DE102022129626A1 - stator - Google Patents

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impregnation
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Inventor
Thomas Fritz
Michael Marsetz
Amelie Magnenet
Alexandre Fischer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für eine elektrische Maschine (2), insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei der Stator (1) zylinderringförmig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Statorzähnen (5) aufweist, welche in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Statorzähnen (5) jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende sowie in axialer Richtung durch den Stator (1) verlaufende Statornut (6) mit zwei Nutseitenwänden (7) und einem Nutgrund (8) definieren, in welche eine bestrombare Wicklung (9) umfassend eine Mehrzahl von Leitern (10) eingelegt ist, wobei die Leiter (10) an den Stirnseiten (11) des Stators (1) unter Ausbildung jeweils eines Wickelkopfes (12) aus dem Stator (1) austreten, wobei an den beiden Stirnseiten (11,21) des Stators (1) jeweils ein Imprägnierungsring (13,23) anliegt, von welchem aus sich eine Vielzahl von Zähnen (14) radial nach innen erstreckt, welche die Statornuten (6) jeweils zumindest abschnittsweise an dem Nutgrund (8) und den Nutseitenwänden (7) einfassen, wobei der Imprägnierungsring (13,23) ein Kanalsystem (15) aufweist, mittels dessen ein fließfähiges elektrisches Isolationsmittel (16) aus radialer Richtung dem Kanalsystem (15) und in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung durch jeweils einen der Zähne (14) des Imprägnierungsrings (13,23) den Statornuten (6) zuführbar ist.The invention relates to a stator (1) for an electrical machine (2), in particular within a drive train (3) of a motor vehicle (4), wherein the stator (1) is designed in the shape of a cylindrical ring and has a plurality of stator teeth (5), which in the circumferential direction between adjacent stator teeth (5) each define a stator groove (6) extending in the radial direction and running in the axial direction through the stator (1), with two groove side walls (7) and a groove base (8), into which a current-carrying winding (9) comprising a plurality of conductors (10) is inserted, wherein the conductors (10) emerge from the stator (1) at the end faces (11) of the stator (1), each forming a winding head (12), wherein an impregnation ring (13, 23) is in contact with the two end faces (11, 21) of the stator (1), from which a plurality of teeth (14) extend radially inwards, which Stator slots (6) are each enclosed at least in sections on the slot base (8) and the slot side walls (7), wherein the impregnation ring (13, 23) has a channel system (15) by means of which a flowable electrical insulation medium (16) can be fed from the radial direction to the channel system (15) and in the radial direction and in the circumferential direction through one of the teeth (14) of the impregnation ring (13, 23) to the stator slots (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Stator zylinderringförmig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Statorzähnen aufweist, welche in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Statorzähnen jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende sowie in axialer Richtung durch den Stator verlaufende Statornut mit zwei Nutseitenwänden und einem Nutgrund definieren, in welche eine bestrombare Wicklung umfassend eine Mehrzahl von Leitern eingelegt ist, wobei die Leiter an den Stirnseiten des Stators unter Ausbildung jeweils eines Wickelkopfes aus dem Stator austreten.The present invention relates to a stator for an electrical machine, in particular within a drive train of a motor vehicle, wherein the stator is cylindrical in shape and has a plurality of stator teeth, which in the circumferential direction between adjacent stator teeth each define a stator groove extending in the radial direction and running in the axial direction through the stator, with two groove side walls and a groove base, into which a current-carrying winding comprising a plurality of conductors is inserted, wherein the conductors emerge from the stator on the end faces of the stator, each forming a winding head.

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 power motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Considerable efforts have already been made to improve the suitability of electric drives for everyday use and to offer users the same driving comfort they are used to.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 63. Jahrgang, 05/20 6, 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 zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen bezeichnet.A detailed description of an electric drive can be found in an article in the magazine ATZ, 63rd year, 05/20 6, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrated 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 that is arranged concentrically to a bevel gear differential. Such drive units are also referred to as electric axles.

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 in a hybrid vehicle usually comprise a combination of an internal combustion engine and an electric motor and enable - for example in urban areas - purely electric operation while at the same time providing sufficient range and availability, especially for cross-country journeys. In certain operating situations, it is also possible to use the internal combustion engine and the electric motor to drive simultaneously.

Für die Entwicklung von elektrischen Maschinen, insbesondere von elektrischen Maschinen für die oben erwähnten hybrid oder vollelektrisch betreibbaren Kraftfahrzeuge oder auch für Radnabenantriebe, sind grundsätzlich verschiedene Wicklungstechnologien für einen Stator einer elektrischen Maschine bekannt.For the development of electrical machines, in particular electrical machines for the above-mentioned hybrid or fully electric motor vehicles or also for wheel hub drives, basically different winding technologies for a stator of an electrical machine are known.

Bei elektrischen Maschinen, die einen Stator mit einem hohlzylindrischen Stator aufweisen, also als Innenläufermaschine ausgebildet sind, und die für eine Anwendung als Traktionsantrieb eines Kraftfahrzeugs konfiguriert sind, weisen oftmals eine Statorwicklung mit einem rechteckigen Querschnitt auf, um den eine hohe Leistungsdichte zu erreichen. Bei elektrischen Maschinen, welche für den Antrieb von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, werden die Statorwicklungen daher typischerweise als Hairpin-Wicklungen ausgebildet. Hierbei werden beispielsweise im Wesentlichen U-förmige Drahtsegmente von einer Stirnseite des Stators aus in die Statornuten eingebracht und dann an einer gegenüberliegenden Stirnseite des Stators umgeformt und beispielsweise durch Schweißen verbunden.In electrical machines that have a stator with a hollow cylindrical stator, i.e. are designed as an internal rotor machine, and that are configured for use as a traction drive for a motor vehicle, they often have a stator winding with a rectangular cross-section in order to achieve a high power density. In electrical machines that are intended for driving motor vehicles, the stator windings are therefore typically designed as hairpin windings. In this case, for example, essentially U-shaped wire segments are introduced into the stator slots from one end face of the stator and then formed on an opposite end face of the stator and connected, for example, by welding.

Bei derartigen Hairpin-Wicklungen ist es ferner bekannt, diese gemeinsam mit dem Wickelkopf der Hairpin-Wicklung mittels eines sogg. Vollvergusses des Stators elektrisch zu isolieren. Hierbei besteht allerdings das Risiko, dass es während des Vergussprozesses zur Ausbildung von Luft- und Kriechstrecken kommen und im Betrieb des Stators zu lokalen elektrischen Kurzschlüssen führen kann, was einen negativen Einfluss auf die Leistung der elektrischen Maschine haben kann und was regelmäßig unerwünscht ist.With such hairpin windings, it is also known to electrically insulate them together with the winding head of the hairpin winding by means of a so-called full casting of the stator. However, there is a risk that air and creepage distances may form during the casting process and that local electrical short circuits may occur during operation of the stator, which can have a negative impact on the performance of the electrical machine and is often undesirable.

Alternativ oder auch ergänzend zu einem Vollverguss sind aus dem Stand der Technik ferner geschlossene Kappen zur Isolation der Hairpin-Enden an einem Wickelkopf einer Hairpin-Wicklung bekannt. Ein Beispiel hierfür ist in der JP2000209802A offenbart.As an alternative or in addition to a full encapsulation, closed caps for insulating the hairpin ends on a winding head of a hairpin winding are also known from the prior art. An example of this is in the JP2000209802A disclosed.

Es ist ferner bekannt, die Wicklung und die Nuten in einem Stator durch eine Träufelimprägnierung, durch Tauchimprägnieren oder Rollimprägnieren zu isolieren und fixieren. Beim Träufelimprägnieren wird Harz mittels einer oder mehreren Düsen auf den Wickelkopf gegossen. Durch Kapillareffekte und ggf. Schrägstellung des Stators in der Anlage wird das Harz in die Nuten gesogen. Beim Tauch- und Rollierimprägnieren wird der Stator vollständig oder ggf. teilweise in ein Harzbad getaucht und ggf. währenddessen um die eigene Achse gedreht (rolliert).It is also known to insulate and fix the winding and the slots in a stator by trickle impregnation, immersion impregnation or roll impregnation. In trickle impregnation, resin is poured onto the winding head using one or more nozzles. The resin is sucked into the slots by capillary effects and, if necessary, by tilting the stator in the system. In immersion and roll impregnation, the stator is completely or, if necessary, partially immersed in a resin bath and, if necessary, rotated around its own axis (rolled).

Diese Lösungen haben eine Reihe von Nachteilen. So können beispielsweise verfahrensbedingte Verschmutzungen an verschiedenen Stellen des Stators entstehen, wie u.a. zwischen den Nuten, am Innendurchmesser der Stators, am Außendurchmesser und auch an den Stirnflächen, was vor allem bei verschraubten Statoren ein großes Problem darstellen kann, da hier die Verschraubungsbereiche mit Harztropfen / -spuren verschmutzt sind und daher die sichere Verschraubung stören und teilweise unmöglich machen. Folge dieser Verschmutzungen ist eine Nacharbeit oder maskieren, wobei das Maskieren durch die hohe Kapillarität des Harzes ungeeignet ist. Ferner kann es zu Leistungsverlusten durch Lufteinschlüsse und Verschmutzungen dadurch schlechteres Kühlverhalten kommen, da das Harz sich allein durch Kapillareffekte einziehen muss. Üblich sind hier Füllgrade im Bereich von 70% zu erreichen.These solutions have a number of disadvantages. For example, process-related contamination can occur at various points on the stator, such as between the slots, on the inner diameter of the stator, on the outer diameter and also on the end faces, which can be a major problem, especially with screwed stators, as the screwing areas are contaminated with resin drops/traces and therefore disrupt secure screwing and sometimes make it impossible. The consequence of this contamination is rework or mas Masking is unsuitable due to the high capillarity of the resin. Furthermore, performance losses can occur due to air inclusions and contamination, resulting in poorer cooling properties, as the resin must be drawn in by capillary effects alone. Filling levels in the region of 70% are usually achieved here.

Auch weisen die genannten Verfahren einen vergleichsweise hohen Harzverbrauch mit entsprechend hohen Kosten auf, da das Harz nur indirekt in über die Wickelköpfe in die Nuten eintreten kann. Auch sind in einigen Anwendungsszenarien, wie beispielsweise bei nasslaufenden elektrischen Maschinen, die Wickelköpfe frei von Harz zu halten.The processes mentioned also have a comparatively high resin consumption with correspondingly high costs, since the resin can only enter the slots indirectly via the winding heads. In some application scenarios, such as wet-running electrical machines, the winding heads must also be kept free of resin.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zu minimieren oder vollständig zu beseitigen und einen Stator bereitzustellen, der ein genaues sowie sauberes Einbringen des eines Isolationsmittels in die Nuten und zwischen die Wicklung des Stators erlaubt.It is therefore the object of the invention to minimize or completely eliminate the problems known from the prior art and to provide a stator which allows an accurate and clean introduction of an insulating means into the slots and between the winding of the stator.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Stator zylinderringförmig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Statorzähnen aufweist, welche in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Statorzähnen jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende sowie in axialer Richtung durch den Stator verlaufende Statornut mit zwei Nutseitenwänden und einem Nutgrund definieren, in welche eine bestrombare Wicklung umfassend eine Mehrzahl von Leitern eingelegt ist, wobei die Leiter an den Stirnseiten des Stators unter Ausbildung jeweils eines Wickelkopfes aus dem Stator austreten, wobei an den beiden Stirnseiten, des Stators jeweils ein Imprägnierungsring, anliegt, von welchem aus sich eine Vielzahl von Zähnen radial nach innen erstreckt, welche die Statornuten jeweils zumindest abschnittsweise an dem Nutgrund und den Nutseitenwänden einfassen, wobei der Imprägnierungsring, ein Kanalsystem aufweist, mittels dessen ein fließfähiges elektrisches Isolationsmittel aus radialer Richtung dem Kanalsystem und in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung durch jeweils einen der Zähne des Imprägnierungsrings, den Statornuten zuführbar ist.This object is achieved by a stator for an electrical machine, in particular within a drive train of a motor vehicle, wherein the stator is designed in the shape of a cylindrical ring and has a plurality of stator teeth, which in the circumferential direction between adjacent stator teeth each define a stator groove extending in the radial direction and running in the axial direction through the stator, with two groove side walls and a groove base, into which a current-carrying winding comprising a plurality of conductors is inserted, wherein the conductors emerge from the stator at the end faces of the stator, forming a winding head, wherein an impregnation ring is in each case located on the two end faces of the stator, from which a plurality of teeth extend radially inwards, which enclose the stator grooves at least in sections on the groove base and the groove side walls, wherein the impregnation ring has a channel system, by means of which a flowable electrical insulation medium can be fed from the radial direction to the channel system and in the radial direction and in the circumferential direction through one of the teeth of the Impregnation ring, which can be fed into the stator slots.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine kosteneffiziente und optimierte Lösung für das Einbringen des Isolationsmittels, beispielsweise eines Harzes, in die Statornuten des Stators realisiert ist und mittels der Imprägnierungsringe eine definierte Positionierung und ein sauberes Einspritzen des Isolationsmittels garantiert werden kann. Außerdem bietet diese Lösung mit den Imprägnierungsringen eine hohe Flexibilität und kann in vielen unterschiedlichen Statoren eingebaut werden, die sich durch Nutzahl oder Wicklung unterscheiden. Weitere Vorteile sind u.a. ein reduzierter Isoaltionsmittelverbrauch, da durch die Imprägnierungsringe ein gezieltes Einbringen des Harzes in die Nutbereiche erfolgen kann. Auch lässt sich durch das gezielte Einbringen des Isolationsmittels in die Nutbereiche ein höherer Füllfaktor des Isolationsmittels realisieren als mit konventionellen Verfahren. Dadurch kann auch bessere Verklebung der Wicklung mit dem Stator ausgebildet werden, was einen positiven Einfluss auf das NVH-Verhalten, die Vibrationsanfälligkeit des Stators und die Positionierung der Wicklung haben kann. Schließlich führt ein hoher Füllfaktor an Isolationsmittel auch zu einen optimierten Kühlverhalten, da die Wärmeableitung von der Wicklung in den Stator über das Isolationsmittel entsprechend gut ausgebildet werden kann.This has the advantage of providing a cost-effective and optimized solution for introducing the insulating agent, such as a resin, into the stator slots of the stator, and the impregnation rings can be used to guarantee defined positioning and clean injection of the insulating agent. In addition, this solution with the impregnation rings offers a high level of flexibility and can be installed in many different stators that differ in the number of slots or windings. Other advantages include reduced insulating agent consumption, as the impregnation rings allow the resin to be introduced into the slot areas in a targeted manner. The targeted introduction of the insulating agent into the slot areas also allows a higher fill factor of the insulating agent to be achieved than with conventional methods. This also allows better bonding of the winding to the stator, which can have a positive influence on the NVH behavior, the susceptibility of the stator to vibration, and the positioning of the winding. Finally, a high fill factor of insulation also leads to optimized cooling behavior, since the heat dissipation from the winding into the stator can be achieved well via the insulation.

Auch kommt es verfahrensbedingt zu keinen Verschmutzungen des Innendurchmessers, der Stirnflächen und des Außendurchmessers des Stators. So kann durch die Rinne und das Kanalsystem das Isolationsmittel gezielt durch die Imprägnierungsringe gelenkt und ein Austreten an dem Innendurchmesser verhindert werden. Die Stirnflächen werden des Weiteren auch nicht weiter durch das Isolationsmittel benetzt und verschmutzt, da sich das Isolationsmittel gezielt in dem Kanalsystem eines Imprägnierungsrings sammelt. Dadurch kann, wenn überhaupt, nur noch eine kleinste Verschmutzung durch Fliehkräfte beim Drehen des Stators während des Imprägnierens auftreten.The process also means that the inner diameter, the end faces and the outer diameter of the stator do not become contaminated. The channel and the channel system can direct the insulation through the impregnation rings in a targeted manner, preventing it from leaking out of the inner diameter. The end faces are also not further wetted and contaminated by the insulation, as the insulation collects in a targeted manner in the channel system of an impregnation ring. This means that only minimal contamination, if any, can occur due to centrifugal forces when the stator rotates during impregnation.

Auch können die Zähne des Imprägnierungsrings als Biegevorrichtung beim Twisten einer Hairpin-Wicklung von Vorteil sein und/oder als „Spacer“ zwischen den Leitern. Damit kann zusätzlich das evtl. in den Statornuten vorhandene Isolationspapier davor geschützt werden, dass die Wicklung dieses beim Twisten beschädigt.The teeth of the impregnation ring can also be useful as a bending device when twisting a hairpin winding and/or as a "spacer" between the conductors. This can also protect any insulation paper in the stator slots from being damaged by the winding during twisting.

Der erfindungsgemäße Stator ist zur Verwendung in einer elektrischen Maschine vorgesehen. Die elektrische Maschine dient zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und sie umfasst in der Regel den als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich, insbesondere drehbar, angeordneten Teil. 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 der Elektromotor 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.The stator according to the invention is intended for use in an electrical machine. The electrical machine serves to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and it generally comprises the stationary part referred to as the stator, stand or armature and a part referred to as the rotor or runner and arranged to be movable, in particular rotatable, relative to the stationary part. In particular, the electrical machine is dimensioned such that vehicle speeds of greater than 50 km/h, preferably greater than 80 km/h and in particular greater than 100 km/h can be achieved. The electric motor particularly preferably has an output of greater than 30 kW, preferably greater than 50 kW and in particular greater than 70 kW. It is further preferred that the electrical machine has speeds of greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, most preferably greater than 12,500 rpm.

Der Stator kann insbesondere durch eine Leistungselektronik bestrombar sein. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an Stator steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält die Leistungselektronik ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B. Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 10 W, bevorzugt mindestens 100 W besonders bevorzugt mindestens 1000 W zu steuern oder regeln. Die Leistungselektronik ist bevorzugt über einen HV-Terminal (HV=Hochvolt) mit der Statorwicklung des Stators verbunden.The stator can in particular be supplied with current by power electronics. The power electronics are preferably a combination of different components which control or regulate a current to the stator, preferably including the peripheral components required for this, such as cooling elements or power supplies. In particular, the power electronics contain one or more power electronics components which are set up to control or regulate a current. These are particularly preferably one or more power switches, e.g. power transistors. The power electronics particularly preferably have more than two, particularly preferably three separate phases or current paths, each with at least one of its own power electronics component. The power electronics are preferably designed to control or regulate a power with a peak power, preferably continuous power, of at least 10 W, preferably at least 100 W, particularly preferably at least 1000 W per phase. The power electronics are preferably connected to the stator winding of the stator via an HV terminal (HV = high voltage).

Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by mechanical power without being tied to railway tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), lorries (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors.

Der erfindungsgemäße Stator kann bevorzugt für eine Radialflussmaschine konfiguriert sein. Der Stator einer Radialflussmaschine ist üblicherweise zylindrisch bzw. zylinderringförmig aufgebaut und besteht in der Regel aus einem Statorkörper, der durch gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen gebildet ist. Durch diesen Aufbau werden die durch das Statorfeld verursachten Wirbelströme im Stator geringgehalten. Über den Umfang verteilt, sind in das Elektroblech parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Statornuten eingelassen, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin, können die Nuten mit Verschlusselementen, wie Verschlusskeilen oder Deckeln oder dergleichen verschlossen sein, um ein Herauslösen der Statorwicklung zu verhindern.The stator according to the invention can preferably be configured for a radial flux machine. The stator of a radial flux machine is usually cylindrical or cylindrically ring-shaped and generally consists of a stator body which is formed by electrical sheets which are electrically insulated from one another and are layered and packaged to form sheet stacks. This structure keeps the eddy currents in the stator caused by the stator field to a minimum. Stator slots which accommodate the stator winding or parts of the stator winding are distributed over the circumference and arranged parallel to the rotor shaft. Depending on the design towards the surface, the slots can be closed with closure elements such as closure wedges or covers or the like to prevent the stator winding from coming loose.

Der Statorkörper ist bevorzugt einteilig ausgebildet. 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. Die Einzelbleche können in dem Statorkörper beispielsweise durch Verklebung, Verschweißung oder Verschraubung zusammengehalten werden.The stator body is preferably formed in one piece. A one-piece stator body is characterized by the fact that the entire stator body is formed in one piece over its circumference. The stator body is generally formed from a large number of stacked laminated electrical sheets, with each of the electrical sheets being closed to form a circular ring. The individual sheets can be held together in the stator body, for example, 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 (Innenläufer) oder radial nach außen (Außenläufer) gerichtete Teile des Statorkörpers ausgebildet sind und zwischen deren freien Enden und einem Rotorkörper ein Luftspalt für das Magnetfeld und für die rotative Bewegung des Rotors gebildet ist. Als Luftspalt wird der zwischen dem Rotor und dem Stator existierende unmagnetische Spalt bezeichnet. Bei einer Radialflussmaschine ist das beispielsweise 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 that are designed as circumferentially spaced, tooth-like parts of the stator body that are directed radially inwards (inner rotor) or radially outwards (outer rotor), and between their free ends and a rotor body an air gap is formed for the magnetic field and for the rotary movement of the rotor. The air gap is the non-magnetic gap that exists between the rotor and the stator. In a radial flow machine, for example, this is an essentially circular gap with a radial width that corresponds to the distance between the rotor body and the stator body.

In den Statornuten des erfindungsgemäßen Stators ist eine Statorwicklung eingelassen. Eine Statorwicklung umfasst elektrisch leitfähige Leiter, deren Längenerstreckung wesentlich größer ist als ihr Durchmesser. Die Statorwicklung 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 ist die Wicklung als eine Hairpin-Wicklung oder Wellenwicklung ausgebildet.A stator winding is embedded in the stator slots of the stator according to the invention. A stator winding comprises electrically conductive conductors whose length is significantly greater than their diameter. The stator winding can basically have any cross-sectional shape. Rectangular cross-sectional shapes are preferred, as these allow high packing and therefore power densities to be achieved. A stator winding is particularly preferably made of copper. The winding is preferably designed as a hairpin winding or wave winding.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Imprägnierungsringe, mit jeweils der entsprechenden Stirnseite, des Stators jeweils eines der Kanalsysteme definieren. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Imprägnierungsringe hierdurch besonders günstig gefertigt werden können, da das Kanalsystem in den Imprägnierungsringen zu den Stirnseiten hin offen ausgeführt werden kann, da sich eine geschlossene Kanalstruktur durch Aufsetzen der Imprägnierungsringe auf den entsprechenden Stirnseiten ergibt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the impregnation rings, each with the corresponding end face, of the stator each define one of the channel systems. The advantage of this embodiment is that the impregnation rings can be manufactured particularly inexpensively, since the channel system in the impregnation rings can be designed to be open towards the end faces, since a closed channel structure is created by placing the impregnation rings on the corresponding end faces.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Imprägnierungsringe, an ihrer radial äußeren Mantelfläche jeweils eine umlaufende Rinne aufweisen, von der aus sich jeweils ein von außen nach innen radial durch die Zähne verlaufender Radialkanal des Kanalsystems erstreckt. Es kann hierdurch eine besonders gute Verteilung des Isolationsmittels erreicht werden. Ferner schützt die Rinne die Wickelköpfe vor einer ungewollten Benetzung durch das Isolationsmittel während des Vergussprozesses.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the impregnation rings each have a circumferential groove on their radially outer surface, from which a radial channel of the channel system extends from the outside to the inside through the teeth. This allows a particularly good distribution of the insulation agent to be achieved. Furthermore, the groove protects the winding heads from unwanted wetting. by the insulating material during the casting process.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass ausgehend von dem Radialkanal wenigstens ein sich in Umfangsrichtung bis zur einer Nutseitenwand erstreckender Tangentialkanal in jeweils einem der Zähne der Imprägnierungsringe, ausgebildet ist, was eine gleichmäßige Verteilung des Isolationsmittel weiter begünstigt.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that, starting from the radial channel, at least one tangential channel extending in the circumferential direction up to a groove side wall is formed in each of the teeth of the impregnation rings, which further promotes a uniform distribution of the insulating agent.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Tangentialkanal ausgehend von dem Radialkanal sich in Umfangsrichtung zu zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden erstreckt, was zu einer weiteren Optimierung der Verteilung des Isolationsmittels beiträgt.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the at least one tangential channel extends from the radial channel in the circumferential direction to two opposite side walls, which contributes to a further optimization of the distribution of the insulating agent.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass eine Mehrzahl von Tangentialkanälen radial beabstandet in jeweils einem der Zähne der Imprägnierungsringe, ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, eine weitere Verbesserung der Isolationsmittelverteilung.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that a plurality of tangential channels are formed at radial distances in each of the teeth of the impregnation rings. The advantage of this design is a further improvement in the distribution of the insulating agent.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Tangentialkanäle und/oder die Radialkanäle als Nuten ausgebildet sind, was insbesondere fertigungstechnisch besonders günstig ist.In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the tangential channels and/or the radial channels are designed as grooves, which is particularly favorable in terms of manufacturing technology.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der erste Imprägnierungsring an der ersten Stirnseite des Stators im Wesentlichen identisch ist mit dem zweiten Imprägnierungsring an der zweiten Stirnseite des Stators. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass durch einen erhöhten Gleichteileanteil die Herstellkosten für die Imprägnierungsringe weiter gesenkt werden können.It may also be advantageous to further develop the invention in such a way that the first impregnation ring on the first end face of the stator is essentially identical to the second impregnation ring on the second end face of the stator. The advantage that can be achieved in this way is that the manufacturing costs for the impregnation rings can be further reduced by an increased proportion of identical parts.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Wickelköpfe nicht von dem Isolationsmittel benetzt sind. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Spalte zwischen den elektrischen Leitern der Wickelköpfe frei bleiben und somit Durchgänge für Kühlmittel aus z.B. einer Schleuderkühlung oder Kühlölduschen innerhalb des Wickelkopfes vorhanden sind.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the winding heads are not wetted by the insulating agent. This can ensure that the gaps between the electrical conductors of the winding heads remain free and thus passages for coolants from, for example, centrifugal cooling or cooling oil showers are present within the winding head.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Imprägnierungsring, aus einem Kunststoff geformt ist, was insbesondere fertigungstechnisch und kostentechnisch zu bevorzugen ist.Finally, the invention can also be advantageously designed such that the impregnation ring is formed from a plastic, which is particularly preferable in terms of manufacturing technology and cost.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without limiting the general inventive concept.

Es zeigt:

  • 1 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebstrang in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
  • 2 einen bewickelten Stator einer elektrischen Maschine in einer perspektivischen Darstellung,
  • 3 einen bewickelten Stator einer elektrischen Maschine in einer Seitenansicht,
  • 4 einen Stator in einer schematischen Querschnittsansicht,
  • 5 ein Imprägnierungsring in einer perspektivischen Ansicht,
  • 6 eine Detaildarstellung der Rückseite des Imprägnierungsrings in einer perspektivischen Ansicht,
  • 7 eine Querschnittsansicht des Imprägnierungsrings und des Stators,
  • 8 eine erste Axialschnittansicht des Stators,
  • 9 eine zweite Axialschnittansicht des Stators.
It shows:
  • 1 a motor vehicle with an electric drive train in a schematic block diagram,
  • 2 a wound stator of an electrical machine in a perspective view,
  • 3 a wound stator of an electrical machine in a side view,
  • 4 a stator in a schematic cross-sectional view,
  • 5 an impregnation ring in a perspective view,
  • 6 a detailed view of the back of the impregnation ring in a perspective view,
  • 7 a cross-sectional view of the impregnation ring and the stator,
  • 8th a first axial sectional view of the stator,
  • 9 a second axial section view of the stator.

Die 1 zeigt eine elektrische Maschine 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 3 eines Kraftfahrzeugs 4. Der Antriebsstrang 3 umfasst die elektrische Maschine 2 sowie ein mit der elektrischen Maschine 2 eine bauliche Einheit bildendes Getriebe 20.The 1 shows an electric machine 2 within a drive train 3 of a motor vehicle 4. The drive train 3 comprises the electric machine 2 and a transmission 20 forming a structural unit with the electric machine 2.

Wie anhand der 2 zu erkennen ist, ist der Stator 1 zylinderringförmig ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Statorzähnen 5 auf, welche in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Statorzähnen 5 jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende sowie in axialer Richtung durch den Stator 1 verlaufende Statornut 6 mit zwei Nutseitenwänden 7 und einem Nutgrund 8 definieren, in welche eine bestrombare Wicklung 9 umfassend eine Mehrzahl von Leitern 10 eingelegt ist. Dies lässt sich auch gut anhand der 4 nachvollziehen.As shown by the 2 As can be seen, the stator 1 is designed in the shape of a cylinder ring and has a plurality of stator teeth 5, which in the circumferential direction between adjacent stator teeth 5 each define a stator slot 6 extending in the radial direction and running in the axial direction through the stator 1 with two slot side walls 7 and a slot base 8, in which a current-carrying winding 9 comprising a plurality of conductors 10 is inserted. This can also be clearly seen from the 4 comprehend.

Die Leiter 10 an den Stirnseiten 11 des Stators 1 treten unter Ausbildung jeweils eines Wickelkopfes 12 aus dem Stator 1 aus. Wie man aus der 3 erkennt, liegt an den beiden Stirnseiten 11,21 des Stators 1 jeweils ein Imprägnierungsring 13,23 an, von welchem aus sich eine Vielzahl von Zähnen 14 radial nach innen erstreckt, welche die Statornuten 6 jeweils zumindest abschnittsweise an dem Nutgrund 8 und den Nutseitenwänden 7 einfassen, so wie es beispielsweise auch in der 7 zu sehen ist. Der Imprägnierungsring 13,23 besitzt ein Kanalsystem 15, mittels dessen ein fließfähiges elektrisches Isolationsmittel 16 während eines Imprägnierprozesses aus radialer Richtung dem Kanalsystem 15 und in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung durch jeweils einen der Zähne 14 des Imprägnierungsrings 13,23 den Statornuten 6 zuführbar ist. Der erste Imprägnierungsring 13 an der ersten Stirnseite 11 des Stators 1 ist im Wesentlichen identisch mit dem zweiten Imprägnierungsring 23 an der zweiten Stirnseite 21 des Stators 1. Die Imprägnierungsringe 13,23 sind in der gezeigten Ausführungsvariante aus einem Kunststoff geformt. 5 zeigt einen Imprägnierungsring 13,23 in einer perspektivischen Ansicht.The conductors 10 on the front sides 11 of the stator 1 emerge from the stator 1, forming a winding head 12. As can be seen from the 3 , an impregnation ring 13, 23 is located on the two end faces 11, 21 of the stator 1, from which a plurality of teeth 14 extend radially inwards, which enclose the stator slots 6 at least in sections on the slot base 8 and the slot side walls 7, as is also the case, for example, in the 7 can be seen. The impregnation ring 13,23 has a channel system 15, by means of which a flowable electrical insulation medium 16 can be fed during an impregnation process from the radial direction to the channel system 15 and in the radial direction and in the circumferential direction through one of the teeth 14 of the impregnation ring 13, 23 to the stator slots 6. The first impregnation ring 13 on the first end face 11 of the stator 1 is essentially identical to the second impregnation ring 23 on the second end face 21 of the stator 1. The impregnation rings 13, 23 are formed from a plastic in the embodiment shown. 5 shows an impregnation ring 13,23 in a perspective view.

Aus der Zusammenschau der 7-9 wird ersichtlich, dass die Imprägnierungsringe 13,23 mit jeweils der entsprechenden Stirnseite 11,21 des Stators 1 jeweils eines der Kanalsysteme 15 definieren. Die Imprägnierungsringe 13,23 verfügen an ihrer radial äußeren Mantelfläche jeweils über eine umlaufende Rinne 17, von der aus sich jeweils ein von außen nach innen radial durch die Zähne 14 verlaufender Radialkanal 18 des Kanalsystems 15 erstreckt.From the overview of the 7-9 it is evident that the impregnation rings 13, 23 each define one of the channel systems 15 with the corresponding end face 11, 21 of the stator 1. The impregnation rings 13, 23 each have a circumferential groove 17 on their radially outer surface, from which a radial channel 18 of the channel system 15 extends from the outside to the inside through the teeth 14.

Wie in der 6 dargestellt, sind ausgehend von dem Radialkanal 18 parallel in Umfangsrichtung verlaufende, sich in Umfangsrichtung zu zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden 7 erstreckende Tangentialkanäle 19 in jeweils einem der Zähne 14 der Imprägnierungsringe 13,23 ausgebildet. Sowohl die Tangentialkanäle 19 als auch die Radialkanäle 18 sind in der gezeigten Ausführungsform als Nuten ausgebildet. Durch die Imprägnierungsringe 13,23 kann somit sichergestellt werden, dass die Wickelköpfe 12 während des Imprägnierens nicht von dem Isolationsmittel 16 benetzt werden.Like in the 6 As shown, tangential channels 19, which run parallel in the circumferential direction from the radial channel 18 and extend in the circumferential direction to two opposite side walls 7, are formed in each of the teeth 14 of the impregnation rings 13, 23. Both the tangential channels 19 and the radial channels 18 are designed as grooves in the embodiment shown. The impregnation rings 13, 23 can thus ensure that the winding heads 12 are not wetted by the insulation agent 16 during impregnation.

Die Imprägnierungsprozess läuft somit wie folgt ab. Die Imprägnierungsringe 13,23 werden stirnseitig an den Stator 1 angebracht und der Stator 1 nachfolgend bewickelt. Dann wird das Isolationsmittel 16, beispielsweise ein Harz, in die Rinnen 17 der Imprägnierungsringe 13, gegossen und nicht wie üblich auf einen der Wickelköpfe 12. Damit bleiben die Wickelköpfe 12 sauber und frei von Isolationsmittel 16. Die Kontur der Rinne 17 leitet das Isolationsmittel 16 über das Kanalsystem 15 in die gewünschte Richtung in die Statornuten 6 und verhindert so die Verschmutzung des Stators 1 durch das Isolationsmittel 16 an seinem Innendurchmesser, an den Stirnflächen oder dem Außendurchmesser. Durch das in den Imprägnierungsringen 13,23 ausgebildete Kanalsystem 15 bekommt das Isolationsmittel eine vordefinierte Laufrichtung. Das Kanalsystem 15 mit seinen Radialkanälen 18 und seinen Tangentialkanälen 19 dient dazu, dass das Isolationsmittel 16 direkt in die Statornuten 6 geleitet wird und dort aufgesogen wird. Hierdurch kann insbesondere auch verhindert werden, dass das Isolationsmittel 16 an ungewollte Stellen, wie beispielsweise den Innen- oder Außendurchmesser des Stators oder dessen Stirnflächen gelangt.The impregnation process therefore proceeds as follows. The impregnation rings 13, 23 are attached to the front of the stator 1 and the stator 1 is then wound. The insulation 16, for example a resin, is then poured into the grooves 17 of the impregnation rings 13 and not, as is usual, onto one of the winding heads 12. This keeps the winding heads 12 clean and free of insulation 16. The contour of the groove 17 guides the insulation 16 via the channel system 15 in the desired direction into the stator slots 6 and thus prevents the stator 1 from being contaminated by the insulation 16 on its inner diameter, on the front surfaces or the outer diameter. The channel system 15 formed in the impregnation rings 13, 23 gives the insulation a predefined direction of travel. The channel system 15 with its radial channels 18 and its tangential channels 19 serves to guide the insulating agent 16 directly into the stator slots 6 and to absorb it there. This can in particular also prevent the insulating agent 16 from reaching unwanted places, such as the inner or outer diameter of the stator or its end faces.

Die Erfindung ist 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 invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Statorstator
22
elektrische Maschineelectric machine
33
AntriebsstrangDrivetrain
44
KraftfahrzeugMotor vehicle
55
StatorzähneStator teeth
66
StatornutStator slot
77
NutseitenwändeGroove side walls
88th
NutgrundGroove base
99
WicklungWinding
1010
LeiterDirector
1111
StirnseiteFront side
1212
WickelkopfWinding head
1313
ImprägnierungsringImpregnation ring
1414
ZähneTeeth
1515
KanalsystemChannel system
1616
IsolationsmittelInsulating agents
1717
Rinnegutter
1818
RadialkanalRadial channel
1919
TangentialkanalTangential channel
2020
Getriebetransmission
2121
Stirnseite Front side
2323
ImprägnierungsringImpregnation ring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2000209802 A [0008]JP 2000209802 A [0008]

Claims (10)

Stator (1) für eine elektrische Maschine (2), insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei der Stator (1) zylinderringförmig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Statorzähnen (5) aufweist, welche in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Statorzähnen (5) jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende sowie in axialer Richtung durch den Stator (1) verlaufende Statornut (6) mit zwei Nutseitenwänden (7) und einem Nutgrund (8) definieren, in welche eine bestrombare Wicklung (9) umfassend eine Mehrzahl von Leitern (10) eingelegt ist, wobei die Leiter (10) an den Stirnseiten (11) des Stators (1) unter Ausbildung jeweils eines Wickelkopfes (12) aus dem Stator (1) austreten, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Stirnseiten (11, 21) des Stators (1) jeweils ein Imprägnierungsring (13, 23) anliegt, von welchem aus sich eine Vielzahl von Zähnen (14) radial nach innen erstreckt, welche die Statornuten (6) jeweils zumindest abschnittsweise an dem Nutgrund (8) und den Nutseitenwänden (7) einfassen, wobei der Imprägnierungsring (13,23) ein Kanalsystem (15) aufweist, mittels dessen ein fließfähiges elektrisches Isolationsmittel (16) aus radialer Richtung dem Kanalsystem (15) und in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung durch jeweils einen der Zähne (14) des Imprägnierungsrings (13,23) den Statornuten (6) zuführbar ist.Stator (1) for an electrical machine (2), in particular within a drive train (3) of a motor vehicle (4), wherein the stator (1) is designed in the shape of a cylindrical ring and has a plurality of stator teeth (5), which in the circumferential direction between adjacent stator teeth (5) each define a stator groove (6) extending in the radial direction and running in the axial direction through the stator (1), with two groove side walls (7) and a groove base (8), into which a current-carrying winding (9) comprising a plurality of conductors (10) is inserted, wherein the conductors (10) emerge from the stator (1) at the end faces (11) of the stator (1), each forming a winding head (12), characterized in that an impregnation ring (13, 23) is in contact with the two end faces (11, 21) of the stator (1), from which a plurality of teeth (14) extend radially inwards, which Stator slots (6) are each enclosed at least in sections on the slot base (8) and the slot side walls (7), wherein the impregnation ring (13, 23) has a channel system (15) by means of which a flowable electrical insulation medium (16) can be fed from the radial direction to the channel system (15) and in the radial direction and in the circumferential direction through one of the teeth (14) of the impregnation ring (13, 23) to the stator slots (6). Stator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierungsringe (13, 23) mit jeweils der entsprechenden Stirnseite (11, 21) des Stators (1) jeweils eines der Kanalsysteme (15) definieren.Stator (1) after Claim 1 , characterized in that the impregnation rings (13, 23) each define one of the channel systems (15) with the corresponding end face (11, 21) of the stator (1). Stator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierungsringe (13,23) an ihrer radial äußeren Mantelfläche jeweils eine umlaufende Rinne (17) aufweisen, von der aus sich jeweils ein von außen nach innen radial durch die Zähne (14) verlaufender Radialkanal (18) des Kanalsystems (15) erstreckt.Stator (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the impregnation rings (13,23) each have a circumferential groove (17) on their radially outer surface, from which a radial channel (18) of the channel system (15) extends from the outside to the inside radially through the teeth (14). Stator (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Radialkanal (18) wenigstens ein sich in Umfangsrichtung bis zur einer Nutseitenwand (7) erstreckender Tangentialkanal (19) in jeweils einem der Zähne (14) der Imprägnierungsringe (13,23) ausgebildet ist.Stator (1) after Claim 3 , characterized in that starting from the radial channel (18), at least one tangential channel (19) extending in the circumferential direction up to a groove side wall (7) is formed in each case one of the teeth (14) of the impregnation rings (13, 23). Stator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Tangentialkanal (19) ausgehend von dem Radialkanal (18) sich in Umfangsrichtung zu zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden (7) erstreckt.Stator (1) after Claim 4 , characterized in that the at least one tangential channel (19) extends from the radial channel (18) in the circumferential direction to two opposite side walls (7). Stator (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Tangentialkanälen (19) radial beabstandet in jeweils einem der Zähne (14) der Imprägnierungsringe (13,23) ausgebildet ist.Stator (1) after Claim 4 or 5 , characterized in that a plurality of tangential channels (19) are formed radially spaced in each of the teeth (14) of the impregnation rings (13,23). Stator (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tangentialkanäle (19) und/oder die Radialkanäle (18) als Nuten ausgebildet sind.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tangential channels (19) and/or the radial channels (18) are designed as grooves. Stator (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Imprägnierungsring (13) an der ersten Stirnseite (11) des Stators (1) im Wesentlichen identisch ist mit dem zweiten Imprägnierungsring (23) an der zweiten Stirnseite (21) des Stators (1).Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first impregnation ring (13) on the first end face (11) of the stator (1) is substantially identical to the second impregnation ring (23) on the second end face (21) of the stator (1). Stator (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelköpfe (12) nicht von dem Isolationsmittel (16) benetzt sind.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the winding heads (12) are not wetted by the insulating means (16). Stator (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Imprägnierungsring (13,23) aus einem Kunststoff geformt ist.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the impregnation ring (13,23) is formed from a plastic.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000209802A (en) 1999-01-18 2000-07-28 Denso Corp Insulation structure of joint part, insulation structure of dynamoelectric machine and manufacture of the same
US20170149307A1 (en) 2015-11-24 2017-05-25 Honda Motor Co., Ltd. Rotating electric machine
DE102018131961A1 (en) 2018-12-12 2020-06-18 Thyssenkrupp Ag Cooling channel for a winding head of an electrical machine
DE102018131971A1 (en) 2018-12-12 2020-06-18 Thyssenkrupp Ag Insulator ring, stator and electrical machine
DE102019112549A1 (en) 2019-05-14 2020-11-19 Hanon Systems Stator unit of an electric motor and method for assembling a stator insulation system
DE102021115421B3 (en) 2021-06-15 2022-07-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method and device for producing a stator device for an electric machine, in particular for a drive machine of an electric vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000209802A (en) 1999-01-18 2000-07-28 Denso Corp Insulation structure of joint part, insulation structure of dynamoelectric machine and manufacture of the same
US20170149307A1 (en) 2015-11-24 2017-05-25 Honda Motor Co., Ltd. Rotating electric machine
DE102018131961A1 (en) 2018-12-12 2020-06-18 Thyssenkrupp Ag Cooling channel for a winding head of an electrical machine
DE102018131971A1 (en) 2018-12-12 2020-06-18 Thyssenkrupp Ag Insulator ring, stator and electrical machine
DE102019112549A1 (en) 2019-05-14 2020-11-19 Hanon Systems Stator unit of an electric motor and method for assembling a stator insulation system
DE102021115421B3 (en) 2021-06-15 2022-07-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method and device for producing a stator device for an electric machine, in particular for a drive machine of an electric vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHNEIDER, Erik [u.a.]: Hochintegrativ und flexibel - Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In: Automobiltechnische Zeitschrift (ATZ), Bd. 113, 2011, H. 5, S. 360-365. - ISSN 0001-2785 (P); 2192-8800 (E). DOI: 10.1365/s35148-011-0086-0. URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1365/s35148-011-0086-0.pdf [abgerufen am 2022-07-04].

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