DE102022104986A1 - Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse zur Drehmomentabstützung und zur mechanischen Verbindung mit einem Statorkern - Google Patents

Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse zur Drehmomentabstützung und zur mechanischen Verbindung mit einem Statorkern Download PDF

Info

Publication number
DE102022104986A1
DE102022104986A1 DE102022104986.8A DE102022104986A DE102022104986A1 DE 102022104986 A1 DE102022104986 A1 DE 102022104986A1 DE 102022104986 A DE102022104986 A DE 102022104986A DE 102022104986 A1 DE102022104986 A1 DE 102022104986A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
stator
stator core
profile
centering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022104986.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Lang
Robert Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102022104986.8A priority Critical patent/DE102022104986A1/de
Publication of DE102022104986A1 publication Critical patent/DE102022104986A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • 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
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/06Cast metal casings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für eine elektrische Maschine, aufweisend:- einen Statorkern (2) zum Halten und Leiten eines magnetischen Flusses von bestrombaren Statorwicklungen des Stators (1),- ein mit dem Statorkern (2) mechanisch verbundenes Gehäuse (3), gegenüber welchem der Statorkern (2) drehmomentabgestützt ist und welches einen Gehäusemantel (5) zum Ummanteln des Statorkerns (2) aufweist, wobei zum Ausbilden der mechanischen Verbindung eine Innenseite (15) des Gehäusemantels (5) ein erstes Profil (17) und eine Außenseite (16) des Statorkerns (2) ein mit dem ersten Profil (17) zusammenwirkendes zweites Profil (18) aufweist, wobei die Profile (17, 18) erste, zusammenwirkende Profilbereiche (17a, 18a) zum Zentrieren des Statorkerns (2) in dem Gehäuse (3) und von den ersten Profilbereichen (17a, 18a) separate zweite zusammenwirkende Profilbereiche (17b, 18b) zur Drehmomentabstützung aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine. Der Stator weist einen Statorkern zum Halten und Leiten eines magnetischen Flusses von bestrombaren Statorwicklungen des Stators sowie ein mit dem Statorkern mechanisch verbundenes Gehäuse auf, gegenüber welchem der Statorkern drehmomentabgestützt ist und welches einen Gehäusemantel zum Ummanteln des Statorkerns aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine mit einem Stator.
  • Vorliegend richtet sich das Interesse auf elektrische Maschinen, welche beispielsweise als Traktionsmaschinen elektrifizierter Kraftfahrzeuge, also Elektro- oder Hybridfahrzeuge, verwendet werden können. Solche elektrischen Maschinen weisen üblicherweise einen Stator mit bestrombaren Statorwicklungen sowie einen bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor auf. Der Stator kann einen Statorkern, beispielsweise ein Statorblechpaket, sowie ein Gehäuse zum Aufnehmen des Statorkerns und zur Drehmomentabstützung des Statorkerns aufweisen. Zum Abstützen des Drehmoments wird der Statorkern entweder reibschlüssig, beispielsweise über einen thermischen Querpressverband, oder formschlüssig, beispielsweise über eine Zahn- oder KeilwellenVerbindung, in dem Gehäuse abgestützt.
  • Bei rein reibschlüssigen Verbindungen sind oftmals die für den Stator maximalen bzw. minimalen Einsatztemperaturen und somit der für das thermische Fügen erreichbare Temperaturunterschied limitierend. Aufgrund unterschiedlicher Temperaturausdehnungskoeffizienten besteht bei hohen Temperaturen außerdem die Gefahr, dass der Statorkern lose in dem Gehäuse angeordnet ist und rutscht. Bei niedrigen Temperaturen können hohe mechanische Spannungen an der Fügefläche zwischen Statorkern und Gehäuse zu Schäden führen. Bei rein formschlüssigen Verbindungen kann eine Zentrierung des Stators in dem Gehäuse aufgrund der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten von Statorkern und Gehäuse bei hohen Temperaturen nicht immer sichergestellt sein.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach zu fügenden Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse bereitzustellen, bei welchem der Statorkern zuverlässig in dem Gehäuse drehmomentabgestützt und zentriert ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stator sowie eine elektrische Maschine mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
  • Ein erfindungsgemäßer Stator für eine elektrische Maschine weist einen Statorkern zum Halten und Leiten eines magnetischen Flusses von bestrombaren Statorwicklungen des Stators und ein mit dem Statorkern mechanisch verbundenes Gehäuse auf, gegenüber welchem der Statorkern drehmomentabgestützt ist und welches einen Gehäusemantel zum Ummanteln des Statorkerns aufweist. Zum Ausbilden der mechanischen Verbindung weisen eine Innenseite des Gehäusemantels ein erstes Profil und eine Außenseite des Statorkerns ein mit dem ersten Profil zusammenwirkendes zweites Profil auf, wobei die Profile erste, zusammenwirkende Profilbereiche zum Zentrieren des Statorkerns in dem Gehäuse und von den ersten Profilbereichen separate zweite zusammenwirkende Profilbereiche zur Drehmomentabstützung aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine für einen Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs, welche einen erfindungsgemäßen Stator sowie einen bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor aufweist. Die elektrische Maschine ist insbesondere einen Innenläufermaschine, sodass der Stator den Rotor umschließt und der Rotor innerhalb des Statorkerns drehbar gelagert ist.
  • Der Statorkern, welcher als ein Blechpaket aus axial gestapelten und mechanisch verbundenen Elektroblechlamellen ausgebildet sein kann, ist insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet und weist eine dem Rotor zugewandte Innenseite und eine dem Gehäuse zugewandte Außenseite auf. Die Innenseite kann in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, sich axial erstreckende Nuten aufweisen, in welchen die, beispielsweise als Formstäbe ausgebildeten, bestrombaren Statorwicklungen angeordnet sind.
  • Das Gehäuse des Stators, welches den Statorkern umgibt, ist dabei insbesondere ein Gehäuse der elektrischen Maschine, welches auch den innerhalb des Statorkerns drehbar gelagerten Rotor umgibt und Durchführungsöffnungen für eine mit einem Rotorkern des Rotors drehfest verbundene Rotorwelle aufweist. Das Gehäuse ist mechanisch mit dem Statorkern verbunden. Das Gehäuse weist insbesondere einen hohlzylinderförmigen Gehäusemantel zum Anordnen an der Außenseite des zylindrischen Statorkerns und zwei Stirnseitenteile zum Anordnen an axial gegenüberliegenden Stirnseiten des Statorkerns auf. Zum mechanischen Verbinden des Gehäuses mit dem Statorkern sind die Innenseite des Gehäusemantels und die Außenseite des Statorkerns profiliert, wobei das erste Profil des Gehäusemantels und das mit dem ersten Profil korrespondierende zweite Profil des Statorkerns zusammenwirkende Verbindungsteile bzw. Verbindungspartner ausbilden.
  • Die mechanische Verbindung zwischen dem Statorkern und dem Gehäuse erfolgt dabei derart, dass der Statorkern zentriert innerhalb des Gehäusemantels des Gehäuses angeordnet ist und zusätzlich drehmomentabgestützt ist. Durch die Drehmomentabstützung wird verhindert, dass sich der Statorkern aufgrund des auf ihn wirkenden Drehmoments im Gehäuse verdreht. Das Gehäuse weist also zwei Funktionen, nämlich einerseits die Zentrierung des Statorkerns und andererseits die Drehmomentabstützung, auf, wobei diese Funktionen voneinander getrennt sind. Das heißt, dass beim mechanischen Verbinden des Statorkerns mit dem Gehäuse die Zentrierung des Statorkerns unabhängig von der Drehmomentabstützung vorgenommen wird. Dazu weisen das erste Profil des Gehäusemantels und das zweite Profil des Statorkerns unterschiedliche, funktionsspezifische Profilbereiche auf. Die zueinander korrespondierenden, zusammenwirkenden ersten Profilbereiche der zwei Profile sind dabei dazu ausgelegt, die Zentrierung des Statorkerns in dem Gehäuse bereitzustellen. Die zueinander korrespondierenden, zusammenwirkenden zweiten Profilbereiche der zwei Profile sind dazu ausgelegt, die Drehmomentabstützung des Statorkerns in dem Gehäuse bereitzustellen. Die zwei Profilbereiche sind dabei separat zueinander, beispielsweise an unterschiedlichen Bereichen der Innenseite des Gehäusemantels und der Außenseite des Statorkerns, ausgebildet.
  • Durch die Trennung der Funktionen „Zentrierung“ und „Drehmomentabstützung“ kann der Stator besonders einfach, beispielsweise bei Raumtemperatur, gefügt werden. Außerdem kann durch die unterschiedlichen Profilbereiche zum Bereitstellen der unterschiedlichen Funktionen auf eine vollumfängliche Bearbeitung der Innenseite des Gehäusemantels und der Außenseite des Statorkerns verzichtet werden, sondern es kann jeder Profilbereich hinsichtlich der von ihm bereitzustellenden Funktion optimiert werden.
  • Vorzugsweise ist die Zentrierung des Statorkerns in dem Gehäuse durch eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet. Dazu ist der erste Profilbereich des ersten Profils durch zumindest zwei, sich radial gegenüberliegende spannbackenartige Erhebungen in der Innenseite des Gehäusemantels ausgebildet, durch welche radial abgesetzte, konkav gewölbte Zentrierflächen zum Zentrieren des Statorkerns beim Einspannen ausgebildet sind. Der erste Profilbereich des zweiten Profils ist durch konvex gewölbte Oberflächenabschnitte der zylindrischen Außenseite des Statorkerns ausgebildet, welche Kontaktflächen für die Zentrierflächen ausbilden und an welche die Zentrierflächen angepresst sind. Insbesondere ist der erste Profilbereich des ersten Profils durch vier Erhebungen ausgebildet, welche in Umfangsrichtung äquidistant zueinander in der Innenseite des Gehäusemantels ausgebildet sind, sodass sich jeweils zwei Erhebungen radial gegenüberliegen.
  • Der Statorkern wird also zur Zentrierung mittels der spannbackenartigen Erhebungen in der Innenseite des Gehäusemantels eingespannt, sodass die kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung entsteht. Dazu weisen die Erhebungen, welche sich in axialer Richtung insbesondere über eine gesamte Höhe des Gehäusemantels erstrecken, die konkaven, also nach innen gewölbten, Zentrierflächen auf, welche sich an die konvex, also nach außen gewölbten, Oberflächenabschnitte der Außenseite des Statorkerns anschmiegen. Dabei weisen die Zentrierflächen und die durch die Oberflächenabschnitte ausgebildeten Kontaktflächen die gleichen Krümmungsradien auf. Die Zentrierflächen sind somit an die Außenseite des Statorkerns angepresst, sodass der Statorkern zwischen den Zentrierflächen eingeklemmt ist und dabei der Statorkern und der Gehäusemantel insbesondere konzentrisch zueinander angeordnet sind.
  • Bevorzugt ist die Drehmomentabstützung durch eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung ausgebildet. Dazu ist der zweite Profilbereich des ersten Profils durch zumindest eine nutartige Vertiefung in der Innenseite des Gehäusemantels ausgebildet. Der zweite Profilbereich des zweiten Profils ist durch zumindest einen keilartigen Vorsprung in der Außenseite des Statorkerns ausgebildet, dessen Außenflanken sich in Umfangsrichtung an Innenflanken der Vertiefung abstützen. Beispielsweise sind die zweiten Profilbereiche jeweils durch zwei Vertiefungen und zwei Vorsprünge ausgebildet, welche sich radial gegenüberliegen. Insbesondere wirkt die formschlüssige Verbindung nur entlang der Umfangsrichtung, wobei dazu eine radiale Tiefe der Vertiefung größer ist als eine radiale Höhe des Vorsprungs. Die formschlüssige Verbindung ist also eine Art Keilwellenverbindung, bei welcher der zumindest eine keilartige Vorsprung, welcher sich insbesondere über eine gesamte axiale Höhe der Außenseite des Statorkerns erstreckt, in der zumindest einen nutartigen Vertiefung angeordnet ist. Eine zwischen den Außenflanken liegende Oberseite des Vorsprungs ist dabei jedoch beabstandet und damit berührungslos zu einem zwischen den Innenflanken liegenden Nutgrund der nutartigen Vertiefung angeordnet. Somit besteht in radialer Richtung keine Verbindung zwischen dem Vorsprung der Vertiefung. Dadurch wirkt die formschlüssige Verbindung lediglich in Umfangsrichtung und verhindert somit eine Drehbewegung des Statorkerns bezüglich des Gehäuses.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse mehrere Gehäuseteile auf, von welchen jedes Gehäuseteil zumindest eine Dicht- und Kontaktfläche zum Anlegen und Verbinden mit einer Dicht- und Kontaktfläche eines anderen Gehäuseteils aufweist, wobei die Dicht- und Kontaktflächen jeweils zumindest eine Bohrung zum Aufnehmen eines, eine Lage der Gehäuseteile zueinander sichernden Stifts aufweisen. Diese Bohrungen werden insbesondere im zusammengefügten Zustand der Gehäuseteile, jedoch vor dem Anordnen des Statorkerns in dem Gehäuse ausgebildet und mit Stiften bestückt. Zum Anordnen des Statorkerns in dem Gehäuse werden die Gehäuseteile dann wieder zumindest teilweise separiert, wobei die jeweiligen Stifte in einer der Dicht- und Kontaktflächen der Gehäuseteile verbleiben. Dann wird der Statorkern gefügt und die Gehäuseteile werden wieder zusammengesetzt, wobei diese mittels der Stifte und Bohrungen positioniert werden können und im zusammengefügten Zustand die definierte Lage zueinander aufweisen. Dieses Verstiften im Zusammenbau ermöglicht in vorteilhafter Weise eine spätere Demontage des Stators und das passgenaue Wiederzusammenfügen der Komponenten des Stators.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass zwei der Gehäuseteile als hohlzylindersegmentförmige Halbschalen zum Ausbilden des hohlzylinderförmigen Gehäusemantels ausgebildet sind. Jede Halbschale weist zwei sich radial gegenüberliegende, axial erstreckende Flansche sowie zwei sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckende ringsegmentförmige Stirnflächenbereiche auf, welche die Kontakt- und Dichtflächen der Halbschalen ausbilden. Der Gehäusemantel ist also zweiteilig ausgebildet, wobei jede Halbschale als eine von zwei Hohlzylinderhälften ausgebildet ist, welche an den axialen Flanschen unter Ausbildung des hohlzylinderförmigen Gehäusemantels zusammengefügt werden können. Auch kann vorgesehen sein, dass zwei der Gehäuseteile als Stirnseitenteile zum stirnseitigen Anordnen an dem Gehäusemantel und zum stirnseitigen Abschließen des Gehäuses ausgebildet sind, welche jeweils eine Durchführungsöffnung für die Rotorwelle der elektrischen Maschine und jeweils einen ringförmigen Flansch aufweisen, wobei die ringförmigen Flansche die Kontakt- und Dichtflächen der Stirnseitenteile ausbilden.
  • Die Innenseiten der Halbschalen können beispielsweise gleich profiliert sein und somit jeweils einen Teil des ersten Profilbereiches und einen Teil des zweiten Profilbereiches aufweisen. Beispielsweise kann jede Halbschale an ihrer Innenseite zwei Erhebungen und eine in Umfangsrichtung dazwischen angeordnete, in einem Scheitelpunkt der Halbschale liegende nutartige Vertiefung aufweisen. Der Stator kann beispielsweise radial gefügt werden, indem der Statorkern in eine erste der Halbschalen eingelegt wird, wobei dabei die Zentrierflächen der ersten Halbschale an den Kontaktflächen des Statorkerns anliegen und der keilartige Vorsprung des Statorkerns in der nutartigen Vertiefung der ersten Halbschale angeordnet ist. Dann wird die zweite Halbschale auf den Statorkern aufgesetzt, wobei dabei ebenfalls die Zentrierflächen der zweiten Halbschale an die Kontaktflächen des Statorkerns angelegt werden und der Vorsprung des Statorkerns in der nutartigen Vertiefung der zweiten Halbschale angeordnet wird. Außerdem können die Stirnseitenteile mit ihren ringförmigen Flanschen an den ringsegmentförmigen Stirnflächenbereichen der Halbschalen angeordnet werden. Die Halbschalen und die Stirnseitenteile werden dabei mittels der Stifte positioniert und an den Kontakt- und Dichtflächen verbunden, beispielsweise verschraubt.
  • Auch kann der Stator axial gefügt werden, indem zuerst beide Halbschalen mittels der Stifte positioniert und an den Kontakt- und Dichtflächen verbunden werden, eines der Stirnseitenteile an dem Gehäusemantel angeordnet und mit diesem verbunden wird und dann der Statorkern axial eingeführt bzw. eingeschoben wird, wobei das Stirnseitenteil einen Anschlag für den Statorkern ausbildet. Beim axialen Einführen werden die Vorsprünge des Statorkerns in die nutartigen Vertiefungen des Gehäusemantels eingeschoben und die Zentrierflächen des Gehäusemantels gleiten entlang der Kontaktflächen des Statorkerns. Nach Einschieben des Statorkerns wird das andere Stirnseitenteil an dem Gehäusemantel angeordnet und zum Abschließen des Gehäuses mit diesem verbunden. Während des Fügeprozesses des Stators wird auch der Rotor gefügt, was hier jedoch nicht näher beschrieben wird.
  • Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Stator vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße elektrische Maschine.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Stators einer elektrischen Maschine;
    • 2 eine schematische Perspektivdarstellung eines Statorkerns des Stators;
    • 3 eine schematische Perspektivdarstellung eines Gehäusemantels eines Gehäuses des Stators;
    • 4 eine schematische Perspektivdarstellung einer Halbschale des Gehäusemantels;
    • 5a, 5b unterschiedliche schematische Perspektivdarstellungen eines Stirnseitenteils des Gehäuses;
    • 6 eine schematische Perspektivdarstellung eines Stifts;
    • 7 eine schematische Perspektivdarstellung einer Schraube;
    • 8 eine Querschnittdarstellung des Stators;
    • 9a-9e Montageschritte zum Fügen des Stators gemäß einer ersten Variante; und
    • 10a-10e Montageschritte zum Fügen des Stators gemäß einer zweiten Variante. In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt einen Stator 1 für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs. Der Stator 1 weist einen in 2 gezeigten Statorkern 2 und ein Gehäuse 3 auf, welches den Statorkern 2 sowie einen innerhalb des Statorkerns drehbar gelagerten Rotor umgibt. Der Statorkern 2 dient zum Halten von Statorwicklungen, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Darüber hinaus sind auch weitere, für die Erfindung nicht relevante Komponenten der elektrischen Maschine, beispielsweise Wickelköpfe des Stators, der Rotor, eine Rotorwelle, etc. nicht dargestellt. Das Gehäuse 3 ist hier mehrteilig ausgebildet und weist zwei Gehäuseteile 3a, 3b in Form von Halbschalen 4, welche einen in 3 gezeigten Gehäusemantel 5 ausbilden, sowie zwei Gehäuseteile 3c, 3d in Form von Stirnseitenteilen 6, welche den Gehäusemantel 5 stirnseitig abdecken, auf. Eine der Halbschalen 4 des Gehäusemantels 5 ist in 4 gezeigt. 5a und 5b zeigen unterschiedliche Perspektiven eines der Stirnseitenteile 6. Die Gehäuseteile 3a, 3b, 3c, 3d weisen jeweilige Dicht- und Kontaktflächen 7 auf, an welchen die Gehäuseteile 3a, 3b, 3c, 3d mittels Zylinderstiften 8 (siehe auch 6) zueinander positioniert und mittels Schrauben 9 (siehe auch 7) mechanisch verbunden sind. Die Dicht- und Kontaktflächen 7 der Halbschalen 4 sind jeweils als zwei längliche Flansche 10 zum Verbinden der Halbschalen 4 miteinander und als zwei ringsegmentförmige Stirnflächenbereiche 11 ausgebildet. Die ringsegmentförmigen Stirnflächenbereiche 11 bilden im zusammengefügten Zustand der Halbschalen 4 zwei axial gegenüberliegende ringförmige Stirnflächen aus, welche mit den als ringförmige Flansche 12 ausgebildeten Dicht- und Kontaktflächen 7 der Stirnseitenteilen 6 verbunden werden. Die Dicht- und Kontaktflächen 7 weisen Durchgangsöffnungen 13, beispielsweise Gewindebohrungen, für die Schrauben 9 und Bohrungen 14 für die Stifte 8 auf.
  • Das Gehäuse 3 ist mechanisch mit dem Statorkern 2 verbunden und dient zur Zentrierung sowie zur Drehmomentabstützung des Statorkerns 2. Dazu weisen, wie auch in der Querschnittdarstellung des Stators 1 gemäß 8 gezeigt, eine Innenseite 15 des Gehäusemantels 5 sowie eine Außenseite 16 des Statorkerns 2 zueinander korrespondierende Profile 17, 18 auf. Dabei wirken das erste Profil 17 des Gehäusemantels 5 sowie das zweite Profil 18 des Statorkerns 2 derart zusammen, dass der Statorkern 2 und das Gehäuse 3 mechanisch verbunden sind und dabei der Statorkern 2 in dem Gehäuse 3 zentriert und drehmomentabgestützt ist. Die beiden Profile 17, 18 weisen dabei jeweils zwei, zueinander separate Profilbereiche 17a, 17b, 18a, 18b auf. Dabei wirken der erste Profilbereich 17a des ersten Profils 17 und der erste Profilbereich 18a des zweiten Profils 18 zusammen und sind zur Zentrierung des Statorkerns 2 ausgelegt. Außerdem wirken der zweite Profilbereich 17b des ersten Profils 17 und der zweite Profilbereich 18b des zweiten Profils 18 zusammen und sind zur Drehmomentabstützung des Statorkerns 2 ausgelegt.
  • Der erste Profilbereich 17a des ersten Profils 17 ist durch insgesamt vier Erhebungen 19 in der Innenseite 15 des Gehäusemantels 5 ausgebildet, von welchen sich jeweils zwei Erhebungen 19 in radialer Richtung gegenüber liegen. Jede Halbschale 4 kann zwei Erhebungen 19 aufweisen, sodass die Innenseiten 15 der Halbschalen 4 identisch profiliert sind. Die Erhebungen 19 erstrecken sich über eine axiale Höhe des Gehäusemantels 5 und weisen jeweils eine Oberseite auf, welche eine nach innen gewölbte Zentrierfläche 20 ausbildet. Diese radial abgesetzten Zentrierflächen 20 der Erhebungen 19 schmiegen sich an nach außen gewölbte Oberflächenabschnitte 21 der Außenseite 16 des Statorkerns 2 an, welche den ersten Profilbereich 18a des zweiten Profils 18 ausbilden. Diese nach außen gewölbten Oberflächenabschnitte 21 werden durch die zylindrische Außenseite 16 des Statorkerns 2 gebildet. Durch die an die Oberflächenabschnitte 21 angepressten Zentrierflächen 20 wird eine kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen dem Statorkern 2 und dem Gehäusemantel 5 gebildet, durch welche der Statorkern 2 in dem Gehäuse 3 zentriert angeordnet werden kann.
  • Der zweite Profilbereich 17b des ersten Profils 17 ist durch insgesamte zwei nutartige Vertiefungen 22 in der Innenseite 15 des Gehäusemantels 5 ausgebildet, von welchen jede Halbschale 4 eine Vertiefung 22 aufweist und welche sich in radialer Richtung gegenüberliegen. In diesen nutartigen Vertiefungen 22 werden keilartige Vorsprünge 23 der Außenseite 16 des Statorkerns 2 angeordnet, welche den zweiten Profilbereich 18b des zweiten Profils 18 ausbilden. Somit wird zur Drehmomentabstützung eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Statorkern 2 und dem Gehäusemantel 5 gebildet, welche insbesondere ausschließlich in Umfangsrichtung wirkt. Dazu liegen Außenflanken 24 bzw. Keilflanken der Vorsprünge 23 an Innenflanken 25 der Vertiefungen 22 an. In radialer Richtung berühren sich die Vorsprünge 23 und ein Nutgrund der nutartigen Vertiefungen 22 insbesondere nicht.
  • Zum Fügen des Stators 2 wird zunächst das Gehäuse 3 zusammengefügt und gestiftet. Dazu werden zunächst die Gehäuseteile 3a, 3b in Form von den Halbschalen 4 und die Gehäuseteile 3c, 3d in Form von den Stirnseitenteilen 6 im ungefügten Zustand bearbeitet, indem die Durchgangsöffnungen 13 für die Schrauben 9, beispielsweise die Gewindebohrungen, in die Dicht- und Kontaktflächen 7 geschnitten werden. Dann werden die Halbschalen 4 unter Ausbildung des Gehäusemantels 5 zusammengefügt und mittels der Schrauben 9 verschraubt. Im verschraubten Zustand werden die Bohrungen 14 für die Stifte 8 gesetzt und die Stifte 8 in die Bohrungen 14 gesteckt. In diesem Zustand können außerdem die Stirnflächenbereiche 11, die abgesetzten Zentrierflächen 20 für die Zentrierung des Statorkerns 2 und die Keilflanken 24 bearbeitet werden. Dann werden die Stirnseitenteile 6 unter Ausbildung des Gehäuses 3 an den Gehäusemantel 5 gefügt und mittels Schrauben 9 verschraubt. Dann werden die Bohrungen 14 für die Stifte 8 im Bereich der Stirnseitenteile 6 gesetzt und die Stifte 8 werden gefügt. Außerdem können weitere Funktionsflächen 25 der Stirnseitenteile 6 (siehe 5a), beispielsweise für einen Lagersitz eines Lagers, in diesem zusammengebauten Zustand bearbeitet werden. Diese weiteren Funktionsflächen 25 können sich beispielsweise an einer Durchführungsöffnung 26 in dem Stirnseitenteil 6 zum Durchführen einer Rotorwelle befinden. Zum Anordnen des Statorkerns 2 in dem Gehäuse 3 werden die Gehäuseteile 3a, 3b, 3c, 3d wieder voneinander getrennt, wobei die Stifte 8 als Positionierhilfen in den jeweiligen Dicht- und Kontaktflächen 7 der Gehäuseteilen 3a, 3b verbleiben.
  • 9a bis 9e zeigen eine erste Variante zum Fügen des Stators 1. Dabei wird das in 9a gezeigte und mit Stiften 8 versehene Gehäuseteil 3a in Form von einer der Halbschalen 4 bereitgestellt. Dann wird, wie in 9b gezeigt, der Statorkern 2 in die Halbschale 4 eingelegt, wobei dabei die Oberflächenabschnitte 21 der Außenseite 16 des Statorkerns 2 auf den Zentrierflächen 20 des ersten Gehäuseteils 3a aufliegen und einer der keilartigen Vorsprünge 23 des Statorkerns in der Vertiefung 22 des Gehäuseteils 3a angeordnet ist. Anschließend wird, wie in 9c gezeigt, das zweite Gehäuseteil 3b in Form von der anderen Halbschale 4 aufgesetzt und positioniert, indem die sich in der einen Halbschale 4 befindlichen Stifte 8 in die Bohrungen 14 der anderen Halbschale 4 eingeführt werden. Dabei liegen die Zentrierflächen 20 des zweiten Gehäuseteils 3b an den Oberflächenabschnitten 21 der Außenseite 16 des Statorkerns 2 an und der Vorsprung 23 des Statorkerns 2 ist in der nutartigen Vertiefung 22 des zweiten Gehäuseteils 3b angeordnet. Außerdem werden die Gehäuseteile 3a, 3b verschraubt. Anschließend werden, wie in 9d und 9e gezeigt, die Gehäuseteile 3c, 3d in Form von den Stirnflächenteilen 6 auf den Gehäusemantel 5 aufgesetzt, mittels der Stifte 8 positioniert und mittels der Schrauben 9 verschraubt.
  • 10a bis 10e zeigen eine zweite Variante zum Fügen des Stators 1. Dabei wird das in 10a gezeigte und mit Stiften 8 versehene Gehäuseteil 3a in Form von einer der Halbschalen 4 bereitgestellt. Auf dieses erste Gehäuseteil 3a wird, wie in 10b gezeigt, das zweite Gehäuseteil 3b in Form von der anderen Halbschale 4 unter Ausbildung des Gehäusemantels 5 aufgesetzt, mittels der Stifte 8 positioniert und mittels der Schrauben 9 verschraubt. Dann wird, wie in 10c gezeigt, eines der Stirnseitenteile 6 an dem Gehäusemantel 5 angeordnet, mittels der Stifte 8 positioniert und mittels der Schrauben 9 verschraubt. Dann wird, wie in 10d gezeigt, der Statorkern 2 axial in den Gehäusemantel 5 eingeschoben, wobei das bereits gefügte Stirnseitenteil 6 einen Anschlag für den Statorkern 2 ausbildet. Beim Einschieben des Statorkerns 2 werden die Vorsprünge 23 in die nutartigen Vertiefungen 22 hineingeschoben und die Zentrierflächen 20 gleiten über die Oberflächenabschnitte 21. Dann wird, wie in 10e gezeigt, das andere Stirnseitenteil 6 an dem Gehäusemantel 5 angeordnet, mittels der Stifte 8 positioniert und mittels der Schrauben 9 verschraubt.

Claims (10)

  1. Stator (1) für eine elektrische Maschine, aufweisend: - einen Statorkern (2) zum Halten und Leiten eines magnetischen Flusses von bestrombaren Statorwicklungen des Stators (1), - ein mit dem Statorkern (2) mechanisch verbundenes Gehäuse (3), gegenüber welchem der Statorkern (2) drehmomentabgestützt ist und welches einen Gehäusemantel (5) zum Ummanteln des Statorkerns (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausbilden der mechanischen Verbindung eine Innenseite (15) des Gehäusemantels (5) ein erstes Profil (17) und eine Außenseite (16) des Statorkerns (2) ein mit dem ersten Profil (17) zusammenwirkendes zweites Profil (18) aufweist, wobei die Profile (17, 18) erste, zusammenwirkende Profilbereiche (17a, 18a) zum Zentrieren des Statorkerns (2) in dem Gehäuse (3) und von den ersten Profilbereichen (17a, 18a) separate zweite zusammenwirkende Profilbereiche (17b, 18b) zur Drehmomentabstützung aufweisen.
  2. Stator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung des Statorkerns (2) in dem Gehäuse (3) durch eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet ist, indem der erste Profilbereich (17a) des ersten Profils (17) durch zumindest zwei, sich radial gegenüberliegende spannbackenartige Erhebungen (19) in der Innenseite (15) des Gehäusemantels (5) ausgebildet ist, durch welche konkav gewölbte Zentrierflächen (20) zum Zentrieren des Statorkerns (2) beim Einspannen ausgebildet sind, und der erste Profilbereich (18a) des zweiten Profils (18) durch konvex gewölbte Oberflächenabschnitte (21) des Statorkerns (2) ausgebildet ist, welche Kontaktflächen für die Zentrierflächen (20) ausbilden und an welche die Zentrierflächen (20) angepresst sind.
  3. Stator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Profilbereich (17a) des ersten Profils (17) durch vier Erhebungen (19) ausgebildet ist, welche in Umfangsrichtung äquidistant zueinander in der Innenseite (15) des Gehäusemantels (5) ausgebildet sind, sodass sich jeweils zwei Erhebungen (19) radial gegenüberliegend.
  4. Stator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentabstützung durch eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung ausgebildet ist, indem der zweite Profilbereich (17b) des ersten Profils (17) durch zumindest eine nutartige Vertiefung (22) in der Innenseite (15) des Gehäusemantels (5) ausgebildet ist und der zweite Profilbereich (18b) des zweiten Profils (18) durch zumindest einen keilartigen Vorsprung (23) in der Außenseite (16) des Statorkerns (2) ausgebildet ist, dessen Außenflanken (25) sich an Innenflanken (24) der Vertiefung (22) abstützen.
  5. Stator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung nur entlang der Umfangsrichtung wirkend ausgebildet ist und dazu eine radiale Tiefe der Vertiefung (22) größer ist als eine radiale Höhe des Vorsprungs (23).
  6. Stator (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Profilbereiche (17b, 18b) jeweils zwei Vertiefungen (22) und zwei Vorsprünge (23) aufweisen, welche sich radial gegenüberliegen.
  7. Stator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) mehrere Gehäuseteile (3a, 3b, 3c, 3d) aufweist, von welchen jedes Gehäuseteil (3a, 3b, 3c, 3d) zumindest eine Dicht- und Kontaktfläche (7) zum Anlegen und Verbinden mit einer Dicht- und Kontaktfläche (7) zumindest eines anderen Gehäuseteils (3a, 3b, 3c, 3d) aufweist, wobei die Dicht- und Kontaktflächen (7) jeweils zumindest eine Bohrung (14) zum Aufnehmen eines, eine Lage der Gehäuseteile (3a, 3b, 3c, 3d) zueinander sichernden Stifts (8) aufweisen.
  8. Stator (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Gehäuseteile (3a, 3b) als hohlzylindersegmentförmige Halbschalen (4) zum Ausbilden des hohlzylinderförmigen Gehäusemantels (3) ausgebildet sind, wobei jede Halbschale (4) zwei sich radial gegenüberliegende, axial erstreckende Flansche (10) sowie zwei sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung erstreckende ringsegmentförmige Stirnflächenbereiche (11) aufweist, welche die Kontakt- und Dichtflächen (7) der Halbschalen (4) ausbilden.
  9. Stator (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Gehäuseteile (3c, 3d) als Stirnseitenteile (6) zum stirnseitigen Anordnen an dem Gehäusemantel (5) und zum stirnseitigen Abschließen des Gehäuses (3) ausgebildet sind, welche jeweils eine Durchführungsöffnung (26) für eine Rotorwelle der elektrischen Maschine und jeweils einen ringförmigen Flansch (12) aufweisen, wobei die Flansche (12) die Kontakt- und Dichtflächen (7) der Stirnseitenteile (6) ausbilden.
  10. Elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug aufweisend einen Stator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie einen innerhalb des Statorkerns (2) drehbar gelagerten Rotor.
DE102022104986.8A 2022-03-03 2022-03-03 Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse zur Drehmomentabstützung und zur mechanischen Verbindung mit einem Statorkern Pending DE102022104986A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022104986.8A DE102022104986A1 (de) 2022-03-03 2022-03-03 Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse zur Drehmomentabstützung und zur mechanischen Verbindung mit einem Statorkern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022104986.8A DE102022104986A1 (de) 2022-03-03 2022-03-03 Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse zur Drehmomentabstützung und zur mechanischen Verbindung mit einem Statorkern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022104986A1 true DE102022104986A1 (de) 2023-09-07

Family

ID=87572379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022104986.8A Pending DE102022104986A1 (de) 2022-03-03 2022-03-03 Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse zur Drehmomentabstützung und zur mechanischen Verbindung mit einem Statorkern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022104986A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2650317A (en) 1949-04-12 1953-08-25 Ingersoll Rand Co Core retainer for dynamoelectric machines
DE8024246U1 (de) 1980-09-11 1981-01-08 Aluminium-Walzwerke Singen Gmbh, 7700 Singen Motorengehaeuse in form eines rohrartigen mantels
DE3837844A1 (de) 1988-11-08 1990-05-10 Licentia Gmbh Anordnung des stators im motorgehaeuse von elektrowerkzeugen
JPH11308790A (ja) 1998-04-21 1999-11-05 Shibaura Mechatronics Corp ブラシレスdcモータ
DE10207310A1 (de) 2002-02-21 2003-09-04 Mafell Ag Motoreinheit
US20090064486A1 (en) 2003-09-04 2009-03-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing permanent-magnet synchronous motor
WO2014051213A1 (ko) 2012-09-27 2014-04-03 경일기계주식회사 냉각 기능을 갖는 전기 자동차용 모터
CN104218735A (zh) 2014-08-14 2014-12-17 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 串激电机
DE102020100886A1 (de) 2019-01-19 2020-07-23 Ford Global Technologies, Llc Elektrische maschinenbaugruppe

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2650317A (en) 1949-04-12 1953-08-25 Ingersoll Rand Co Core retainer for dynamoelectric machines
DE8024246U1 (de) 1980-09-11 1981-01-08 Aluminium-Walzwerke Singen Gmbh, 7700 Singen Motorengehaeuse in form eines rohrartigen mantels
DE3837844A1 (de) 1988-11-08 1990-05-10 Licentia Gmbh Anordnung des stators im motorgehaeuse von elektrowerkzeugen
JPH11308790A (ja) 1998-04-21 1999-11-05 Shibaura Mechatronics Corp ブラシレスdcモータ
DE10207310A1 (de) 2002-02-21 2003-09-04 Mafell Ag Motoreinheit
US20090064486A1 (en) 2003-09-04 2009-03-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing permanent-magnet synchronous motor
WO2014051213A1 (ko) 2012-09-27 2014-04-03 경일기계주식회사 냉각 기능을 갖는 전기 자동차용 모터
CN104218735A (zh) 2014-08-14 2014-12-17 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 串激电机
DE102020100886A1 (de) 2019-01-19 2020-07-23 Ford Global Technologies, Llc Elektrische maschinenbaugruppe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1114500B1 (de) Elektromotor
DE102013217021A1 (de) Bürstenloser Motor, Stator, Herstellungsverfahren für einen Stator und Herstellungsverfahren für einen bürstenlosen Motor
WO2007141126A1 (de) Elektromotor und verfahren zur herstellung eines elektromotors für einen kraftfahrzeug-stellantrieb
DE102012110157A1 (de) Rotor für einen Asynchronmotor
EP2790299B1 (de) Statorkernbaugruppe
DE102012011002A1 (de) Rotorwelle für ein elektrisches Aggregat und Verfahren zur Herstellung einer solchen Rotorwelle
DE102004054277A1 (de) Rotoranordnung für eine elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung
EP1609228A1 (de) Elektrische maschine mit in den stator integrierter rotorlagerung
DE10153578A1 (de) Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit Permanentmagneten im Rotor und Verfahren zur Herstellung desselben
EP0730334B1 (de) Ständer für eine elektrische Aussenpolmaschine
EP4117147A1 (de) Innenwerkzeug und verfahren zum ausbilden eines innenwerkzeugs zum herstellen eines halbzeugs für ein blechpaket einer elektrischen maschine sowie vorrichtung zum herstellen eines blechpakets
WO2020016320A2 (de) Rotor für einen elektromotor, verfahren zur herstellung eines rotors, sowie elektromotor
DE4432356A1 (de) Montageverfahren und Läufer eines Elektromotors
EP4107842A1 (de) Statoranordnung und verfahren zum befestigen eines blechpakets
DE102005052701A1 (de) Permanentmagnet-Synchronmotor
DE102022104986A1 (de) Stator mit einem Statorkern und einem Gehäuse zur Drehmomentabstützung und zur mechanischen Verbindung mit einem Statorkern
DE102019202563A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine mit einem mehrteiligen Rotorträger
DE102019202566A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine mit Kühlkanälen
EP2278692A2 (de) Elektrischer Motor
DE102021122417A1 (de) Schenkelpolrotor mit radialem Dichtkonzept, elektrische Maschine sowie Kraftfahrzeug
DE102021132998A1 (de) Elektrische Maschine
DE102022104987A1 (de) Zweiteiliges Gehäuse für eine elektrische Antriebseinheit
DE102021123750A1 (de) Wellenloser Schenkelpolrotor für eine elektrische Maschine mit Drehmomentabführung über einen Nutverschluss, Fertigungsverfahren und elektrische Maschine
DE102022101650A1 (de) Rotor mit zweiteiligem Lagersitz
DE102022117148A1 (de) Rotor mit einem Rotorkörper mit einer Zahnkontur

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified