auf mindestens einer der beiden axialen Seiten und auf einer radialen Seite in Bezug auf die Drehachse der elektrischen Maschine vor dem Abdecken des ausgesparten Raums, auf.
Das Abdecken der Kernzähne mit einem bindungserhöhenden, geflechtartigen Material erhöht die spätere strukturelle Festigkeit und Integrität des Stators, insbesondere die Rissbeständigkeit des später ausgehärteten und starren Vergussmaterials, und stellt gleichzeitig eine Art dünnen Abstandshalter zwischen der Schutzbarriere und den Kernzähnen dar, der von dem flüssigen Vergussmaterial durchdrungen werden kann und somit sicherstellen kann, dass das flüssige Vergussmaterial alle Bereiche der Schutzbarriere und der Kernzähne erreicht und sich mit ihnen verbindet.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform besteht das bindungserhöhende Material aus einem flexiblen Lagenmaterial, insbesondere weist das bindungserhöhende Material mindestens eine filamenthaltige Roving-Schicht und/oder ein Stahlgeflecht auf.
Die Verwendung eines flexiblen Lagenmaterials als bindungserhöhendes Material erleichtert den Herstellungsprozess, da die Position des bindungserhöhenden Materials an die äußere Form der Statorwicklungen und der Stator-Kernzähne angepasst werden kann.
In optionalen Ausführungsformen umfasst das bindungserhöhende Material mindestens eine filamenthaltige Roving-Schicht und/oder ein Stahlgeflecht.
Die Verwendung von filamenthaltigen Roving-Schichten und/oder eines Stahlgeflechts ermöglicht eine zuverlässige Permeation des bindungserhöhenden Materials mit dem flüssigen Vergussmaterial während des Vergusses und verleiht dem späteren fertigen Stator gleichzeitig verbesserte Rissfestigkeitseigenschaften.
Der oben erwähnte optionale Schritt der Umhüllung der Wicklungen und der Kernzähne auf mindestens einer der beiden axialen Seiten und auf einer radialen Seite in Bezug auf die Drehachse der elektrischen Maschine vor dem Abdecken des ausgesparten Raums ermöglicht eine verbesserte Verbindung der Schutzbarriere mit den Wicklungen und Kernzähnen und unterstützt und führt gleichzeitig das Vergussmaterial während des Vergussvorgangs beim In-Kontakt-Kommen mit den Wicklungen und den Kernzähnen an diesen Seiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stator ein Innenstator, und die Wicklungen und die Kernzähne sind an den beiden axialen Seiten und an der radialen Außenseite von dem bindungserhöhenden Material umhüllt.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schutzbarriere in Form einer flexiblen Hülle (sleeve) bereitgestellt, und die Hülle wird über den ausgesparten Raum gezogen, um den ausgesparten Raum abzudecken.
Dies ermöglicht eine zeiteffiziente Abdeckung eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden ausgesparten Raumes.
Es ist auch möglich, dass in einer Ausführungsform die Hülle aus einem elastischen Material besteht und so über die Aussparung gezogen wird, dass sie den ausgesparten Raum unter Spannung abdeckt, insbesondere wird die Hülle unter Verwendung eines Hüllenaufweitungs-Montagewerkzeugs über den ausgesparten Raum gezogen.
Das gespannte Abdecken des ausgesparten Raums, bei dem die Hülle radial nach innen gegen die Ränder des ausgesparten Raums drückt, erleichtert den Vergussvorgang und z.B. in den Fällen, in denen die Hülle den ausgesparten Raum vor dem Einbringen des Vergussmaterials mit einem Klebstoff abdichtet, erleichtern die Presskräfte der Hülle gegen die Ränder des durch das Statorgehäuse gebildeten ausgesparten Raums die Verteilung des Klebstoffs und damit die Ausbildung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht die Hülle aus einem wärmeschrumpfbaren Material und wird vor dem Einbringen des Vergussmaterials wärmeschrumpfend verschlossen, um den ausgesparten Raum dicht abzudecken.
Dies ermöglicht eine sichere Abdeckung des ausgesparten Raums und erleichtert, im Falle eines flüssigkeitsdichten Verschlusses des ausgesparten Raums, vor dem Einbringen des Vergussmaterials die Ausbildung einer Dichtung, z. B. durch einen Klebstoff.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform wird der Umfang der flexiblen Hülle individuell gefertigt und an die Außenabmessungen des Statorgehäuses angepasst, bevor die Hülle über den ausgesparten Raum gezogen wird.
Dieser individuelle und fallspezifische Fertigungsschritt sorgt für eine perfekte Passform zwischen Hülle und Statorgehäuse und damit für eine zuverlässige Abdeckung des ausgesparten Raums.
Das eingangs genannte Ziel wird ferner durch die Verwendung einer wasserundurchlässigen, dem Luftspalt zugewandten Barriere eines Stators als Vergussmaterial-Barrierenstruktur gemäß dem unabhängigen Verwendungsanspruch 19 erreicht.
Die erfindungsgemäße Lösung schlägt die Verwendung einer wasserundurchlässigen, dem Luftspalt zugewandten Schutzbarriere eines Stators vor, die für eine elektrische Maschine des Typs geeignet ist, der einen Stator, einen Rotor und einen Luftspalt dazwischen aufweist, insbesondere die Verwendung einer dem Luftspalt zugewandten Schutzbarriere eines Stators gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen als Vergussmaterial-Barrierestruktur, um eine dauerhaft gebundene Barriere für das Vergussmaterial zu definieren und um zu verhindern, dass das flüssige Vergussmaterial während des Herstellungs- und Vergussprozesses des Stators mit einer Vergussform in Kontakt kommt.
Durch die Verwendung des Teils, das selbst die dem Luftspalt zugewandte Schutzbarriere des späteren fertigen Stators bildet, als Vergussmaterial-Barrierestruktur in der vorgenannten Weise ist es möglich, einen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit aus dem Luftspalt geschützten Stator effizient herzustellen. Da die luftspaltseitige Schutzbarriere verhindert, dass das flüssige Vergussmaterial mit der Vergussform in Berührung kommt, kann die Vergussform vielfach wiederverwendet werden und solche Statoren können effizient hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die luftspaltzugewandte Barriere für die Herstellung und den Verguss eines Stators gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet.
Beispielhafte Ausführungsformen, welche die vorgenannten Ausführungsformen vorteilhaft kombinieren, werden nun unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben:

1 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht eines Stators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer äußeren Schutzbarriere und einem darunter liegenden bindungserhöhenden Material, das zur Veranschaulichung an der linken Seite der Abbildung teilweise weggeschnitten ist,
2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des linken unteren Bereichs von 1,
3 zeigt einen Teil des Stators von 1, bei dem die Schutzbarriere weggelassen und das bindungserhöhende Material in radialer Richtung weggeschnitten wurde,
4 zeigt schematische Schnittdarstellungen eines Teils eines Stators gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei die Darstellungen in radialer Richtung während der Schritte des Herstellungs- und Vergussprozesses des Stators geschnitten sind, und
5 zeigt weitere schematische Darstellungen nachfolgend zu den Schritten von 4.

1 zeigt eine Ausführungsform des Stators 1 für eine elektrische Maschine des bekannten Typs, der einen Stator, einen Rotor und einen dazwischen liegenden Luftspalt umfasst. Genauer gesagt ist der Stator in der vorliegenden Ausführungsform ein Innenstator für einen Außenrotor, wie er häufig in bekannten „In-Wheel-Motor“-Anwendungen für Automobile verwendet wird, wie in WO 2019/139545 A1 offenbart.
Der Stator 1 hat eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Form um eine Achse A, die auch die Rotationsachse der elektrischen Maschine ist, genauer gesagt die Rotationsachse eines Rotors (nicht dargestellt), der den Stator 1 in der radialen Richtung b umgibt, wobei ein kleiner Luftspalt 25 dazwischen entsteht. Der Stator 1 weist eine zentrale Öffnung 2 auf, um beispielsweise Platz für Fahrzeugkomponenten (nicht dargestellt) wie Bremssysteme und Lagersysteme zu schaffen.
Im vorliegenden Fall wird die radial äußere Seite des Stators 1 als die dem Luftspalt zugewandte Seite des Stators 1 bezeichnet.
Der Stator 1 weist ein Statorgehäuse 3 auf, das in dieser Ausführungsform zwei gegenüberliegende axiale Außenwände 4, 5, die in der vorliegenden Ausführungsform auch als Kühlkörper dienen, aufweist, die sich durchgehend, in dieser Ausführungsform im Wesentlichen parallel zueinander, in radialer Richtung b und in Umfangsrichtung um die Achse A erstrecken.
Zwischen den beiden Außenwänden 4, 5, die im vorliegenden Fall an ihren radial äußeren Bereichen abdichtbare Öffnungen 6 für einen effizienten Epoxidharzverguss enthalten, weist das Statorgehäuse 3 einen ausgesparten Raum 7 auf, der einen Statorkern 8 mit einer Vielzahl von Kernzähnen 9, in der Praxis oft auch als „blade-stack“ bezeichnet, aufnimmt, die auf der luftspaltseitigen Seite in Umfangsrichtung verteilt und äquidistant vorgesehen sind. An einer radialen Innenseite des Statorgehäuses 3 erstreckt sich in axialer Richtung zwischen den Außenwänden 4, 5 eine Wand 12, wobei der ausgesparte Raum 7 von diesen Wänden 4, 5, 12 umgeben ist.
Bei der nicht dargestellten Ausführungsform, bei der das Statorgehäuse 3 nur eine einzige Außenwand 4 an einer axialen Seite aufweist, übernimmt beispielsweise eine andere Struktur die äußere Begrenzungsfunktion der zweiten Außenwand 5 an der gegenüberliegenden axialen Seite, wobei der ausgesparte Raum 7 dann zwischen der einzigen Außenwand 4 und der anderen Struktur vorgesehen ist.
In der Ausführungsform von 1 sind elektromagnetische Wicklungen 10 um die einzelnen Kernzähne 9 in sich axial erstreckenden Schleifen angeordnet, um zusammen mit den Kernzähnen 9 elektromagnetische Felder zu erzeugen, die mit Magneten eines Rotors (nicht dargestellt) in der bekannten Weise zusammenwirken können, um den Rotor während des Betriebs der elektrischen Maschine anzutreiben, die durch eine solche Kombination von Stator und Rotor gebildet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform von 1 ist die radiale Erstreckung der beiden gegenüberliegenden umlaufenden Außenwände 4, 5 etwas größer als die radiale Erstreckung der in Umfangsrichtung angeordneten Kernzähne 9.
An der radialen Innenseite des Statorgehäuses 3, das eine Außenwand 12 der zentralen Öffnung 2 bildet, befinden sich Flansche 11 zur Befestigung des Stators 1 an einem Fahrzeug (nicht dargestellt).
Von der radialen Innenseite in radialer Richtung b bis zur äußersten, dem Luftspalt 25 zugewandten Seite des Stators 1 betrachtet, würde die Anordnung der Teile des vorliegenden Stators 1 im Bereich des ausgesparten Raumes 7 wie folgt aussehen: das Statorgehäuse 3, gefolgt von dem die Zähne 9 aufweisenden Statorkern 8 mit den im wesentlichen axial um die Zähne 9 herum angeordneten elektromagnetischen Wicklungen 10 in etwa derselben radialen Position wie die Kernzähne 9, gefolgt von einem bindungserhöhenden geflechtartigen Material 13, das die Statorzähne 9 und die Wicklungen 10 an ihren beiden axialen Seiten und an der radialen Außenseite, d. h. an der dem Luftspalt zugewandten Seite, umhüllt, gefolgt von der Schutzbarriere 14.
Die Schutzbarriere 14 ist wasserundurchlässig und befindet sich auf der äußersten, dem Luftspalt zugewandten Seite des Stators 1, d. h. in radialer Richtung b betrachtet.
In dieser Ausführungsform wurde die Schutzbarriere 14 aus einer elastischen und transparenten dünnen Polymerhülle aus wasserundurchlässiger Polyesterfolie hergestellt, die zuvor durch eine TCA-Behandlung (Trichlorsäure) mit einer aufgerauten Oberfläche an ihrer radialen Innenseite, d. h. an der dem Statorgehäuse 3 zugewandten Seite, die mit den umlaufenden und radialen Außenkanten der Außenwände 4, 5 des Statorgehäuses 3 und mit dem Vergussmaterial 15 in Kontakt steht, das die Schutzbarriere 14 mit dem bindungserhöhenden geflechtartigen Material 13 verbindet, versehen wurde.
In einer anderen Ausführungsform kann die Schutzbarriere 14 aus einem wärmeschrumpfbaren Polymer-Lagenmaterial oder aus einem Edelstahl-Lagenmaterial hergestellt sein.
In dieser Ausführungsform besteht das Statorgehäuse 3 aus einer Aluminiumlegierung und weist eine haftungserhöhende Oberflächenbeschaffenheit in Form einer aufgerauten Oberfläche in den Bereichen auf, die mit der Schutzbarriere 14 und dem Vergussmaterial 15 in Berührung kommen, das in dieser Ausführungsform ein gehärtetes Epoxidharz ist. Eine solche Oberflächenbeschaffenheit kann z. B. durch ein E-Beschichtungsverfahren, wie z. B. ein KTL-Verfahren („Kathodische Tauchlackierung“), realisiert werden. Derartige haftvermittelnde Oberflächenbeschichtungen können auch den thermischen Kontakt zwischen einem Epoxidharz und dem Statorgehäuse während des Vergusses erhöhen.
In der vorliegenden Ausführungsform von 1 ist das bindungserhöhende geflechtartige Material 13 eine einzelne Lage Glasfaserroving, die zwischen der dem Luftspalt zugewandten Seite, d. h. der radialen Außenseite, der Kernzähne 9 und der Schutzbarriere 14 vorgesehen ist.
Genauer gesagt, umhüllt das bindungserhöhende Material 13 in dieser Ausführungsform die Kernzähne 9 und die Wicklungen 10 auf beiden axialen Seiten und auf der äußeren radialen Seite in Bezug auf die Achse A C-förmig.
In einer weiteren Ausführungsform eines Stators 16, die in 5g) dargestellt ist, werden zwei Lagen Glasfaserroving C-förmig um die drei Seiten der Kernzähne 9 und der Wicklungen 10 gewickelt, um eine noch bessere Verbindung der Schutzbarriere 14 mit den Kernzähnen 9 und den Wicklungen 10 zu erreichen.
In weiteren Ausführungsformen kann das vorgenannte bindungserhöhende Material aus einer, zwei oder mehreren Lagen bestehen, die zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern hergestellt sind.
Ein Aspekt des bindungserhöhenden geflechtartigen Materials 13, insbesondere wenn es aus einem oder mehreren Glasfaser-Rovinglagen besteht, ist das Durchtränken der Oberseite der Statorzähne 9 mit dem Vergussmaterial, insbesondere mit Epoxidharz, während des Vergussprozesses. Da der Stator 1 laminiert ist, ist die Oberseite der Statorzähne 9 porös und würde mit der Zeit durch eindringendes Wasser korrodieren. Das Vergussmaterial als eine Art Imprägnierschicht zu haben, die zuverlässig zwischen der Schutzbarriere 14 und den Statorzähnen 9 liegt, ist hilfreich, um die Statorzähne 9 zu schützen, falls die Schutzbarriere 14 durchbrochen werden sollte.
Ein erfindungsgemäßes Herstellungs- und Vergussverfahren wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert, die Herstellungs- und Vergussschritte für einen Stator 16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Merkmale des Stators 16, die den Merkmalen des Stators 1 ähnlich sind, tragen die gleichen Bezugszeichen. Wie durch die stichgepunktete Linie angedeutet, veranschaulichen die 4 und 5 den Herstellungs- und Vergussprozess, indem sie sich auf etwas weniger als eine geschnittene Hälfte des vollständigen Stators beziehen. Die nicht dargestellte andere Hälfte wäre spiegelbildlich.
Wie der schematischen Darstellung in 4a) zu entnehmen ist, ist eine Baugruppe 26 vorgesehen, die das Statorgehäuse 3 aufweist, das in seinem Aussparungsraum 7 den Statorkern 8 mit den Statorzähnen 9 und den elektromagnetischen Wicklungen 10 aufnimmt. Wie dieser Figur weiter zu entnehmen ist, ist die radiale Erstreckung der beiden gegenüberliegenden äußeren axialen Wände 4, 5, welche in 4a) die Erstreckungsrichtung zur linken Seite ist, etwa gleich lang wie die radiale Erstreckung der Kernzähne 9 in dieser Richtung.
In anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen kann die radiale Ausdehnung der Kernzähne 9 kürzer sein als die radiale Ausdehnung der Außenwände 4, 5. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform begrenzt nur eine einzige Außenwand 4 den ausgesparten Raum 7 auf einer axialen Seite, was in den Abbildungen der 4 bis 5 die Unterseite wäre.
In einem weiteren Schritt werden, wie in 4b) dargestellt, zwei Lagen Glasroving 13 im Querschnitt C-förmig um die dem Luftspalt zugewandte radiale Außenseite der Kernzähne 9 und der Windungen 10 gewickelt, so dass sie die Kernzähne 9 und die Windungen 10 auf der radialen Außenseite und den beiden angrenzenden axialen Seiten in Bezug auf die Achse A umhüllen. Die Achse A ist in den 4 und 5 nicht dargestellt, würde aber in diesen Figuren im Bereich der zentralen Öffnung 2 vertikal von oben nach unten verlaufen.
In einem nächsten Schritt, wie er in 4c) dargestellt ist, wird die Schutzbarriere 14, die hier aus einer hüllenförmigen elastischen Polyesterfolie besteht, die auf ihrer radialen Innenseite aufgeraut wurde, mit Hilfe eines Hüllenaufweitungswerkzeugs 17, hier in Form eines konisch geformten Werkzeugs, über den ausgesparten Raum 7 gezogen. Da die Länge des Umfangs der Folienhülle 14 in einem vorangegangenen Schritt individuell gefertigt und an die Außenabmessungen des Statorgehäuses 3 angepasst wurde, wobei sie zudem an den radialen Außenseiten der Außenwände 4, 5 geringfügig kleiner als der Außenumfang des Statorgehäuses 3 gewählt wurde, befindet sich die Barriereschutzhülle 14 in einem passgenauen und gespannten Zustand und drückt an ihren Kontaktflächen zu den Außenwänden 4, 5.
Bei Ausführungen, bei denen die Schutzhülle 14 aus einem wärmeschrumpfenden Material besteht, wird die Hülle 14 über den ausgesparten Raum gezogen und dann durch Wärmeeinwirkung so geschrumpft, dass sie eng über dem ausgesparten Raum 7 sitzt.
In einem nachfolgenden Schritt, wie in 4d) dargestellt, wird die Schutzbarrierehülle 14 mittels eines Klebstoffs, z.B. mittels eines mit einer Spritze 18 aufgebrachten Klebers 19, mit den Au-ßenwänden 4, 5 über die gesamten umlaufenden Kontaktflächen zwischen der Schutzbarriere 14 und Außenwänden 4, 5 flüssigkeitsdicht verklebt, so dass die Schutzbarriere 14 den ausgesparten Raum 7 an der dem Luftspalt zugewandten Seite abdichtet. Der gespannte oder gedehnte Zustand der elastischen Schutzbarrierehülle 14 bzw. der wärmegeschrumpfte Zustand bei Verwendung einer wärmeschrumpfbaren Barrierehülle 14 trägt dazu bei, dass sich eine flüssigkeitsdichte Abdichtung ausbildet, da die Schutzbarriere 14 während des Aushärtens des Klebstoffs 19 und des Verklebens der Schutzbarriere 14 mit den Außenwänden 4, 5 ständig radial nach innen gedrückt wird.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Klebstoff auf die Schutzbarriere 14 und/oder die Außenwände 4, 5 vor der Abdeckung des ausgesparten Raums 7 durch die Schutzbarriere 14, also vor dem Schritt der 4c), aufgetragen.
In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen ist es auch möglich, z.B. die Eigenschaften der elastischen Schutzbarrierehülle 14 oder der wärmeschrumpfbaren Schutzbarrierehülle14 so zu wählen, dass die Schutzbarriere 14 den ausgesparten Raum 7 während des Herstellungs- und Vergussprozesses flüssigkeitsdicht abschließt, z.B. allein durch die Schutzbarrierehülle 14, ohne dass die Schutzbarriere 14 mit den Außenwänden 4, 5 durch ein Adhesiv, hier den Klebstoff, verklebt werden muss.
Anschließend wird, wie in 5e) dargestellt, auf der dem Luftspalt zugewandten Seite des Stators 1 eine Vergussform 20 umlaufend mit einer Silikonauskleidung 21 versehen, die durch einen Klemmformring 22 gegen die Schutzbarriere 14 und die Wände 4, 5 des Statorgehäuses 3 gedrückt wird.
Dann wird, wie in 5f) dargestellt, das flüssige Vergussmaterial 15 (gepunktete Bereiche in 5f) und 5g)), durch eine axiale Einlassöffnung 23 (hier zuvor als Anschluss 6 bezeichnet), die sich in der Außenwand 4 befindet, in den noch leeren ausgesparten Raum 7 eingeleitet, während gleichzeitig über eine obere Auslassöffnung 24 (hier zuvor als Anschluss 6 bezeichnet) ein Vakuum an den ausgesparten Raum 7 angelegt wird.
Da der ausgesparte Raum 7 durch das Verkleben der Schutzbarriere 14 mit den Außenwänden 4, 5 des Statorgehäuses 3 im Schritt von 4d) flüssigkeitsdicht verschlossen wurde, verhindert die Schutzbarriere 14, dass das flüssige Vergussmaterial 15 mit Teilen der Vergussform 20 in Kontakt kommt. Die Schutzbarriere 14 dient somit als Vergussmaterial-Barrierestruktur, die während des Herstellungs- und Vergussprozesses des Stators eine Begrenzung für das flüssige Vergussmaterial 15 an der dem Luftspalt zugewandten Seite definiert und dauerhaft mit dem Vergussmaterial verbunden ist.
Das bindungserhöhende Material 13, hier in Form der beiden Lagen aus Glasroving-Material, dient als eine Art Abstandshalter und flüssigkeitsführendes Material, das es ermöglicht, dass das flüssige Vergussmaterial 15 während des Vergussmaterialeinbringens in den engen Raum zwischen der Schutzbarriere 14 und den Kernzähnen 9 eindringen kann.
Dadurch wird sichergestellt, dass das Vergussmaterial 15 alle inneren Bereiche des ausgesparten Raums 7 erreicht und ausfüllt und somit die Rissfestigkeit, den Feuchtigkeitsschutz und die Festigkeit des fertigen Stators 1, 16 erhöht.
Nachdem der ausgesparte Raum 7 vollständig mit dem flüssigen Vergussmaterial 15 gefüllt ist, werden die Öffnungen 23, 24 verschlossen und das Vergussmaterial 15 ausgehärtet.
Nach dem Aushärten des Vergussmaterials 15 wird der Stator 16 aus der Vergussform 20 entformt, wobei die Schutzbarriere 14 zu einer leichten Entformung beiträgt, da das Vergussmaterial 15 nicht mit der Vergussform 20 in Berührung kam und noch immer nicht in Berührung kommt. Dies ermöglicht auch die Wiederverwendung der gleichen Vergussform 20 für nachfolgende Vergussvorgänge mit geringem Aufwand.
Der fertige Stator 16, wie in Schritt siehe 5g) dargestellt, oder der Stator 1 von 1 kann in einer elektrischen Maschine, wie z.B. einem „In-Wheel“-Motor für ein Automobil, verwendet werden, während die inneren Teile des Stators 1, 16 vor dem Eindringen von Wasser und anderen Materialien von der Luftspaltseite her geschützt sind. Darüber hinaus hat der Stator 1, 16 überlegene strukturelle Festigkeits- und Bindungseigenschaften zwischen der Schutzschicht 14, dem Vergussmaterial 15, den Kernzähnen 9 und den Wicklungen 10, während er gleichzeitig eine zeit- und kosteneffiziente Herstellung ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20130020885 A1 [0002]
US 8421297 B2 [0003]
WO 2019139545 A1 [0065]

Claims

Ein Stator (1, 16) für eine elektrische Maschine des Typs, der einen Stator (1, 16), einen Rotor und einen Luftspalt (25) dazwischen aufweist, insbesondere ein innerer Stator für einen Außenläufermotor, wobei der Stator (1, 16) aufweist einen Statorkern (8) mit einer Vielzahl von Kernzähnen (9), elektromagnetische Wicklungen (10), die um die Kernzähne (9) angeordnet sind, ein Statorgehäuse (3) mit einem ausgesparten Raum (7), der an der dem Luftspalt zugewandten Seite des Stators (1, 16) offen ist, wobei der ausgesparte Raum (7) den Statorkern (8) und die elektromagnetischen Wicklungen (10) aufnimmt, und eine wasserundurchlässige Schutzbarriere (14), die den ausgesparten Raum (7) an der dem Luftspalt zugewandten offenen Seite flüssigkeitsdicht abschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (14) durch in dem ausgesparten Raum (7) vorgesehenes Vergussmaterial (15) dauerhaft mit den Wicklungen (10) und den Kernzähnen (9) verbunden ist.
Ein Stator (1, 16) nach Anspruch 1, wobei zwischen den Kernzähnen (9) und der Schutzbarriere (14) ein bindungserhöhendes, geflechtartiges Material (13) vorgesehen ist, das von dem Vergussmaterial (15) durchdrungen ist, insbesondere das bindungserhöhende Material (13) aus einem flexiblen Lagenmaterial gefertigt ist, besonders das bindungserhöhende Material (13) mindestens eine filamenthaltige Roving-Schicht und/oder ein Stahlgeflecht aufweist.
Ein Stator (1, 16) nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine filamenthaltige Roving-Schicht mindestens eine der folgenden Komponenten umfasst: Glasfasern und Kohlefasern.
Ein Stator (1, 16) nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei das bindungserhöhende Material (13) die Wicklungen (10) und die Kernzähne (9) auf mindestens einer der beiden axialen Seiten und auf einer radialen Seite in Bezug auf die Drehachse (A) der elektrischen Maschine umhüllt.
Ein Stator (1, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzbarriere (14) aus einer flexiblen Hülle gefertigt ist und/oder zumindest teilweise transparent ist.
Ein Stator (1, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzbarriere (14) aus einem Polymer-Lagenmaterial, insbesondere aus einem wärmeschrumpfbaren Polymer-Lagenmaterial und/oder aus einem elastischen Polymer-Lagenmaterial, oder aus einem Edelstahl-Lagenmaterial hergestellt ist.
Ein Stator (1, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzbarriere (14) den ausgesparten Raum (7) an der offenen Luftspaltseite mit anderen Mitteln als dem Vergussmaterial (15), insbesondere mit einem Klebstoff, abdichtet.
Ein Stator (1, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzbarriere (14) das Statorgehäuse (3) an gegenüberliegenden axialen Außenwänden (4, 5) des Statorgehäuses (3) berührt, wobei die Außenwände (4, 5) zwischen sich den ausgesparten Raum (7) aufweisen und die Schutzbarriere (14) mit den Außenwänden (4, 5) fluiddicht verbunden ist.
Ein Stator (1, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzbarriere (14) auf der dem Statorgehäuse (3) zugewandten Seite zumindest teilweise eine haftververbunderhöhende Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere eine aufgeraute Oberflächenbeschaffenheit, aufweist und/oder das Statorgehäuse (3) auf der der Schutzbarriere (14) zugewandten Seite zumindest teilweise eine haftververbunderhöhende Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere eine aufgeraute Oberflächenbeschaffenheit, aufweist.
Ein Stator (1, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wicklungen (10) und die Statorzähne (9) vollständig in dem ausgesparten Raum (7) untergebracht sind, so dass die umgebenden Außenwände (4, 5) des Statorgehäuses (3) in einer radialen Richtung (b) in Bezug auf die Drehachse (A) der elektrischen Maschine etwa gleich hoch oder höher als die Statorzähne (9) und die Wicklungen (10) sind.
Eine elektrische Maschine des Typs, der einen Stator (1, 16), einen Rotor und einen dazwischenliegenden Luftspalt (25) aufweist, insbesondere ein Außenläufermotor, mit einem Stator (1, 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Stators (1, 16) für eine elektrische Maschine des Typs, der einen Stator (1, 16), einen Rotor und einen dazwischenliegenden Luftspalt (25) aufweist, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines inneren Stators für einen Au-ßenläufermotor, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist Bereitstellen einer Baugruppe (26) mit einem Statorgehäuse (3), das in einem ausgesparten Raum (7) einen Statorkern (8) mit Kernzähnen (9) und um die Kernzähne (9) angeordneten elektromagnetischen Wicklungen (10) aufnimmt, wobei der ausgesparte Raum (7) an der dem Luftspalt zugewandten Seite des Stators (1, 16) offen ist, und Bereitstellen einer wasserundurchlässigen Schutzbarriere (14) und Abdecken des ausgesparten Raums (7) an der offenen Seite mit der Schutzbarriere (14), gekennzeichnet durch Einbringen von flüssigem Vergussmaterial (15) in den abgedeckten ausgesparten Raum (7), um die Schutzbarriere (14) dauerhaft mit den Wicklungen (10) und den Kernzähnen (9) zu verbinden.
Ein Verfahren nach Anspruch 12, aufweisend den Schritt den ausgesparten Raum (7) an der offenen Seite vor dem Einbringen des Vergussmaterials (15) mit der Schutzbarriere (14) flüssigkeitsdicht zu verschließen, insbesondere unter Verwendung eines Klebers.
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, aufweisend den Schritt Abdecken der Kernzähne (9) mit einem bindungserhöhenden geflechtartigen Material (13), insbesondere mit flexiblem bindungserhöhenden geflechtartigen Lagenmaterial, vor dem Abdecken des ausgesparten Raumes (7), insbesondere Umhüllen der Wicklungen (10) und der Kernzähne (9) auf mindestens einer der beiden axialen Seiten und auf einer radialen Seite in Bezug auf die Drehachse (A) der elektrischen Maschine vor dem Abdecken des ausgesparten Raumes (7).
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Schutzbarriere (14) in Form einer flexiblen Hülle vorgesehen ist und die Hülle über den ausgesparten Raum (7) gezogen wird, um den ausgesparten Raum (7) abzudecken.
Ein Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Hülle aus einem elastischen Material gefertigt ist und so über den ausgesparten Raum (7) gezogen wird, dass sie die Aussparung (7) unter Spannung abdeckt, insbesondere wird die Hülle unter Verwendung eines Hüllenaufweitungs-Montagewerkzeugs (17) über den ausgesparten Raum (7) gezogen.
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, bei dem die Hülle aus einem wärmeschrumpfbaren Material besteht und vor dem Einbringen des Vergussmaterials (15) wärmegeschrumpft wird, dass sie den ausgesparten Raum (7) dicht abdeckt.
Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Umfang der flexiblen Hülle individuell hergestellt und an die Außenabmessungen des Statorgehäuses (3) angepasst wird, bevor die Hülle über den ausgesparten Raum (7) gezogen wird.
Verwendung einer wasserundurchlässigen, dem Luftspalt zugewandten Schutzbarriere (14) eines Stators (1, 16), geeignet für eine elektrische Maschine des Typs, der einen Stator (1, 16), einen Rotor und einen Luftspalt (25) dazwischen aufweist, insbesondere die Verwendung einer dem Luftspalt zugewandten Schutzbarriere eines Stators (1, 16) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Vergussmaterial-Barrierestruktur, um eine dauerhaft gebundene Barriere für das Vergussmaterial (15) zu definieren und um zu verhindern, dass das flüssige Vergussmaterial (15) während des Herstellungs- und Vergussprozesses des Stators (1, 16) mit einer Vergussform (20) in Kontakt kommt.