WO2022228971A1

WO2022228971A1 - Verbesserte möglichkeit zum biegen von leiterstäben einer statorwicklung

Info

Publication number: WO2022228971A1
Application number: PCT/EP2022/060446
Authority: WO
Inventors: Otto Batz; Markus KLÖPZIG; Klaus Schleicher; Aristide SPAGNOLO
Original assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2021-04-29
Filing date: 2022-04-20
Publication date: 2022-11-03
Anticipated expiration: 2023-10-29
Also published as: DE102021204304A1

Abstract

Es wird ein Stator (5, 5a) für eine elektrische Maschine (1, 1 a) sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung angegeben, wobei der Stator (5, 5a) ein Statorblechpaket (11, 11a) mit Statorwicklungen (12, 12a) aufweist, die durch Leiterstäbe (13, 13', 13a) gebildet sind, deren Enden untereinander verbunden sind. Zudem umfasst der Stator (5, 5a) eine Endscheibe (14, 14a, 14b) aus einem elektrischen Isolator, welche an jener Stirnseite des Statorblechpakets (11, 11 a) angeordnet ist, an der die Enden der Leiterstäbe (13, 13', 13a) untereinander verbunden sind, Ausnehmungen (19) aufweist. Weiter wird eine elektrische Maschine (1, 1 a) mit einem solchen Stator (5, 5a) und ein Fahrzeug (25) mit einer solchen elektrischen Maschine (1, 1a) angegeben.

Description

Verbesserte Möglichkeit zum Biegen von Leiterstäben einer Statorwicklung

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine mit einem solchen Stator sowie ein Fahrzeug mit einer solchen elektri schen Maschine. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Her stellung eines Stators einer elektrischen Maschine.

STAND DER TECHNIK

Bei elektrischen Maschinen ist es bekannt, die Leiterstäbe der Statorwicklung zu biegen bis die zu verbindenden Enden der Leiterstäbe einander berühren oder we nigstens in geringem Abstand zueinander angeordnet sind, sodass das Verbinden der Enden leichter erfolgen kann, beispielsweise durch Verschweißen. Dabei wird üblicherweise ein spezielles Werkzeug eingesetzt, welches unter anderem eine Vielzahl von Biegefingern aufweist, um welche die Leiterstäbe gebogen werden. Dieses Werkzeug ist nicht nur aufwändig herzustellen, sondern auch fehleranfällig, da die Biegefinger beweglich ausgestaltet sein müssen, um sie nach dem Biege vorgang wieder vom Stator herausziehen zu können. Ein weiteres Problem be steht darin, dass die Biegefinger ausreichend stabil sein müssen, jedoch auch möglichst schmal ausgebildet sein sollen, damit die Biegung der Leiterstäbe in der fertigen elektrischen Maschine nicht zu viel Raum einnimmt, das heißt, dass die elektrische Maschine nicht unnötig lang wird. Dies würde nämlich den Einsatz der elektrischen Maschine bei beengten Verhältnissen erschweren, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Stator für eine elekt rische Maschine, eine verbesserte elektrische Maschine mit einem solchen Stator sowie ein verbessertes Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine anzuge ben. Eine Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein verbessertes Verfahren zur Her stellung eines Stators für eine elektrische Maschine anzugeben. Insbesondere soll das Biegen der Leiterstäbe einer Statorwicklung vereinfacht werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Stator für eine elektrische Maschine ge löst, der ein Statorblechpaket mit einer Stirnseite und einer der Stirnseite gegen überliegenden weiteren Stirnseite sowie im Statorblechpaket angeordnete Stator wicklungen aufweist, wobei die Statorwicklungen durch Leiterstäbe gebildet sind, deren Enden untereinander verbunden, insbesondere verschweißt sind. Der Stator umfasst zusätzlich eine Endscheibe, welche aus einem elektrischen Isolator gefertigt ist, an jener Stirnseite des Statorblechpakets angeordnet ist, an der die Enden der Leiterstäbe untereinander verbunden sind,

Ausnehmungen aufweist, durch welche die Leiterstäbe hindurchgeführt sind und zwischen den Ausnehmungen radial verlaufende Radialrippen aufweist, um welche die Leiterstäbe gebogen sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine gelöst, wobei die elektrische Maschine ein Statorblechpaket mit einer Stirnseite und einer der Stirnseite gegenüberliegenden weiteren Stirnseite sowie darin angeordnete Statorwicklungen aufweist und wobei die Statorwicklungen durch Leiterstäbe gebildet sind. Das Verfahren umfasst da bei folgende Schritte:

Bereitstellen des Statorblechpakets,

Anordnen einer aus einem elektrischen Isolator gefertigte Endscheibe an jener Stirnseite des Statorblechpakets, an der die Leiterstäbe offene Enden ausbil den, wobei die Leiterstäbe durch Ausnehmungen in der Endscheibe hindurchge führt werden, Biegen der Leiterstäbe um Radialrippen der Endscheibe, welche zwischen den Ausnehmungen radial verlaufen, wobei die Endscheibe als Biegelehre fun giert, und elektrisches Verbinden (insbesondere Verschweißen) der Enden der Leiter stäbe.

Insbesondere erfolgt vor dem Bereitstellen des Statorblechpakets auch ein Her stellen desselben. Dies kann aber in einem gesonderten Fertigungsschritt passie ren.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einer elektrischen Maschine gelöst, welche ein erstes Lagerschild und ein zweites Lagerschild aufweist, einen zwi schen den beiden Lagerschilden angeordneten Stator der oben genannten Art so wie einen im Stator angeordneten Rotor mit einer in den beiden Lagerschilden drehbar gelagerten Rotorwelle.

Schließlich wird die Aufgabe auch durch ein Fahrzeug mit wenigstens zwei Ach sen gelöst, von denen wenigstens eine angetrieben ist, wobei der besagte Antrieb zumindest teilweise oder zeitweise durch die oben genannte elektrische Maschine erfolgt.

Das Biegen der Leiterstäbe sorgt generell dafür, dass die zu verbindenden Enden der Leiterstäbe einander berühren oder wenigstens in geringem Abstand zueinan der angeordnet sind, sodass das Verbinden der Enden leichter erfolgen kann

Mit Hilfe der vorgeschlagenen Maßnahmen können die eingangs genannten Nach teile überwunden werden. Insbesondere ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren die Herstellung eines Stators mit geringerem technischen Aufwand, denn die End scheibe selbst fungiert als Biegelehre. Das heißt eine spezielle Biegelehre bezie hungsweise ein spezielles Werkzeug, die oder das nach dem Biegen der Leiter stäbe entfernt wird, kann entfallen. Mit anderen Worten verbleibt die Biegelehre bei dem vorgestellten Verfahren im Stator und in der fertigen elektrischen Ma schine. Da die Radialrippen in die Endscheibe integriert sind und damit an beiden Enden fix verankert sind, sind diese auch bei kleinen Querschnitten außeror dentlich stabil. Mit anderen Worten können die Radialrippen schmal ausgeführt werden und ermöglichen ein Biegen der Leiterstäbe auf engem Raum, wodurch auch die Gesamtlänge der so hergestellten elektrischen Maschine verringert wer den kann. Dies begünstigt den Einsatz bei beengten Verhältnissen, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen.

Vorteilhaft wird die Endscheibe aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt, da die ser Werkstoff die für das Biegen der Leiterstäbe erforderliche Stabilität aufweist. Insbesondere kann die Dichte der Fasern im Bereich der Radialrippen gegenüber anderen Bereichen der Endscheibe erhöht sein, um dort partiell erhöhte Stabilität zu gewährleisten.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Radialrippen auf ihrem Kamm jeweils einsei tig oder beidseitig gerundet sind (insbesondere auf einer Seite, welche einem Lei terstab zugewandt ist), wobei der Radius mehr als 5 mm beträgt. Dadurch ist ein Biegen des Leiterstabs erleichtert. Insbesondere trifft dies auch zu, wenn die Lei terstäbe hohl ausgebildet sind und einen Teil eines Kühlkreislaufs bilden. Durch die Rundung wird vermieden, dass die Leiterstäbe im Bereich der Biegung über mäßig zusammengequetscht werden, was den Querschnitt dort unvorteilhaft ver ringern würde. Als Wärmeträger kann beispielsweise eine im Kühlsystem zirkulie rende Wasser-Glykol-Mischung oder Öl verwendet werden. Das Kühlsystem kann insbesondere auch eine Pumpe für einen Wärmeträger sowie einen Wärmetau scher aufweisen.

Wie erwähnt, wird die Endscheibe an jener Stirnseite des Statorblechpakets ange ordnet, an der die Enden der Leiterstäbe miteinander verbunden sind. Sind die Leiterstäbe der Statorwicklung U-förmig gebogen, so ist die Endscheibe an jener Stirnseite des Statorblechpakets angeordnet, an der die Enden der Leiterstäbe vorerst offen sind. Sind die Leiterstäbe der Statorwicklung als gerade Stäbe aus gebildet, so kann die Endscheibe wahlweise an einer der Stirnseiten des Statorblechpakets angeordnet sein, oder es kann ein Endscheibe an je einer Stirn seite des Statorblechpakets angeordnet sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.

Von Vorteil ist es, wenn die Ausnehmungen größer sind als die durch sie geführ ten Leiterstäbe und in einen verbleibenden Zwischenraum eine Dichtmasse einge bracht ist oder wird. Dadurch wird eine Wickelkopfkammer zu den Statornuten hin vollständig abgedichtet.

An dieser Stelle wird angemerkt, dass das Vorsehen einer Dichtmasse in dem be sagten Zwischenraum unabhängig von den Merkmalen der unabhängigen Pa tentansprüche angewandt und daher die Basis für eine Teilanmeldung bilden kann. Die unabhängigen Patentansprüche und die übrigen abhängigen Patentan sprüche können in diesem Fall Unteransprüche eines auf die Dichtmasse gerichte ten unabhängigen Patentanspruchs bilden.

Von Vorteil ist es auch, wenn der Stator einen Wickelkopfdeckel ausbildet, welcher gemeinsam mit der Endscheibe eine Wickelkopfkammer ausbildet, in welcher die Enden der Leiterstäbe angeordnet sind. Die Wickelkopfkammer kann dann insbe sondere der Verteilung des Kühlfluids auf die einzelnen Leiterstäbe dienen oder dem Sammeln des Kühlfluids, das aus den einzelnen Leiterstäben austritt. In die sem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn das vorgestellte Verfahren nach dem elektrischen Verbinden der Enden der Leiterstäbe das Aufsetzen des Wickelkopfdeckels auf die Endscheibe umfasst, wobei der Wickelkopfdeckel einen Kühlmittelanschluss bereitstellt und wobei der Wickelkopfdeckel gegen die End scheibe abgedichtet wird. Das Anordnen der Endscheibe auf dem Statorblechpa ket kann ebenfalls vorteilhaft die Abdichtung der Endscheibe gegen das Statorblechpaket umfassen. In diesem Zusammenhang wird auch auf die DE 102017204472 A1 hingewiesen, die bereits eine dichte Wickelkopfkammer offenbart, die Teil eines Kühlkreislaufs oder Kühlsystems ist.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Endscheibe und der Wickelkopfdeckel das Statorblechpaket radial nach innen überragen. Dies ermöglicht einerseits eine korrekte Abdichtung der Wickelkopfkammer, andererseits aber auch, dass die Statorwicklung im Statorblechpaket radial sehr weit innen angeordnet werden kann. Alternativ wäre zum selben Zweck auch möglich, dass einige Statorbleche, welche an jener Stirnseite des Statorblechpakets angeordnet sind, an der auch die Endscheibe angeordnet ist, einen etwas kleineren Innendurchmesser aufweisen als die übrigen, axial weiter innen liegenden Statorbleche. Der Wickelkopfdeckel sowie eine optionale Dichtung können dann direkt auf dem Statorblechpaket auf liegen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Endscheibe eine erste Kreisrippe aufweist, wel che radial innerhalb der Ausnehmungen kreisförmig verläuft, und eine zweite Kreisrippe aufweist, welche radial außerhalb der Ausnehmungen kreisförmig und konzentrisch zur ersten Kreisrippe verläuft, wobei die Dichtmasse zwischen den beiden Kreisrippen eingebracht ist, sodass der Raum zwischen den beiden Kreis rippen zumindest teilweise mit der Dichtmasse befüllt ist. Vorteilhaft kann dadurch ein Füllwerkzeug, zum Beispiel ein Füllrohr, leichter in Position gebracht werden, da dieses nicht so eng an die Leiterstäbe herangeführt werden muss. Auch die Flöhe der Dichtmasse wird dadurch vergrößert, wodurch die Dichtwirkung insge samt verbessert wird. Vorzugsweise wird die Dichtmasse in stehender Lage des Stators eingebracht, das heißt bei vertikaler Ausrichtung der Statorlängsachse.

Vorteilhaft ist es, wenn die Endscheibe eine Außenkontur eines Kreisringes auf weist. Dadurch kann die Endscheibe klein und leicht sein und trägt nur unwesent lich zum Gesamtgewicht des Motors bei. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Endscheibe eine mittige Öffnung besitzt durch die der Rotor eingeführt werden kann.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten sche matischen Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch im Halbschnitt dargestellte, beispielhafte elektrische Maschine;

Fig. 2 ein detailliert dargestelltes, weiteres Beispiel einer elektrischen Ma schine in Schrägansicht;

Fig. 3 die elektrische Maschine aus Fig. 2 ohne Lagerschilde und Rotor;

Fig. 4 den Stator der elektrischen Maschine aus Fig. 2;

Fig. 5 den Stator aus Fig. 4 ohne Wickelkopfdeckel;

Fig. 6 das Statorblechpaket des Stators aus Fig. 4 mit aufgesetzter End scheibe;

Fig. 7 eine Schrägansicht der Endscheibe des Stators aus Fig. 4;

Fig. 8 einen Radialschnitt durch den Stator im Bereich der Wickelkopfkam mer; Fig. 9 einen Tangentialschnitt durch die Endscheibe mit einem einzelnen Lei terstab;

Fig. 10 eine weitere alternative Ausführungsform einer Endscheibe;

Fig. 11 eine Schrägansicht der Endscheibe aus Fig. 10 und

Fig. 12 eine elektrische Maschine mit einem Stator der vorgeschlagenen Art, welche in ein Fahrzeug eingebaut ist.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Einführend wird festgehalten, dass gleiche Teile in den unterschiedlich Ausfüh rungsformen mit gleichen Bezugszeichen beziehungsweise gleichen Bauteilbe zeichnungen versehen werden, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes. Die in der Beschreibung enthaltene Offenbarungen eines Bauteils kann sinngemäß ein anderes Bauteil mit gleichem Bezugszeichen beziehungsweise gleicher Bauteilbe zeichnung übertragen werden. Auch sind die in der Beschreibung gewählten La geangaben, wie zum Beispiel "oben", "unten", "hinten", "vorne", "seitlich" und so weiter auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

Fig. 1 zeigt einen Halbschnitt durch eine schematisch dargestellte elektrische Ma schine 1. Die elektrische Maschine 1 umfasst, eine Rotorwelle 2 mit einem darauf sitzenden, hier nicht im Detail dargestellten, Rotor 3, wobei die Rotorwelle 2 mit Hilfe von (Wälz)lagern 4a, 4b um eine Drehachse A gegenüber einem Stator 5 drehbar gelagert ist. Konkret sitzt das erste Lager 4a in einem ersten vorderen La gerschild 6 und das zweite Lager 4b in einem zweiten, hinteren Lagerschild 7. Weiterhin umfasst die elektrische Maschine 1 ein mittleres Gehäuseteil 8, welches das vordere Lagerschild 6 und das hintere Lagerschild 7 verbindet und den Sta tor 5 aufnimmt. Das vordere Lagerschild 6, das hintere Lagerschild 7 und das Ge häuseteil 8 bilden in diesem Beispiel das Gehäuse 9 der elektrische Maschine 1. Der Stator 5 weist in diesem Beispiel mehrere Statorbleche 10 auf, welche ein Statorblechpaket 11 beziehungsweise einen Stator-Grundkörper bilden, sowie im Statorblechpaket 11 angeordnete Statorwicklungen 12, die aus einzelnen Leiter stäben 13, 13‘ aufgebaut sind, deren Enden untereinander verbunden, insbeson dere verschweißt sind. Weiterhin umfasst der Stator 5 eine auf das Statorblechpa ket 11 aufgesetzte Endscheibe 14 und einen auf die Endscheibe 14 aufgesetzten Wickelkopfdeckel 15, welcher gemeinsam mit der Endscheibe 14 die Enden der Leiterstäbe 13, 13‘ umschließt und eine Wickelkopfkammer 16 bildet. Schließlich weist der Wickelkopfdeckel 15 auch einen Kühlmittelanschluss 17 auf.

Die Fig. 2 zeigt ein detailliert dargestelltes, weiteres Beispiel einer elektrischen Maschine 1 a in Schrägansicht. In der Fig. 2 ist dabei die gesamte und im Wesent lichen betriebsfertige elektrische Maschine 1a zu sehen.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung der elektrischen Maschine 1 a aus Fig. 2, bei welcher die Lagerschilde 6a, 7a sowie der Rotor 3 entfernt wurden. Demnach wird der Blick auf den Wickelkopfdeckel 15a mit den Kühlmittelanschlüssen 17a freigege ben.

Fig. 4. zeigt den Stator 5a der elektrischen Maschine 1 a nun isoliert vom Rest der selben. Insbesondere wird in dieser Darstellung der Blick auf den hinteren Teil der Statorwicklungen 12a freigegeben.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung des Stators 5a, bei welcher der Wickelkopfdeckel 15a abgenommen ist. Dadurch wird insbesondere der Blick auf die Endscheibe 14a sowie den vorderen Teil der Statorwicklungen 12a freigegeben.

Fig. 6 zeigt nun eine Schrägansicht des Statorblechpakets 11 a mit der vorne auf gesetzten Endscheibe 14a alleine. Gut zu erkennen sind hier die Statornuten 18. Gut zu erkennen ist auch die passgenaue Aussenkontur in Form eines Kreisrin ges. Auch die Öffnung in der Mitte, ist gut zu erkennen. Fig. 7 zeigt schließlich eine Schrägansicht nur der Endscheibe 14a. Die End scheibe 14a ist aus einem elektrischen Isolator gefertigt und weist Ausnehmun gen 19 auf, durch welche die Leiterstäbe 13a hindurchgeführt werden. Zwischen den Ausnehmungen 19 sind radial verlaufende Radialrippen 20 angeordnet. Zu sätzlich weist die Endscheibe 14a in diesem Beispiel eine erste optionale Kreis rippe 21 auf, welche radial innerhalb der Ausnehmungen 19 kreisförmig verläuft, und eine zweite optionale Kreisrippe 22, welche radial außerhalb der Ausnehmun gen 19 kreisförmig und konzentrisch zur ersten Kreisrippe 21 verläuft.

Fig. 8 zeigt einen Radialschnitt durch den Stator 5 im Bereich der Wickelkopfkam mer 16. Konkret ist das Statorblechpaket 11 mit den durch die Ausnehmungen 19 der Endscheibe 14 geführten Leiterstäben 13 der Statorwicklung 12 dargestellt. Der Wickelkopfdeckel 15 umschließt dabei die Wickelkopfkammer 16 und weist den Kühlmittelanschluss 17 auf. Zwecks Abdichtung der Wickelkopfkammer 16 sind zwischen dem Wickelkopfdeckel 15 und der Endscheibe 14 Dichtun gen 23a, 23b vorgesehen.

In der Fig. 8 ist auch deutlich die erste (innere) Kreisrippe 21 und die zweite (äu ßere) Kreisrippe 22 zu sehen. In der Fig. 8 ist auch erkennbar, dass die Ausneh mungen 19 der Endscheibe 14 etwas größer sind als die durch sie geführten Lei terstäbe 13 der Statorwicklung 12, wobei in den verbleibenden Zwischenraum zwi schen den Leiterstäben 13 der Statorwicklung 12 und der Endscheibe 14 eine Dichtmasse 24 eingebracht ist. Vorzugsweise wird die Dichtmasse 24 in der in der Fig. 8 dargestellten Lage eingebracht. Weiter bevorzugt wird mit der Dicht masse 24 dabei auch der Raum zwischen den beiden Kreisrippen 21 , 22 befüllt, zumindest teilweise. Vorteilhaft kann ein Füllwerkzeug, zum Beispiel ein Füllrohr, dadurch leichter in Position gebracht werden, da dieses nicht so eng an die Leiter stäbe 13 herangeführt werden muss. Auch die die Flöhe der Dichtmasse 24 wird dadurch vergrößert, wodurch die Dichtwirkung insgesamt verbessert wird. Durch die Dichtmasse 24 wird die Wickelkopfkammer 16 vollständig zu den Statornu ten 18 abgedichtet. Die Leiterstäbe 13 sind in diesem Beispiel hohl ausgebildet und bilden einen Teil eines in der Fig. 8 nicht zur Gänze dargestellten Kühlsystems oder Kühlkreislaufs der elektrischen Maschine 1 , 1a. Die Pfeile in der Fig. 8 deuten dabei eine mögli che Flussrichtung für ein Kühlfluid an. Die Wickelkopfkammer 16 dient dabei der Verteilung des Kühlfluids auf die einzelnen Leiterstäbe 13. Bei Umkehrung der Flussrichtung dient die Wickelkopfkammer 16 dem Sammeln des Kühlfluids, das aus den einzelnen Leiterstäben 13 austritt. Als Wärmeträger kann beispielsweise eine im Kühlsystem zirkulierende Wasser-Glykol-Mischung oder Öl verwendet werden. Das Kühlsystem kann insbesondere auch eine Pumpe für einen Wärme träger sowie einen Wärmetauscher aufweisen.

Aus der Fig. 8 ist auch erkennbar, dass die Endscheibe 14 und der Wickelkopfde ckel 15 das Statorblechpaket 11 radial nach innen überragen, konkret um den Überstand b. Dies ermöglicht einerseits eine korrekte Abdichtung an der Dich tung 23a und auch die Anordnung der ersten, inneren Kreisrippe 21, andererseits aber auch, dass die Statorwicklung 12 im Statorblechpaket 11 radial sehr weit in nen angeordnet werden kann. Alternativ wäre zum selben Zweck auch möglich, dass einige Statorbleche 10, welche an jener Stirnseite des Statorblechpakets 11 angeordnet sind, an der auch die Endscheibe 14 angeordnet ist, einen etwas klei neren Innendurchmesser aufweisen als die übrigen, axial weiter innen liegenden Statorbleche 10. Der Wickelkopfdeckel 15 sowie die Dichtung 23a können dann direkt auf dem Statorblechpaket 11 aufliegen.

Fig. 9 zeigt einen Tangentialschnitt durch die Endscheibe 14a und einen einzelnen Leiterstab 13a der Statorwicklung. Wie aus der Fig. 9 gut erkennbar ist, sind die Radialrippen 20 auf ihrem Kamm vorzugsweise jeweils beidseitig gerundet, wobei der Radius r mehr als 5 mm beträgt. Dadurch ist ein Biegen des Leiterstabs 13a erleichtert. Dies trifft auch für einen vollen Leiterstab 13a zu, so wie er in der Fig. 9 dargestellt ist, insbesondere aber auch für hohle Leiterstäbe, so wie sie beispiels weise in der Fig. 8 dargestellt sind. In der Fig. 9 ist die ursprüngliche Form des Leiterstabs 13a strichliert dargestellt und seine endgültige Form nach dem Biegen in der mit dem Pfeil angegeben Richtung in normaler Darstellung. Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform einer End scheibe 14b, welche der in der Fig. 9 dargestellten Endscheibe 14a sehr ähnlich ist. Fig. 10 zeigt dabei einen Tangentialschnitt durch die Endscheibe 14b, und die Fig. 11 zeigt eine Schrägansicht der Endscheibe 14b. Im Unterschied zur End scheibe 14a sind die Radialrippen 20‘ bei der Endscheibe 14b etwas höher ausge führt.

Zwar sind für beide Endscheiben 14a, 14b erste und zweite Kreisrippen 21 und 22 vorgesehen, grundsätzlich ist die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Ausführungs form der Radialrippen 20, 20‘ unabhängig davon, ob auch erste und zweite Kreis rippen 21 und 22 vorgesehen sind. Die Radialrippen 20, 20‘ sind in den Beispielen nach Fig. 9 und 10 beidseitig gerundet, denkbar wäre aber auch, dass die Radial rippen 20, 20‘ auf ihrem Kamm lediglich einseitig gerundet sind, wobei der Ra dius r vorzugsweise wieder mehr als 5 mm beträgt.

Vorteilhaft wird die Endscheibe 14, 14a, 14b aus faserverstärktem Kunststoff ge fertigt, da dieser Werkstoff die für das Biegen der Leiterstäbe 13, 13a erforderliche Stabilität aufweist. Insbesondere kann die Dichte der Fasern im Bereich der Radi alrippen 20, 20‘ gegenüber anderen Bereichen der Endscheibe 14, 14a, 14b er höht sein, um dort partiell erhöhte Stabilität zu gewährleisten.

Bei der Fierstellung des Stators 5 wird nun wie folgt vorgegangen:

In einem ersten Schritt wird das Statorblechpaket 11 , 11 a bereitgestellt. Sodann wird die Endscheibe 14, 14a, 14b an jener Stirnseite des Statorblechpa kets 11 , 11 a angeordnet, an der die Leiterstäbe 13, 13a offene Enden ausbilden. Dabei werden die Leiterstäbe 13, 13a durch die Ausnehmungen 19 in der End scheibe 14, 14a, 14b hindurchgeführt. In einem weiteren Schritt werden die Leiter stäbe 13, 13a um die Radialrippen 20, 20‘ der Endscheibe 14, 14a, 14b gebogen. Dabei fungiert die Endscheibe 14, 14a, 14b als Biegelehre, das heißt eine spezi elle Biegelehre, die nach dem Biegen der Leiterstäbe 13, 13a entfernt wird, kann entfallen. Mit anderen Worten verbleibt die Biegelehre bei dem vorgestellten Ver fahren im Stator 5 und in der fertigen elektrischen Maschine 1 , 1 a. In einem weite ren Schritt werden die Enden der Leiterstäbe 13, 13a elektrisch verbunden, insbe sondere miteinander verschweißt. Das Biegen der Leiterstäbe 13, 13a sorgt dafür, dass die zu verbindenden Enden einander berühren oder wenigstens in geringem Abstand zueinander angeordnet sind. Optional kann auch die Dichtmasse 24 in den Zwischenraum zwischen der Endscheibe 14, 14a, 14b und den Leiterstä ben 13, 13a im Bereich der Ausnehmungen 19 eingebracht werden (siehe dazu auch Fig. 8)

Wie bereits erwähnt, wird die Endscheibe 14, 14a, 14b an jener Stirnseite des Statorblechpakets 11 angeordnet, an der die Enden der Leiterstäbe 13, 13a mitei nander verbunden sind. Sind die Leiterstäbe 13, 13a der Statorwicklung 12 U-för mig gebogen, so ist die Endscheibe 14, 14a, 14b an jener Stirnseite des Statorblechpakets 11 angeordnet, an dem die Enden der Leiterstäbe 13, 13a vor erst offen sind. Sind die Leiterstäbe 13, 13a der Statorwicklung 12 als gerade Stäbe ausgebildet, so kann die Endscheibe 14, 14a, 14b wahlweise an einer der Stirnseiten des Statorblechpakets 11 angeordnet sein, oder es kann ein End scheibe 14, 14a, 14b an je einer Stirnseite des Statorblechpakets 11 angeordnet sein.

Die Fig. 12 zeigt schließlich die in ein Fahrzeug 25 eingebaute elektrische Ma schine 1 . Das Fahrzeug 25 weist wenigstens zwei Achsen auf, von denen wenigs tens eine angetrieben ist. Konkret ist der Elektromotor 1 mit einem Getriebe 26 verbunden, das insbesondere auch die Funktion eines Differentialgetriebes über nehmen kann. An das Getriebe 26 schließen die Halbachsen 27 der Hinterachse an. An den Halbachsen 27 sind schließlich die angetriebenen Räder 28 montiert. Der Antrieb des Fahrzeugs 25 erfolgt zumindest teilweise oder zeitweise durch die elektrische Maschine 1 . Das heißt, die elektrische Maschine 1 kann zum alleinigen Antrieb des Fahrzeugs 25 dienen oder zum Beispiel im Verbund mit einer Ver brennungskraftmaschine vorgesehen sein (Hybridantrieb). Es wird angemerkt, dass das Projekt, das zu dieser Anmeldung führte, aus Mitteln des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizont 2020“ der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 653514 finanziert wurde. Abschließend wird auch festgehalten, dass der Schutzbereich durch die Patentan sprüche bestimmt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Aus legung der Ansprüche heranzuziehen. Die in den Figuren enthaltenen Merkmale können beliebig ausgetauscht und miteinander kombiniert werden. Insbesondere wird auch festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtungen in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können. Teilweise können die dargestellten Vorrichtungen beziehungsweise deren Bestandteile auch unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt sein.

Claims

Patentansprüche

1. Stator (5, 5a) für eine elektrische Maschine (1 , 1a) mit einem Statorblechpa ket (11 , 11 a), eine Stirnseite, eine der Stirnseite gegenüberliegende weitere Stirn seite aufweisend, und darin angeordneten Statorwicklungen (12, 12a), wobei die Statorwicklungen (12, 12a) durch Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) gebildet sind, deren Enden untereinander verbunden sind, gekennzeichnet durch eine Endscheibe (14, 14a, 14b), welche aus einem elektrischen Isolator gefertigt ist, an der Stirnseite des Statorblechpakets (11 , 11a) angeordnet ist, an der die Enden der Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) untereinander verbunden sind,

Ausnehmungen (19) aufweist, durch welche die Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) hindurchgeführt sind und zwischen den Ausnehmungen (19) radial verlaufende Radialrippen (20, 20‘) aufweist, um welche die Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) gebogen sind.

2. Stator (5, 5a) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Radial rippen (20, 20‘) auf ihrem Kamm jeweils einseitig oder beidseitig gerundet sind, wobei der Radius (r) mehr als 5 mm beträgt.

3. Stator (5, 5a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (19) größer sind als die durch sie geführten Leiter stäbe (13, 13‘, 13a) und in einen verbleibenden Zwischenraum eine Dicht masse (24) eingebracht ist.

4. Stator (5, 5a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die End scheibe (14, 14a, 14b) eine erste Kreisrippe (21) aufweist, welche radial innerhalb der Ausnehmungen (19) kreisförmig verläuft, und eine zweite Kreisrippe (22) auf weist, welche radial außerhalb der Ausnehmungen (19) kreisförmig und konzent risch zur ersten Kreisrippe (21) verläuft, und dass die Dichtmasse (24) zwischen den beiden Kreisrippen (21 , 22) eingebracht ist.

5. Stator (5, 5a) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) hohl ausgebildet sind und einen Teil eines Kühlkreislaufs bilden.

6. Stator (5, 5a) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ei nen Wickelkopfdeckel (15), welcher gemeinsam mit der Endscheibe (14, 14a, 14b) eine Wickelkopfkammer (16) ausbildet, in welcher die Enden der Leiter stäbe (13, 13‘, 13a) angeordnet sind, wobei die Endscheibe (14, 14a, 14b) und der Wickelkopfdeckel (15) das Statorblechpaket (11 , 11a) radial nach innen überra gen.

7. Stator (5, 5a) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (14, 14a, 14b) aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt ist.

8. Stator (5, 5a) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (14, 14a, 14b) eine Aussenkontur in Form eines Kreisringes aufweist.

9. Elektrische Maschine (1 , 1a), gekennzeichnet durch ein erstes Lagerschild (6, 6a) und ein zweites Lagerschild (7, 7a), einen zwischen den beiden Lagerschilden (6, 6a, 7, 7a) angeordneten Sta tor (5, 5a) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, und einen im Stator (5, 5a) angeordneten Rotor (3) mit einer in den beiden La gerschilden (6, 6a, 7, 7a) drehbar gelagerten Rotorwelle (2, 2a),

10. Fahrzeug (25) mit wenigstens zwei Achsen, von denen wenigstens eine an getrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Antrieb zumindest teil weise oder zeitweise durch die elektrische Maschine (1 , 1a) nach Anspruch 9 er folgt.

11. Verfahren zur Herstellung eines Stators (5, 5a) für eine elektrische Ma schine (1 , 1 a), welcher ein Statorblechpaket (11 , 11a), eine Stirnseite, eine der Stirnseite gegenüberliegende weitere Stirnseite aufweisend, und darin angeord nete Statorwicklungen (12, 12a) umfasst, wobei die Statorwicklungen (12, 12a) durch Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) gebildet sind, gekennzeichnet durch die Schritte

Bereitstellen des Statorblechpakets (11 , 11a),

Anordnen einer aus einem elektrischen Isolator gefertigte End scheibe (14, 14a, 14b), an der Stirnseite des Statorblechpakets (11 , 11a), an der die Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) offene Enden ausbilden, wobei die Leiter stäbe (13, 13‘, 13a) durch Ausnehmungen in der Endscheibe (14, 14a, 14b) hin durchgeführt werden,

Biegen der Leiterstäbe (13, 13‘, 13a) um Radialrippen (20, 20‘) der End scheibe (14, 14a, 14b), welche zwischen den Ausnehmungen (19) radial verlau- fen, wobei die Endscheibe (14, 14a, 14b) als Biegelehre fungiert, und elektrisches Verbinden der Enden der Leiterstäbe (13, 13‘, 13a).