DE102022121630A1

DE102022121630A1 - stator

Info

Publication number: DE102022121630A1
Application number: DE102022121630.6A
Authority: DE
Inventors: Patrick Gramann; Lucas Braun; Kornelius Wiegert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für eine elektrische Maschine (2), umfassend einen aus einer Mehrzahl von Statorblechen (11) gebildeten Statorkörper (3) mit einer Vielzahl umfänglich verteilt angeordneter Statorzähne (4) und zwischen den Statorzähnen (4) gebildeten, sich in axialer Richtung durch den Statorkörper (3) erstreckender Statornuten (5), wobei in den Statornuten (5) eine Statorwicklung (6) mit einer Mehrzahl an elektrischen Leitern (7) angeordnet ist, und die Statornuten (5) entlang ihrer radialen Erstreckung an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Nutgrund (8) und ihrem radial inneren Ende eine von einem Nutverschlussmittel (10) verschlossene Nutöffnung (9) aufweisen und die Statornuten (5) von einem Kühlfluid (12) durchströmbar sind, wobei der Verteilerring (13) an seiner ersten Stirnfläche (14) eine Mehrzahl von mit dem Kühlfluid (12) durchströmbare Kühlnuten (15) aufweist, welche sich an der ersten Stirnfläche (14) des Verteilerrings (13) von radial außen in Richtung der Statornuten (5) erstrecken.The invention relates to a stator (1) for an electrical machine (2), comprising a stator body (3) formed from a plurality of stator laminations (11) with a plurality of stator teeth (4) arranged distributed around the circumference and formed between the stator teeth (4), stator slots (5) extending in the axial direction through the stator body (3), a stator winding (6) with a plurality of electrical conductors (7) being arranged in the stator slots (5), and the stator slots (5) along their radial extent each have a groove base (8) at its radially outer end and a groove opening (9) closed by a slot closure means (10) at its radially inner end, and a cooling fluid (12) can flow through the stator slots (5), the distributor ring (13) has on its first end face (14) a plurality of cooling grooves (15) through which the cooling fluid (12) can flow, which extend on the first end face (14) of the distributor ring (13) from the radial outside in the direction of the stator grooves (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, umfassend einen aus einer Mehrzahl von Statorblechen gebildeten Statorkörper mit einer Vielzahl umfänglich verteilt angeordneter Statorzähne und zwischen den Statorzähnen gebildeten, sich in axialer Richtung durch den Statorkörper erstreckender Statornuten, wobei in den Statornuten eine Statorwicklung mit einer Mehrzahl an elektrischen Leitern angeordnet ist, und die Statornuten entlang ihrer radialen Erstreckung an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Nutgrund und ihrem radial inneren Ende eine von einem Nutverschlussmittel verschlossene Nutöffnung aufweisen und die Statornuten von einem Kühlfluid durchströmbar sind, wobei der Stator einen axial zwischen den Statorblechen angeordneten Verteilerring aufweist, mittels dessen das Kühlfluid von radial außen nach innen in eine Mehrzahl der Statornuten einführbar ist, wobei der Verteilerring eine Kontur mit einer Vielzahl umfänglich verteilt angeordneter Verteilerringzähnen und zwischen den Verteilerringzähnen gebildeten, sich in axialer Richtung durch den Verteilerring erstreckender Verteilerringnuten besitzt, so dass in den Verteilerringnuten des Verteilerrings die Statorwicklung mit ihrer Mehrzahl an elektrischen Leitern angeordnet ist, und die Verteilerringnuten entlang ihrer radialen Erstreckung an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Verteilerringnutgrund und ihrem radial inneren Ende eine von dem Nutverschlussmittel verschlossene Verteileringnutöffnung aufweisen.The present invention relates to a stator for an electrical machine, comprising a stator body formed from a plurality of stator laminations with a plurality of circumferentially distributed stator teeth and stator slots formed between the stator teeth and extending in the axial direction through the stator body, with a stator winding in the stator slots a plurality of electrical conductors is arranged, and the stator slots have a groove base along their radial extent at their radially outer end and a slot opening closed by a slot closure means at their radially inner end, and a cooling fluid can flow through the stator slots, the stator having an axially intermediate has a distributor ring arranged on the stator plates, by means of which the cooling fluid can be introduced from radially outside inwards into a plurality of the stator grooves, the distributor ring having a contour with a plurality of distributor ring teeth arranged distributed around the circumference and distributor ring grooves formed between the distributor ring teeth and extending in the axial direction through the distributor ring has, so that the stator winding with its plurality of electrical conductors is arranged in the distributor ring grooves of the distributor ring, and the distributor ring grooves each have a distributor ring groove base along their radial extent at their radially outer end and a distributor ring groove opening closed by the slot closure means at their radially inner end.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Significant efforts have already been made to improve the suitability of electric drives for everyday use and to offer users the usual driving comfort.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegel-raddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2-Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet.A detailed description of an electric drive can be found in an article in the magazine ATZ 113th year, 05/2011, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrative and flexible electric drive unit for electric Vehicles. This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor which is arranged concentrically and coaxially to a bevel gear differential, with a switchable 2-speed planetary gear set being arranged in the power train between the electric motor and the bevel gear differential, which is also is positioned coaxially to the electric motor or the bevel gear differential or spur gear differential. The drive unit is very compact and, thanks to the switchable 2-speed planetary gear set, allows a good compromise between climbing ability, acceleration and energy consumption. Such drive units are also referred to as e-axles or electrically operated drive trains.

Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.In addition to purely electrically operated drive trains, hybrid drive trains are also known. Such drive trains of a hybrid vehicle usually include a combination of an internal combustion engine and an electric motor, and - for example in metropolitan areas - enable purely electric operation with sufficient range and availability, especially for cross-country journeys. There is also the possibility of being driven simultaneously by the internal combustion engine and the electric motor in certain operating situations.

Bei der Entwicklung der für E-Achsen oder Hybridmodule vorgesehenen elektrischen Maschinen besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, deren Leistungsdichten zu steigern, so dass der hierzu notwendigen Kühlung der elektrischen Maschinen wachsende Bedeutung zukommt. Aufgrund der notwenigen Kühlleistungen haben sich in den meisten Konzepten Hydraulikflüssigkeiten, wie Kühlöle, zum Abtransport von Wärme aus den thermisch beaufschlagten Bereichen einer elektrischen Maschine durchgesetzt.When developing the electrical machines intended for e-axles or hybrid modules, there is a continuing need to increase their power densities, so that the necessary cooling of the electrical machines is becoming increasingly important. Due to the necessary cooling performance, hydraulic fluids, such as cooling oils, have become established in most concepts for removing heat from the thermally affected areas of an electrical machine.

Die Mantelkühlung sowie die Wickelkopfkühlung sind beispielsweise aus dem Stand der Technik für die Realisierung einer Kühlung von elektrischen Maschinen mittels Hydraulikflüssigkeiten bekannt. Während die Mantelkühlung die entstehende Wärme an der äußeren Oberfläche des Statorblechpakets in einen Kühlkreislauf überträgt, erfolgt bei der Wickelkopfkühlung der Wärmeübergang direkt an den Leitern außerhalb des Statorblechpakets im Bereich der Wickelköpfe in das Fluid. Jacket cooling and winding head cooling are known, for example, from the prior art for realizing cooling of electrical machines using hydraulic fluids. While jacket cooling transfers the heat generated on the outer surface of the stator laminated core into a cooling circuit, with winding head cooling the heat is transferred directly to the conductors outside the stator laminated core in the area of the winding heads into the fluid.

Weitere Verbesserungen bieten getrennt ausgeführte Kühlkanäle, welche sowohl in das Blechpaket des Stators (siehe z. B. EP3157138 A1 ) als auch in die Nut zusätzlich zu den Leitern eingebracht werden (siehe z. B. Markus Schiefer: Indirekte Wicklungskühlung von hochausgenutzten permanenterregten Synchronmaschinen mit Zahnspulenwicklung, Dissertation, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2017).Further improvements are provided by separately designed cooling channels, which are integrated into the laminated core of the stator (see e.g. EP3157138 A1 ) as well as in the groove in addition to the conductors (see e.g. Markus Schiefer: Indirect winding cooling of highly utilized permanent magnet synchronous machines with toothed coil winding, dissertation, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 2017).

Es sind auch Konzepte bekannt, bei denen die Wicklungen direkt mit Hydraulikflüssigkeit umströmt werden, um die Leistungsdichte zu erhöhen. Eine verbesserte Kühlung mit direktem Kontakt von Hydraulikflüssigkeit und Leiter in der Nut ist bereits grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise DE102015013018 A1 eine Lösung für elektrische Maschinen mit Einzelzahnwicklung, wobei das Fluid direkt die Wicklungen, welche um die Zähne gewickelt sind, umströmt.Concepts are also known in which hydraulic fluid flows directly around the windings in order to increase the power density. Improved cooling with direct contact between hydraulic fluid and conductor in the groove is already fundamentally known from the prior art. For example, describes this DE102015013018 A1 a solution for electrical machines with single tooth winding, whereby the fluid flows directly around the windings that are wrapped around the teeth.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stator mit einer verbesserten und insbesondere kostengünstig herstellbaren Nutkühlung bereitzustellen.The object of the invention is therefore to provide a stator with an improved and, in particular, cost-effective slot cooling.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator für eine elektrische Maschine, umfassend einen aus einer Mehrzahl von Statorblechen gebildeten Statorkörper mit einer Vielzahl umfänglich verteilt angeordneter Statorzähne und zwischen den Statorzähnen gebildeten, sich in axialer Richtung durch den Statorkörper erstreckender Statornuten, wobei in den Statornuten eine Statorwicklung mit einer Mehrzahl an elektrischen Leitern angeordnet ist, und die Statornuten entlang ihrer radialen Erstreckung an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Nutgrund und ihrem radial inneren Ende eine von einem Nutverschlussmittel verschlossene Nutöffnung aufweisen und die Statornuten von einem Kühlfluid durchströmbar sind, wobei der Stator einen axial zwischen den Statorblechen angeordneten Verteilerring aufweist, mittels dessen das Kühlfluid von radial außen nach innen in eine Mehrzahl der Statornuten einführbar ist, wobei der Verteilerring eine Kontur mit einer Vielzahl umfänglich verteilt angeordneter Verteilerringzähnen und zwischen den Verteilerringzähnen gebildeten, sich in axialer Richtung durch den Verteilerring erstreckender Verteilerringnuten besitzt, so dass in den Verteilerringnuten des Verteilerrings die Statorwicklung mit ihrer Mehrzahl an elektrischen Leitern angeordnet ist, und die Verteilerringnuten entlang ihrer radialen Erstreckung an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Verteilerringnutgrund und ihrem radial inneren Ende eine von dem Nutverschlussmittel verschlossene Verteileringnutöffnung aufweisen, wobei der Verteilerring an seiner ersten Stirnfläche eine Mehrzahl von mit dem Kühlfluid durchströmbare Kühlnuten aufweist, welche sich an der ersten Stirnfläche des Verteilerrings von radial außen in Richtung der Statornuten erstrecken.This object is achieved by a stator for an electrical machine, comprising a stator body formed from a plurality of stator laminations with a plurality of stator teeth arranged circumferentially distributed and stator slots formed between the stator teeth and extending in the axial direction through the stator body, with a stator winding in the stator slots is arranged with a plurality of electrical conductors, and the stator slots along their radial extent each have a groove base at their radially outer end and a slot opening closed by a slot closure means at their radially inner end, and a cooling fluid can flow through the stator slots, the stator having an axial has a distributor ring arranged between the stator plates, by means of which the cooling fluid can be introduced from radially outside inwards into a plurality of the stator slots, the distributor ring having a contour with a plurality of circumferentially distributed distributor ring teeth and formed between the distributor ring teeth and extending in the axial direction through the distributor ring Has distributor ring grooves, so that the stator winding with its plurality of electrical conductors is arranged in the distributor ring grooves of the distributor ring, and the distributor ring grooves each have a distributor ring groove base along their radial extent at their radially outer end and a distributor ring groove opening closed by the slot closure means at their radially inner end, whereby the distributor ring has on its first end face a plurality of cooling grooves through which the cooling fluid can flow, which extend on the first end face of the distributor ring from the radial outside in the direction of the stator grooves.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine direkte Nutkühlung mit einem Kühlfluid bei sehr geringen Druckverlusten und über die radiale Nuterstreckung sehr gleichmäßige Kühlwirkung erzielbar ist. Das Kühlfluid wird von radial außen über die sich in radialer Richtung erstreckenden Verteilerringnuten durch den Verteilerring geleitet und dann axial über die Statornuten durch den Statorkörper abgeführt. Hierdurch wird der Statorkörper und die Statorwicklung direkt entwärmt und ermöglicht somit einen hoch effizienten Betrieb einer mit dem Stator ausgerüsteten elektrischen Maschine.This has the advantage that direct groove cooling with a cooling fluid can be achieved with very low pressure losses and a very uniform cooling effect over the radial groove extension. The cooling fluid is passed through the distributor ring from the radial outside via the distributor ring grooves extending in the radial direction and then discharged axially through the stator body via the stator grooves. As a result, the stator body and the stator winding are directly cooled and thus enable highly efficient operation of an electrical machine equipped with the stator.

Der radiale Einlass des Kühlfluids in den Statorkörper wird über den Verteilerring bereitgestellt, der das Kühlfluid zu den Statornuten führt. Durch die radial verlaufenden Verteilerringnuten ist es ferner möglich, dass das Kühlfluid bis an das radial innere Ende der Statornuten geführt werden kann, was eine effiziente und effektive Kühlung in einem besonders großen Maß begünstigt, da eine gleichmäßige Zuführung von Kühlfluid über die radiale Länge der Statornut erfolgt.The radial inlet of the cooling fluid into the stator body is provided via the distributor ring, which directs the cooling fluid to the stator slots. The radially extending distribution ring grooves also make it possible for the cooling fluid to be guided to the radially inner end of the stator grooves, which promotes efficient and effective cooling to a particularly large extent, since a uniform supply of cooling fluid over the radial length of the stator groove he follows.

Dadurch, dass die Zuführung des Kühlfluids über Verteilerringnuten an einer Stirnfläche des Verteilerrings realisiert ist, können diese auf besonders günstige Weise sowohl spanend als auch beispielsweise mittels eines Guß- oder eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden. Neben einer einfachen Fertigung können auch vergleichsweise größer Fließquerschnitte durch die Verteilerringnuten realisiert werden, was zum einen die effiziente Kühlung weiter verbessert, da pro Zeiteinheit mehr Kühlfluid durch die Statornuten geführt werden kann und anderseits der Druckverlust in dem fluidischen Kühlsystem möglichst geringgehalten werden kann.Because the supply of the cooling fluid is implemented via distributor ring grooves on an end face of the distributor ring, these can be produced in a particularly favorable manner both by machining and, for example, by means of a casting or injection molding process. In addition to simple production, comparatively larger flow cross sections can also be realized through the distributor ring grooves, which on the one hand further improves efficient cooling, since more cooling fluid can be passed through the stator grooves per unit of time and, on the other hand, the pressure loss in the fluidic cooling system can be kept as low as possible.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained in the order in which they are mentioned in the claim sentence and particularly preferred embodiments of the subject matter of the invention are described below.

Der erfindungsgemäße Stator ist bevorzugt zur Verwendung in einer Radialflussmaschine ausgebildet. Ein Stator für eine Radialflussmaschine ist üblicherweise zylindrisch aufgebaut und besteht in der Regel aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen. Über den Umfang verteilt, sind in das Elektroblech im Wesentlichen parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Nuten eingelassen, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. Die Statornuten besitzen bevorzugt eine im Wesentlichen U-förmige Querschnittskontur. Höchst bevorzugt weisen die Statornuten gerade, sich in radialer Richtung erstreckende Nutwände auf.The stator according to the invention is preferably designed for use in a radial flux machine. A stator for a radial flux machine is usually cylindrical in design and usually consists of electrical sheets that are electrically insulated from one another and constructed in layers and packaged into laminated cores. Distributed over the circumference, grooves are embedded in the electrical sheet metal, running essentially parallel to the rotor shaft, which accommodate the stator winding or parts of the stator winding. The stator slots preferably have a substantially U-shaped cross-sectional contour. Most preferably, the stator slots have straight slot walls that extend in the radial direction.

In die Statornuten des erfindungsgemäßen Stators ist eine oder mehrere Statorwicklung(en) eingelassen. Eine Statorwicklung umfasst einen elektrisch leitfähigen Leiter, dessen Längenerstreckung wesentlich größer ist als sein Durchmesser. Der elektrische Leiter kann grundsätzlich jede beliebige Querschnittsform aufweisen. Bevorzugt sind rechteckige Querschnittsformen, da sich mit diesen hohe Packungs- und folglich Leistungsdichten erzielen lassen. Ganz besonders bevorzugt ist eine Statorwicklung aus Kupfer gebildet. Bevorzugt weist eine Statorwicklung eine Isolierung auf. Zur Isolierung der Statorwicklung kann beispielsweise Glimmerpapier, welches aus mechanischen Gründen durch einen Glasgewebeträger verstärkt sein kann, in Bandform um eine oder mehrere Statorwicklungen gewickelt sein, welche mittels eines aushärtenden Harzes imprägniert sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine aushärtbare Lackschicht ohne ein Glimmerpapier zu verwenden, um eine Statorwicklung zu isolieren.One or more stator windings are embedded in the stator slots of the stator according to the invention. A stator winding comprises an electrically conductive conductor whose length is significantly larger than its diameter. The electrical conductor can basically have any cross-sectional shape. Rectangular cross-sectional shapes are preferred because they allow high packing and therefore high power densities to be achieved. A stator winding is very particularly preferably made of copper. A stator winding preferably has insulation. To insulate the stator winding, for example, mica paper, which can be reinforced by a glass fabric support for mechanical reasons, can be wrapped in tape around one or more stator windings be wound, which are impregnated with a hardening resin. In principle, it is also possible to use a curable lacquer layer without mica paper to insulate a stator winding.

Die Statorwicklung kann beispielsweise als Wellenwicklung oder Hairpinwicklung ausgebildet sein.The stator winding can be designed, for example, as a wave winding or hairpin winding.

Der erfindungsgemäße Stator besitzt ferner einen Statorkörper. Der Statorkörper kann einteilig oder mehrteilig, insbesondere segmentiert ausgebildet sein. Ein einteiliger Statorkörper zeichnet sich dadurch aus, dass der gesamte Statorkörper umfänglich gesehen einteilig ausgebildet ist. Der Statorkörper ist dabei in der Regel aus einer Vielzahl von gestapelten laminierten Elektroblechen gebildet, wobei jedes der Elektrobleche zu einem Kreisring geschlossen ausgebildet ist. Ein segmentiert aufgebauter Statorkörper zeichnet sich dadurch aus, dass er aus einzelnen Statorsegmentteilen aufgebaut ist. Der Statorkörper kann dabei aus einzelnen Statorzähnen oder Statorzahngruppen aufgebaut sein, wobei jeder einzelne Statorzahn oder jede einzelne Statorzahngruppe aus einer Vielzahl von gestapelten laminierten Elektroblechen gebildet sein kann, wobei jedes der Elektrobleche als Statorsegmentblechteil ausgebildet ist.The stator according to the invention also has a stator body. The stator body can be designed in one piece or in several parts, in particular in segments. A one-piece stator body is characterized by the fact that the entire stator body is designed in one piece, viewed circumferentially. The stator body is generally formed from a large number of stacked laminated electrical sheets, each of the electrical sheets being designed to be closed to form a circular ring. A segmented stator body is characterized by the fact that it is made up of individual stator segment parts. The stator body can be constructed from individual stator teeth or stator tooth groups, whereby each individual stator tooth or each individual stator tooth group can be formed from a plurality of stacked laminated electrical sheets, each of the electrical sheets being designed as a stator segment sheet metal part.

Der Statorkörper ist bevorzugt aus einem oder mehreren Statorblechpaketen gebildet. Als Statorblechpaket werden eine Mehrzahl von in der Regel aus Elektroblech hergestellten laminierten Einzelblechen bzw. Statorblechen verstanden, die übereinander zu einem Stapel, dem sog. Statorblechpaket geschichtet und paketiert sind. Die Einzelbleche können dann in dem Blechpaket durch Verklebung, Verschweißung oder Verschraubung zusammengehalten bleiben.The stator body is preferably formed from one or more stator laminated cores. A stator lamination stack is understood to mean a plurality of laminated individual sheets or stator laminations, usually made from electrical steel, which are layered and packaged one above the other to form a stack, the so-called stator lamination stack. The individual sheets can then remain held together in the sheet metal package by gluing, welding or screwing.

In dem Statorkörper sind bevorzugt die Statorzähne des Stators ausgebildet. Als Statorzähne werden Bestanteile des Statorkörpers bezeichnet, die als umfänglich beabstandete, zahnartig radial nach innen gerichtete Teile des Statorkörpers ausgebildet sind und zwischen deren freien Enden und einem Rotorkörper ein Luftspalt für das Magnetfeld gebildet ist. Als Luftspalt wird der zwischen dem Rotor und dem Stator existierende Spalt bezeichnet. Bei einer Radialflussmaschine ist das ein im Wesentlichen kreisringförmiger Spalt mit einer radialen Breite, die dem Abstand zwischen Rotorkörper und Statorkörper entspricht.The stator teeth of the stator are preferably formed in the stator body. Stator teeth are components of the stator body which are designed as circumferentially spaced, tooth-like, radially inwardly directed parts of the stator body and an air gap for the magnetic field is formed between their free ends and a rotor body. The gap existing between the rotor and the stator is called the air gap. In a radial flux machine, this is a substantially circular gap with a radial width that corresponds to the distance between the rotor body and the stator body.

Der Stator ist insbesondere für die Verwendung in einer elektrischen Maschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. The stator is intended in particular for use in an electric machine within a drive train of a motor vehicle. The electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or fully electric motor vehicle.

Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.In particular, the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds greater than 50 km/h, preferably greater than 80 km/h and in particular greater than 100 km/h can be achieved. The electric machine particularly preferably has a power greater than 30 kW, preferably greater than 50 kW and in particular greater than 70 kW. It is further preferred that the electric machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, most preferably greater than 12,500 rpm.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Mehrzahl, bevorzugt alle der elektrischen Leiter eine im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige Kontur aufweisen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass auf in der Regel standardmäßig verfügbare elektrische Leiter zur Ausbildung der Statorwicklung zurückgegriffen werden kann, was hinsichtlich der Fertigungskosten des Stators besonders günstig ist. Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Mehrzahl, bevorzugt alle der elektrischen Leiter im Querschnitt im Wesentlichen eine identische Kontur aufweisen. Es kann hierdurch erreicht werden, dass die Bauteil- und Fertigungs-Komplexität des Stators geringgehalten werden kann, was ebenfalls zu günstigen Fertigungsprozessen beiträgt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the majority, preferably all, of the electrical conductors have a contour which is essentially rectangular in cross section. The advantage of this configuration is that electrical conductors that are generally available as standard can be used to form the stator winding, which is particularly favorable in terms of the production costs of the stator. According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the majority, preferably all, of the electrical conductors have a substantially identical contour in cross section. This means that the component and manufacturing complexity of the stator can be kept low, which also contributes to favorable manufacturing processes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Verteilerring an seiner zweiten Stirnflächen eine Mehrzahl von mit dem Kühlfluid durchströmbare Kühlnuten aufweist, welche sich an der zweiten Stirnfläche des Verteilerrings von radial außen in Richtung der Statornuten erstrecken.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the distributor ring has on its second end face a plurality of cooling grooves through which the cooling fluid can flow, which extend on the second end face of the distributor ring from the radial outside in the direction of the stator grooves.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das Kühlfluid so beidseitig axial in die Statornuten eingeführt werden kann, was zum einen die Kühlleistung weiter verbessert und den Druckverlust weiter reduzieren kann.The advantage of this configuration is that the cooling fluid can be introduced axially into the stator slots on both sides, which on the one hand further improves the cooling performance and can further reduce the pressure loss.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Verteilerring aus einem Kunststoff gebildet ist, wodurch eine besonders kostengünstige Herstellung des Verteilerrings ermöglicht wird. Ferner kann der Statorkörper so gewichtsoptimiert ausgeführt werden.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the distributor ring is made of a plastic, which enables a particularly cost-effective production of the distributor ring. Furthermore, the stator body can be designed to be weight-optimized.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kühlnuten, so ausgeformt sind, dass sie jeweils in dem Verteilerringnutgrund und/oder einer Verteilerringnutseitenwand münden. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass das Kühlfluid so über eine möglichst große radiale Erstreckung in eine Statornut einführbar ist, was die Kühlleistung spürbar verbessern kann.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the cooling grooves are shaped in such a way that they each open into the distributor ring groove base and/or a distributor ring groove side wall. The advantageous effect of this configuration is that the cooling fluid can be introduced into a stator groove over the largest possible radial extent, which can noticeably improve the cooling performance.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Kühlnuten, in radiale Erstreckung einen im Wesentlichen geraden Verlauf aufweisen. Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Kühlnuten, in radiale Erstreckung einen im Wesentlichen gebogenen Verlauf aufweisen. Hierdurch kann die Fluidführung den baulichen Gegebenheiten oder der gewünschten Kühlleistung bzw. einem zu erzielenden Druckverlust angepasst werden.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the cooling grooves have a substantially straight course in the radial extent. Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the cooling grooves have a substantially curved course in the radial extent. This allows the fluid flow to be adapted to the structural conditions or the desired cooling performance or a pressure loss to be achieved.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Kühlnuten auf der ersten Stirnfläche und die Kühlnuten auf der zweiten Stirnfläche um 180° um den Durchmesser des Verteilerrings verdreht verlaufen. Hierdurch kann eine besonders günstige und effiziente Kühlung des Stators realisiert werden. Hierdurch erhält jede Statornut aus zwei axialen Richtungen Kühlfluid zugeführt, wodurch sichergestellt werden kann, dass jede Statornut axial von beiden Seiten gleichmäßig angeströmt wird. Auch hierdurch kann bei axial geringem Bauraum möglichst viel Querschnitt für den Kühlfluidluss bereitgestellt werden.In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the cooling grooves on the first end face and the cooling grooves on the second end face are rotated by 180 ° around the diameter of the distributor ring. This makes it possible to achieve particularly favorable and efficient cooling of the stator. As a result, each stator slot receives cooling fluid from two axial directions, which ensures that each stator slot receives even axial flow from both sides. This also makes it possible to provide as much cross-section as possible for the cooling fluid flow with a small axial installation space.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Verteilerring axial durch den Verteilerring verlaufende Fluidzufuhrkanäle aufweist, welche mit korrespondierenden Kühlkanälen des Statorkörpers gekoppelt sind, wobei die Fluidzufuhrkanäle jeweils mit wenigstens einer der Kühlnuten, gekoppelt sind. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass sich der Verteilerring hierdurch gut in ein bereits bestehendes fluidisches Kühlsystem des Statorkörpers integrieren lässt. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Kühlkanäle des Statorkörpers fluchtend mit den Fluidzufuhrkanälen des Verteilerrings ausgebildet sind, so dass der Druckverlust in dem fluidischen Kühlsystem geringgehalten werden kann.It can also be advantageous to further develop the invention in such a way that the distributor ring has fluid supply channels which run axially through the distributor ring and which are coupled to corresponding cooling channels of the stator body, the fluid supply channels each being coupled to at least one of the cooling grooves. The advantage that can be achieved in this way is that the distributor ring can be easily integrated into an already existing fluidic cooling system of the stator body. In this context, it is particularly preferred if the cooling channels of the stator body are designed to be aligned with the fluid supply channels of the distributor ring, so that the pressure loss in the fluidic cooling system can be kept low.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass radial außerhalb des Verteilerrings ein ringförmiger Fluidverteilungskanal ausgebildet ist, welcher mit Kühlfluid beaufschlagbar ist, wobei die radial äußeren Enden der Kühlnuten, in den Fluidverteilungskanal münden. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige und druckverlustoptimierte Zufuhr des Kühlfluids in radialer Richtung erfolgen.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that an annular fluid distribution channel is formed radially outside the distributor ring, which can be acted upon with cooling fluid, the radially outer ends of the cooling grooves opening into the fluid distribution channel. This allows a particularly uniform and pressure loss-optimized supply of the cooling fluid in the radial direction.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Fluidverteilungskanal einen koaxial zu diesem angeordneten Ring umfasst, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Verteilerrings, was eine konstruktiv einfache und daher kostengünstige Ausbildung des Fluidverteilungskanals erlaubt.Finally, the invention can also be advantageously designed in such a way that the fluid distribution channel comprises a ring arranged coaxially thereto, the diameter of which is larger than the diameter of the distributor ring, which allows a structurally simple and therefore cost-effective design of the fluid distribution channel.

Es kann des Weiteren auch bevorzugt sein, dass der Verteilerring in etwa axial mittig in dem Statorkörper angeordnet ist. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Temperaturunterschiede in axialer Erstreckung innerhalb des Stators reduziert werden, da das eintretende Kühlfluid maximal die Hälfte der axialen Länge des Statorkörpers zurücklegen muss, was auch den Druckverlust positiv beeinflusst.It can also be preferred that the distributor ring is arranged approximately axially centrally in the stator body. This embodiment offers the advantage that the temperature differences in the axial extent within the stator are reduced, since the incoming cooling fluid has to cover a maximum of half of the axial length of the stator body, which also has a positive effect on the pressure loss.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using figures without restricting the general idea of the invention.

Es zeigt:

1 eine elektrische Maschine in einer schematischen Querschnittsdarstellung,
2 eine elektrische Maschine in einer schematischen Axialschnittansicht,
3 eine erste Ausführungsform eines Verteilerrings in einer Frontalansicht,
4 eine erste Ausführungsform eines Verteilerrings im in dem Stator eingebauten Zustand in einer Querschnittsansicht,
5 eine erste Ausführungsform eines Verteilerrings in einer perspektivischen Detailansicht,
6 eine zweite Ausführungsform eines Verteilerrings in einer perspektivischen Detailansicht,
7 eine zweite Ausführungsform eines Verteilerrings in einer perspektivischen Detailansicht,
8 eine dritte Ausführungsform eines Verteilerrings in einer perspektivischen Detailansicht,
9 eine vierte Ausführungsform eines Verteilerrings in einer perspektivischen Detailansicht und
10 eine vierte Ausführungsform eines Verteilerrings in einer weiteren perspektivischen Detailansicht.

It shows:

1 an electrical machine in a schematic cross-sectional representation,
2 an electrical machine in a schematic axial section view,
3 a first embodiment of a distributor ring in a front view,
4 a first embodiment of a distributor ring when installed in the stator in a cross-sectional view,
5 a first embodiment of a distributor ring in a perspective detailed view,
6 a second embodiment of a distributor ring in a perspective detailed view,
7 a second embodiment of a distributor ring in a perspective detailed view,
8th a third embodiment of a distributor ring in a perspective detailed view,
9 a fourth embodiment of a distributor ring in a perspective detailed view and
10 a fourth embodiment of a distributor ring in a further perspective detailed view.

Die 1 zeigt einen Stator 1 für eine elektrische Maschine 2, umfassend einen aus einer Mehrzahl von Statorblechen 11 gebildeten Statorkörper 3 mit einer Vielzahl umfänglich verteilt angeordneter Statorzähne 4 und zwischen den Statorzähnen 4 gebildeten, sich in axialer Richtung durch den Statorkörper 3 erstreckender Statornuten 5. In den Statornuten 5 ist eine Statorwicklung 6 mit einer Mehrzahl an elektrischen Leitern 7 angeordnet. Die Statornuten 5 weisen entlang ihrer radialen Erstreckung an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Nutgrund 8 und ihrem radial inneren Ende eine von einem Nutverschlussmittel 10 verschlossene Nutöffnung 9 auf. Die Statornuten 5 sind von einem Kühlfluid 12 durchströmbar, was nachfolgend noch näher erläutert wird.The 1 shows a stator 1 for an electrical machine 2, comprising a stator body 3 formed from a plurality of stator laminations 11 with a plurality of circumferentially distributed stator teeth 4 and stator grooves 5 formed between the stator teeth 4 and extending in the axial direction through the stator body 3. In the A stator winding 6 with a plurality of electrical conductors 7 is arranged in stator slots 5. The stator slots 5 each have a slot base 8 along their radial extent at their radially outer end and a slot opening 9 closed by a slot closure means 10 at their radially inner end. A cooling fluid 12 can flow through the stator slots 5, which will be explained in more detail below.

Wie aus der 2 hervorgeht, besitzt der Stator 1 einen axial zwischen den Statorblechen 11 angeordneten Verteilerring 13, mittels dessen das Kühlfluid 12 von radial außen nach innen in eine Mehrzahl der Statornuten 5 einführbar ist. Der Verteilerring 13 ist in etwa axial mittig in dem Statorkörper 3 angeordnet.Like from the 2 As can be seen, the stator 1 has a distributor ring 13 arranged axially between the stator plates 11, by means of which the cooling fluid 12 can be inserted from radially outside inwards into a plurality of the stator slots 5. The distributor ring 13 is arranged approximately axially centrally in the stator body 3.

Wie aus den 3-10 ersichtlich, besitzt der Verteilerring 13 eine Kontur mit einer Vielzahl umfänglich verteilt angeordneter Verteilerringzähnen 18 und zwischen den Verteilerringzähnen 18 gebildeten, sich in axialer Richtung durch den Verteilerring 13 erstreckender Verteilerringnuten 19, so dass in den Verteilerringnuten 19 des Verteilerrings 13 die Statorwicklung 6 mit ihrer Mehrzahl an elektrischen Leitern 7 angeordnet ist, und die Verteilerringnuten 19 entlang ihrer radialen Erstreckung an ihrem radial äußeren Ende jeweils einen Verteilerringnutgrund 20 und ihrem radial inneren Ende eine von dem Nutverschlussmittel 10 verschlossene Verteilerringnutöffnung 21 aufweisen. Mit anderen Worten, der Verteilerring 13 bildet die Nutkontur des Statorkörpers 3 nach, so dass er problemlos zwischen die Statorbleche 11 positionierbar ist, ohne die Funktion des Stators 1 zu beeinträchtigen. In den Figuren ist die Statorwicklung 6 als eine Wellenwicklung ausgeführt. Grundsätzlich sind natürlich auch andere Statorwicklungen 6, wie beispielsweise eine Hairpin-Wicklung denkbar.Like from the 3-10 As can be seen, the distributor ring 13 has a contour with a plurality of distributed ring teeth 18 distributed around the circumference and distributor ring grooves 19 formed between the distributor ring teeth 18 and extending in the axial direction through the distributor ring 13, so that the stator winding 6 with its plurality is in the distributor ring grooves 19 of the distributor ring 13 is arranged on electrical conductors 7, and the distributor ring grooves 19 each have a distributor ring groove base 20 along their radial extent at their radially outer end and a distributor ring groove opening 21 closed by the slot closure means 10 at their radially inner end. In other words, the distributor ring 13 replicates the groove contour of the stator body 3, so that it can be easily positioned between the stator laminations 11 without impairing the function of the stator 1. In the figures, the stator winding 6 is designed as a wave winding. In principle, other stator windings 6, such as a hairpin winding, are of course also conceivable.

Der aus Kunststoff gebildete Verteilerring 13 weist ferner an seiner ersten Stirnfläche 14 eine Mehrzahl von mit dem Kühlfluid 12 durchströmbare Kühlnuten 15, welche sich an der ersten Stirnfläche 14 des Verteilerrings 13 von radial außen in Richtung der Statornuten 5 erstrecken. Insbesondere aus den 7 und 9 ist ersichtlich, dass der Verteilerring 13 auch an seiner zweiten Stirnflächen 16 eine Mehrzahl von mit dem Kühlfluid 12 durchströmbare Kühlnuten 17 aufweist, welche sich an der zweiten Stirnfläche 16 des Verteilerrings 13 von radial außen in Richtung der Statornuten 5 erstrecken. Die Kühlnuten 15,17 einer Stirnfläche 14,16 sind dabei im Wesentlichen identisch ausgeführt.The distributor ring 13 made of plastic also has on its first end face 14 a plurality of cooling grooves 15 through which the cooling fluid 12 can flow, which extend on the first end face 14 of the distributor ring 13 from the radial outside in the direction of the stator grooves 5. Especially from the 7 and 9 It can be seen that the distributor ring 13 also has on its second end faces 16 a plurality of cooling grooves 17 through which the cooling fluid 12 can flow, which extend on the second end face 16 of the distributor ring 13 from the radial outside in the direction of the stator grooves 5. The cooling grooves 15,17 of an end face 14,16 are essentially identical.

Durch die jeweils stirnseitige Anlage der Stirnflächen 14,16 des Verteilerrings 13 an den axial benachbarten Statorblechen 11, werden durch die Kühlnuten 15,17 entsprechende Kühlkanäle gebildet, die von dem Kühlfluid 12 radial durch den Statorkörper durchströmbar sind.Due to the frontal contact of the end faces 14, 16 of the distributor ring 13 on the axially adjacent stator plates 11, corresponding cooling channels are formed by the cooling grooves 15, 17, through which the cooling fluid 12 can flow radially through the stator body.

Wie in den 3-10 dargestellt, sind die Kühlnuten 15,17 so ausgeformt, dass sie jeweils in dem Verteilerringnutgrund 20 und einer Verteilerringnutseitenwand 22 münden, was über die radiale Erstreckung einer Statornut 5 eine besonders gleichmäßige Kühlung bewirkt. Dies lässt sich insbesondere gut anhand der 4 nachvollziehen, in der man gut erkennt, dass sich die Kühlnuten 15,17 in die Verteilerringnutseitenwand 22 hineinerstrecken.Like in the 3-10 shown, the cooling grooves 15, 17 are shaped so that they each open into the distributor ring groove base 20 and a distributor ring groove side wall 22, which causes particularly uniform cooling over the radial extent of a stator groove 5. This can be seen particularly well using the 4 understand, in which you can clearly see that the cooling grooves 15, 17 extend into the distributor ring groove side wall 22.

In den Ausführungsformen der 6-10 weisen die Kühlnuten 15,17 in radialer Erstreckung einen im Wesentlichen geraden Verlauf auf. Es ist auch möglich, dass die Kühlnuten 15,17 in radiale Erstreckung einen im Wesentlichen gebogenen Verlauf aufweisen, wie es in den Ausführungsbeispielen der 3-5 skizziert ist.In the embodiments of 6-10 the cooling grooves 15, 17 have a substantially straight course in the radial extent. It is also possible for the cooling grooves 15, 17 to have a substantially curved course in the radial extent, as in the exemplary embodiments of 3-5 is sketched.

Aus der Darstellung der 7 ist gut ersichtlich, dass die Kühlnuten 15 auf der ersten Stirnfläche 14 und die Kühlnuten 17 auf der zweiten Stirnfläche 16 um 180° um den Durchmesser 26 des Verteilerrings 13 verdreht verlaufen. Dabei münden jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Kühlnuten 15,17 der ersten Stirnfläche 14 und der zweiten Stirnfläche 16 in einem gemeinsamen Fluidzufuhrkanal 23 des Verteilerrings 13, so dass sich eine V-förmige Anordnung der Kühlnuten 15,17 ergibt.From the representation of the 7 It is clearly visible that the cooling grooves 15 on the first end face 14 and the cooling grooves 17 on the second end face 16 are rotated by 180 ° around the diameter 26 of the distributor ring 13. Two cooling grooves 15, 17 of the first end face 14 and the second end face 16, which are adjacent in the circumferential direction, open into a common fluid supply channel 23 of the distributor ring 13, so that a V-shaped arrangement of the cooling grooves 15, 17 results.

In der 4,6,7,8 sind Ausführungsformen des Verteilerrings 13 gezeigt, der axial durch den Verteilerring 13 verlaufende Fluidzufuhrkanäle 23 aufweist, welche mit korrespondierenden Kühlkanälen 24 des Statorkörpers 3 gekoppelt sind, wobei die Fluidzufuhrkanäle 23 jeweils mit wenigstens einer der Kühlnuten 15,17 gekoppelt sind und so ein Anschluss an das fluidische Kühlsystem des Statorkörpers 3 realisiert ist.In the 4 , 6 , 7 , 8th Embodiments of the distributor ring 13 are shown, which has fluid supply channels 23 running axially through the distributor ring 13 and which are coupled to corresponding cooling channels 24 of the stator body 3, the fluid supply channels 23 each being coupled to at least one of the cooling grooves 15, 17 and thus providing a connection to the fluidic cooling system of the stator body 3 is realized.

Alternativ ist es auch denkbar, dass - wie in den 8-10 zu erkennen ist - radial außerhalb des Verteilerrings 13 ein ringförmiger Fluidverteilungskanal 27 ausgebildet ist, welcher mit Kühlfluid 12 beaufschlagbar ist, wobei die radial äußeren Enden der Kühlnuten 15,17 in den Fluidverteilungskanal 27 münden. Der Fluidverteilungskanal 27 umfasst dabei einen koaxial zu diesem angeordneten Ring 25, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Verteilerrings 13.Alternatively, it is also conceivable that - as in the 8-10 can be seen - an annular fluid distribution channel 27 is formed radially outside the distributor ring 13, which can be acted upon with cooling fluid 12, the radially outer ends of the cooling grooves 15, 17 opening into the fluid distribution channel 27. The fluid distribution channel 27 comprises a ring 25 arranged coaxially thereto, the diameter of which is larger than the diameter of the distributor ring 13.

Eine Kombination aus den Fluidzufuhrkanälen 23 und dem Ring 25 ist in der Ausführungsform eines Verteilerrings 13 in der 8 gezeigt.A combination of the fluid supply channels 23 and the ring 25 is in the embodiment of a distributor ring 13 in the 8th shown.

Die in dieser Anmeldung benutzten Begriffe „radial“, „axial“, „tangential“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich immer auf die Rotationsachse eines gedachten Rotors der elektrischen Maschine. Die Begriffe „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „oberhalb“ und „unterhalb“ dienen hier nur dazu, um zu verdeutlichen, welche Bereiche der Abbildungen gerade im Text beschrieben werden. Die spätere Ausführung der Erfindung kann auch anders angeordnet werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The terms “radial”, “axial”, “tangential” and “circumferential direction” used in this application always refer to the axis of rotation of an imaginary rotor of the electrical machine. The terms “left”, “right”, “top”, “bottom”, “above” and “below” only serve to clarify which areas of the illustrations are currently being described in the text. The later embodiment of the invention can also be arranged differently. Furthermore, the invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be viewed as limiting but rather as illustrative. The following patent claims are to be understood as meaning that a stated feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Statorstator
22: elektrische Maschineelectric machine
33: Statorkörperstator body
44: Statorzähnestator teeth
55: Statornutenstator slots
66: StatorwicklungStator winding
77: LeiterDirector
88th: Nutgrundgroove base
99: NutöffnungGroove opening
1010: NutverschlussmittelSlot closure means
1111: StatorblecheStator laminations
1212: KühlfluidCooling fluid
1313: Verteilerringdistribution ring
1414: Stirnflächeface
1515: Kühlnutencooling grooves
1616: Stirnflächeface
1717: Kühlnutencooling grooves
1818: Verteilerringzähnedistributor ring teeth
1919: Verteilerringnutendistributor ring grooves
2020: Verteilerringnutgrunddistributor ring groove base
2121: VerteilerringnutöffnungDistributor ring groove opening
2222: VerteilerringnutseitenwandDistributor ring groove side wall
2323: FluidzufuhrkanäleFluid supply channels
2424: KühlkanäleCooling channels
2525: Ringring
2626: Durchmesserdiameter
2727: FluidverteilungskanalFluid distribution channel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3157138 A1 [0007]
DE 102015013018 A1 [0008]

Claims

Stator (1) for an electrical machine (2), comprising a stator body (3) formed from a plurality of stator laminations (11) with a plurality of stator teeth (4) arranged circumferentially distributed and formed between the stator teeth (4) in the axial direction stator slots (5) extending through the stator body (3), a stator winding (6) with a plurality of electrical conductors (7) being arranged in the stator slots (5), and the stator slots (5) along their radial extent at their radially outer Each end has a groove base (8) and its radially inner end has a groove opening (9) closed by a slot closure means (10), and the stator grooves (5) can be flowed through by a cooling fluid (12), the stator (1) having an axially between the Stator laminations (11) arranged distributor ring (13), by means of which the cooling fluid (12) can be inserted from radially outside inwards into a plurality of the stator slots (5), the distributor ring (13) having a contour with a plurality of circumferentially distributed distributor ring teeth ( 18) and between the distributor ring teeth (18) has distributor ring grooves (19) which extend in the axial direction through the distributor ring (13), so that the majority of the stator winding (6) is in the distributor ring grooves (19) of the distributor ring (13). electrical conductors (7), and the distributor ring grooves (19) along their radial extent each have a distributor ring groove base (20) at their radially outer end and a distributor ring groove opening (21) closed by the groove closure means (10) at their radially inner end, characterized in that the distributor ring (13) has on its first end face (14) a plurality of cooling grooves (15) through which the cooling fluid (12) can flow, which are located on the first end face (14) of the distributor ring (13) from the radial outside in the direction of Stator slots (5) extend.

stator (1). Claim 1 , characterized in that the distributor ring (13) has on its second end face (16) a plurality of cooling grooves (17) through which the cooling fluid (12) can flow, which are located on the second end face (16) of the distributor ring (13) from the radial outside extend in the direction of the stator slots (5).

stator (1). Claim 1 or 2 , characterized in that the distributor ring (13) is made of a plastic.

Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling grooves (15, 17) are shaped such that they each open into the distributor ring groove base (20) and/or a distributor ring groove side wall (22).

Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling grooves (15,17) have a substantially straight course in the radial extent.

Stator (1) according to one of the previous ones Claims 1 - 4 , characterized in that the cooling grooves (15,17) have a substantially curved course in the radial extent.

Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling grooves (15) on the first end face (14) and the cooling grooves (17) on the second end face (16) are 180 ° around a diameter (26) of the distributor ring (13) run twisted.

Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor ring (13) has fluid supply channels (23) which run axially through the distributor ring (13) and which are coupled to corresponding cooling channels (24) of the stator body (3), the Fluid supply channels (23) are each coupled to at least one of the cooling grooves (15,17).

Stator (1) according to one of the previous ones Claims 1 - 7 , characterized in that an annular fluid distribution channel (27) is formed radially outside the distributor ring (13), which can be acted upon with cooling fluid (12), the radially outer ends of the cooling grooves (15, 17) opening into the fluid distribution channel (27).

stator (1). Claim 9 , characterized in that the fluid distribution channel (27) comprises a ring (25) arranged coaxially thereto, the diameter of which is larger than the diameter of the distribution ring (13).

Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor ring (13) is arranged approximately axially centrally in the stator body (3).