WO2020216595A1 - Stator einer elektrischen maschine - Google Patents

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WO2020216595A1
WO2020216595A1 PCT/EP2020/059337 EP2020059337W WO2020216595A1 WO 2020216595 A1 WO2020216595 A1 WO 2020216595A1 EP 2020059337 W EP2020059337 W EP 2020059337W WO 2020216595 A1 WO2020216595 A1 WO 2020216595A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
cooling
sheet metal
electrical machine
metal lamellas
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/059337
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Konstantin Lindenthal
Claus-Christian Oetting
Sebastian Hoffmann
Thomas Bublat
Uwe Knappenberger
Andreas Herzberger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2020216595A1 publication Critical patent/WO2020216595A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/193—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil with provision for replenishing the cooling medium; with means for preventing leakage of the cooling medium

Definitions

  • the invention is based on a stator of an electrical machine according to the preamble of the main claim.
  • a stator of an electrical machine is already known from DE 10 2015 207 865 A1, with at least one laminated stator core, each of which has a stack of
  • Plastic jacket is formed and when flowing through with cooling medium in
  • the stator has an inner circumference facing the stator axis and an outer circumference facing away from the stator axis. Furthermore, the stator comprises a sealing means which is formed by the plastic jacket and which prevents leakage of cooling medium from the cooling channel to the outside of the stator.
  • the disadvantage is that the plastic jacket in
  • the cooling channel is a comparatively poor heat conductor, so that a high thermal transfer resistance is formed between the plastic jacket of the cooling channel and the laminated stator core.
  • the main claim has the advantage that the heat transfer from the sheet metal lamellas to the cooling medium and thus the cooling of the stator is improved by providing the sealant between the sheet metal lamellas.
  • the cooling channel is designed in such a way that the metal sheet-metal lamellae of the stator have direct or almost direct contact with the cooling medium.
  • the jacket surface of the cooling channel comprises the circumferential surfaces of the channel recesses of the sheet metal lamellas assigned to the cooling channel or if, alternatively, the cooling channel is provided with a coating, in particular a
  • Anti-corrosion coating is lined in the area between the
  • Sheet metal lamellas is supported on the sealant.
  • the lining of the cooling duct with a thin corrosion protection coating protects the sheet metal fins of the
  • the layer thickness of the anti-corrosion coating is, for example, less than 600 micrometers, in particular less than 300 micrometers.
  • the heat transfer is only slightly impaired by the coating, so that the contact of the sheet metal lamellas with the cooling medium is to be regarded as almost immediate or quasi-immediate.
  • Channel recesses the jacket surface of the cooling channel in an axial section
  • the sealing means can completely fill the gaps formed between the sheet metal lamellas of the stator.
  • the sealing means can form a sealing structure which tightly encloses the individual cooling channel with a sealing line or surface or, alternatively, all cooling channels with an outer sealing line or surface arranged radially outside of all cooling channels and one radially inside all cooling channels
  • the sealant according to the first embodiment is introduced into the gaps formed between the sheet metal lamellas and cured in the gaps by a vacuum-pressure process, in particular vacuum impregnation.
  • the sealant can be an acrylate monomer or a
  • the sealant can also printed, glued, sprayed or applied with another thin-film application process on the sheet metal lamellas.
  • Cooling medium is prevented from the cooling channel to the outside of the stator.
  • Clamping device mount are provided. In this way, a homogeneous tension can be generated in the stator, thereby ensuring tightness over the entire circumference of the stator.
  • stator each comprises stator teeth and a stator yoke, the plurality of cooling channels in the stator yoke being provided distributed over the circumference. In this way, homogeneous cooling of the stator is achieved.
  • the stator is produced in several steps:
  • a laminated stator core is provided which comprises laminated laminations that are in particular mechanically connected to one another, for example by
  • a liquid sealant is then introduced into the hollow gaps formed between the sheet metal lamellas
  • Stator laminated core introduced, in particular by vacuum impregnation.
  • the sealant is then cured in the gaps, for example thermally and / or anaerobically.
  • the sheet metal lamellas of the stator are then pressed together by means of clamping means. This can be done when mounting the stator on a gearbox.
  • the clamping means can be screws or tie rods, for example.
  • the sealant is alternatively applied to the individual laminations, the laminations are stacked to form the laminated stator core after coating.
  • the sealant is then cured, for example thermally, in the gaps. It is advantageous if this hardening happens while the laminated core
  • Laminated stator core forms a housing jacket of the electrical machine. In this way, an additional housing component for the electrical machine, which is customary in the prior art, is saved, so that the production costs are reduced.
  • bearing shields are arranged on the end faces of the stator, which in particular have connecting channels for connecting cooling channels of the stator. In this way, instead of being attached to the additional housing component, the end shields are fastened directly to the stator or laminated stator core or are braced with it.
  • the electrical machine according to the invention is used in a drive device with a transmission and is fastened, in particular screwed, directly to the transmission with the clamping means.
  • Fig.l shows in section an electrical machine with a stator according to the invention
  • FIGS. 1 and 2 shows a view of the stator according to the invention according to FIGS.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the stator according to the invention along the line III-III in FIG.
  • Fig.l shows in section an electrical machine with a stator according to the invention.
  • the electrical machine 1 comprises a stator 2, which is formed from at least one stator lamination package 3.
  • Each stator lamination packet 3 is made from a stack of laminations 4 made of electrical steel and has at least one for example, several cooling channels 5 for cooling the stator 2 with one
  • Cooling medium in particular a cooling liquid, on.
  • bearing plates 8 are arranged, on each of which a rotary bearing 9 for supporting a rotor 10 of the electrical machine 1 is provided.
  • the stator 2 according to the invention with its at least one laminated stator core 3, forms a cylindrical housing part, that is to say what is known as a housing jacket of the electrical machine.
  • a separate housing jacket, as is often used in the prior art, is not provided, so that the electrical machine can in this respect also be referred to as having no housing.
  • the electrical machine 1 has, for example, two cooling duct connections 6, 7 for supplying cooling medium into the cooling ducts 5 or for removing it
  • the cooling channel connections 6, 7 are, for example, on one of the two end shields 8 or on both
  • End shields 8 executed.
  • the end shields 8 which in particular have connecting channels for connecting cooling channels of the stator.
  • the cooling channels 5 protrude through the stator 2 in the axial direction from one end face to the other end face.
  • Sheet metal lamellas 4 of the stator 2 be made identical. Adjacent cooling channels 5 are flow-connected via connecting channels 22 formed in end shields 8. In this way, for example, a meandering course of the cooling channels 5 in the electrical machine can be achieved. Alternatively, the sheet metal lamellas 4 of the stator 2 with regard to the location of the
  • Channel recesses 14 can be designed differently in order, for example, to deflect the cooling medium in the stator 2 itself.
  • Fig. 2 shows a view of the stator 2 according to the invention according to Fig.l.
  • the stator 2 has a stator axis 11 and several stator teeth 2.1, which are connected to one another via a stator yoke 2.2.
  • The, for example, several cooling channels 5 of the stator 2 are arranged, for example, in the stator yoke 2.2 and are provided there distributed over the circumference.
  • the stator 2 has an inner circumference 12 facing the stator axis 11 and an outer circumference 13 facing away from the stator axis 11.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the stator according to the invention along the line III-III in FIG.
  • Each of the cooling channels 5 provided in the stator 2 is arranged one behind the other in the axial direction with respect to the stator axis 11 by a plurality of cooling channels
  • Channel recesses 14 are formed in the sheet metal lamellas 4. Furthermore, each of the cooling channels 5 has a jacket surface 15 which, when the cooling medium flows through, comes into direct contact with the cooling medium. To prevent leakage of
  • stator 2 is sealed according to the invention with a sealant or sealing material 16.
  • At least one of the cooling channels 5 is designed in such a way that the metallic sheet-metal lamellae 4 of the stator 2 or stator core 3 have one
  • the cooling channel 5 can comprise the circumferential surfaces 14.1 of the channel recesses 14 of the sheet metal lamellas 4 assigned to the cooling channel 5.
  • the jacket surface 15 of the respective cooling channel 5 therefore also includes formed by the sealing means 16
  • the cooling channel 5 can be provided with a coating, in particular a
  • Corrosion protection coating which is supported on the circumferential surfaces 14.1 of the channel recesses 14 of the sheet metal lamellae 4 assigned to the cooling channel 5 and on the sealant 16 in the area between the sheet metal lamellae 4.
  • the layer thickness of the anti-corrosion coating is, for example, in the range from 10 to 600 micrometers, in particular 300 micrometers.
  • the heat transfer is only slightly impaired by the thin coating, so that the contact of the sheet metal lamellas 4 with the cooling medium can be regarded as almost immediate.
  • Corrosion protection coating could be a metallic cover layer which is formed, for example, from an alloy which comprises, for example, tin, nickel, copper, chromium, zinc, nickel-phosphorus or zinc-nickel.
  • Corrosion protection coating can be a pigmented top layer which comprises, for example, a synthetic resin filled with zinc phosphate or zinc chromate.
  • the sealing means 16 fills the initially hollow gaps 17 of the stator 2 or stator formed between the sheet metal lamellas 4.
  • the filling of the column 17 with the sealant 16 can be done, for example, by a vacuum-pressure process, in particular a
  • sealant 16 After the sealant 16 has been introduced into the column 17, the sealant 16 hardens in the columns 17.
  • the sealant 16 can be, for example, an acrylate monomer or another polymer.
  • the sealing means 16 each form a sealing structure in the gaps 17, which tightly encloses the individual cooling duct 5 of the stator lamination stack 3 with a sealing line or surface, or all cooling ducts 5 of the stator lamination stack 3 with an outer one arranged radially outside of all cooling ducts 5 Sealing line or surface and an inner sealing line or surface arranged radially within all cooling channels 5.
  • Such an alternative sealant 16 can be
  • it can be printed or glued onto the sheet metal lamellae 4 or inserted between the sheet metal lamellae 4.
  • Tensioning means 20 for example screws or tie rods, are provided on the stator 2 according to the invention, with which the sheet-metal lamellae 4 of the stator 2 are pressed together at the end faces of the stator 2 in order to exert a tensioning force on the stator 2 from the outside, which widening the between the Sheet metal lamellas 4 formed and filled with the sealant 16 gap 17 prevented and thus reliably maintains the tightness of the cooling channels 5.
  • the tensioning means 20 thus increase the robustness of the sealing of the cooling channels 5, so that a leakage of cooling medium from the cooling channel 5 to the outside of the stator 2 is prevented.
  • the clamping means 20 are provided, for example, on the outer circumference of the stator 2 and are each arranged in a clamping means receptacle 21 implemented on the stator 2. According to the exemplary embodiment, several clamping device receptacles 21 are distributed over the circumference of the stator 2.
  • the clamping means receptacles 21 are provided in one piece, for example, on each of the sheet metal lamellas 4 of the stator 2 and are, for example, mouth-shaped, loop-shaped or U-shaped.
  • the electrical machine 1 can also be attached to a further component, for example a gear 24, with the clamping means 20. In this case, the tensioning means 20, in addition to tensioning the stator 2, take on the further function of fastening the electrical machine 1.
  • stator 2 is produced in several steps: In a first step, at least one stator lamination stack 3 is provided which comprises lamellas 4, which are in particular mechanically connected to one another, for example by welding or stamping stacking. Between the sheet metal plates 4 des
  • Stator core 3 are initially the hollow column 17.
  • a liquid sealant 16 is then introduced into the hollow gaps 17 of the stator 2
  • the sealant 16 now present in the gaps 17 is cured anaerobically and / or thermally.
  • the sealant 16 now present in the gaps 17 is cured anaerobically and / or thermally.
  • the stator 2 according to the invention could also be produced in an alternative method as follows: In a first step, the sealing means 16 is applied to the electrical sheet of the sheet metal lamellas. This can be done before or after punching the
  • Sheet metal lamellas 4 are made from the electrical sheet. At the end of the first step, finished sheet metal lamellas 4 coated with the sealant 16 are present. In a second step, the laminations 4 are stacked to form the stator core and
  • the sealant is cured in the stator core.
  • the sealant is cured in the stator core.

Abstract

Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine bekannt, mit zumindest einem Statorblechpaket, das jeweils einen Stapel von Blechlamellen umfasst und in dem zumindest ein Kühlkanal zur Kühlung des Stators mit einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, vorgesehen ist, wobei der Kühlkanal durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse hintereinander angeordneten Kanalausnehmungen in den Blechlamellen gebildet ist und eine Mantelfläche aufweist, die an einem im Kühlkanal vorgesehenen Kunststoffmantel ausgebildet ist und bei Durchströmung mit Kühlmedium in unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt. Der Stator weist einen der Statorachse zugewandten Innenumfang und einen der Statorachse abgewandten Außenumfang auf. Weiterhin umfasst der Stator ein durch den Kunststoffmantel gebildetes Dichtmittel, das eine Leckage von Kühlmedium aus dem Kühlkanal nach außerhalb des Stators verhindert. Nachteilig ist, dass der Kunststoffmantel im Kühlkanal ein vergleichsweise schlechter Wärmeleiter ist. Bei dem erfindungsgemäßen Stator wird die Kühlung verbessert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Dichtmittel (16) zwischen den Blechlamellen (4) vorgesehen ist.

Description

Beschreibung Titel
Stator einer elektrischen Maschine
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Stator einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine aus der DE 10 2015 207 865 Al bekannt, mit zumindest einem Statorblechpaket, das jeweils einen Stapel von
Blechlamellen umfasst und in dem zumindest ein Kühlkanal zur Kühlung des Stators mit einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, vorgesehen ist, wobei der Kühlkanal durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse hintereinander angeordneten Kanalausnehmungen in den Blechlamellen gebildet ist und eine Mantelfläche aufweist, die an einem im Kühlkanal vorgesehenen
Kunststoffmantel ausgebildet ist und bei Durchströmung mit Kühlmedium in
unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt. Der Stator weist einen der Statorachse zugewandten Innenumfang und einen der Statorachse abgewandten Außenumfang auf. Weiterhin umfasst der Stator ein durch den Kunststoffmantel gebildetes Dichtmittel, das eine Leckage von Kühlmedium aus dem Kühlkanal nach außerhalb des Stators verhindert. Nachteilig ist, dass der Kunststoffmantel im
Kühlkanal ein vergleichsweise schlechter Wärmeleiter ist, so dass zwischen dem Kunststoff mantel des Kühlkanals und dem Statorblechpaket jeweils ein hoher thermischer Übergangswiderstand gebildet ist.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Stator mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Wärmeübertragung von den Blechlamellen auf das Kühlmedium und damit die Kühlung des Stators verbessert wird, indem das Dichtmittel zwischen den Blechlamellen vorgesehen ist. Auf diese Weise ist der Kühlkanal derart ausgebildet, dass die metallischen Blechlamellen des Stators einen unmittelbaren oder fast unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium haben. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stators möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Mantelfläche des Kühlkanals die Umfangsflächen der dem Kühlkanal zugeordneten Kanalausnehmungen der Blechlamellen umfasst oder dass alternativ der Kühlkanal mit einer Beschichtung, insbesondere einer
Korrosionsschutzbeschichtung ausgekleidet ist, die im Bereich zwischen den
Blechlamellen am Dichtmittel abgestützt ist. Die Auskleidung des Kühlkanals mit einer dünnen Korrosionsschutzbeschichtung schützt die Blechlamellen des
Statorblechpakets vor Korrosion. Die Schichtdicke der Korrosionsschutzbeschichtung ist beispielsweise kleiner als 600 Mikrometer, insbesondere kleiner als 300 Mikrometer. Die Wärmeübertragung wird durch die Beschichtung nur geringfügig verschlechtert, so dass der Kontakt der Blechlamellen mit dem Kühlmedium als fast unmittelbar bzw. quasi unmittelbar anzusehen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass durch Stanzgrate an den Stanzkanten der
Kanalausnehmungen die Mantelfläche des Kühlkanals im Axialschnitt eine
sägezahnförmige Kontur aufweist, wodurch die Turbulenz im Kühlkanal erhöht und damit die Kühlung weiter verbessert wird.
Nach einer vorteilhaften ersten Ausführung kann das Dichtmittel die zwischen den Blechlamellen des Stators gebildeten Spalte vollständig ausfüllen. Nach einer vorteilhaften zweiten Ausführung kann das Dichtmittel eine Dichtstruktur bilden, die den einzelnen Kühlkanal mit einer Dichtlinie oder -fläche dicht umschließt oder die alternativ alle Kühlkanäle mit einer radial außerhalb aller Kühlkanäle angeordneten äußeren Dichtlinie oder -fläche und einer radial innerhalb aller Kühlkanäle
angeordneten inneren Dichtlinie oder -fläche dicht einschließt.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Dichtmittel gemäß der ersten Ausführung durch einen Vakuum-Druck-Prozess, insbesondere eine Vakuumimprägnierung, in die zwischen den Blechlamellen gebildeten Spalte eingebracht und in den Spalten ausgehärtet ist. Beispielsweise kann das Dichtmittel ein Acrylat- Monomer oder ein
Methacrylat- Monomer sein. Gemäß der zweiten Ausführung kann das Dichtmittel auch auf die Blechlamellen aufgedruckt, aufgeklebt, aufgesprüht oder mit einem anderen Dünnschicht-Auftragsverfahren aufgebracht sein.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Blechlamellen des Stators durch Spannmittel, insbesondere Schrauben oder Zuganker, zum Erzeugen einer axialen Verspannung zusammengedrückt sind. Auf diese Weise wird von außen eine Spannkraft auf den Stator ausgeübt, die eine Aufweitung der zwischen den Blechlamellen gebildeten und mit dem erfindungsgemäßen Dichtmittel aufgefüllten Spalte verhindert, so dass die Dichtheit der Kühlkanäle zuverlässig aufrechterhalten und eine Leckage von
Kühlmedium aus dem Kühlkanal nach außerhalb des Stators verhindert wird.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Spannmittel am Außenumfang des Stators, insbesondere am Außenumfang der Blechlamellen, jeweils in einer
Spannmittelaufnahme vorgesehen sind. Auf diese Weise kann eine homogene Verspannung im Stator erzeugt und dadurch eine Dichtheit über den gesamten Umfang des Stators gewährleistet werden.
Auch vorteilhaft ist, wenn der Stator jeweils Statorzähne und ein Statorjoch umfasst, wobei die mehreren Kühlkanäle im Statorjoch über den Umfang verteilt vorgesehen sind. Auf diese Weise wird eine homogene Kühlung des Stators erreicht.
Erfindungsgemäß wird der Stator in mehreren Schritten hergestellt: In einem ersten Schritt wird ein Statorblechpaket bereitgestellt, das Blechlamellen umfasst, die insbesondere miteinander mechanisch verbunden sind, beispielsweise durch
Schweißen oder Stanzpaketieren. In einem zweiten Schritt wird dann ein flüssiges Dichtmittel in die zwischen den Blechlamellen gebildeten hohlen Spalte des
Statorblechpakets eingebracht, insbesondere durch Vakuumimprägnieren. In einem nachfolgenden dritten Schritt wird das Dichtmittel dann in den Spalten ausgehärtet, beispielsweise thermisch und/oder anaerob. In einem weiteren vierten Schritt werden dann die Blechlamellen des Stators mittels von Spannmitteln zusammengedrückt. Dies kann bei der Montage des Stators an ein Getriebe geschehen. Die Spannmittel können beispielsweise Schrauben oder Zuganker sein.
Wenn das Dichtmittel alternativ auf die einzelnen Blechlamellen aufgebracht wird, werden die Blechlamellen nach dem Beschichten zu dem Statorblechpaket gestapelt. Anschließend wird der Dichtstoff in den Spalten beispielsweise thermisch ausgehärtet. Vorteilhaft ist, wenn dieses Aushärten geschieht, während das Blechpaket
zusammengedrückt wird.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Stator mit seinem zumindest einen
Statorblechpaket einen Gehäusemantel der elektrischen Maschine bildet. Auf diese Weise wird ein im Stand der Technik übliches zusätzliches Gehäusebauteil für die elektrische Maschine eingespart, so dass die Herstellungskosten verringert werden.
Vorteilhaft ist, wenn an den Stirnseiten des Stators Lagerschilde angeordnet sind, die insbesondere Verbindungskanäle zur Verbindung von Kühlkanälen des Stators aufweisen. Auf diese Weise werden die Lagerschilde anstatt an dem zusätzlichen Gehäusebauteil direkt an dem Stator bzw. Statorblechpaket befestigt bzw. mit diesem verspannt.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn die erfindungsgemäße elektrische Maschine in einer Antriebseinrichtung mit einem Getriebe eingesetzt und mit den Spannmitteln direkt am Getriebe befestigt, insbesondere verschraubt, wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.l zeigt im Schnitt eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Stator,
Fig.2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Stators nach Fig.l und
Fig.3 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Stators entlang der Linie lll-lll in Fig.2.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig.l zeigt im Schnitt eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Stator.
Die elektrische Maschine 1 nach Fig.l umfasst einen Stator 2, der aus zumindest einem Statorblech paket 3 gebildet ist. Jedes Statorblechpaket 3 ist aus einen Stapel von Blechlamellen 4 aus Elektroblech hergestellt und weist zumindest einen, beispielsweise mehrere Kühlkanäle 5 zur Kühlung des Stators 2 mit einem
Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, auf. An den Stirnseiten des Stators 2 sind beispielsweise Lagerschilde 8 angeordnet, an denen jeweils ein Drehlager 9 zur Lagerung eines Rotors 10 der elektrischen Maschine 1 vorgesehen ist.
Der erfindungsgemäße Stator 2 bildet mit seinem zumindest einen Statorblechpaket 3 ein zylinderförmiges Gehäuseteil, also einen sogenannten Gehäusemantel der elektrischen Maschine. Ein separater Gehäusemantel, wie er im Stand der Technik häufig verwendet wird, ist nicht vorgesehen, so dass die elektrische Maschine insofern auch als gehäuselos bezeichnet werden kann.
Die elektrische Maschine 1 weist beispielsweise zwei Kühlkanalanschlüsse 6,7 auf zum Zuführen von Kühlmedium in die Kühlkanäle 5 bzw. zum Abführen von
Kühlmedium aus den Kühlkanälen 5 des Stators 2 heraus. Die Kühlkanalanschlüsse 6,7 sind beispielsweise an einem der beiden Lagerschilde 8 oder an beiden
Lagerschilden 8 ausgeführt. Die Lagerschilde 8 die insbesondere Verbindungskanäle zur Verbindung von Kühlkanälen des Stators aufweisen.
Nach dem Ausführungsbeispiel durchragen die Kühlkanäle 5 den Stator 2 in axialer Richtung von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite. In diesem Fall können die
Blechlamellen 4 des Stators 2 identisch ausgeführt sein. Dabei werden benachbarte Kühlkanäle 5 über in den Lagerschilden 8 ausgebildete Verbindungskanäle 22 strömungsverbunden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein mäanderförmiger Verlauf der Kühlkanäle 5 in der elektrischen Maschine erreicht werden. Alternativ könnten die Blechlamellen 4 des Stators 2 hinsichtlich der Lage der
Kanalausnehmungen 14 unterschiedlich ausgeführt sein, um beispielsweise eine Umlenkung des Kühlmediums im Stator 2 selbst zu erreichen.
Fig.2 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Stators 2 nach Fig.l.
Der Stator 2 weist eine Statorachse 11 und mehrere Statorzähne 2.1 auf, die über ein Statorjoch 2.2 miteinander verbunden sind. Die beispielsweise mehreren Kühlkanäle 5 des Stators 2 sind beispielsweise in dem Statorjoch 2.2 angeordnet und dort über den Umfang verteilt vorgesehen.
Der Stator 2 hat einen der Statorachse 11 zugewandten Innenumfang 12 und einen der Statorachse 11 abgewandten Außenumfang 13. Fig.3 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Stators entlang der Linie lll-lll in Fig.2. Jeder der im Stator 2 vorgesehenen Kühlkanäle 5 ist durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich der Statorachse 11 hintereinander angeordneten
Kanalausnehmungen 14 in den Blechlamellen 4 gebildet. Weiterhin weist jeder der Kühlkanäle 5 eine Mantelfläche 15 auf, die bei Durchströmung mit Kühlmedium in unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt. Um eine Leckage von
Kühlmedium aus einem der Kühlkanäle 5 über den Innenumfang 12 oder den
Außenumfang 13 des Stators 2 nach außerhalb des Stators 2 zu verhindern, ist der Stator 2 erfindungsgemäß mit einem Dichtmittel bzw. Dichtmaterial 16 abgedichtet.
Erfindungsgemäß ist zumindest einer der Kühlkanäle 5 derart ausgebildet, dass die metallischen Blechlamellen 4 des Stators 2 bzw. Statorblechpakets 3 einen
unmittelbaren oder fast unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium haben. Auf diese Weise wird die Wärmeübertragung zwischen dem Stator 2 und dem Kühlmedium verbessert. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem das Dichtmittel 16 zwischen den Blechlamellen 4 vorgesehen ist.
Die unmittelbar mit dem Kühlmedium in Kontakt stehende Mantelfläche 15 des
Kühlkanals 5 kann die Umfangsflächen 14.1 der dem Kühlkanal 5 zugeordneten Kanalausnehmungen 14 der Blechlamellen 4 umfassen. Die Mantelfläche 15 des jeweiligen Kühlkanals 5 umfasst daher auch durch das Dichtmittel 16 gebildete
Umfangsflächen 16.1.
Alternativ kann der Kühlkanal 5 mit einer Beschichtung, insbesondere einer
Korrosionsschutzbeschichtung, ausgekleidet sein, die an den Umfangsflächen 14.1 der dem Kühlkanal 5 zugeordneten Kanalausnehmungen 14 der Blechlamellen 4 und im Bereich zwischen den Blechlamellen 4 am Dichtmittel 16 abgestützt ist. Die
Schichtdicke der Korrosionsschutzbeschichtung liegt beispielsweise im Bereich von 10 bis 600 Mikrometern, insbesondere 300 Mikrometern. Die Wärmeübertragung wird durch die dünne Beschichtung nur geringfügig verschlechtert, so dass der Kontakt der Blechlamellen 4 mit dem Kühlmedium als fast unmittelbar anzusehen ist. Die
Korrosionsschutzbeschichtung könnte eine metallische Deckschicht sein, die beispielsweise aus einer Legierung gebildet ist, die beispielsweise Zinn, Nickel, Kupfer, Chrom, Zink, Nickel-Phosphor oder Zink-Nickel umfasst. Alternativ könnte Korrosionsschutzbeschichtung eine pigmentierte Deckschicht sein, die beispielsweise ein mit Zinkphosphat oder Zinkchromat gefülltes Kunstharz umfasst.
Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig.3 füllt das Dichtmittel 16 die zwischen den Blechlamellen 4 gebildeten, zunächst hohlen Spalte 17 des Stators 2 bzw.
Statorblechpakets 3 vollständig aus. Das Auffüllen der Spalte 17 mit dem Dichtmittel 16 kann beispielsweise durch einen Vakuum-Druck-Prozess, insbesondere eine
Vakuumimprägnierung, erfolgen. Nach dem Einbringen des Dichtmittels 16 in die Spalte 17 härtet das Dichtmittel 16 in den Spalten 17 aus. Das Dichtmittel 16 kann beispielsweise ein Acrylat- Monomer oder ein anderes Polymer sein.
Alternativ wäre auch möglich, dass das Dichtmittel 16 jeweils eine Dichtstruktur in den Spalten 17 bildet, die den einzelnen Kühlkanal 5 des Statorblechpakets 3 mit einer Dichtlinie oder -fläche dicht umschließt oder alle Kühlkanäle 5 des Statorblechpakets 3 mit einer radial außerhalb aller Kühlkanäle 5 angeordneten äußeren Dichtlinie oder - fläche und einer radial innerhalb aller Kühlkanäle 5 angeordneten inneren Dichtlinie oder -fläche dicht einschließt. Ein solches alternatives Dichtmittel 16 kann
beispielsweise auf die Blechlamellen 4 aufgedruckt oder aufgeklebt oder zwischen die Blechlamellen 4 eingelegt sein.
An dem erfindungsgemäßen Stator 2 sind Spannmittel 20, beispielsweise Schrauben oder Zuganker, vorgesehen, mit denen die Blechlamellen 4 des Stators 2 an den Stirnseiten des Stators 2 zusammengedrückt werden, um von außen eine Spannkraft auf den Stator 2 auszuüben, die eine Aufweitung der zwischen den Blechlamellen 4 gebildeten und mit dem Dichtmittel 16 ausgefüllten Spalte 17 verhindert und damit die Dichtheit der Kühlkanäle 5 zuverlässig aufrechterhält. Die Spannmittel 20 steigern somit die Robustheit der Abdichtung der Kühlkanäle 5, so dass eine Leckage von Kühlmedium aus dem Kühlkanal 5 heraus nach außerhalb des Stators 2 verhindert ist. Die Spannmittel 20 sind beispielsweise am Außenumfang des Stators 2 vorgesehen und jeweils in einer am Stator 2 ausgeführten Spannmittelaufnahme 21 angeordnet. Nach dem Ausführungsbeispiel sind mehrere Spannmittelaufnahmen 21 über den Umfang des Stators 2 verteilt. Die Spannmittelaufnahmen 21 sind beispielsweise an jeder der Blechlamellen 4 des Stators 2 einstückig vorgesehen und beispielsweise maulförmig, ösenförmig oder U-förmig ausgebildet. Die elektrische Maschine 1 kann mit den Spannmitteln 20 auch an einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Getriebe 24, befestigt werden. In diesem Fall übernehmen die Spannmittel 20 zusätzlich zur Verspannung des Stators 2 die weitere Funktion der Befestigung der elektrischen Maschine 1.
Der erfindungsgemäße Stator 2 wird in mehreren Schritten hergestellt: In einem ersten Schritt wird zumindest ein Statorblechpaket 3 bereitgestellt, das Blechlamellen 4 umfasst, die insbesondere miteinander mechanisch verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen oder Stanzpaketieren. Zwischen den Blechlamellen 4 des
Statorblechpakets 3 liegen zunächst die hohlen Spalte 17 vor. In einem zweiten Schritt wird dann ein flüssiges Dichtmittel 16 in die hohlen Spalte 17 des Stators 2
eingebracht, beispielsweise durch Vakuumimprägnieren. In einem nachfolgenden dritten Schritt wird das nun in den Spalten 17 vorliegende Dichtmittel 16 anaerob und/oder thermisch ausgehärtet. In einem weiteren vierten Schritt werden die
Blechlamellen 4 des Stators 2 mit den Spannmitteln 20 verspannt bzw.
zusammengedrückt.
Der erfindungsgemäße Stator 2 könnte auch in einem alternativen Verfahren wie folgt hergestellt werden: In einem ersten Schritt wird das Dichtmittel 16 auf das Elektroblech der Blechlamellen aufgebracht. Dies kann vor oder nach dem Stanzen der
Blechlamellen 4 aus dem Elektroblech erfolgen. Am Ende des ersten Schritts liegen fertige, mit dem Dichtmittel 16 beschichtete Blechlamellen 4 vor. In einem zweiten Schritt werden die Blechlamellen 4 zu dem Statorblechpaket gestapelt und
nachfolgend optional zusammengepresst. In einem dritten Schritt wird das Dichtmittel im Statorblechpaket ausgehärtet. In einem weiteren vierten Schritt werden die
Blechlamellen 4 des Stators 2 mit den Spannmitteln 20 verspannt bzw.
zusammengedrückt.

Claims

Ansprüche
1. Stator einer elektrischen Maschine mit zumindest einem Statorblechpaket (3), das jeweils einen Stapel von Blechlamellen (4) umfasst und in dem zumindest ein Kühlkanal (5) zur Kühlung des Stators (2) mit einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, vorgesehen ist, wobei der Kühlkanal (5) durch eine Vielzahl von in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse (11) hintereinander angeordneten Kanalausnehmungen (14) in den Blechlamellen (4) gebildet ist und eine Mantelfläche (15) aufweist, die bei Durchströmung mit Kühlmedium in unmittelbaren Kontakt mit dem Kühlmedium kommt, wobei der Stator (2) einen der Statorachse (11) zugewandten Innenumfang (12) und einen der Statorachse (11) abgewandten Außenumfang (13) aufweist und ein Dichtmittel (16) umfasst, das eine Leckage aus dem Kühlkanal (5) zum Innenumfang (12) oder Außenumfang (13) des Stators (2) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass
das Dichtmittel (16) zwischen den Blechlamellen (4) vorgesehen ist.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (15) des Kühlkanals (5) die Umfangsflächen (14.1) der dem Kühlkanal (5) zugeordneten Kanalausnehmungen (14) der Blechlamellen (4) umfasst oder dass der Kühlkanal (5) mit einer Beschichtung (18), insbesondere einer
Korrosionsschutzbeschichtung, ausgekleidet ist, die im Bereich zwischen den
Blechlamellen (4) am Dichtmittel (16) abgestützt ist.
3. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (16) die zwischen den Blechlamellen (4) gebildeten Spalte (17) des Stators (2) vollständig ausfüllt oder dass das Dichtmittel (16) eine Dichtstruktur bildet, die den einzelnen Kühlkanal (5) mit einer Dichtlinie oder -fläche dicht umschließt oder alle Kühlkanäle (5) mit einer radial außerhalb aller Kühlkanäle (5) angeordneten äußeren Dichtlinie oder -fläche und einer radial innerhalb aller Kühlkanäle (5) angeordneten inneren Dichtlinie oder -fläche dicht einschließt.
4. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (16) durch einen Vakuum-Druck-Prozess, insbesondere eine Vakuumimprägnierung, in die zwischen den Blechlamellen (4) gebildeten Spalte (17) eingebracht und in den Spalten (17) ausgehärtet ist und insbesondere ein Acrylat- Monomer ist, oder dass das Dichtmittel (16) auf die Blechlamellen (4) aufgedruckt oder aufgeklebt ist.
5. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen (4) des Stators (2) durch Spannmittel (20), insbesondere Schrauben oder Zuganker, zum Erzeugen einer axialen Verspannung
zusammengedrückt sind.
6. Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel (20) am Außenumfang (13) des Stators (2), insbesondere am Außenumfang der
Blechlamellen (4), jeweils in einer Spannmittelaufnahme (21) vorgesehen sind.
7. Verfahren zur Herstellung eines Stators nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, umfassend die Schritte: a. Bereitstellen eines zumindest Statorblechpakets (3), das Blechlamellen (4) umfasst, die insbesondere miteinander mechanisch verbunden sind, b. Einbringen eines flüssigen Dichtmittels (16) in die zwischen den Blechlamellen (4) gebildeten Spalte (17) des Stators (2) bzw. Statorblechpakets (3), insbesondere durch Vakuumimprägnieren,
c. Aushärten des Dichtmittels (16),
d. Zusammendrücken oder Verspannen der Blechlamellen (4) des Stators (2) mittels von Spannmitteln (20), insbesondere Schrauben oder Zugankern.
8. Elektrische Maschine mit einem Stator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) mit seinem zumindest einen
Statorblechpaket (3) einen Gehäusemantel der elektrischen Maschine (1) bildet.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten des Stators (2) Lagerschilde (8) angeordnet sind, die insbesondere Verbindungskanäle (22) zur Verbindung von Kühlkanälen (5) des Stators (2) aufweisen.
10. Antriebseinrichtung mit einem Getriebe (24) und einer elektrischen Maschine (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) mit den Spannmitteln (20) am Getriebe (24) befestigt, insbesondere verschraubt, ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11799368B2 (en) 2022-01-03 2023-10-24 Ford Motor Company Varnish applicator for electric motor
CN117477858A (zh) * 2023-10-09 2024-01-30 无锡欧瑞京机电有限公司 一种对半拼接式机座的风水冷电机
US11973384B2 (en) 2022-01-03 2024-04-30 Ford Motor Company Varnish applicator for electric motor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021210756A1 (de) 2021-09-27 2023-03-30 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Rotor für eine elektrische rotierende Maschine, elektrische rotierende Maschine, Gondelantrieb und Wasserfahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0503093A1 (de) * 1990-10-03 1992-09-16 Fanuc Ltd. Flüssigkeitskühlungsvorrichtung für einen motor
CN103072476B (zh) * 2013-02-08 2015-09-30 重庆动霸机械制造有限公司 电动车的后桥电动力驱动装置
DE102015207865A1 (de) 2015-04-29 2016-11-03 Continental Automotive Gmbh Gehäuselose elektrische Maschine
JP2017169249A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 本田技研工業株式会社 ステータコア

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0503093A1 (de) * 1990-10-03 1992-09-16 Fanuc Ltd. Flüssigkeitskühlungsvorrichtung für einen motor
CN103072476B (zh) * 2013-02-08 2015-09-30 重庆动霸机械制造有限公司 电动车的后桥电动力驱动装置
DE102015207865A1 (de) 2015-04-29 2016-11-03 Continental Automotive Gmbh Gehäuselose elektrische Maschine
JP2017169249A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 本田技研工業株式会社 ステータコア

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11799368B2 (en) 2022-01-03 2023-10-24 Ford Motor Company Varnish applicator for electric motor
US11973384B2 (en) 2022-01-03 2024-04-30 Ford Motor Company Varnish applicator for electric motor
CN117477858A (zh) * 2023-10-09 2024-01-30 无锡欧瑞京机电有限公司 一种对半拼接式机座的风水冷电机

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