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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Stator-Gehäuse-Anordnung für eine elektrische Maschine, welche einen Stator mit mehreren aufeinander gestapelten Statorblechen und darin angeordneten Statorwicklungen umfasst, wobei die Statorbleche eine innenzylindrische Kontur um eine Statorlängsachse aufweisen, sowie ein Statorgehäuse, in welches der Stator eingepresst ist und welches den Stator auf zumindest einer ersten Seite in Richtung der Statorlängsachse überragt und dort einen ersten Überstand bildet. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einer Stator-Gehäuse-Anordnung der oben genannten Art, ein das Statorgehäuse umfassendes Maschinengehäuse und einen Rotor, der gegenüber dem Stator um die Statorlängsachse drehbar im Maschinengehäuse gelagert ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Maschine.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Stator-Gehäuse-Anordnung, eine elektrische Maschine, ein Fahrzeug sowie ein Herstellungsverfahren der genannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Dabei wird ein Stator in ein Statorgehäuse eingepresst und bildet solcherart eine Stator-Gehäuse-Anordnung. Aus baulichen Gründen überragt das Statorgehäuse den Stator längsseitig zumeist an beiden Seiten. Durch die Deformation des Statorgehäuses im Bereich des Stators aufgrund der Pressverbindung kommt es im Bereich der stirnseitigen Enden des Stators beziehungsweise am Beginn des Überstands des Statorgehäuses zu vergleichsweise hohen mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und zu einer vergleichsweise starken Verformung des Statorgehäuses, welche die Funktion der elektrischen Maschine beeinträchtigen können. Aus Sicherheitsgründen wird das Statorgehäuse daher oft sehr dickwandig ausgeführt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Stator-Gehäuse-Anordnung, eine verbesserte elektrische Maschine, ein verbessertes Fahrzeug sowie ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine elektrische Maschine anzugeben. Insbesondere sollen die hohen mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und die vergleichsweise starke Verformung des Statorgehäuses am stirnseitigen Enden des Stators verringert werden, ohne das Gewicht des Statorgehäuses maßgeblich zu erhöhen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Stator-Gehäuse-Anordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher am statorseitigen Beginn des ersten Überstands eine erste ringförmige Erhöhung in das Statorgehäuse eingearbeitet ist (d.h. die ringförmige Erhöhung ist dabei integraler Bestandteil des Statorgehäuses) oder ein erster Verstärkungsring auf das Statorgehäuse aufgesetzt ist (d.h. der Verstärkungsring ist dabei ein gesondertes Bauteil der Stator-Gehäuse-Anordnung).
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Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch eine elektrische Maschine mit einer Stator-Gehäuse-Anordnung der oben genannten Art gelöst, welche ein das Statorgehäuse umfassendes Maschinengehäuse und einen Rotor aufweist, der gegenüber dem Stator um die Statorlängsachse drehbar im Maschinengehäuse gelagert ist.
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Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Fahrzeug gelöst, welches eine elektrische Maschine der oben genannten Art aufweist, die zum Antreiben des Fahrzeugs vorgesehen ist.
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Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellen eines Maschinengehäuses mit einem Statorgehäuse, wobei das Statorgehäuse eine erste ringförmige Erhöhung aufweist,
- - Bereitstellen eines Stators mit mehreren aufeinander gestapelten Statorblechen und darin angeordneten Statorwicklungen, wobei die Statorbleche eine innenzylindrische Kontur um eine Statorlängsachse aufweisen,
- - Einpressen des Stators in das Statorgehäuse bis zur ersten ringförmigen Erhöhung, woraufhin das Statorgehäuse den Stator auf zumindest einer ersten Seite in Richtung der Statorlängsachse überragt und dort einen ersten Überstand bildet,
- - Bereitstellen eines Rotors mit einer Rotorwelle und
- - Montage des Rotors im Maschinengehäuse, wobei der Rotor mithilfe von Lagern im Maschinengehäuse gegenüber dem Stator um die Statorlängsachse drehbar gelagert wird.
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Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch ein alternatives Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellen eines Maschinengehäuses mit einem Statorgehäuse,
- - Aufsetzen eines ersten Verstärkungsrings auf das Statorgehäuse,
- - Bereitstellen eines Stators mit mehreren aufeinander gestapelten Statorblechen und darin angeordneten Statorwicklungen, wobei die Statorbleche eine innenzylindrische Kontur um eine Statorlängsachse aufweisen,
- - Einpressen des Stators in das Statorgehäuse bis zum ersten Verstärkungsring, woraufhin das Statorgehäuse den Stator auf zumindest einer ersten Seite in Richtung der Statorlängsachse überragt und dort einen ersten Überstand bildet,
- - Bereitstellen eines Rotors mit einer Rotorwelle und
- - Montage des Rotors im Maschinengehäuse, wobei der Rotor mithilfe von Lagern im Maschinengehäuse gegenüber dem Stator um die Statorlängsachse drehbar gelagert wird.
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Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird das Statorgehäuse im Bereich des stirnseitigen Endes des Stators lokal durch eine erste ringförmige Erhöhung oder durch einen ersten Verstärkungsring verstärkt, sodass die mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und eine Verformung desselben dort verringert werden, ohne das Gewicht des Statorgehäuses maßgeblich zu erhöhen.
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Das Einpressen des Stators in das Statorgehäuse wird normalerweise vorgenommen, indem das Statorgehäuse erwärmt wird, so dass es sich ausdehnt, der Stator kraftlos in das erwärmte Statorgehäuse eingesetzt wird und das Statorgehäuse abkühlt wird, so dass es schrumpft und den Stator fest umschließt. Auf diese Weise wird ein Querpressverbad des Stators mit dem Statorgehäuse geschaffen.
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Alternativ kann das Einpressen des Stators in das Statorgehäuse vorgenommen werden, indem der Stator mit einer Presskraft in das Statorgehäuse eingefügt wird. Hierzu kann der Außendurchmesser des Stators zunächst etwas kleiner als der Innendurchmesser des Statorgehäuses sein. Auf diese Weise wird ein Längspressverbad des Stators mit dem Statorgehäuse geschaffen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
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In einer Ausführungsform überragt das Statorgehäuse den Stator auch auf einer zweiten Seite in Richtung der Statorlängsachse und bildet dort einen zweiten Überstand. Vorteilhaft ist auch am statorseitigen Beginn des zweiten Überstands eine zweite ringförmige Erhöhung in das Statorgehäuse eingearbeitet oder ein zweiter Verstärkungsring auf das Statorgehäuse aufgesetzt. Die oben angeführten Vorteile ergeben sich dann auf beiden Seiten des Stators beziehungsweise Statorgehäuses.
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Günstig ist es, wenn die erste oder zweite Erhöhung und/oder der erste oder zweite Verstärkungsring im Profil polygonförmig ist, insbesondere rechteckförmig, oder ein halbes Oval bildet, insbesondere eine halbe Ellipse. Dadurch kann die erste oder zweite Erhöhung und/oder der erste oder zweite Verstärkungsring auf einfache Weise hergestellt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste oder zweite Erhöhung und/oder der erste oder zweite Verstärkungsring im Profil die Form eines halben Tropfens, insbesondere eines halben Regentropfens, mit einem runden Ende und einem spitz zulaufenden Ende aufweist. Dadurch kann eine Verringerung der mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und eine Verformung desselben bei nur sehr geringem Gewichtszuwachs des Statorgehäuses erreicht werden. Das halbe Tropfen- oder Regentropfenprofil kann auch als halbes Tragflächenprofil beziehungsweise als halbes Strebenprofil einer aerodynamisch ausgelegten Strebe betrachtet beziehungsweise bezeichnet werden.
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Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die erste oder zweite Erhöhung und/oder der erste oder zweite Verstärkungsring im Profil die Form eines halben Tropfens, insbesondere eines halben Regentropfens, aufweist oder ein solches Profil in die erste oder zweite Erhöhung oder in den ersten oder zweiten Verstärkungsring einschreibbar ist, wobei
- - das Profil durch einen ersten Kreisbogen am runden Ende des Profils und einen daran im Verlauf anschließenden zweiten Kreisbogen am spitz zulaufenden Ende des Profils angenähert oder gebildet ist, wobei
- - ein Radius des ersten Kreisbogens im Bereich von 1,0% bis 2,0% eines Innendurchmessers des Presssitzes für den Stator im Statorgehäuse liegt und
- - ein Radius des zweiten Kreisbogens im Bereich von 10% bis 15% des genannten Innendurchmessers liegt.
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Dadurch kann eine Verringerung der mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und eine Verformung desselben bei besonders geringem Gewichtszuwachs des Statorgehäuses erreicht werden. Das Profil der ersten oder zweiten Erhöhung und/oder der ersten oder zweiten Verstärkungsring weist dabei nicht notwendigerweise die Form eines halben Tropfens auf, es ist ausreichend, wenn ein solcher halber Tropfen in das Profil der ersten oder zweiten Erhöhung und/oder des ersten oder zweiten Verstärkungsrings einschreibbar ist. „Im Verlauf anschließend“ bedeutet im obigen Zusammenhang insbesondere, dass eine Tangente des ersten Kreisbogens an der Verbindungsstelle mit einer Tangente des zweiten Kreisbogens übereinstimmt.
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Günstig ist es außerdem, wenn das spitz zulaufende Ende des Profils in Richtung der Statorlängsachse vom Stator weg nach außen zeigt. Auch dies trägt zu einer Verringerung der mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und einer Verformung desselben bei nur geringem Gewichtszuwachs des Statorgehäuses bei.
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Weitere Maßnahmen zur Verringerung der mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und zur Verringerung der Verformung desselben bei geringem Gewichtszuwachs kann auch durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen erreicht werden:
- - Der Mittelpunkt des ersten Radius ist um eine erste Länge im Bereich von 3,0% bis 5,0% des Innendurchmessers des Presssitzes für den Stator im Statorgehäuse gegenüber dem ersten statorseitigen Beginn des ersten Überstands und/oder gegenüber dem zweiten statorseitigen Beginn des zweiten Überstands in Richtung der Statorlängsachse zum Stator hin nach innen versetzt.
- - Das spitz zulaufende Ende des Profils überragt den ersten statorseitigen Beginn des ersten Überstands und/oder den zweiten statorseitigen Beginn des zweiten Überstands um eine zweite Länge im Bereich von 1,0% bis 3,0% des Innendurchmessers des Presssitzes für den Stator im Statorgehäuse in Richtung der Statorlängsachse nach außen hin vom Stator weg.
- - Eine Dicke des Statorgehäuses am statorseitigen Beginn des ersten Überstands und/oder am zweiten statorseitigen Beginn des zweiten Überstands liegt im Bereich von 2,0% bis 6,0% des Innendurchmessers des Presssitzes für den Stator im Statorgehäuse.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Statorgehäuse bis auf die erste oder zweite Erhöhung eine zylindrische Außenkontur aufweist. Dadurch weist das Statorgehäuse trotz guter Stabilität eine einfache Form auf und ist vergleichsweise leicht.
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Von Vorteil ist es alternativ auch, wenn das Statorgehäuse bis auf die erste oder zweite Erhöhung eine zylindrische Außenkontur aufweist, wobei der so gebildeten Struktur zumindest ein Steg eines Kühlkanals überlagert ist. Dadurch weist das Statorgehäuse trotz guter Stabilität eine einfache Form auf, ist vergleichsweise leicht und kann gut gekühlt werden. Beispielsweise kann der Kühlkanal helixförmig um die Statorlängsachse verlaufen.
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Besonders vorteilhaft ist es schließlich, wenn ein Übergang von der ersten oder zweiten Erhöhung in die zylindrische Außenkontur oder in den zumindest einen Steg verrundet ist, wobei
- - ein Radius einer Rundung am runden Ende des Profils im Bereich von 20% bis 30% eines Innendurchmessers des Presssitzes für den Stator im Statorgehäuse liegt und/oder
- - ein Radius einer Rundung am spitz zulaufenden Ende des Profils im Bereich von 20% bis 70% des genannten Innendurchmessers liegt.
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Auch dies trägt zu einer Verringerung der mechanischen Spannungen im Statorgehäuse und einer Verformung desselben bei nur geringem Gewichtszuwachs des Statorgehäuses bei.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine schematisch im Halbschnitt dargestellte, beispielhafte elektrische Maschine;
- 2 eine Detaildarstellung einer ringförmigen Erhöhung des Statorgehäuses in Form eines halben (Regen)tropfens;
- 3 eine Detaildarstellung einer ringförmigen Erhöhung des Statorgehäuses in Form eines halben Ovals;
- 4 eine Detaildarstellung eines Verstärkungsrings in Form eines halben Ovals;
- 5 eine Detaildarstellung eines Verstärkungsrings mit rechteckförmigem Profil;
- 6-8 Detaildarstellungen von ringförmigen Erhöhungen, in welche Profile in Form eines halben (Regen)tropfens eingeschrieben sind und welche seitlich unterschiedliche Radien zur Verrundung aufweisen;
- 9-11 Detaildarstellungen von ringförmigen Erhöhungen mit seitlich anschließendem Kühlkanal, welche seitlich unterschiedliche Radien zur Verrundung aufweisen und
- 12 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine der vorgeschlagenen Art.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Einführend wird festgehalten, dass gleiche Teile in den unterschiedlich Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen beziehungsweise gleichen Bauteilbezeichnungen versehen sind, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes. Die in der Beschreibung enthaltene Offenbarung eines Bauteils kann sinngemäß auf ein anderes Bauteil mit gleichem Bezugszeichen beziehungsweise gleicher Bauteilbezeichnung übertragen werden. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie zum Beispiel „oben“, „unten“, „hinten“, „vorne“, „seitlich“ und so weiter auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
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1 zeigt einen Halbschnitt durch eine schematisch dargestellte elektrische Maschine 1. Die elektrische Maschine 1 umfasst eine Stator-Gehäuse-Anordnung 2 mit einem Stator 3, welcher ein Statorblechpaket 4 mit mehreren aufeinander gestapelten Statorblechen aufweist, die in diesem Beispiel nicht im Einzelnen dargestellt sind und die eine innenzylindrische Kontur um eine Statorlängsachse A aufweisen. Weiterhin umfasst der Stator 3 im Statorblechpaket 4 angeordnete Statorwicklungen 5. Die Stator-Gehäuse-Anordnung 2 umfasst des Weiteren ein Statorgehäuse 6, in welches der Stator 3 eingepresst ist. Der Presssitz für den Stator 3 weist dabei den Innendurchmessers di auf.
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Das Statorgehäuse 6 überragt den Stator 3 auf einer ersten (linken) Seite in Richtung der Statorlängsachse A und bildet dort einen ersten Überstand a1. Am statorseitigen Beginn P1 des ersten Überstands a1 ist eine erste ringförmige Erhöhung 7 in das Statorgehäuse 6 eingearbeitet. Das heißt, die ringförmige Erhöhung 7 ist in diesem Beispiel integraler Bestandteil des Statorgehäuses 6.
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Zusätzlich überragt das Statorgehäuse 6 den Stator 3 auch auf einer zweiten (rechten) Seite in Richtung der Statorlängsachse A und bildet dort einen optionalen zweiten Überstand a2. Am statorseitigen Beginn P2 des zweiten Überstands a2 ist eine optionale zweite ringförmige Erhöhung 8 in das Statorgehäuse 6 eingearbeitet. Die ringförmige Erhöhung 8 ist in diesem Beispiel ebenfalls integraler Bestandteil des Statorgehäuses 6.
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Weiterhin umfasst die elektrische Maschine 1 ein erstes (linkes) Lagerschild 9 und ein zweites (rechtes) Lagerschild 10. Das Statorgehäuse 6, das erste Lagerschild 9 und das zweite Lagerschild 10 bilden das Maschinengehäuse 11.
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Darüber hinaus umfasst die elektrische Maschine 1 einen Rotor 12 mit einem Rotorblechpaket 13 mit mehreren aufeinander gestapelten Rotorblechen, die in der 1 ebenfalls nicht im Einzelnen dargestellt sind, sowie eine Rotorwelle 14, auf welcher das Rotorblechpaket 13 montiert ist. Zudem umfasst die elektrische Maschine 1 ein erstes (Wälz)lager 15a im ersten Lagerschild 9 und ein zweites (Wälz)lager 15b im zweiten Lagerschild 10. Mit Hilfe dieser Lager 15a, 15b ist der Rotor 12 gegenüber dem Stator 3 um die Statorlängsachse A drehbar im Maschinengehäuse 11 gelagert
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Ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine 1 kann die folgenden Schritte aufweisen:
- - Bereitstellen des Maschinengehäuses 11 mit dem Statorgehäuse 6,
- - Bereitstellen des Stators 3,
- - Einpressen des Stators 3 in das Statorgehäuse 6 bis zur ersten ringförmigen Erhöhung 7, woraufhin das Statorgehäuse 6 den Stator 3 auf der ersten Seite in Richtung der Statorlängsachse A überragt und dort den ersten Überstand a1 bildet,
- - Bereitstellen des Rotors 10 mit der Rotorwelle 12 und
- - Montage des Rotors 10 im Maschinengehäuse 11, wobei der Rotor 10 mithilfe der Lager 15a, 15b im Maschinengehäuse 11 gegenüber dem Stator 6 um die Statorlängsachse A drehbar gelagert wird.
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Die in der 1 dargestellte Aufteilung des Maschinengehäuses 11 ist nicht zwingend. Stattessen kann das erste Lagerschild 9 auch an das Statorgehäuse 6 angeformt und mit diesem einteilig und topfförmig ausgebildet sein. Gleiches gilt für das zweite Lagerschild 10, das ebenfalls mit dem Statorgehäuse 6 einteilig und topfförmig ausgebildet sein kann.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus einer beispielhaften Stator-Gehäuse-Anordnung 2a im Bereich einer ersten Erhöhung 7a im Schnitt. Zu beachten ist dabei, dass die Schnittflächen in der 2 und in den folgenden Figuren der besseren Übersicht halber nicht schraffiert dargestellt sind.
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Die erste Erhöhung 7a weist in diesem Beispiel im Profil die Form eines halben Tropfens mit einem runden Ende E1 und einem spitz zulaufenden Ende E2 auf, insbesondere die Form eines halben Regentropfens. Alternativ kann das halbe Tropfen- oder Regentropfenprofil auch als halbes Tragflächenprofil beziehungsweise wegen der gedrungenen Form als halbes Strebenprofil einer aerodynamisch ausgelegten Strebe betrachtet beziehungsweise bezeichnet werden. Das spitz zulaufende Ende E2 des Profils zeigt dabei in diesem Beispiel in Richtung der Statorlängsachse A vom Stator 3 weg nach außen.
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Das Profil kann insbesondere durch einen ersten Kreisbogen am runden Ende E1 des Profils und einen daran im Verlauf anschließenden zweiten Kreisbogen am spitz zulaufenden Ende E1 des Profils angenähert oder gebildet sein. „Im Verlauf anschließend“ bedeutet dabei insbesondere, dass eine Tangente des ersten Kreisbogens an der Verbindungsstelle mit einer Tangente des zweiten Kreisbogens übereinstimmt. Ein Radius r1 des ersten Kreisbogens liegt vorteilhaft im Bereich von 1,0% bis 2,0% des Innendurchmessers di des Presssitzes für den Stator 3. Zudem liegt ein Radius r2 des zweiten Kreisbogens vorteilhaft im Bereich von 10% bis 15% des genannten Innendurchmessers di.
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Günstig ist es zudem, wenn der Mittelpunkt des ersten Radius r1 um eine erste Länge b1 im Bereich von 3,0% bis 5,0% des Innendurchmessers di des Presssitzes für den Stator 3 gegenüber dem ersten statorseitigen Beginn P1 des ersten Überstands a1 in Richtung der Statorlängsachse A zum Stator 3 hin nach innen versetzt ist. Günstig ist es darüber hinaus, wenn das spitz zulaufende Ende E2 des Profils den ersten statorseitigen Beginn P1 des ersten Überstands a1 um eine zweite Länge b2 im Bereich von 1,0% bis 3,0% des Innendurchmessers di des Presssitzes für den Stator 3 in Richtung der Statorlängsachse A vom Stator 3 weg nach außen hin überragt.
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Eine Dicke d des Statorgehäuses 6a am statorseitigen Beginn P1 des ersten Überstands a1 kann insbesondere im Bereich von 2,0% bis 6,0% des Innendurchmessers di des Presssitzes für den Stator 3 liegen.
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Die oben genannten Eigenschaften unterstützen einen vorteilhaften Verlauf von mechanischen Spannungen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das in 2 dargestellte Profil alle erwähnten Eigenschaften aufweist.
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Die in 2 dargestellte Form des Profils ist nicht die einzig mögliche. Denkbar ist beispielsweise auch, dass die erste Erhöhung 7b im Profil ein halbes Oval bildet, so wie das für den in 3 dargestellten Ausschnitt aus einer beispielhaften Stator- Stator-Gehäuse-Anordnung 2b der Fall ist. Insbesondere kann die erste Erhöhung 7b im Profil eine halbe Ellipse ausbilden.
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4 zeigt eine Ausführungsform einer Stator-Gehäuse-Anordnung 2c, die dem in 3 dargestellten Beispiel sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu ist die erste Erhöhung 7b jedoch kein integraler Bestandteil des Statorgehäuses 6b, sondern es ist ein gesondertes Bauteil in Form eines Verstärkungsring 16c auf das Statorgehäuse 6c aufgesetzt. Beispielsweise kann der Verstärkungsring 16c auf das Statorgehäuse 6c aufgepresst oder aufgeklebt sein.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Stator-Gehäuse-Anordnung 2c für eine elektrische Maschine 1 kann die folgenden Schritte aufweisen:
- - Bereitstellen des Maschinengehäuses 11 mit dem Statorgehäuse 6c,
- - Aufsetzen des ersten Verstärkungsrings 16c auf das Statorgehäuse 6c,
- - Bereitstellen des Stators 3,
- - Einpressen des Stators 3 in das Statorgehäuse 6c bis zum ersten Verstärkungsring 16c, woraufhin das Statorgehäuse 6 den Stator 3 auf der ersten Seite in Richtung der Statorlängsachse A überragt und dort den ersten Überstand a1 bildet,
- - Bereitstellen des Rotors 10 mit der Rotorwelle 12 und
- - Montage des Rotors 10 im Maschinengehäuse 11, wobei der Rotor 10 mithilfe der Lager 15a, 15b im Maschinengehäuse 11 gegenüber dem Stator 6 um die Statorlängsachse A drehbar gelagert wird.
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5 zeigt eine Ausführungsform einer Stator-Gehäuse-Anordnung 2d, die dem in 4 dargestellten Beispiel sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu ist der erste Verstärkungsring 16d hier im Profil polygonförmig ausgebildet. Insbesondere kann er, so wie dargestellt, rechteckförmig sein.
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Die 6 bis 8 zeigen verschiedene Beispiele von Stator-Gehäuse-Anordnungen 2e..2g, bei denen ein Übergang von der ersten oder zweiten Erhöhung 7e..7g in die zylindrische Außenkontur der Statorgehäuse 2e..2g verrundet ist. Ein Radius r3 einer Rundung am runden Ende E1 des Profils liegt dabei vorteilhaft im Bereich von 20% bis 30% des Innendurchmessers di des Presssitzes für den Stator 3. Zusätzlich oder alternativ liegt ein Radius r4 einer Rundung am spitz zulaufenden Ende E2 des Profils vorteilhaft im Bereich von 20% bis 70% des genannten Innendurchmessers di. Dies sind weitere Maßnahmen, die einen vorteilhaften, mechanischen Spannungsverlauf begünstigen.
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In den bisher dargestellten Beispielen weist das Statorgehäuse 6, 6a..6g bis auf die erste Erhöhung 7, 7a..7g eine zylindrische Außenkontur auf. Dies ist aber nicht der einzig vorstellbare Fall. Denkbar ist vielmehr auch, dass das Statorgehäuse 6h..6j bis auf die erste Erhöhung 7h..7j zwar eine zylindrische Außenkontur aufweist, der so gebildeten Struktur jedoch zumindest ein Steg 17 eines Kühlkanals B überlagert ist, so wie das in den in den 9 bis 11 dargestellten Beispielen der Fall ist. Analog zu den 6 bis 8 zeigen die 9 bis 11 verschiedene Beispiele von Stator-Gehäuse-Anordnungen 2h..2j mit unterschiedlichen Radien r3, r4. Die 9 bis 11 zeigen jeweils auch ein Außengehäuse 18, mit dem die Kühlkanäle B nach außen hin abgeschlossen werden. Beispielsweise können die Kühlkanäle B helixförmig um die Statorlängsachse A verlaufen.
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In den 1-3 und 6-11 ist die erste Erhöhung 7, 7a, 7b, 7e..7j integraler Bestandteil des Statorgehäuses 6, 6a, 6b, 6e..6j. Denkbar ist aber auch, dass anstelle einer ersten Erhöhung 7, 7a, 7b, 7e..7j ein gesonderter erster Verstärkungsring 16c, 16d vorgesehen ist. Umgekehrt ist auch vorstellbar, dass anstelle eines ersten Verstärkungsrings 16d, 16d eine erste Erhöhung 7, 7a, 7b, 7e..7j vorgesehen ist, welche in das Statorgehäuse 6, 6a, 6b, 6e..6j integriert ist (vergleiche insbesondere 3 und 4).
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Weiterhin wird angemerkt, dass die zu den 2 bis 11 offenbarte technische Lehre gleichermaßen auf eine zweite Erhöhung 8 oder einen zweiten Verstärkungsring anwendbar ist.
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Zu beachten ist insbesondere auch, dass in die ersten Erhöhungen 7e..7j der 6 bis 11 jeweils ein Profil gemäß 2 eingeschrieben ist. Daher weisen auch die ersten Erhöhungen 7e..7j die im Zusammenhang mit dem in 2 dargestellten Profil beschriebenen Eigenschaften zumindest in abgewandelter Form auf.
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Die 12 zeigt nun schließlich die in ein Fahrzeug 19 eingebaute elektrische Maschine 1. Das Fahrzeug 19 weist zwei Achsen auf, von denen eine angetrieben ist. Konkret ist die elektrische Maschine 1 über ein optionales Getriebe 20 mit den Halbachsen 21 der Hinterachse oder Vorderachse verbunden. An den Halbachsen 21 sind schließlich die angetriebenen Räder 22 montiert. Die elektrische Maschine 1, das Getriebe 20 und die Halbachsen 21 sind dabei Teil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 19. Der Antrieb des Fahrzeugs 19 erfolgt zumindest teilweise oder zeitweise durch die elektrische Maschine 1. Das heißt, die elektrische Maschine 1 kann zum alleinigen Antrieb des Fahrzeugs 19 dienen oder zum Beispiel im Verbund mit einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein (Hybridantrieb).
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Abschließend wird festgehalten, dass der Schutzbereich durch die Patentansprüche bestimmt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Die in den Figuren enthaltenen Merkmale können beliebig ausgetauscht und miteinander kombiniert werden. Insbesondere wird auch festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtungen in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können. Teilweise können die dargestellten Vorrichtungen beziehungsweise deren Bestandteile auch unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Maschine
- 2, 2a..2j
- Stator-Gehäuse-Anordnung
- 3
- Stator
- 4
- Statorblechpaket
- 5
- Statorwicklung
- 6, 6a..6j
- Statorgehäuse
- 7, 7a..7j
- erste ringförmige Erhöhung
- 8
- zweite ringförmige Erhöhung
- 9
- vorderes Lagerschild
- 10
- hinteres Lagerschild
- 11
- Maschinengehäuse
- 12
- Rotor
- 13
- Rotorblechpaket
- 14
- Rotorwelle
- 15a, 15b
- (Wälz)lager
- 16c, 16d
- erster Verstärkungsring
- 17
- Steg Kühlkanal
- 18
- Außengehäuse
- 19
- Fahrzeug
- 20
- Getriebe
- 21
- Halbachse
- 22
- Rad
- a1, a2
- Überstand
- b1, b2
- Länge
- d
- Dicke Statorgehäuse
- di
- Innendurchmesser Presssitz
- r1, r2
- Radius Kreisbogen
- r3, r4
- Radius Rundung
- A
- Statorlängsachse
- B
- Kühlkanal
- E1
- rundes Ende
- E2
- spitz zulaufendes Ende
- P1, P2
- statorseitiger Beginn Überstand
