WO2022161575A1 - Elektrische maschine mit in radialrichtung aus dem stator herausragenden befestigungsabschnitten - Google Patents

Elektrische maschine mit in radialrichtung aus dem stator herausragenden befestigungsabschnitten Download PDF

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WO2022161575A1
WO2022161575A1 PCT/DE2022/100017 DE2022100017W WO2022161575A1 WO 2022161575 A1 WO2022161575 A1 WO 2022161575A1 DE 2022100017 W DE2022100017 W DE 2022100017W WO 2022161575 A1 WO2022161575 A1 WO 2022161575A1
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WO
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stator
end shield
electrical machine
fastening
bore
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/100017
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Chambrion
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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 Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to CN202280012810.1A priority Critical patent/CN116783799A/zh
Publication of WO2022161575A1 publication Critical patent/WO2022161575A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15—Mounting arrangements for bearing-shields or end plates

Definitions

  • the present invention relates to an electrical machine, in particular for use within a drive train of a hybrid or all-electric motor vehicle, comprising a stator and a rotor arranged rotatably in the stator, the electrical machine having an A end shield arranged in a rotationally fixed manner relative to the stator and/or or has a B end shield arranged in a rotationally fixed manner relative to the stator for mounting the rotor relative to the stator, the stator having a plurality of fastening sections protruding from the stator in the radial direction.
  • Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to internal combustion engines that require fossil fuels.
  • Significant efforts have already been made to improve the suitability for everyday use of electric drives and also to be able to offer users the driving comfort they are accustomed to.
  • a stator for an electric motor having a stator core, the stator core having stator laminations which are stacked in the axial direction in relation to a motor axis.
  • Axially running bores are often provided in such stators, in which a sleeve is pressed, on the one hand to center the individual stator laminations or groups of stator laminations (stator stacks) to one another and to absorb torques of the stator laminations.
  • an electric machine in particular for use within a drive train of a hybrid or all-electric motor vehicle, comprises a stator and a rotor arranged rotatably in the stator, the electric machine having an A end shield arranged in a rotationally fixed manner relative to the stator and/or has a B end shield arranged in a rotationally fixed manner relative to the stator for mounting the rotor relative to the stator, the stator having a plurality of fastening sections protruding out of the stator in the radial direction, the A end shield and/or the B end shield having at least one centering means, that bears against one of the fastening sections of the stator on both sides in the circumferential direction.
  • the electric machine according to the invention permits a simplified construction since the torque driving of the stator stack can take place without sleeves.
  • the torque support consists of a direct form-fitting connection between the stator and the A end shield and/or B end shield, as a result of which the weight of the electrical machine, the number of individual parts and the production costs can be reduced. This also simplifies the assembly of the electrical machine, since the sleeves that were previously required in the stator no longer have to be preassembled.
  • Electrical machines are used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and usually include a stationary part, referred to as a stator, stand or armature, and a rotor or part Runner designated and relative to the stationary part movably arranged part.
  • a radial flux machine is characterized in that the magnetic field lines extend in the radial direction in the air gap formed between rotor and stator, while in the case of an axial flux machine the magnetic field lines extend in the axial direction in the air gap formed between rotor and stator.
  • the electrical machine is preferably configured as a radial flux machine.
  • the electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or all-electric motor vehicle.
  • the electrical machine is dimensioned in such a way that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved.
  • the electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW.
  • the electrical machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.
  • the stator of a radial flow machine is usually constructed cylindrically and generally consists of electrical laminations that are electrically insulated from one another and are constructed in layers and packaged to form laminated cores. This structure keeps the eddy currents in the stator caused by the stator field low. Distributed over the circumference, grooves or peripherally closed recesses are let into the electrical lamination running parallel to the rotor shaft and accommodate the stator winding or parts of the stator winding. Depending on the construction towards the surface, the grooves can be fitted with locking elements such as locking wedges or covers or the like may be sealed to prevent the stator winding from coming off.
  • End shields are the rear and front covers of the machine housing, which protect the inside of the electric machine against contact, for example, and accommodate the bearings of the shaft ends of the rotor. They are fitted very precisely into the stator housing in order to ensure that the air gap between the stator and the rotor is as uniform as possible.
  • the A end shield designates the output side and usually carries a fixed bearing
  • the B end shield is the fan side and is supported by a sliding seat in order to be able to compensate for thermal expansion of the rotor
  • a bearing plate can be designed in one piece or in multiple pieces, in particular in two pieces.
  • a ring-like inner plate can be arranged radially inside a ring-like outer plate.
  • an end shield is formed from a metallic material.
  • an end shield can also be possible for an end shield to be formed from a plastic, in particular a fiber-reinforced plastic.
  • the stator can consist of several groups of laminated stator cores, a group of laminated stator cores also being referred to as a stator stack.
  • a stator lamination stack is understood to mean a plurality of laminated individual lamination sheets or stator lamination sheets, which are generally made of electrical steel and are stacked and packaged one on top of the other to form a stack, the so-called stator lamination stack.
  • the individual laminations can then remain held together in the laminated core by gluing, welding or screwing.
  • the groups of laminated stator cores (stator stacks) can also be secured against one another, for example by gluing, welding or casting.
  • At least one of the fastening sections extends in the circumferential direction opposite flanks extending radially out of the stator.
  • flanks allow a particularly good transmission of torque between the stator and the A and/or B end shield.
  • the centering means of the A end shield and/or the B end shield is designed in the manner of a clamp with two legs which lie opposite one another in the circumferential direction and extend in the axial direction towards the stator abut against one of the fastening sections, whereby a particularly easy-to-install and safe-to-install design of a centering means is made possible.
  • a shortened contact surface also reduces the tolerance requirements in the manufacture of the centering means and the fastening sections.
  • the fastening sections each have a borehole extending in the axial direction, so that, for example, a fastening means such as a screw can be guided through the borehole.
  • the bore can be made, for example, by means of separating methods, in particular by machining methods such as drilling or milling, as well as by shearing, flame cutting or spark erosion.
  • the centering means of the A end shield and/or the B end shield is formed on a fastening section protruding from the A end shield and/or the B end shield in the radial direction.
  • the effect can be achieved that the outer contour of a bearing plate corresponds to the outer contour of the stator, so that a fitter can easily recognize the position in which a bearing plate is to be mounted on the stator.
  • the invention can also be further developed in such a way that the fastening section has a bore, the bore of the fastening section of the A end shield and/or the B end shield being in the assembled state of the A end shield and/or the B end shield with the stator aligned with the bore of a fastening section of the stator, so that a fastener, in particular a screw, can be passed through the bore of the fastening section of the A end shield and/or the B end shield and the bore of a fastening section of the stator.
  • a fastener in particular a screw
  • the number of fastening sections of the stator corresponds to the number of fastening sections of the A end shield and/or the B end shield.
  • stator is formed from a multiplicity of stator stacks stacked in the axial direction, the stator stacks preferably being of essentially identical design.
  • no sleeve is arranged inside the bore of the fastening sections, so that a fastening means such as a screw can be arranged directly in the bore.
  • the invention can also be implemented in an advantageous manner such that the fastening sections of the stator are arranged equidistantly over the circumference of the stator.
  • Figure 1 shows an electrical machine in a first perspective view
  • Figure 2 shows an electrical machine in a second perspective view
  • FIG. 3 a detailed view of the A end shield arranged on the stator in a perspective representation
  • FIG. 4 a detailed view of the B end shield arranged on the stator in a perspective representation
  • FIG. 5 shows a stator in a perspective view
  • FIG. 6 shows an A bearing plate in a perspective view
  • FIG. 7 shows a perspective view of a B end shield
  • FIG. 8 shows a motor vehicle with an electric machine.
  • Figures 1 and 2 show an electric machine 1, in particular for use within a drive train of a hybrid or fully electrically driven motor vehicle 2, as is shown in Figure 8 as an example.
  • the electrical machine 1 comprises a stator 3 and a rotor 4 rotatably arranged in the stator 3, with the electrical machine 1 having an A end shield 6 arranged in a rotationally fixed manner relative to the stator 3 and a B end shield 7 arranged in a rotationally fixed manner relative to the stator 3 for supporting the Rotor 4 compared to the stator 3 has.
  • the stator 3 is formed from a multiplicity of stator stacks 14 which are stacked in the axial direction and are of essentially identical design. A total of four fastening sections 5 of the stator 3 are arranged equidistantly over the circumference of the stator 3 . However, a different number (1, 2, 3, 5, 6, etc.) and an uneven distribution over the circumference would be possible, such as four fastening sections 5 distributed at 0°, 120°, 180°, 240° or six Fastening sections 5 distributed at 0° .45 ° .90 ° .180 ° .225 °.270°.
  • the stator 3 has a plurality of fastening sections 5 which protrude in the radial direction from the stator 3 and are formed monolithically with the stator 3, the A end shield 6 and the B end shield 7 having centering means 8 which are each circumferentially located on either side of one of the fastening sections 5 of the stator 3 rest.
  • the torque transmission from one side of the stator 3 to the other side is taken over solely by the integral connection between the stator stacks 14 and the respective laminated cores, for example by means of baked paint or welds.
  • the fastening sections 5 have parallel flanks 9 lying opposite one another in the circumferential direction and extending out of the stator 3 in the radial direction, as a result of which a reduced sensitivity of the centering under temperature variations can be achieved.
  • any flank angle and flank shape it is conceivable to use any flank angle and flank shape.
  • the centering means 8 of the A end shield 6 ( Figure 3) and the B end shield 7 ( Figure 4) are clamp-like, each with two opposing legs 10 in the circumferential direction and extending in the axial direction towards the stator 3 of the fastening sections 5 or on the flanks 9. In this way, a positive connection is produced, which enables a torque to be transmitted between the stator 3 and an end shield 6.7.
  • the corresponding end shield 6.7 can be pushed onto the stator 3 from the axial direction in a simple and easy-to-assemble manner.
  • the clamp-like centering means 8 can also be seen clearly in FIGS. 6-7.
  • the fastening sections 5 each have a bore 11 extending in the axial direction. It can also be seen from the figure that no sleeve is arranged inside the bore 11 of the fastening sections 5 . In the assembled state of the electrical machine 1 is not Fastening means designated in more detail are passed through each of these bores 11, which can also be seen clearly when viewed together with FIG.
  • Figures 6 and 7 also show that the centering means 8 of the A end shield 6 ( Figure 6) and the B end shield 7 ( Figure 7) on a radially protruding from the A end shield 6 and the B end shield 7 Mounting portion 12 are formed.
  • These fastening sections 12 each have a bore 13, with the bore 13 of the fastening section 12 of the A end shield 6 and the B end shield 7 being aligned with the bore when the A end shield 6 and the B end shield 7 are assembled with the stator 3 11 of a fastening section 5 of the stator 3 is aligned so that a fastening means, in particular a screw (see Figure 2), can be passed through the bore 13 of the fastening section 12 of the A end shield 6 and the B end shield 7 and the bore 11 of a fastening section 5 of the Stator 3 can be passed.
  • a fastening means in particular a screw (see Figure 2)
  • the number of fastening sections 5 of the stator 3 corresponds to the number of fastening sections 12 of the A end shield 6 and the B end shield 7.
  • the centering means 8 are formed monolithically with the fastening sections 12 of the end shields 6.7, the fastening sections 12 in turn being formed monolithically with one of the corresponding end shields 6.7.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1), insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2), umfassend einen Stator (3) und einen in dem Stator (3) drehbar angeordneten Rotor (4), wobei die elektrische Maschine (1) ein drehfest gegenüber dem Stator (3) angeordnetes A-Lagerschild (6) und/oder ein drehfest gegenüber dem Stator (3) angeordnetes B-Lagerschild (7) zur Lagerung des Rotors (4) gegenüber dem Stator (3) aufweist, wobei der Stator (3) eine Mehrzahl von in Radialrichtung aus dem Stator (3) herausragender Befestigungsabschnitte (5) aufweist, wobei das A-Lagerschild (6) und/oder das B-Lagerschild (7) wenigstens ein Zentriermittel (8) aufweist, dass in Umfangsrichtung beidseits an einem der Befestigungsabschnitte (5) des Stators (3) anliegt.

Description

Elektrische Maschine mit in Radialrichtunq aus dem Stator herausragenden Befestigungsabschnitten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor, wobei die elektrische Maschine ein drehfest gegenüber dem Stator angeordnetes A-Lagerschild und/oder ein drehfest gegenüber dem Stator angeordnetes B-Lagerschild zur Lagerung des Rotors gegenüber dem Stator aufweist, wobei der Stator eine Mehrzahl von in Radialrichtung aus dem Stator herausragender Befestigungsabschnitte aufweist.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Aus der DE 10 2018 117 463 A1 ist ein Stator für einen Elektromotor bekannt, mit einem Statorkern, wobei der Statorkern Statorbleche aufweist, die in axialer Richtung in Bezug auf eine Motorachse gestapelt sind. Häufig werden in derartigen Statoren axial verlaufende Bohrungen vorgesehen, in denen eine Hülse verpresst ist, um zum einen die einzelnen Statorbleche bzw. Gruppen von Statorblechpaketen (Stator-Stacks) zueinander zu zentrieren und Drehmomente der Statorblechpakete aufzunehmen.
Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran elektrische Maschinen insbesondere für deren Einsatz in Fahrzeugen hinsichtlich ihres Gewichts und ihrer Montagefreundlichkeit zu optimieren.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine elektrische Maschine bereitzustellen, die hinsichtlich ihres Gewichts und Montagefreundlichkeit verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Maßnahmen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt umfasst eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor, wobei die elektrische Maschine ein drehfest gegenüber dem Stator angeordnetes A-Lagerschild und/oder ein drehfest gegenüber dem Stator angeordnetes B-Lagerschild zur Lagerung des Rotors gegenüber dem Stator aufweist, wobei der Stator eine Mehrzahl von in Radialrichtung aus dem Stator herausragender Befestigungsabschnitte aufweist, wobei das A-Lagerschild und/oder das B-Lagerschild wenigstens ein Zentriermittel aufweist, dass in Umfangsrichtung beidseits an einem der Befestigungsabschnitte des Stators anliegt.
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine erlaubt einen vereinfachten Aufbau, da die Momentmitnahme des Statorstacks ohne Hülsen erfolgen kann. Die Momentabstützung besteht erfindungsgemäß in einer direkten formschlüssigen Verbindung zwischen dem Stator und dem A-Lagerschild und/oder B-Lagerschild, wodurch das Gewicht der elektrischen Maschine, die Anzahl der Einzelteile und die Herstellkosten reduziert werden können. Auch die Montage der elektrischen Maschine wird hierdurch vereinfacht, da die bislang notwendigen Hülsen im Stator nicht mehr vormontiert werden müssen.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Elektrische Maschinen dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil.
Im Falle von als Rotationsmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Bevorzugt ist die elektrische Maschine als Radialflussmaschine konfiguriert.
Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
Der Stator einer Radialflussmaschine ist üblicherweise zylindrisch aufgebaut und besteht in der Regel aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen. Durch diesen Aufbau werden die durch das Statorfeld verursachten Wirbelströme im Stator geringgehalten. Über den Umfang verteilt, sind in das Elektroblech parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Nuten oder umfänglich geschlossene Ausnehmungen eingelassen, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin können die Nuten mit Verschlusselementen, wie Verschlusskeilen oder Deckeln oder dergleichen verschlossen sein, um ein Herauslösen der Statorwicklung zu verhindern.
Lagerschilde sind die hinteren und vorderen Deckel des Maschinengehäuses, die das Innere der elektrischen Maschine beispielsweise gegen Berührung schützen und die Lager der Wellenenden des Rotors aufnehmen. Sie sind sehr genau in das Stator-Gehäuse eingepasst, um einen möglichst gleichmäßigen Luftspalt zwischen Stator und Rotor zu gewährleisten. Der A-Lagerschild bezeichnet die Abtriebsseite und trägt in der Regel ein Festlager, der B-Lagerschild ist die Lüfterseite und die Lagerung erfolgt über einen Schiebesitz, um Wärmedehnungen des Rotors ausgleichen zu können
Ein Lagerschild kann einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet sein. Bei einer zweiteiligen Ausbildung eines Lagerschilds kann insbesondere ein ringartiges Innenschild radial innerhalb eines ringartigen Außenschilds angeordnet sein.
Besonders bevorzugt ist es, dass ein Lagerschild aus einem metallischen Material geformt ist. Es kann jedoch grundsätzlich auch möglich sein, dass ein Lagerschild aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, gebildet ist.
Der Stator kann aus mehreren Gruppen von Statorblechpacketen bestehen, wobei eine Gruppe von Statorblechpaketen auch als Stator-Stack bezeichnet wird. Als Statorblechpaket werden eine Mehrzahl von in der Regel aus Elektroblech hergestellten laminierten Einzelblechen bzw. Statorblechen verstanden, die übereinander zu einem Stapel, dem sog. Statorblechpaket geschichtet und paketiert sind. Die Einzelbleche können dann in dem Blechpaket durch Verklebung, Verschweißung oder Verschraubung zusammengehalten bleiben. Auch die Gruppen von Statorblechpaketen (Stator-Stacks) können gegeneinander beispielsweise durch Verklebung, Verschweißen oder Vergießen gesichert sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Befestigungsabschnitte sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende und in Radialrichtung aus dem Stator hinaus erstreckende Flanken aufweist.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Flanken eine besonders gute Übertragung von Drehmomenten zwischen dem Stator und dem A- und/oder B- Lagerschild erlauben.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Zentnermittel des A-Lagerschilds und/oder des B- Lagerschilds klammerartig mit sich zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegenden und sich in axialer Richtung zum Stator hin erstreckenden Schenkeln ausgebildet ist, welche in Umfangsrichtung an einem der Befestigungsabschnitte anliegen, wodurch eine besonders montagefreundliche und montagesichere Ausgestaltung eines Zentriermittels ermöglicht wird. Insbesondere auch eine verkürzte Kontaktfläche reduziert die Toleranzanforderungen in der Fertigung des Zentriermittels und der Befestigungsabschnitte.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Befestigungsabschnitte jeweils eine sich in Axialrichtung erstreckende Bohrung aufweisen, so dass beispielsweise ein Befestigungsmittel wie eine Schraube durch die Bohrung hindurchführbar ist. Die Bohrung kann dabei beispielsweise mittels trennender Verfahren, insbesondere durch zerspanende Verfahren wie Bohren oder Fräsen sowie durch Scherschneiden, Brennschneiden oder Funkerodieren eingebracht werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Zentnermittel des A-Lagerschilds und/oder des B-Lagerschilds an einem von in Radialrichtung aus dem A-Lagerschild und/oder des B-Lagerschild herausragenden Befestigungsabschnitt ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass die Äußere Kontur eines Lagerschilds der äußeren Kontur des Stators entspricht, so dass sich von einem Monteur leicht erkennen lässt, in welcher Position ein Lagerschild an den Stator zu montieren ist. Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Befestigungsabschnitt eine Bohrung aufweist, wobei im Montierten Zustand des A- Lagerschilds und/oder des B-Lagerschilds mit dem Stator die Bohrung des Befestigungsabschnitts des A-Lagerschilds und/oder des B-Lagerschilds fluchtend zu der Bohrung eines Befestigungsabschnitts des Stators ausgerichtet ist, so dass ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube, durch die Bohrung des Befestigungsabschnitts des A-Lagerschilds und/oder des B-Lagerschilds und der Bohrung eines Befestigungsabschnitts des Stators hindurchführbar ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die gesamte elektrische Maschine an
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Anzahl der Befestigungsabschnitte des Stators der Anzahl der Befestigungsabschnitte des A-Lagerschilds und/oder des B-Lagerschilds entspricht.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Stator aus einer Vielzahl von in Axialrichtung gestapelter Stator-Stacks gebildet ist, wobei die Stator-Stacks bevorzugt im Wesentlichen identisch ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Bohrung der Befestigungsabschnitte keine Hülse angeordnet ist, so dass ein Befestigungsmittel wie eine Schraube direkt in der Bohrung angeordnet werden kann.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Befestigungsabschnitte des Stators äquidistant über den Umfang des Stators angeordnet sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigen:
Figur 1 eine elektrische Maschine in einer ersten perspektivischen Ansicht, Figur 2 eine elektrische Maschine in einer zweiten perspektivischen Ansicht,
Figur 3 eine Detailansicht des am Stator angeordneten A-Lagerschilds in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 4 eine Detailansicht des am Stator angeordneten B-Lagerschilds in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 5 einen Stator in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 6 ein A-Lagerschild in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 7 ein B-Lagerschild in einer perspektivischen Ansicht, und
Figur 8 ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine elektrische Maschine 1 , insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 2, wie es exemplarisch in der Figur 8 abgebildet ist.
Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator 3 und einen in dem Stator 3 drehbar angeordneten Rotor 4, wobei die elektrische Maschine 1 ein drehfest gegenüber dem Stator 3 angeordnetes A-Lagerschild 6 und ein drehfest gegenüber dem Stator 3 angeordnetes B-Lagerschild 7 zur Lagerung des Rotors 4 gegenüber dem Stator 3 aufweist.
Der Stator 3 ist aus einer Vielzahl von in Axialrichtung gestapelter Stator-Stacks 14 gebildet, welche im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Insgesamt vier Befestigungsabschnitte 5 des Stators 3 sind äquidistant über den Umfang des Stators 3 angeordnet. Allerdings wäre eine andere Anzahl (1 ,2, 3, 5, 6 usw.) und eine ungleichmäßige Verteilung über den Umfang möglich, wie beispielsweise vier Befestigungsabschnitte 5 verteilt bei 0°, 120°, 180°, 240° oder sechs Befestigungsabschnitte 5 verteilt bei 0°,45o,90o,180o,225o,270°.
Der Stator 3 verfügt über eine Mehrzahl von in Radialrichtung aus dem Stator 3 herausragender und monolithisch mit dem Stator 3 ausgebildeter Befestigungsabschnitte 5, wobei das A-Lagerschild 6 und das B-Lagerschild 7 Zentnermittel 8 aufweisen, die jeweils in Umfangsrichtung beidseits an einem der Befestigungsabschnitte 5 des Stators 3 anliegen. Die Momentübertragung von einer Seite des Stator 3 zur anderen Seite wird allein von der stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Stator-Stacks 14 und den jeweiligen Blechpaketen, beispielsweise mittels Backlack oder Schweißstellen übernommen.
Aus den Detailansichten der Figuren 3-4 ist ferner ersichtlich, dass die Befestigungsabschnitte 5 sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende und in Radialrichtung aus dem Stator 3 hinaus erstreckende parallele Flanken 9 aufweisen, wodurch eine reduzierte Empfindlichkeit der Zentrierung unter Temperaturvariationen erreicht werden kann. Grundsätzlich ist es aber denkbar, beliebige Flankenwinkel und Flankenformen zu verwenden.
Die Zentriermittel 8 des A-Lagerschilds 6 (Figur 3) und des B-Lagerschilds 7 (Figur 4) sind klammerartig mit jeweils sich zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegenden und sich in axialer Richtung zum Stator 3 hin erstreckenden Schenkeln 10 ausgebildet, welche in Umfangsrichtung an einem der Befestigungsabschnitte 5 bzw. an den Flanken 9 anliegen. So wird ein Formschluss hergestellt, der eine Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Stator 3 und einem Lagerschild 6,7 ermöglicht. Dabei kann das entsprechende Lagerschild 6,7 auf einfache und montagefreundliche Weise aus axialer Richtung auf den Stator 3 aufgeschoben werden. Die klammerartigen Zentriermittel 8 sind auch gut in den Figuren 6-7 zu erkennen.
Wie in der Figur 5 dargestellt, besitzen die Befestigungsabschnitte 5 jeweils eine sich in Axialrichtung erstreckende Bohrung 11. Ersichtlich ist aus der Figur ferner, dass innerhalb der Bohrung 11 der Befestigungsabschnitte 5 keine Hülse angeordnet ist. Im montierten Zustand der elektrischen Maschine 1 ist ein nicht näher bezeichnetes Befestigungsmittel durch jede dieser Bohrungen 11 geführt, was auch gut aus der Zusammenschau mit der Figur 2 erkennbar ist.
Die Figuren 6 und 7 zeigen des Weiteren, dass das Zentnermittel 8 des A- Lagerschilds 6 (Figur 6) und des B-Lagerschilds 7 (Figur 7) an einem von in Radialrichtung aus dem A-Lagerschild 6 und des B-Lagerschild 7 herausragenden Befestigungsabschnitt 12 ausgebildet sind. Diese Befestigungsabschnitte 12 weisen jeweils eine Bohrung 13 auf, wobei im montierten Zustand des A-Lagerschilds 6 und des B-Lagerschilds 7 mit dem Stator 3 die Bohrung 13 des Befestigungsabschnitts 12 des A-Lagerschilds 6 und des B-Lagerschilds 7 fluchtend zu der Bohrung 11 eines Befestigungsabschnitts 5 des Stators 3 ausgerichtet ist, so dass ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube (siehe Figur 2), durch die Bohrung 13 des Befestigungsabschnitts 12 des A-Lagerschilds 6 und des B- Lagerschilds 7 und der Bohrung 11 eines Befestigungsabschnitts 5 des Stators 3 hindurchführbar ist.
Die Anzahl der Befestigungsabschnitte 5 des Stators 3 entspricht der Anzahl der Befestigungsabschnitte 12 des A-Lagerschilds 6 und des B-Lagerschilds 7.
Die Zentriermittel 8 sind monolithisch mit den Befestigungsabschnitten 12 der Lagerschilde 6,7 ausgebildet, wobei die Befestigungsabschnitte 12 ihrerseits monolithisch mit einem der entsprechenden Lagerschilde 6,7 ausgeformt sind.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen. Bezuqszeichenliste
1 elektrische Maschine
2 Kraftfahrzeug 3 Stator
4 Rotor
5 Befestigungsabschnitt
6 A-Lagerschild
7 B-Lagerschi Id 8 Zentnermittel
9 Flanken
10 Schenkel
11 Bohrung
12 Befestigungsabschnitt 13 Bohrung
14 Stator-Stack

Claims

Ansprüche Elektrische Maschine (1 ), insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs
(2), umfassend einen Stator (3) und einen in dem Stator (3) drehbar angeordneten Rotor (4), wobei die elektrische Maschine (1 ) ein drehfest gegenüber dem Stator (3) angeordnetes A-Lagerschild (6) und/oder ein drehfest gegenüber dem Stator
(3) angeordnetes B-Lagerschild (7) zur Lagerung des Rotors
(4) gegenüber dem Stator (3) aufweist, wobei der Stator (3) eine Mehrzahl von in Radialrichtung aus dem Stator (3) herausragender Befestigungsabschnitte (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das A-Lagerschild (6) und/oder das B-Lagerschild (7) wenigstens ein Zentnermittel (8) aufweist, dass in Umfangsrichtung beidseits an einem der Befestigungsabschnitte (5) des Stators (3) anliegt. Elektrische Maschine (1 ), nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Befestigungsabschnitte (5) sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende und in Radialrichtung aus dem Stator (3) hinaus erstreckende Flanken (9) aufweist. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentriermittel (8) des A-Lagerschilds (6) und/oder des B-Lagerschilds (7) klammerartig mit sich zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegenden und sich in axialer Richtung zum Stator (3) hin erstreckenden Schenkeln (10) ausgebildet ist, welche in Umfangsrichtung an einem der Befestigungsabschnitte (5) anliegen. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte (5) jeweils eine sich in Axialrichtung erstreckende Bohrung (11 ) aufweisen.
5. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentnermittel (8) des A-Lagerschilds (6) und/oder des B-Lagerschilds (7) an einem von in Radialrichtung aus dem A-Lagerschild (6) und/oder des B- Lagerschild (7) herausragenden Befestigungsabschnitt (12) ausgebildet ist.
6. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (12) eine Bohrung (13) aufweist, wobei im Montierten Zustand des A-Lagerschilds (6) und/oder des B-Lagerschilds (7) mit dem Stator (3) die Bohrung (13) des Befestigungsabschnitts (12) des A-Lagerschilds (6) und/oder des B-Lagerschilds (7) fluchtend zu der Bohrung (11 ) eines Befestigungsabschnitts (5) des Stators (3) ausgerichtet ist, so dass ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube, durch die Bohrung (13) des Befestigungsabschnitts (12) des A-Lagerschilds (6) und/oder des B-Lagerschilds (7) und der Bohrung (11 ) eines Befestigungsabschnitts (5) des Stators (3) hindurchführbar ist.
7. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Befestigungsabschnitte (5) des Stators (3) der Anzahl der Befestigungsabschnitte (12) des A-Lagerschilds (6) und/oder des B-Lagerschilds (7) entspricht.
8. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) aus einer Vielzahl von in Axialrichtung gestapelter Stator-Stacks (14) gebildet ist, wobei die Stator-Stacks (14) bevorzugt im Wesentlichen identisch ausgebildet sind.
9. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Bohrung (11 ) der Befestigungsabschnitte (5) keine Hülse angeordnet ist.
10. Elektrische Maschine (1 ), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte (5) des Stators (3) äquidistant über den Umfang des Stators (3) angeordnet sind.
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