EP4721236A1 - Stator mit einem abstützsteg zwischen statorzahn und zugehöriger wicklung und axialflussmaschine - Google Patents

Stator mit einem abstützsteg zwischen statorzahn und zugehöriger wicklung und axialflussmaschine

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EP4721236A1
EP4721236A1 EP24728879.8A EP24728879A EP4721236A1 EP 4721236 A1 EP4721236 A1 EP 4721236A1 EP 24728879 A EP24728879 A EP 24728879A EP 4721236 A1 EP4721236 A1 EP 4721236A1
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EP
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stator
stator tooth
winding
support web
coolant
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EP24728879.8A
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Holger Witt
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) mit einer Vielzahl von jeweils zueinander benachbarten Statorzähnen (2, 3), wobei zumindest ein Statorzahn (2, 3) vollumfänglich von einer Wicklung (4, 5) umwickelt ist und die Wicklung (4, 5) zumindest eine innere Wicklungslage (4.1, 5.1), die den Statorzahn (2, 3) direkt umgibt, aufweist und wobei die Wicklung (4, 5) eine Vielzahl von in Längsrichtung des Statorzahns (2, 3) betrachtet nebeneinander angeordneten Windungen (7, 8) aufweist. Dabei ist ein äußerer Wicklungskopf (4.3, 5.3), der ein Abschnitt der Wicklung (4, 5) ist und sich entlang eines radial äußeren Randes des Statorzahns (2, 3) in Umfangsrichtung (U) erstreckt, mittels zumindest einem sich in Längsrichtung des Statorzahns (2, 3) erstreckenden Abstützsteg (8) am radial äußeren Rand des Statorzahns (2, 3) abgestützt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Axialflussmaschine mit zwei derartigen Statoren (1).

Description

Stator mit einem Abstützsteq zwischen Statorzahn und zugehöriger Wicklung und Axialflussmaschine
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Stator mit einer Vielzahl von jeweils zueinander benachbarten Statorzähnen, wobei zumindest ein Statorzahn vollumfänglich von einer Wicklung umwickelt ist und die Wicklung zumindest eine innere Wicklungslage, die den Statorzahn direkt umgibt, aufweist und wobei die Wicklung eine Vielzahl von in Längsrichtung des Statorzahns betrachtet übereinander angeordneten Windungen aufweist. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Axialflussmaschine.
Entsprechende Statoren werden regelmäßig in einer Axialflussmaschine, insbesondere in I-Konfiguration, verwendet. Eine Axialflussmaschine ist eine scheibenförmig aufgebaute Elektromaschine und weist einen, vorzugsweise (kreis-)scheibenförmigen, Rotor auf, der von zwei, vorzugsweise ringförmigen, Statoren umgeben ist. Zwischen jedem Stator und dem Rotor ist jeweils ein Luftspalt vorgesehen. Die Statorzähne sind als umlaufender Kranz ringförmig angeordnet und einstückig miteinander verbunden. Zwischen benachbarten Statorzähnen ist jeweils eine Wicklungsnut zur Aufnahme der sich (bei einer Axialflussmaschine) in Radialrichtung (bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abschnitte benachbarter Wicklungen vorgesehen. Ein Joch (welches bei Axialflussmaschinen in H-Anordnung nicht vorhanden ist), das die Statorzähne magnetisch miteinander verbindet, und die Statorzähne bilden zusammen einen Statorkern aus. Das Joch ist hauptsächlich auf der Rückseite der Statorzähne, d.h. auf einer dem Rotor abgewandten Seite des Stators, (und um laufend entlang des Außenumfangs der Statorzähne) angeordnet. Entlang des Außenumfangs jedes Statorzahns erstreckt sich die zugehörige Wicklung. Die Wicklungen der Statorzähne der Statoren wechseln die Polarität, wodurch am Rotor angebrachte Permanentmagnete in Bewegung versetzt werden, sodass sich die Axialflussmaschine um ihre Rotationsachse dreht. Alternativ können entsprechende Statoren in einer Radialflussmaschine verwendet werden.
Die Richtungen des Stators (einer Axialflussmaschine und einer Radialflussmaschine) orientieren sich an der Ausrichtung der Rotationsachse: die Axialrichtung des Stators verläuft entlang der Rotationsachse, die Radialrichtung des Stators verläuft lotrecht zur Rotationsachse und die Umfangsrichtung entspricht einer Richtung der Drehung des Stators um die Rotationsachse. Bei einer Axialflussmaschine erstreckt sich eine Längsrichtung der Statorzähne in die Axialrichtung des Stators. Bei einer Radialflussmaschine erstreckt sich die Längsrichtung der Statorzähne in die Radialrichtung des Stators. Mit anderen Worten erstreckt sich die Längsrichtung der Statorzähne bei Axialflussmaschine und Radialflussmaschine in die Erstreckungsrichtung des Luftspaltes zwischen Rotor und Stator.
Der Statorkern besteht vorzugsweise aus in Umfangsrichtung ringförmig aufgewickeltem Elektroblech, welches somit in Radialrichtung mehrere Lagen ausbildet. Der Statorkern wird dabei bspw. nach dem Stanzwickelverfahren hergestellt, das bspw. in EP 2 787 610 B1 offenbart ist. Hierbei wird ein bandförmiges Rohmaterial, welches das Elektroblech ausbildet, einer Anlage zugeführt. Vor dem Zuführen des Elektroblechs zu der Anlage werden in das zunächst streifenförmige Elektroblech mithilfe von einem Werkzeug Ausbrüche gestanzt. Anschließend wird das Elektroblech in der Anlage zu einem ringförmigen Statorkern aufgewickelt. Die zuvor in das Elektroblech eingebrachten Ausbrüche bilden im aufgewickelten Zustand Wicklungsnuten zur Aufnahme von Wicklungen aus. Demnach ist jeder Statorzahn seitlich von jeweils zwei Wicklungsnuten umgeben. Die Wicklungsnuten erstrecken sich in Radialrichtung. Die Wicklungsnuten (bei einer Axialflussmaschine) definieren zusammen mit dem radial äußeren Rand und dem radial inneren Rand des jeweiligen Statorzahns den Umfang des Statorzahns. Entlang des gesamten Umfangs jedes Statorzahns erstreckt sich eine zum Statorzahn dazugehörige Wicklung.
Üblicherweise hat jede Wicklung, die einen zugehörigen Statorzahn umgibt, eine innere Wicklungslage, die in unmittelbarer Nähe zum jeweiligen Statorzahn angeordnet ist, und eine äußere Wicklungslage, die am Außenumfang der inneren Wicklungslage anliegt. Üblicherweise weist sowohl die innere Wicklungslage als auch die äußere Wicklungslage der Wicklung jedes Statorzahns eine Vielzahl von in Längsrichtung der Statorzähne, bei einer Axialflussmaschine in Axialrichtung des Stators, betrachtet hintereinander angeordneten Windungen bzw. Wicklungsschichten auf. Dabei weisen alle Abschnitte der Windungen, die sich in Radialrichtung erstrecken, zum zugehörigen Statorzahn einen Abstand (in Umfangsrichtung) auf. Diese Abstände definieren einen in Längsrichtung des Statorzahns (bei Axialflussmaschine in Axialrichtung) durchgängig ausgebildeten Spalt zwischen Statorzahn und innerer Wicklungslage. Der durchgängige Spalt zwischen innerer Wicklungslage und zugehörigem Statorzahn bildet einen Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanal aus. Es gibt auch einlagige Wicklungen, welche dann wie die innere Wicklungslage ausgeführt sind. Dabei sind die Windungen der inneren Wicklungslage (sowie auch die der äußeren Wicklungslage) über die gesamte Wicklung hinweg in Längsrichtung des Statorzahns (bei Axialflussmaschine in Axialrichtung) betrachtet miteinander fluchtend angeordnet.
Zusätzlich oder alternativ dazu ist zwischen jeder Windung (der äußeren Wicklungslage) der Wicklung eines Statorzahns und jeder Windung (der äußeren Wicklungslage) der Wicklung eines benachbarten Statorzahns ein Abstand in Umfangsrichtung vorgesehen. Diese Abstände definieren ebenfalls einen in Längsrichtung der Statorzähne (bei Axialflussmaschine in Axialrichtung) durchgängig ausgebildeten Spalt zwischen den (äußeren Wicklungslagen der) Wicklungen zweier benachbarter Statorzähne. Der durchgängige Spalt zwischen den (äußeren Wicklungslagen der) Wicklungen zweier benachbarter Statorzähne bildet einen Zwischen-Wicklungs-Kühlkanal aus.
Die Kühlmittelkanäle stellen sicher, dass alle Windungen einen geringen thermischen Widerstand zum Kühlmittel aufweisen. Nicht nur für mehrlagige Wicklungen, d.h. für Wicklungen mit innerer und äußerer Wicklungslage, sondern auch für einlagige Windungen bietet die Kombination des Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanals mit dem Zwischen-Wicklungs-Kühlkanal Vorteile für eine effiziente Kühlung.
In anderen Worten werden bei Axialflussmaschinen oder bei Radialflussmaschinen sogenannte Einzelzahnwicklungen (Wicklungen, die jeweils um einen Statorzahn gewickelt sind) mit einer Flüssigkeitskühlung direkt umströmt. Die Einzelzahnwicklungen sind üblicherweise zweilagig (jeweils mit innerer und äußerer Wicklungslage) ausgeführt. Damit jede Wicklungslage direkten Kühlmittelkontakt hat, gibt es zusätzlich zum Kühlmittelspalt zwischen benachbarten Wicklungen zwei weitere Kühlmittelspalte. Diese weiteren Kühlmittelspalte befinden sich zwischen den Wicklungen und dem Stator-Zahn um welchen diese gewickelt sind. Beispielsweise offenbaren EP 3 108 574 B1 und EP 3 764 526 A1 jeweils einen Stator, bei dem ein Kühlmittelspalt zwischen den Wicklungen benachbarter Statorzähne vorgesehen ist. Zudem sind Distanzelemente zwischen jedem Statorzahn und der dazugehörigen Wicklung vorgesehen, welche punktuell die Distanz zwischen Wicklung und Statorzahn über den gesamten Umfang des Statorzahns hinweg sicherstellen. Als Distanzelemente werden häufig Klebepunkte verwendet.
Die Distanzelemente stellen allerdings nur punktuell den Abstand zwischen Statorzahn und zugehöriger Wicklung sicher, so dass nur einzelne Windungen der jeweiligen Wicklung abgestützt werden. Die Abstützung erfolgt sowohl im Bereich der Wickelnuten als auch im Bereich der Wickelköpfe (Abschnitte der Wicklungen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken). Nachbarwindungen werden nur indirekt (über die direkt abgestützten Windungen) abgestützt. Aufgrund von Toleranzen und Elastizitäten zwischen den Windungen ist somit der entstehende Kühlmittelspalt bzw. Abstand zwischen Statorzahn und zugehöriger Wicklung stark toleranzbehaftet.
Allerdings sollten aufgrund der starken Abhängigkeit des Strömungswiderstandes von der Breite des Kühlmittelspaltes bzw. des Abstands zwischen Statorzahn und zugehöriger Wicklung (der deutlich überproportional ist), enge Toleranzen für den Abstand zwischen Statorzahn und zugehöriger Wicklung, d.h. für die Breite des Kühlmittelspaltes, eingehalten werden.
Vor diesem Hintergrund stellt die vorliegende Offenbarung sich die Aufgabe, einen Stator bereitzustellen, der die Nachteile aus dem Stand der Technik mindert oder beseitigt. Insbesondere soll ein Stator bzw. eine Axialflussmaschine mit entsprechendem Stator bereitgestellt werden, der Kühlmittelspalte / Kühlmittelkanäle, insbesondere an den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Abschnitten der Statorzähne, zur direkten Kühlung von Statorzähnen aufweist, welche nur geringen Fertigungstoleranzen unterliegen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und durch den Gegenstand mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Der Stator nach dem unabhängigen Patentanspruch 1 weist eine Vielzahl von jeweils zueinander benachbarten Statorzähnen auf. Insbesondere ist der Stator dazu vorgesehen, in einer Axialflussmaschine verwendet zu werden, kann alternativ aber in einer Radialflussmaschine verwendet werden. Der gesamte Umfang zumindest eines Statorzahns, vorzugsweise jedes Statorzahns, ist /zumindest ein, insbesondere jeder, Statorzahn ist vollumfänglich von (jeweils) einer (Einzelzahn-)Wicklung umwickelt. Vorzugsweise sind die sich (bei einer Axialflussmaschine) in Radialrichtung (bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abschnitte der Wicklungen benachbarter Statorzähne einander zugewandt. Insbesondere weist der Stator ein Joch / Blechpaket auf, das die Statorzähne magnetisch und vorzugsweise mechanisch miteinander verbindet. Vorzugsweise ist das Joch auf einer dem Rotor abgewandten Seite des Stators angeordnet und verdeckt dabei insbesondere die Rückseite und zudem einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Abschnitt der Statorzähne. Jede Wicklung weist zumindest eine innere Wicklungslage, die in unmittelbarer Nähe zum jeweiligen Statorzahn angeordnet ist, oder anders ausgedrückt den Stator direkt, d.h. ohne, dass sich eine andere Wicklungslage dazwischen befindet, umgibt, und vorzugsweise eine äußere Wicklungslage auf, die am Außenumfang der inneren Wicklungslage anliegt. (Sowohl) die innere Wicklungslage (als auch die äußere Wicklungslage) jeder Wicklung weist eine Vielzahl von in Längsrichtung des Statorzahns (bei einer Axialflussmaschine in Axialrichtung des Stators und bei einer Radialflussmaschine in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung)) betrachtet hintereinander angeordneten Windungen auf. Bei einer Axialflussmaschine erstreckt sich also die Längsrichtung des Statorzahns bzw. der Statorzähne in eine Richtung zwischen Joch und Luftspalt (der zwischen Rotor und Stator ausgebildet ist). Ein äußerer Wicklungskopf, der ein Abschnitt der Wicklung (einer Axialflussmaschine) ist und sich entlang eines radial ersten oder äußeren Randes des Statorzahns in Umfangsrichtung erstreckt, mittels zumindest einem sich in Längsrichtung des Statorzahns (bei einer Axialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abstützsteg am radial ersten oder äußeren Rand des Statorzahns abgestützt ist.
Mit anderen Worten ist die Wicklung im Bereich ihrer Wicklungsköpfe (Abschnitte der Wicklungen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken) mittels einem oder mehreren axial verlaufenden Abstützstege(n) über alle Windungen hinweg gleichmäßig abgestützt.
Dies hat den Vorteil, dass der äußere Wicklungskopf über den Abstützsteg einen vordefinierten Abstand zum radial äußeren Rand des Statorzahns angeordnet ist. In diesen Abstand kann ein Kühlmittel zur Kühlung der Wicklungen bzw. des entsprechenden Statorzahns eintreten. Durch den vordefinierten Abstand (zwischen Statorzahn und äußerem Wicklungskopf) mittels Abstützsteg ist somit eine effektive Statorkühlung ermöglicht.
Der offenbarungsgemäße Stator ist vorteilhafterweise bis auf die offenbarungsgemäßen Eigenschaften aufgebaut wie ein aus dem Stand der Technik bekannter Stator, der oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben wurde.
Zusätzlich oder alternativ zum Abstützsteg am radial äußeren Rand des Statorzahns ist offenbarungsgemäß vorgesehen, dass ein innerer Wicklungskopf, der ein Abschnitt der Wicklung ist und sich entlang eines radial zweiten oder inneren Randes des Statorzahns, der dem radial äußeren Rand des Statorzahns gegenüberliegt, in Umfangsrichtung erstreckt, mittels zumindest einem sich in Längsrichtung des Statorzahns (bei einer Axialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abstützsteg am radial inneren Rand des Statorzahns abgestützt ist. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur die Wicklungsabschnitte, die sich entlang des radial äußeren Rands der Statorkerne erstrecken, also der äußere Wicklungskopf, sondern auch die Wicklungsabschnitte, die sich entlang des radial inneren Rands der Statorkerne erstrecken, also der innere Wicklungskopf, effektiv gekühlt werden kann.
Zudem ist es sehr sinnvoll, wenn zwischen der inneren Wicklungslage des äußeren Wicklungskopfes und dem radial äußeren Rand des Statorzahns an den Abschnitten, an denen kein Abstützsteg vorgesehen ist, ein Spalt gebildet ist, und/oder wenn zwischen der inneren Wicklungslage des inneren Wicklungskopfes und dem radial inneren Rand des Statorzahns an den Abschnitten, an denen kein Abstützsteg vorgesehen ist, ein Spalt gebildet ist. Dieser Spalt erlaubt die Führung eines Kühlmittels entlang der Umfangsrichtung des radial inneren Randes und/oder des radial äußeren Randes des jeweiligen Statorkerns. Dieser Spalt stellt somit eine effektive Kühlung des Stators sicher.
Demnach ist es besonders sinnvoll, wenn der Spalt zur Führung von Kühlmittel vorgesehen und ausgebildet ist. Mit anderen Worten definiert der Spalt zwischen der inneren Wicklungslage des äußeren und/oder inneren Wicklungskopfes und dem radial äußeren und/oder radial inneren Rand des Statorzahns einen Statorzahn- Wicklungskopf-Kühlmittelkanal Auf diese Weise kann der Spalt die zuvor genannten Vorteile in Bezug auf eine effektive Statorkühlung erfüllen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abschnitte der Wicklung eines Statorzahns jeweils in einer Wicklungsnut, die sich jeweils seitlich des Statorzahns in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckt, aufgenommen sind und der Spalt das Kühlmittel in die den Statorzahn seitlich einfassenden Wicklungsnuten führt. Mit anderen Worten ist der Spalt mit einem in der Wicklungsnut ausgebildeten Kühlmittelkanal unmittelbar fluidisch verbunden. Somit dient der Spalt nicht nur der Führung von Kühlmittel entlang des radial inneren und/oder radial äußeren Randes des Statorzahns sondern dient auch der Zuführung des Kühlmittels in in der Wicklungsnut vorgesehene Kühlmittelspalte.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die ersten Windungen der sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abschnitte der Wicklung relativ zu den zweiten Windungen der sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abschnitte derselben Wicklung in Umfangsrichtung betrachtet versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise ist in den sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Abschnitten der Statorzähne zwischen der inneren Wicklungslage der Wicklung eines Statorzahns und dem dazugehörigen Statorzahn eine Vielzahl an (sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden) Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanälen angeordnet. Diese verbessern weiterhin die Kühlung des Stators und zwar in einer Radialrichtung des Stators.
Zudem ist es wünschenswert, dass axial neben dem äußeren Wicklungskopf auf beiden Seiten des zumindest einen Abstützsteges jeweils ein Kühlmittelzulauf auf einer einem Rotor abgewandten Seite des Stators angeordnet ist, oder axial neben dem äußeren Wicklungskopf auf nur einer Seite des zumindest einen Abstützsteges auf einer einem Rotor abgewandten Seite ein Kühlmittezulauf angeordnet ist und auf der anderen Seite des zumindest einen Abstützsteges auf der dem Rotor abgewandten Seite ein Kühlmittelablauf angeordnet ist und der Abstützsteg in diesem Fall als Trennwand zwischen dem Kühlmittelzulauf und dem Kühlmittelablauf ausgebildet ist.
Wenn, in einem ersten Fall der Kühlmittelführung, axial neben dem äußeren Wicklungskopf auf beiden Seiten des zumindest einen Abstützsteges jeweils ein Kühlmittelzulauf auf einer einem Rotor abgewandten Seite des Stators angeordnet ist, kann ein Kühlmittel auf beiden Seiten der Abstützung zu einem Kühlmittelkanal in der Wicklungsnut strömen. Dann strömt das Kühlmittel ausgehend vom radial äußeren Rand des Statorzahns in die zu beiden Seiten des Statorzahns angeordneten und sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden Kühlmittelkanäle zwischen Statorzahn und zugehöriger Wicklung. Dies stellt eine effektive Kühlung des Stators sicher.
Wenn, in einem zweiten Fall der Kühlmittelführung, axial neben dem äußeren Wicklungskopf auf nur einer (ersten) Seite des zumindest einen Abstützsteges auf einer einem Rotor abgewandten Seite ein Kühlmittezulauf angeordnet ist und auf der anderen (zweiten) Seite des zumindest einen Abstützsteges auf der dem Rotor abgewandten Seite ein Kühlmittelablauf angeordnet ist und der Abstützsteg in diesem Fall als Trennwand zwischen dem Kühlmittelzulauf und dem Kühlmittelablauf ausgebildet ist, stellt dies eine Alternative zum ersten Fall der Kühlmittelführung dar. Hierbei strömt ein Kühlmittel zunächst auf die eine (erste) Seite der Abstützung und von da aus in die sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrich- tung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckenden und auf derselben (ersten) Seite befindlichen (ersten) Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle. Das Kühlmittel strömt dann innerhalb dieser auf der (ersten) Seite befindlichen Statorzahn- Wicklungs-Kühlmittelkanäle entlang der Radialerstreckung des jeweiligen Statorzahns bis zum inneren Wicklungskopf. Hier wird der Kühlmittelstrom in auf der anderen (zweiten) Seite des Abstützstegs liegende und sich in Breitenrichtung der Statorzähne (bei einer Axialflussmaschine in Radialrichtung; bei einer Radialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckende (zweite) Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle geleitet und strömt dann in diesen (zweiten) Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittekanälen zum äußeren Wicklungskopf zurück. Im Spalt auf der anderen (zweiten) Seite des Abstützstegs, der mit dem Kühlmittelablauf verbunden ist, sammelt sich das Kühlmittel zwischen äußerem Wicklungskopf und Statorzahn und fließt von dort zum Kühlmittelabfluss. Der Kühlmittelabfluss führt das Kühlmittel vom Statorzahn und seiner zugehörigen Windung weg.
Weiter vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass in der Mitte der Umfangserstreckung des radial äußeren Randes des Statorzahns ein mittlerer Abstützsteg angeordnet ist und zumindest auf einer Seite oder jeweils seitlich vom mittleren Abstützsteg zumindest ein seitlicher Abstützsteg angeordnet ist. Diese seitlichen Abstützstege unterstützen eine bessere Kühlmittelversorgung der dem Kühlmittelzulauf abgewandten Bereiche der Wicklung. Die seitlichen Abstützstege verhindern ein frühzeitiges „Abfließen“ des Kühlmediums in die Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle.
Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass der mittlere Abstützsteg sich (nahezu) über die gesamte Länge des radial äußeren Randes des Statorzahns in Längsrichtung des Statorzahns (bei einer Axialflussmaschine in Axialrichtung) erstreckt, und sich die seitlichen Abstützstege ausgehend von einer einem Kühlmittezulauf zugewandten Seite nicht über die gesamte Länge des radial äußeren Randes des Statorzahns, bspw. nur über dessen Hälfte, in Längsrichtung des Statorzahns (bei einer Axialflussmaschine in Axialrichtung) erstrecken. Wenn die seitlichen Abstützstege nicht über die gesamt axiale Erstreckung des radial äußeren Randes des Statorzahns erstrecken, kann das Kühlmittel erst hinter dem Ende der seitlichen Abstützstege in die Statorzahn- Wicklungs-Kühlmittelkanäle fließen. Diese Ausführungsform garantiert eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels in die Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle. Alternativ dazu könnten sich die seitlichen Abstützstege über die gesamte axiale Erstreckung des radial äußeren Randes des Statorzahns erstrecken, aber örtliche Unterbrechungen / Ausnehmungen haben. In diesem Fall kann das Kühlmittel durch dies Unterbrechungen / Ausnehmungen seitlich in die Statorzahn-Wicklungs- Kühlmittekanäle strömen. Auch diese Alternative garantiert eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels in die Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle.
Weiterhin ist vorstellbar, dass der zumindest eine Abstützsteg keilförmig ausgebildet ist und dessen Höhenerstreckung ausgehend von einer einem Rotor zugewandten Seite / einer dem Joch abgewandten hin zu einer dem Rotor abgewandten / einer dem Joch zugewandten Seite zunimmt. Die Außenkonturen des Statorzahns verlaufen aufgrund des üblicherweise verwendeten Herstellungsverfahrens (Stanzwickelverfahren) nicht parallel zur Rotationsachse. Bei der Montage / Fertigung werden die Wicklungen von der Zahnspitze (radial innerer Rand des Statorzahns) des Statorzahns aus entlang dessen Radialerstreckung in Richtung Joch (und damit zum radial äußeren Rand des Statorzahns hin) gefügt, so dass diese über die größte Störkontur des Statorzahns (nämlich entlang der Radialerstreckung des Statorzahns) hinweg gefügt werden müssen. Vorzugsweise gleicht der keilförmige Abstützsteg diesen dabei entstehenden Formfehler aus.
Im Falle einer zweilagigen Wicklung ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass jede Windung sich aus einem inneren Abschnitt der inneren Wicklungslage und aus einem äußeren Abschnitt der äußeren Wicklungslage zusammensetzt. Der innere Abschnitt und der äußere Abschnitt befinden sich auf derselben Höhe in Längsrichtung des Statorzahns (bei einer Axialflussmaschine in Axialrichtung).
Weiterhin wird die zuvor definierte Aufgabe durch eine Axialflussmaschine, vorzugsweise in I-Konfiguration, gelöst, die zumindest einen offenbarungsgemäßen Stator sowie einen, insbesondere scheibenförmigen, Rotor aufweist, wobei im Falle, dass zwei Statoren vorgesehen sind, der Rotor zwischen den zwei Statoren angeordnet ist. Diese Axialflussmaschine weist die Vorteile auf, die der / die offenbarungsgemäße(n) Stator(en) mit sich bringen. Die Offenbarung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Stators im Bereich des äußeren Wicklungskopfes;
Fig.2 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Stators im Bereich des inneren Wicklungskopfes;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Stators im Bereich des radial äußeren Randes von Statorzähnen mit der Darstellung einer Kühlmittelführung in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Stators im Bereich des radial äußeren Randes von Statorzähnen mit der Darstellung einer Kühlmittelführung in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 5 eine Draufsicht auf den radial äußeren Rand eines Statorzahns mit mittlerem Abstützsteg und zwei seitlichen Abstützstegen; und
Fig. 6 einen Ausschnitt in Längsschnittansicht des Stators mit Abstützsteg.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Stators 1 einer Axialflussmaschine mit zwei jeweils zueinander benachbarten Statorzähnen 2, 3. Fig. 1 zeigt die Hinterseite der Statorzähne 2, 3, die in dieser Ansicht eigentlich nicht zu erkennen sind, aber für ein einfacheres Verständnis dennoch bezeichnet sind. Der erste Statorzahn 2 ist vollumfänglich von einer ersten Wicklung 4 umwickelt. Auch der zweite Statorzahn 3 ist vollumfänglich von einer zweiten Wicklung 5 umwickelt. Hier sind nur (hauptsächlich sich in Umfangsrichtung U erstreckende) Abschnitte der Wicklungen 4, 5 zu erkennen. In dem Bereich, in dem der erste Statorzahn 2 und der zweite Statorzahn 3 einander zugewandt sind, ist die erste Wicklung 4 mit der zweiten Wicklung 5 benachbart angeordnet. Die erste Wicklung 4 ist dabei im Bereich ihrer (hier nur ansatzweise dargestellten) Radialerstreckung der zu ihr benachbarten zweiten Wicklung 5 zugewandt. Ein Joch 6 verbindet die Statorzähne 2, 3 und alle weiteren Statorzähne des Stators 1 (die hier nicht dargestellt sind) magnetisch miteinander. In dieser Darstellung verdeckt das Joch 6 eigentlich die Statorzähne 2, 3, die dennoch bezeichnet sind.
Die erste Wicklung 4 weist eine innere Wicklungslage 4,1 auf, die in unmittelbarer Nähe zum ersten Statorzahn 2 angeordnet ist. Die erste Wicklung 4 weist eine äußere Wicklungslage 4.2 auf, die am Außenumfang der inneren Wicklungslage 4.1 anliegt. Dieser Aufbau ist auch für die zweite Wicklung 5 (und alle weiteren Wicklungen) gegeben. Die zweite Wicklung 5 weist eine innere Wicklungslage 5.1 auf, die in unmittelbarer Nähe zum zweiten Statorzahn 3 angeordnet ist. Die zweite Wicklung 5 weist eine äußere Wicklungslage 5.2 auf, die am Außenumfang der inneren Wicklungslage 5.1 anliegt. Die zweite Wicklung 5 des zweiten Statorzahns 3 ist hier nur teilweise dargestellt. Es befindet sich die äußere Wicklungslage 4.2 bzw. 5.2 in Radialrichtung R betrachtetet weiter weg vom zugehörigen Statorzahn 2 bzw. 3 als die entsprechende innere Wicklungslage 4.1 bzw. 5.1 . Es ist zu erkennen, dass jeweils die äußeren Wicklungslagen 4.2, 5.2 benachbarter Wicklungen 4, 5 im Abschnitt der (hier nur minimal dargestellten) Radialerstreckung der jeweiligen Wicklungen einander zugewandt sind.
Sowohl die innere Wicklungslage 4.1 bzw. 5.1 als auch die äußere Wicklungslage 4.2 bzw. 5.2 jeder Wicklung 4, 5 (und auch jeder anderen Wicklung) weist eine Vielzahl von in Axialrichtung A des Stators 1 betrachtet nebeneinander bzw. hintereinander bzw. übereinander angeordneten Windungen 7 auf. Die Windungen einer Wicklung sind dabei in Reihen übereinander bzw. hintereinander angeordnet (s. Schnittkante der Wicklung 5).
In der vorliegenden Fig. 1 sind hauptsächlich die äußeren Wicklungsköpfe 4.3, 5.3 der jeweiligen Wicklungen 4, 5 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die innere Wicklungslage 4.1 , 5.1 der äußeren Wicklungsköpfe 4.3, 5.3 jeweils mit ihrer dem Statorzahn 2, 3 zugewandten Seite auf einem Abstützsteg 8 aufliegt. Der Abstützsteg 8 ist in etwa auf der Mitte der Umfangserstreckung des radial äußeren Rands des Statorzahns 2, 3 vorgesehen. Jeweils seitlich des Abstützstegs 8 ist ein Spalt 9, 10 zwischen dem radial äußeren Rand des Statorzahns 2, 3 und dem äußeren Wicklungskopf bzw. der inneren Wicklungslage 4.1 , 5.1 des äußeren Wicklungskopfes 4.3, 5.3 ausgebildet. Dieser Spalt 9, 10 ist zur Führung von Kühlmittel entlang des radial äußeren Rands des Statorzahns 2, 3 geeignet und vorgesehen.
Weiter sind die als gestrichelte Linien angedeuteten Wicklungsnuten 11 zu erkennen, die die benachbarten Wicklungen 4, 5 der benachbarten Statorzähne 2, 3 aufnehmen. Die Wicklungsnuten 11 sind zwischen den benachbarten Statorzähnen 2, 3 vorgesehen und erstrecken sich in Radialrichtung R. Auch die Wicklungsnuten 11 sind in dieser Darstellung eigentlich nicht zu erkennen, da sie vom Joch 6 verdeckt sind. Sie sind dem besseren Verständnis halber aber trotzdem (als gestrichelte Linien) dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Stators im Bereich der inneren Wicklungsköpfe 4.4, 5.4 der benachbarten Wicklungen 4, 5. Auch am radial inneren Rand des Statorzahns 2, 3 ist jeweils ein Abstützsteg 8 vorgesehen. Der Abstützsteg 8 ist in etwa auf der Mitte der Umfangserstreckung des radial inneren Rands des Statorzahns 2, 3 vorgesehen. Auch hier liegt jeweils die innere Wicklungslage 4.1 , 5.1 des inneren Wicklungskopfes 4.4, 5.4 auf dem Abstützsteg 8 auf. Demnach ist auch hier zu beiden Seiten des Abstützstegs 8 jeweils ein Spalt 9, 10 zur Kühlmittelführung zwischen dem radial inneren Rand des Statorzahns 2, 3 und dem inneren Wicklungskopf 4.4, 5.4 bzw. der inneren Wicklungslage 4.1 , 5.1 des inneren Wicklungskopfes 4.4, 5.4 ausgebildet.
Auch in Fig. 2 sind die sich in Radialrichtung R erstreckenden Wicklungsnuten 11 zu erkennen, die die benachbarten Wicklungen 4, 5 aufnehmen.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Stators 1 im Bereich des radial äußeren Randes von Statorzähnen 2, 3 mit der Darstellung einer Kühlmittelführung entlang des ersten Statorzahns 2 in einer ersten Ausführungsform. Hier sind zur Verbesserung der Darstellbarkeit der Kühlmitteströmung die Wicklungen nicht dargestellt. Es ist zu erkennen, dass an einer einem Rotor (nicht dargestellt) abgewandten Seite des Stators axial neben dem radial äußeren Rand des Statorzahns 2 Kühlmittelzuläufe 12, 13 vorgesehen sind. Dabei befindet sich der Kühlmittelzulauf 12 auf der einen (ersten) Seite des Abstützstegs 8 und führt dem (hier nur angedeuteten) Spalt 9 Kühlmittel zu. Der Kühlmittezulauf 13 befindet sich auf der anderen (zweiten) Seite des Abstützstegs 8 und führt (dem hier nur angedeuteten) Spalt 10 Kühlmittel zu.
Der Kühlmittelfluss ist mittels der Pfeile ZL dargestellt. Es ist zu erkennen, dass das Kühlmittel ausgehend von den Kühlmittelzuläufen 12, 13 zunächst entlang des Abstützstegs strömt und dann entlang des radial äußeren Randes des Statorzahns 2 strömt. Anschließend strömt das Kühlmittel in die Wicklungsnut 11 hinein. Konkret strömt das Kühlmittel vom radial äußeren Rand des Statorzahns 2 aus in sich in Radialrichtung erstreckende und zwischen Wicklung und Statorzahn ausgebildete (hier nicht dargestellte) Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle. Somit strömt das Kühlmittel zunächst entlang des radial äußeren Randes des Statorzahns 2, dann entlang dessen Radialerstreckung und zwar bis zum radial inneren Rand des Statorzahns 2.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Stators 1 im Bereich des radial äußeren Randes von Statorzähnen 2, 3 mit der Darstellung einer Kühlmittelführung entlang des ersten Statorzahns 2 in einer zweiten Ausführungsform. Auch hier sind zur Verbesserung der Darstellbarkeit der Kühlmitteströmung die Wicklungen nicht dargestellt.
Auch hier ist der Kühlmittelzulauf 13 vorgesehen. Weiterhin ist an einer dem Rotor (nicht dargestellt) abgewandten Seite des Stators 1 axial neben dem radial äußeren Rand des Statorzahns 2 ein Kühlmittelablauf 14 vorgesehen. Der Abstützsteg 8 bildet eine Trennwand zwischen Spalt 9 und Spalt 10 aus. Demnach strömt das Kühlmittel ausgehend von dem Kühlmittelzulauf 13 zunächst entlang des Abstützstegs 8 (in Axialrichtung A) und dann entlang des radial äußeren Rands des Statorzahns 2 (in Umfangsrichtung U). Ausgehend von dort tritt das Kühlmittel in die auf der Seite des Spalts 10 (hier die rechte Seite vom Statorzahn 2) gelegene Wicklungsnut 11 bzw. in die dort ausgebildeten (nicht dargestellten) Statorzahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle ein. Somit strömt das Kühlmittel von hier entlang der Radialerstreckung des Stator- zahns 2 zum radial inneren Rand des Statorzahns 2 (nicht dargestellt). Von hier aus tritt das Kühlmittel aus der Wicklungsnut 11 aus und strömt (entlang der Umfangsrichtung) entlang des radial inneren Rands des Statorzahns 2. Von dort aus tritt das Kühlmittel in die sich auf der Seite des Spalts 9 (hier die linke Seite vom Statorzahn 2) gelegene Wicklungsnut 11 bzw. in die dort ausgebildeten (nicht dargestellten) Stator- zahn-Wicklungs-Kühlmittelkanäle. Somit strömt das Kühlmittel von hier entlang der Radialerstreckung des Statorzahns 2 zum radial äußeren Rand des Statorzahns 2 zurück. Hier strömt das Kühlmittel dann zunächst entlang des radial äußeren Rands des Statorzahns 2 im Spalt 9 (in Umfangsrichtung U) und dann entlang des Abstützstegs 8 in den Kühlmittelablauf 14 zurück. Von hier aus wird das erwärmte Kühlmittel vom Statorzahn 2 (und seiner Wicklung) weggeführt.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den radial äußeren Rand eines Statorzahns 2 mit mittlerem Abstützsteg 8.1 und zwei seitlichen Abstützstegen 8.2. Der mittlere Abstützsteg 8.1 ist in der Mitte der Umfangserstreckung des radial äußeren Rands des Statorzahns 2 angeordnet. Die seitlichen Abstützstege 8.2 sind jeweils mit Abstand in Umfangsrichtung U zu beiden Seiten des mittleren Abstützstegs 8.1 angeordnet. Die Abstützstege 8.1 , 8.2 erstrecken sich alle ausgehend vom Jochbereich 6 bzw. der von einem Rotor abgewandten Seite aus in Axialrichtung A. Der mittlere Abstützsteg 8.1 erstreckt sich dabei deutlich länger in Axialrichtung A als die seitlichen Abstützstege 8.2. Die seitlichen Abstützstege 8.2 sind in etwa nur halb so lang wie der mittlere Abstützsteg 8.1 .
Weiter ist der Kühlmittelzulauf 12 (hier nur ein Kühlmittelzulauf) dargestellt. Die Kühlmittelströmung ist mittels der Pfeile ZL dargestellt. Hier ist zu erkennen, dass ausgehend vom Kühlmittelzulauf 12 seitlich neben den seitlichen Abstützstegen 8.2 (und damit auch seitlich des mittleren Abstützstegs 8.1 ) das Kühlmittel zunächst entlang der Abstützstege 8.1 , 8.2 strömt. Das Kühlmittel, das seitlich außerhalb der seitlichen Abstützstege 8.2 (d.h. auf einer dem mittleren Abstützsteg 8 abgewandten Seite der seitlichen Abstützstege 8.2) strömt, tritt bereits nach einer kurzen Strecke, z.B. bereits nach weniger als einem Viertel der Axialerstreckung des radial äußeren Rands des Statorzahns 2, in die Wicklungsnut 11 ein. Das Kühlmittel, das zwischen den seitlichen Abstützstegen 8.2 und dem mittleren Abstützsteg 8.1 strömt, tritt erst nach einer relativ langen Strecke, z.B. erst nach etwa mehr als drei Viertel der Axialerstreckung des radial äußeren Rands des Statorzahns 2, in die Wicklungsnut 11 ein. Mit anderen Worten legt das Kühlmittel, das außerhalb der Abstützstege 8.1 , 8.2 strömt, eine deutlich kürzere Strecke in Axialrichtung A zurück, als das Kühlmitte, das zwischen den Abstützstegen 8.1 , 8.2 strömt. Der mittlere Abstützsteg 8 unterteilt die Kühlmittelströmung so, dass ein Teil des Kühlmittels in die Wicklungsnut 11 auf der einen Seite des Statorzahns 2 strömt, und dass der restliche Teil des Kühlmittels in die Wicklungsnut 11 auf der anderen Seite des Statorzahns 2 strömt.
Hier sind weiterhin in Form von Kreisen die Windungen 7 der Wicklung 4 des Statorzahns 2 dargestellt.
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt in Längsschnittansicht des Stators 1 mit Abstützsteg 8. Es ist zu erkennen, dass die Außenkontur des Statorzahns 2 nicht parallel zur Rotationsachse RA des Stators 1 verläuft. Ausgehend von der dem Joch 6 abgewandten Kante des Statorzahns 2 hin zum Joch 6 hat die Außenkontur des Statorzahns 2 einen abnehmenden Abstand zur Rotationsachse RA. Die Verformung, die dazu führt, dass die Außenkontur des Statorzahns 2 nicht parallel zur Rotationsachse RA des Stators 1 ist, kommt durch das Fügen der Wicklung 4 auf den Statorzahn 2 zustande. Dabei findet die Fügung entlang des Pfeils F statt, d.h. ausgehend von der dem Joch 6 abgewandten Kante des Statorzahns 2 zum Joch 6 hin.
Entsprechend ist der Abstützsteg 8 keilförmig ausgebildet. Der Abstützsteg 8 nimmt dabei in seiner Höhenerstreckung ausgehend von der dem Joch 6 abgewandten Kante des Statorzahns 2 hin zum Joch 6 zu. Dabei ist der Abstützsteg 8 so ausgebildet, dass die Außenkontur des Statorzahns 2, die teilweise durch den Abstützsteg 8 ausgebildet ist, zumindest im Bereich des Abstützstegs 8 parallel zur Rotationsachse RA ist. Auf diese Weise gleicht der Abstützsteg 8 mit seiner Formgebung die Verformung der Außenkontur des Statorzahns 2 aus.
Es ist anzumerken, dass, wenn auch nur ein oder zwei Statorzähne 2, 3 einer Axialflussmaschine mit zugehöriger Wicklung 4, 5 in den obigen Figuren dargestellt sind, der entsprechende zuvor beschriebene Aufbau für alle Statorzähne bzw. deren Wicklungen gilt. Bezuqszeichenliste
1 Stator
2 erster Statorzahn
3 zweiter Statorzahn
4 erste Wicklung
4.1 innere Wicklungslage der ersten Wicklung
4.2 äußere Wicklungslage der ersten Wicklung
4.3 äußerer Wicklungskopf der ersten Wicklung
4.4 innerer Wicklungskopf der ersten Wicklung
5 zweite Wicklung
5.1 innere Wicklungslage der zweiten Wicklung
5.2 äußere Wicklungslage der zweiten Wicklung
5.3 äußerer Wicklungskopf der zweiten Wicklung
5.4 innerer Wicklungskopf der zweiten Wicklung
6 Joch
7 Windungen
8 Abstützsteg
9 (erster) Spalt
10 (zweiter) Spalt
11 Wicklungsnut
12 Kühlmittelzulauf
13 Kühlmittelzulauf
14 Kühlmittelablauf
A Axialrichtung
F Fügerichtung einer Wicklung um einen Statorzahn
KMS Kühlmittelströmung
R Radialrichtung
RA Rotationsachse des Stators
U Umfangsrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Stator (1 ) mit einer Vielzahl von jeweils zueinander benachbarten Statorzähnen (2, 3), wobei zumindest ein Statorzahn (2, 3) vollumfänglich von einer Wicklung (4, 5) umwickelt ist und die Wicklung (4, 5) zumindest eine innere Wicklungslage (4.1 , 5.1 ) aufweist, die in unmittelbarer Nähe zu dem Statorzahn (2, 3) angeordnet ist oder den Statorzahn (2, 3) direkt umgibt, und wobei die Wicklung (4, 5) eine Vielzahl von in Längsrichtung des Statorzahns (2, 3) betrachtet nebeneinander angeordneten Windungen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Wicklungskopf (4.3, 5.3), der ein Abschnitt der Wicklung (4, 5) ist und sich entlang eines radial ersten oder äußeren Randes des Statorzahns (2, 3) in Umfangsrichtung (U) erstreckt, mittels zumindest einem sich in Längsrichtung des Statorzahns (2, 3) erstreckenden Abstützsteg (8) am radial ersten oder äußeren Rand des Statorzahns (2, 3) abgestützt ist, und/oder ein innerer Wicklungskopf (4.4, 5.4), der ein Abschnitt der Wicklung (4, 5) ist und sich entlang eines radial zweiten oder inneren Randes des Statorzahns (2, 3), der dem radial ersten oder äußeren Rand des Statorzahns (2, 3) gegenüberliegt, in Umfangsrichtung (U) erstreckt, mittels zumindest einem sich in Längsrichtung des Statorzahns (2, 3) erstreckenden Abstützsteg (8) am radial zweiten oder inneren Rand des Statorzahns (2, 3) abgestützt ist.
2. Stator (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der inneren Wicklungslage (4.1 , 5.1 ) des äußeren Wicklungskopfes (4.3, 5.3) und dem radial ersten oder äußeren Rand des Statorzahns (2, 3) an den Abschnitten, an denen kein Abstützsteg (8) vorgesehen ist, ein Spalt (9, 10) gebildet ist, und/oder zwischen der inneren Wicklungslage (4.1 , 5.1 ) des inneren Wicklungskopfes (4.4, 5.4) und dem radial zweiten oder inneren Rand des Statorzahns (2, 3) an den Abschnitten, an denen kein Abstützsteg (8) vorgesehen ist, ein Spalt (9, 10) gebildet ist.
3. Stator (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (9, 10) zur Führung von Kühlmittel vorgesehen und ausgebildet ist.
4. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Breitenrichtung des Statorzahns (2, 3) erstreckenden Abschnitte der Wicklung (4, 5) eines Statorzahns (2, 3) jeweils in einer Wicklungsnut (11 ), die sich jeweils seitlich entlang des Statorzahns (2, 3) in Breitenrichtung des Statorzahns (2, 3) erstreckt, aufgenommen sind, und der Spalt (9, 10) das Kühlmittel in die den Statorzahn (2, 3) seitlich einfassenden Wicklungsnuten (11) führt.
5. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass axial neben dem äußeren Wicklungskopf (4.3, 5.3) auf beiden Seiten des zumindest einen Abstützsteges (8) insgesamt zumindest ein oder jeweils ein Kühlmittelzulauf (12, 13) auf einer einem Rotor abgewandten Seite des Stators (1 ) angeordnet ist, oder axial neben dem äußeren Wicklungskopf (4.3, 5.3) auf nur einer Seite des zumindest einen Abstützsteges (8) auf einer dem Rotor abgewandten Seite ein Kühlmittezulauf (13) angeordnet ist und auf der anderen Seite des zumindest einen Abstützsteges (8) auf der dem Rotor abgewandten Seite ein Kühlmittelablauf (14) angeordnet ist und der Abstützsteg (8) in diesem Fall als Trennwand zwischen den durch den Abstützsteg (8) gebildeten Spalten (9, 10) ausgebildet ist.
6. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte der Umfangserstreckung des radial ersten oder äußeren Randes des Statorzahns (2, 3) ein mittlerer Abstützsteg (8.1 ) angeordnet ist und auf zumindest einer Seite seitlich des mittleren Abstützsteg (8.1 ) zumindest ein seitlicher Abstützsteg (8.2) angeordnet ist.
7. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte der Umfangserstreckung des radial ersten oder äußeren Randes des Statorzahns (2, 3) ein mittlerer Abstützsteg (8.1 ) angeordnet ist und jeweils seitlich vom mittleren Abstützsteg (8.1 ) zumindest ein seitlicher Abstützsteg (8.2) angeordnet ist.
8. Stator (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Abstützsteg (8.1 ) sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des radial ersten oder äußeren Randes des Statorzahns (2, 3) in Längsrichtung des Statorzahns (2, 3) erstreckt, und sich der oder die seitlichen Abstützsteg (e) (8.2) ausgehend von einer ei- nem Kühlmittezulauf (12) zugewandten Seite nicht über die gesamte Länge des radial ersten oder äußeren Randes des Statorzahns (2, 3) in Längsrichtung des Statorzahns (2, 3) erstrecken.
9. Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abstützsteg (8) keilförmig ausgebildet ist und dessen Höhenerstreckung ausgehend von einer einem Rotor zugewandten Seite hin zu einer dem Rotor abgewandten Seite zunimmt.
10. Axialflussmaschine, die zumindest einen Stator (1 ) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche sowie einen Rotor aufweist, wobei im Falle zweier Statoren
(1) der Rotor zwischen den zwei Statoren (1 ) angeordnet ist.
EP24728879.8A 2023-05-25 2024-05-14 Stator mit einem abstützsteg zwischen statorzahn und zugehöriger wicklung und axialflussmaschine Pending EP4721236A1 (de)

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