WO2023006653A1 - Stator-housing assembly for an electric machine, having improved welding joints - Google Patents

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WO2023006653A1
WO2023006653A1 PCT/EP2022/070771 EP2022070771W WO2023006653A1 WO 2023006653 A1 WO2023006653 A1 WO 2023006653A1 EP 2022070771 W EP2022070771 W EP 2022070771W WO 2023006653 A1 WO2023006653 A1 WO 2023006653A1
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stator
housing
stator core
core
electrical machine
Prior art date
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PCT/EP2022/070771
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Inventor
Nico Wolf
Thomas DÖRMER
Christine Fritsch
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Valeo Eautomotive Germany Gmbh
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1265Non-butt welded joints, e.g. overlap-joints, T-joints or spot welds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/129Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices

Definitions

  • the invention relates to a stator-housing arrangement for an electrical machine, a method for producing such a stator-housing arrangement, an electrical machine with such a stator-housing arrangement, and a vehicle with such an electrical machine.
  • Electric machines are increasingly being used in electrically powered vehicles and hybrid vehicles, primarily as electric motors for driving a wheel or an axle of such a vehicle.
  • Such an electric motor is usually mechanically coupled to a gear for speed adjustment.
  • the electric motor is usually electrically coupled to an inverter, which generates an AC voltage for the operation of the electric motor, for example a polyphase AC voltage, from a DC voltage supplied by a battery.
  • Kinetic energy is first converted into electrical energy and then into chemical energy from a vehicle battery.
  • an electrical machine can be equipped with a stator housing in which the rotor and the stator are accommodated.
  • the stator and the stator housing are connected to one another in a torsionally rigid manner in order to be able to transmit the forces or torques occurring in the stator during operation of the electrical machine to the stator housing.
  • the stator is often welded to the stator housing for this purpose. For example, the friction stir spot welding process can be used for this purpose.
  • a rotating tool is pressed onto the stator housing, causing the stator housing and the stator core to be melted locally.
  • the rotation also results in a mixing of the materials of the stator housing and the laminated core of the stator.
  • the tool is lifted from the welding point, whereupon the melt solidifies again.
  • the problem here is that the remaining material thickness of the stator housing can be very small, at least locally. Blowholes cannot be completely ruled out either.
  • the result of this is that a heat transfer medium provided for cooling the electrical machine, which flows past the welding point, can under certain circumstances get inside the electrical machine and damage it.
  • a possibility for the process-reliable, fluid-tight welding of the stator housing and the laminated core of an electrical machine is to be specified.
  • stator-housing arrangement for an electrical machine which comprises a stator core and a stator housing, the stator core and the stator housing being welded to one another at a number of weld points using the fill-up stir friction spot welding method.
  • the object of the invention is achieved by a method for producing a stator housing arrangement for an electrical machine, which has the following steps:
  • Friction stir spot welding process is performed.
  • an electrical machine comprising - a first bearing plate and a second bearing plate, a stator-housing arrangement of the above-mentioned type arranged between the two end shields, as well as stator windings arranged on the stator laminated core and a rotor arranged in the stator with a rotor shaft rotatably mounted in the two end shields.
  • the object is also achieved by a vehicle with a drive train that has an electric machine of the type mentioned above, which is provided for driving the vehicle.
  • the refill friction stir spot welding process is a special variant of the friction welding process in which a multi-part tool is used that has at least one outer tool part and one inner tool part that can be moved axially. During the welding process, the rotating tool is pressed onto the stator housing, causing the stator housing and the stator core to melt locally.
  • the rotational movement of the tool also results, in particular, in a mixing of the materials of the laminated core of the stator and of the stator housing.
  • the melt is forced into a cavity within the male mold that is formed when the male mold is in a retracted position.
  • Weld point is shifted. This pushes the melt in the cavity back into the weld. In contrast to the normal friction stir spot welding process, there is no dent at the welding point, but the welding point is largely flat.
  • the welding point can be designed to be liquid-tight and gas-tight in a process-reliable manner, and thus later Operation of the electric machine penetrate no cooling fluid through local defects in the interior of the electric machine and damage it. Furthermore, it is advantageous that the flow conditions in the cooling channel are not affected or are only slightly affected by the planar weld.
  • stator laminations of the stator laminations can be made of electrical steel and the stator housing can be made of aluminum.
  • stator core and stator housing can be welded together at just one weld using the fill-up friction stir spot welding process.
  • the electrical machine can have an outer casing which radially surrounds the stator housing, with a cooling duct being arranged between the stator housing and the outer casing.
  • the welds are advantageously arranged in this cooling channel. As a result, the welding tool can be easily placed on the stator housing.
  • the stator housing can have ribs, with the welds being advantageously arranged between the ribs.
  • the welding tool can also be easily placed on the stator housing.
  • Ribs can be provided both in electrical machines with an outer casing and in electrical machines without an outer casing. The latter are cooled by the ambient air. It is favorable if the welds are evenly distributed over a circumference and/or a length of the laminated core of the stator. As a result, the forces and torques occurring during operation of the electrical machine can be transmitted well from the stator to the stator housing without excessive local voltage peaks occurring.
  • the laminated core of the stator is placed on a support prior to welding, which supports the laminated core of the stator on the inside in a rotor bore of the laminated core of the stator. Because of the high force exerted by the tool on the stator-housing assembly, it can be expedient to place the laminated stator core on a support prior to welding, which protects the laminated stator core from deformation during the welding process.
  • FIG. 1 shows an exemplary electric machine, illustrated in half section, with a number of welding points between the laminated stator core and the stator housing;
  • FIG. 3 shows a further example of a stator-housing arrangement in an oblique view
  • FIG. 4 shows the stator-housing arrangement from FIG. 3 in half section and Figure 5 shows a motor vehicle with an electric machine of the type proposed.
  • Fig. 1 shows a half section through a schematically illustrated electrical machine 1a.
  • the electrical machine 1a comprises a shaft 2 with a rotor 3 seated thereon, the shaft 2 being mounted such that it can rotate about an axis of rotation A relative to a stator 5 with the aid of (roller) bearings 4a, 4b.
  • the rotor 3 has in particular rotor laminations, which are not shown individually, arranged one behind the other, as well as rotor magnets or a rotor winding.
  • the stator 5 has a plurality of stator laminations 6 arranged one behind the other, which together form a laminated stator core 7a, and a stator winding 8 arranged on the laminated stator core 7a.
  • the first bearing 4a sits in a first (front) end shield 9 and the second bearing 4b in a second (rear) end shield 10.
  • the stator housing 11a is arranged between the first end shield 9 and the second end shield 10 , which the stator 5 surrounds.
  • the stator housing 11a and the stator core 7a are part of a stator-housing arrangement 12a or form this.
  • the electrical machine 1a has an optional outer casing 13 which radially surrounds the stator housing 11a.
  • the outer jacket 13 is seated on optional ribs 14 of the stator housing 11a, as a result of which a cooling channel 15 is formed between the stator housing 11a and the outer jacket 13.
  • the stator laminated core 7a and the stator housing 11a are welded to one another at a number of weld points 16 using the fill-up stir friction spot welding process.
  • the welds 16 are arranged between the ribs 14 or in the cooling channel 15 . In principle, however, the weld points 16 could also be arranged at a different location, in particular if ribs 14 or a cooling channel 15 are missing.
  • FIG. 2 now shows schematically the production of the stator-housing arrangement 12a, specifically the welding of the stator housing 11a to the stator core 7a.
  • the welding takes place with a rotating tool 17 which has an outer tool part 18 and an axially displaceable inner tool part 19 .
  • the inner tool part 19 is shown in FIG. 2 in a retracted position, as a result of which a cavity is formed between the outer tool part 18 and the inner tool part 19 .
  • the rotating tool is pressed onto the stator housing 11a, causing it to melt locally.
  • the laminated core 7a of the stator is also melted locally.
  • the rotational movement also results in particular in a mixing of the materials of the laminated stator core 7a and the stator housing 11a.
  • the method for producing the stator-housing arrangement 12a for the electrical machine 1a thus comprises the following steps:
  • stator core 7a may be expedient to place the stator core 7a on a support 20 before welding, which the stator core 7a on the inside in a rotor bore of the stator core 7a supported, as shown in FIG. This prevents the laminated core 7a of the stator from being deformed during the welding process.
  • stator laminations 6 of the stator laminations 7a can be made of electrical steel and the stator housing 11a can be made of aluminum.
  • 3 and 4 show another example of a stator-housing arrangement 12b, FIG. 3 in an oblique view, FIG. 4 in a longitudinal section.
  • the welds 16 are advantageously distributed evenly over a circumference and/or a length of the laminated core 7a, 7b of the stator. As a result, the forces occurring between the laminated stator core 7a, 7b and the stator housing 11a, 11b during operation of the electrical machine 1a can be transmitted well.
  • the stator laminated core 7a, 7b is connected to the stator housing 11a, 11b via the welds 16 in a torsionally rigid manner.
  • the rib 14 or the cooling channel 15 run in a wide circumferential area along circles around the axis of rotation A. The course of the rib 14 or the cooling channel 15 only has an axial component in a narrow circumferential area.
  • the rib 14 and the cooling channel 15 can run along a helical line with a constant pitch.
  • a plurality of coolant channels 15 through which the coolant flows in parallel can also be provided, which, for example, emanate from a first collector and open into a second collector.
  • the ribs 14 and coolant channels 15 can then also run in the axial direction.
  • the cooling channel 15 is hydraulically integrated into a cooling circuit which can comprise a pump and a cooler, for example.
  • a cooling circuit which can comprise a pump and a cooler, for example.
  • water especially water mixed with antifreeze
  • oil can act as a heat transfer medium in the cooling circuit.
  • a gaseous heat carrier to circulate in the cooling circuit.
  • the outer casing 13 is omitted and the electrical machine 1a is air-cooled.
  • ribs 14 running in the axial direction or in the circumferential direction can also be provided in an air-cooled machine 1a.
  • the electrical machine 1a can not only be cooled with the proposed measures, but can of course also be heated.
  • the electrical machine 1a can be preheated at low outside temperatures.
  • FIG. 5 shows the electrical system installed in a vehicle 21
  • the vehicle 21 has two axles, one of which is driven. Specifically, the electric machine 1 is connected to the semi-axles 23 of the rear axle via an optional transmission 22 . Finally, the driven wheels 24 are mounted on the semi-axles 23 . The electric machine 1, the transmission 22 and the semi-axles 23 are part of the drive train of the vehicle 21. The vehicle 21 is driven at least partially or temporarily by the electric machine 1. This means that the electric machine 1 can drive the vehicle alone 21 serve or be provided, for example, in combination with an internal combustion engine (hybrid drive).

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Abstract

Disclosed is a stator-housing assembly (12a, 12b) for an electric machine (1, 1a), said assembly comprising a laminated stator core (7a, 7b) and a stator housing (11a, 11b) that is welded to the laminated stator core (7a, 7b) at multiple welding points (16). The welding joints are created using a refill friction stir spot welding process. Also disclosed is an electric machine (1, 1a) comprising a stator-housing assembly (12a, 12b) of said kind and a vehicle (21) having an electric machine (1, 1a) of said kind.

Description

Stator-Gehäuse-Anordnung für eine elektrische Maschine mit verbesserter Verschweißung TECHNISCHES GEBIET Electric Machine Stator Case Assembly With Improved Welding TECHNICAL FIELD
Die Erfindung betrifft eine Stator-Gehäuse-Anordnung für eine elektrische Maschine, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Stator-Gehäuse- Anordnung, eine elektrische Maschine mit einer solchen Stator-Gehäuse- Anordnung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen elektrische Maschine. The invention relates to a stator-housing arrangement for an electrical machine, a method for producing such a stator-housing arrangement, an electrical machine with such a stator-housing arrangement, and a vehicle with such an electrical machine.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Elektrische Maschinen werden in zunehmendem Maße in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen und Hybridfahrzeugen eingesetzt, überwiegend als Elektromotoren für den Antrieb eines Rads oder einer Achse eines solchen Fahrzeugs. Electric machines are increasingly being used in electrically powered vehicles and hybrid vehicles, primarily as electric motors for driving a wheel or an axle of such a vehicle.
Ein solcher Elektromotor ist zumeist mechanisch mit einem Getriebe zur Drehzahlanpassung gekoppelt. Daneben ist der Elektromotor in der Regel elektrisch mit einem Wechselrichter gekoppelt, der aus einer von einer Batterie gelieferten Gleichspannung eine Wechselspannung für den Betrieb des Elektromotors erzeugt, beispielsweise eine mehrphasige Wechselspannung. Such an electric motor is usually mechanically coupled to a gear for speed adjustment. In addition, the electric motor is usually electrically coupled to an inverter, which generates an AC voltage for the operation of the electric motor, for example a polyphase AC voltage, from a DC voltage supplied by a battery.
Es ist auch möglich, eine elektrische Maschine als Generator zur Rekuperation von Bewegungsenergie eines Fahrzeugs zu betreiben. Hierzu wird dieIt is also possible to operate an electric machine as a generator to recuperate kinetic energy from a vehicle. For this purpose, the
Bewegungsenergie zunächst in elektrische Energie und dann in chemische Energie einer Fahrzeugbatterie umgewandelt. Kinetic energy is first converted into electrical energy and then into chemical energy from a vehicle battery.
Neben einem Rotor und einem Stator, gegenüber dem der Rotor drehbar ist, kann eine elektrische Maschine mit einem Statorgehäuse ausgestattet sein, in dem der Rotor und der Stator aufgenommen sind. Der Stator und das Statorgehäuse werden drehstarr miteinander verbunden, um die im Betrieb der elektrischen Maschine im Stator auftretenden Kräfte beziehungsweise Drehmomente auf das Statorgehäuse übertragen zu können. Häufig wird der Stator dazu mit dem Statorgehäuse verschweißt. Beispielsweise kann zu diesem Zweck das Rührreibpunktschweiß-Verfahren eingesetzt werden. In addition to a rotor and a stator, relative to which the rotor can rotate, an electrical machine can be equipped with a stator housing in which the rotor and the stator are accommodated. The stator and the stator housing are connected to one another in a torsionally rigid manner in order to be able to transmit the forces or torques occurring in the stator during operation of the electrical machine to the stator housing. The stator is often welded to the stator housing for this purpose. For example, the friction stir spot welding process can be used for this purpose.
Dabei wird ein rotierendes Werkzeug auf das Statorgehäuse gedrückt, wodurch das Statorgehäuse und das Statorblechpaket lokal aufgeschmolzen werden. A rotating tool is pressed onto the stator housing, causing the stator housing and the stator core to be melted locally.
Durch die Rotation kommt es auch zu einer Vermischung der Materialien des Statorgehäuses und des Statorblechpakets. Im weiteren Verlauf wird das Werkzeug von der Schweißstelle abgehoben, woraufhin die Schmelze wieder erstarrt. Prozessbedingt kommt es dabei zu mehr oder minder großen Vertiefungen an der Schweißstelle. Problematisch ist dabei, dass die verbleibende Materialstärke des Statorgehäuses zumindest lokal sehr gering werden kann. Auch Lunker sind nicht völlig auszuschließen. Dies führt nun dazu, dass ein zur Kühlung der elektrischen Maschine vorgesehener Wärmeträger, der an der Schweißstelle vorbeiströmt, unter Umständen in das Innere der elektrischen Maschine gelangen und diese beschädigen kann. The rotation also results in a mixing of the materials of the stator housing and the laminated core of the stator. In the further course, the tool is lifted from the welding point, whereupon the melt solidifies again. Depending on the process, there are more or less large indentations at the welding point. The problem here is that the remaining material thickness of the stator housing can be very small, at least locally. Blowholes cannot be completely ruled out either. The result of this is that a heat transfer medium provided for cooling the electrical machine, which flows past the welding point, can under certain circumstances get inside the electrical machine and damage it.
Um dieses Risiko zu vermeiden, wird von einer Anwendung des Rührreibpunktschweiß-Verfahrens bei fluidgekühlten elektrischen Maschinen zumeist Abstand genommen. Dies ist insofern sehr nachteilig, als andere Schweißverfahren für die Verschweißung der verschiedenen Materialien, aus denen das Statorgehäuse und das Statorblechpaket in aller Regel bestehen, nicht oder nur wenig geeignet sind. In order to avoid this risk, the use of the friction stir spot welding process in fluid-cooled electrical machines is usually avoided. This is very disadvantageous insofar as other welding methods for welding the various materials from which the stator housing and the laminated core are usually made are unsuitable or only slightly suitable.
Demgemäß muss häufig auf andere, teurere Maßnahmen zur drehstarren Verbindung von Statorgehäuse und Statorblechpaket zurückgegriffen werden, zum Beispiel auf das Vorsehen einer Presspassung zwischen Statorgehäuse und Statorblechpaket. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Accordingly, it is often necessary to resort to other, more expensive measures for the torsionally rigid connection of the stator housing and the laminated core of the stator, for example the provision of a press fit between the stator housing and the laminated core of the stator. DISCLOSURE OF THE INVENTION
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Stator-Gehäuse- Anordnung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer solchen Stator- Gehäuse-Anordnung, eine verbesserte elektrische Maschine mit einer solchen Stator-Gehäuse-Anordnung sowie ein verbessertes Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine anzugeben. Insbesondere soll eine Möglichkeit für die prozesssichere, fluiddichte Verschweißung von Statorgehäuse und Statorblechpaket einer elektrischen Maschine angegeben werden. It is therefore an object of the invention to provide an improved stator-housing arrangement, an improved method for producing such a stator-housing arrangement, an improved electrical machine with such a stator-housing arrangement and an improved vehicle with such an electrical machine to specify. In particular, a possibility for the process-reliable, fluid-tight welding of the stator housing and the laminated core of an electrical machine is to be specified.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Stator-Gehäuse-Anordnung für eine elektrische Maschine gelöst, welche ein Statorblechpaket und ein Statorgehäuse umfasst, wobei das Statorblechpaket und das Statorgehäuse an mehreren Schweißstellen mit Hilfe des Auffüll-Rührreibpunktschweiß-Verfahrens miteinander verschweißt sind. The object of the invention is achieved by a stator-housing arrangement for an electrical machine, which comprises a stator core and a stator housing, the stator core and the stator housing being welded to one another at a number of weld points using the fill-up stir friction spot welding method.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Stator-Gehäuse-Anordnung für eine elektrische Maschine gelöst, welches folgende Schritte aufweist: In addition, the object of the invention is achieved by a method for producing a stator housing arrangement for an electrical machine, which has the following steps:
Bereitstellen eines Statorblechpakets und eines Statorgehäuses, Einschieben des Statorblechpakets in das Statorgehäuse und Dauerhaftes Verbinden des Statorblechpakets mit dem Statorgehäuse, wobei - das dauerhafte Verbinden an mehreren Schweißstellen mit Hilfe des Auffüll-Providing a laminated stator core and a stator housing, sliding the laminated stator core into the stator housing and permanently connecting the laminated stator core to the stator housing, with - the permanent connection at several weld points using the filling
Rührreibpunktschweiß-Verfahrens ausgeführt wird. Friction stir spot welding process is performed.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch eine elektrische Maschine gelöst, umfassend - ein erstes Lagerschild und ein zweites Lagerschild, eine zwischen den beiden Lagerschilden angeordnete Stator-Gehäuse- Anordnung der oben genannten Art, sowie am Statorblechpaket angeordnete Statorwicklungen und einen im Stator angeordneten Rotor mit einer in den beiden Lagerschilden drehbar gelagerten Rotorwelle. Furthermore, the object of the invention is achieved by an electrical machine, comprising - a first bearing plate and a second bearing plate, a stator-housing arrangement of the above-mentioned type arranged between the two end shields, as well as stator windings arranged on the stator laminated core and a rotor arranged in the stator with a rotor shaft rotatably mounted in the two end shields.
Schließlich wird die Aufgabe auch durch ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang gelöst, der eine elektrische Maschine der oben genannten Art aufweist, die zum Antreiben des Fahrzeugs vorgesehen ist. Finally, the object is also achieved by a vehicle with a drive train that has an electric machine of the type mentioned above, which is provided for driving the vehicle.
Das Auffüll-Rührreibpunktschweiß-Verfahren (engl.: „Refill friction stir spot welding“) ist eine spezielle Variante der Reibschweißverfahren, bei dem ein mehrteiliges Werkzeug eingesetzt wird, das zumindest einen Werkzeugaußenteil und einen axial verschiebbaren Werkzeuginnenteil aufweist. Beim Schweißvorgang wird das rotierende Werkzeug auf das Statorgehäuse gedrückt, wodurch das Statorgehäuse und das Statorblech paket lokal aufschmelzen. The refill friction stir spot welding process is a special variant of the friction welding process in which a multi-part tool is used that has at least one outer tool part and one inner tool part that can be moved axially. During the welding process, the rotating tool is pressed onto the stator housing, causing the stator housing and the stator core to melt locally.
Durch die Rotationsbewegung des Werkzeugs kommt es insbesondere auch zu einer Vermischung der Materialien des Statorblechpakets und des Statorgehäuses. Zudem wird die Schmelze in einen Hohlraum im Inneren des Werkzeugaußenteils gedrückt, welcher gebildet wird, wenn sich das Werkzeuginnenteil in einer zurückgezogenen Stellung befindet. The rotational movement of the tool also results, in particular, in a mixing of the materials of the laminated core of the stator and of the stator housing. In addition, the melt is forced into a cavity within the male mold that is formed when the male mold is in a retracted position.
Im weiteren Verlauf wird das Werkzeug von der Schweißstelle abgehoben, wobei der Werkzeuginnenteil gegenüber dem Werkzeugaußenteil relativ zurIn the further course, the tool is lifted from the weld, the inner tool part relative to the outer tool part
Schweißstelle hin verschoben wird. Dadurch wird die im Hohlraum befindliche Schmelze zurück in die Schweißstelle gedrückt. Anders als beim normalen Rührreibpunktschweiß-Verfahren entsteht somit an der Schweißstelle keine Delle, sondern die Schweißstelle ist weitgehend eben ausgebildet. Weld point is shifted. This pushes the melt in the cavity back into the weld. In contrast to the normal friction stir spot welding process, there is no dent at the welding point, but the welding point is largely flat.
Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass die Schweißstelle prozesssicher flüssigkeitsdicht und gasdicht ausgebildet werden kann, und somit im späteren Betrieb der elektrischen Maschine kein Kühlfluid über lokale Fehlstellen in das Innere der elektrischen Maschine dringen und diese beschädigen kann. Weiterhin ist von Vorteil, dass die Strömungsverhältnisse im Kühlkanal durch die ebene Schweißstelle nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt werden. It is particularly advantageous that the welding point can be designed to be liquid-tight and gas-tight in a process-reliable manner, and thus later Operation of the electric machine penetrate no cooling fluid through local defects in the interior of the electric machine and damage it. Furthermore, it is advantageous that the flow conditions in the cooling channel are not affected or are only slightly affected by the planar weld.
Durch die Rotationsbewegung beim Auffüll-Rührreibpunktschweiß-Verfahren können insbesondere verschiedene Materialien gut miteinander verschweißt werden, die mit anderen Schweißverfahren nicht oder nur schwer verschweißbar sind. Beispielsweise können die Statorbleche des Statorblechpakets aus Elektroblech und das Statorgehäuse aus Aluminium bestehen. Due to the rotational movement in the fill-up stir friction spot welding process, different materials in particular can be welded together well that cannot be welded or can only be welded with difficulty using other welding processes. For example, the stator laminations of the stator laminations can be made of electrical steel and the stator housing can be made of aluminum.
Anstelle mehrerer Schweißstellen ist es auch möglich, dass das Statorblechpaket und das Statorgehäuse an nur einer Schweißstelle mit Hilfe des Auffüll- Rührreibpunktschweiß-Verfahrens miteinander verschweißt sind. Instead of several welds, it is also possible for the stator core and the stator housing to be welded together at just one weld using the fill-up friction stir spot welding process.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren. Die elektrische Maschine kann einen Außenmantel aufweisen, welcher das Statorgehäuse radial umgibt, wobei zwischen dem Statorgehäuse und dem Außenmantel ein Kühlkanal angeordnet ist. Vorteilhaft sind die Schweißstellen in diesem Kühlkanal angeordnet. Dadurch kann das Schweiß-Werkzeug gut auf das Statorgehäuse aufgesetzt werden. Further advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims and from the description in conjunction with the figures. The electrical machine can have an outer casing which radially surrounds the stator housing, with a cooling duct being arranged between the stator housing and the outer casing. The welds are advantageously arranged in this cooling channel. As a result, the welding tool can be easily placed on the stator housing.
Insbesondere kann das Statorgehäuse Rippen aufweisen, wobei die Schweißstellen vorteilhaft zwischen den Rippen angeordnet sind. Auf diese Weise kann das Schweiß-Werkzeug ebenfalls gut auf das Statorgehäuse aufgesetzt werden. Rippen können sowohl bei elektrischen Maschinen mit einem Außenmantel als auch bei elektrischen Maschinen ohne Außenmantel vorgesehen sein. Letztere werden von der Umgebungsluft gekühlt. Günstig ist es, wenn die Schweißstellen über einen Umfang und/oder eine Länge des Statorblechpakets gleichmäßig verteilt sind. Dadurch können die im Betrieb der elektrischen Maschine auftretenden Kräfte und Drehmomente gut vom Stator auf das Statorgehäuse übertragen werden, ohne dass es lokal zu übermäßigen Spannungsspitzen kommt. In particular, the stator housing can have ribs, with the welds being advantageously arranged between the ribs. In this way, the welding tool can also be easily placed on the stator housing. Ribs can be provided both in electrical machines with an outer casing and in electrical machines without an outer casing. The latter are cooled by the ambient air. It is favorable if the welds are evenly distributed over a circumference and/or a length of the laminated core of the stator. As a result, the forces and torques occurring during operation of the electrical machine can be transmitted well from the stator to the stator housing without excessive local voltage peaks occurring.
Günstig ist es auch, wenn das Statorblechpaket vor dem Verschweißen auf eine Auflage aufgelegt wird, welche das Statorblechpaket innenseitig in einer Rotorbohrung des Statorblechpakets unterstützt. Aufgrund der hohen Kraft, die mit dem Werkzeug auf die Stator-Gehäuse-Anordnung ausgeübt wird, kann es zweckmäßig sein, das Statorblechpaket vor dem Verschweißen auf eine Auflage aufzulegen, welche das Statorblechpaket vor einer Verformung beim Schweißvorgang schützt. Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren. It is also favorable if the laminated core of the stator is placed on a support prior to welding, which supports the laminated core of the stator on the inside in a rotor bore of the laminated core of the stator. Because of the high force exerted by the tool on the stator-housing assembly, it can be expedient to place the laminated stator core on a support prior to welding, which protects the laminated stator core from deformation during the welding process. The above configurations and developments of the invention can be combined in any desired manner.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen: BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Exemplary embodiments of the invention are shown in the accompanying schematic figures. Show it:
Fig. 1 eine im Halbschnitt dargestellte beispielhafte elektrische Maschine mit mehreren Schweißstellen zwischen Statorblechpaket und Statorgehäuse; 1 shows an exemplary electric machine, illustrated in half section, with a number of welding points between the laminated stator core and the stator housing;
Fig. 2 eine Darstellung der Vorgänge beim Herstellen einer Schweißstelle; 2 shows an illustration of the processes involved in making a weld;
Fig. 3 eine weitere beispielhaft dargestellte Stator-Gehäuse-Anordnung in Schrägansicht; 3 shows a further example of a stator-housing arrangement in an oblique view;
Fig. 4 die Stator-Gehäuse-Anordnung aus Fig. 3 im Halbschnitt und Fig. 5 ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine der vorgeschlagenen Art. DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG FIG. 4 shows the stator-housing arrangement from FIG. 3 in half section and Figure 5 shows a motor vehicle with an electric machine of the type proposed. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Einführend wird festgehalten, dass gleiche Teile in den unterschiedlichen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen beziehungsweise gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes. Die in der Beschreibung enthaltene Offenbarung eines Bauteils kann sinngemäß auf ein anderes Bauteil mit gleichem Bezugszeichen beziehungsweise gleicher Bauteilbezeichnung übertragen werden. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie zum Beispiel "oben", "unten", "hinten", "vorne", "seitlich" und so weiter auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. As an introduction, it is stated that the same parts in the different embodiments are provided with the same reference numbers or the same component designations, optionally with different indices. The disclosure contained in the description of a component can be transferred analogously to another component with the same reference number or the same component designation. The position information selected in the description, such as "top", "bottom", "back", "front", "side" and so on, refers to the figure directly described and shown and, if the position changes, to the new one transfer location.
Fig. 1 zeigt einen Halbschnitt durch eine schematisch dargestellte elektrische Maschine 1a. Die elektrische Maschine 1a umfasst eine Welle 2 mit einem darauf sitzenden Rotor 3, wobei die Welle 2 mit Hilfe von (Wälz)lagern 4a, 4b um eine Drehachse A gegenüber einem Stator 5 drehbar gelagert ist. Der Rotor 3 weist insbesondere nicht im einzeln dargestellte hintereinander angeordnete Rotorbleche sowie Rotormagnete oder eine Rotorwicklung auf. Der Stator 5 weist mehrere hintereinander angeordnete Statorbleche 6 auf, die gemeinsam ein Statorblechpaket 7a bilden, sowie eine am Statorblechpaket 7a angeordnete Statorwicklung 8. Fig. 1 shows a half section through a schematically illustrated electrical machine 1a. The electrical machine 1a comprises a shaft 2 with a rotor 3 seated thereon, the shaft 2 being mounted such that it can rotate about an axis of rotation A relative to a stator 5 with the aid of (roller) bearings 4a, 4b. The rotor 3 has in particular rotor laminations, which are not shown individually, arranged one behind the other, as well as rotor magnets or a rotor winding. The stator 5 has a plurality of stator laminations 6 arranged one behind the other, which together form a laminated stator core 7a, and a stator winding 8 arranged on the laminated stator core 7a.
In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sitzt das erste Lager 4a in einem ersten (vorderen) Lagerschild 9 und das zweite Lager 4b in einem zweiten (hinteren) Lagerschild 10. Zwischen dem ersten Lagerschild 9 und dem zweiten Lagerschild 10 ist das Statorgehäuse 11a angeordnet, das den Stator 5 umgibt. Das Statorgehäuse 11a und das Statorblechpaket 7a sind Teil einer Stator-Gehäuse-Anordnung 12a oder bilden diese. In the example shown in FIG. 1, the first bearing 4a sits in a first (front) end shield 9 and the second bearing 4b in a second (rear) end shield 10. The stator housing 11a is arranged between the first end shield 9 and the second end shield 10 , which the stator 5 surrounds. The stator housing 11a and the stator core 7a are part of a stator-housing arrangement 12a or form this.
Darüber hinaus weist die elektrische Maschine 1a einen optionalen Außenmantel 13 auf, welcher das Statorgehäuse 11 a radial umgibt. Konkret sitzt der Außenmantel 13 auf optionalen Rippen 14 des Statorgehäuses 11a, wodurch zwischen dem Statorgehäuse 11a und dem Außenmantel 13 ein Kühlkanal 15 ausgebildet wird. Das Statorblechpaket 7a und das Statorgehäuse 11 a sind an mehreren Schweißstellen 16 mit Hilfe des Auffüll-Rührreibpunktschweiß-Verfahrens miteinander verschweißt. Konkret sind die Schweißstellen 16 zwischen den Rippen 14 beziehungsweise im Kühlkanal 15 angeordnet. Grundsätzlich könnten die Schweißstellen 16 aber auch an anderer Stelle angeordnet sein, insbesondere, wenn Rippen 14 oder ein Kühlkanal 15 fehlen. In addition, the electrical machine 1a has an optional outer casing 13 which radially surrounds the stator housing 11a. Specifically, the outer jacket 13 is seated on optional ribs 14 of the stator housing 11a, as a result of which a cooling channel 15 is formed between the stator housing 11a and the outer jacket 13. The stator laminated core 7a and the stator housing 11a are welded to one another at a number of weld points 16 using the fill-up stir friction spot welding process. Specifically, the welds 16 are arranged between the ribs 14 or in the cooling channel 15 . In principle, however, the weld points 16 could also be arranged at a different location, in particular if ribs 14 or a cooling channel 15 are missing.
Fig.2 zeigt nun schematisch die Herstellung der Stator-Gehäuse-Anordnung 12a, konkret die Verschweißung des Statorgehäuses 11a mit dem Statorblechpaket 7a. Die Verschweißung erfolgt mit einem rotierenden Werkzeug 17, das einen Werkzeugaußenteil 18 und einen axial verschiebbaren Werkzeuginnenteil 19 aufweist. Der Werkzeuginnenteil 19 ist in der Fig. 2 in einer zurückgezogenen Stellung dargestellt, wodurch zwischen dem Werkzeugaußenteil 18 und dem Werkzeuginnenteil 19 ein Hohlraum ausgebildet wird. Beim Schweißvorgang wird das rotierende Werkzeug auf das Statorgehäuse 11 a gedrückt, wodurch dieses lokal aufschmilzt. Im weiteren Verlauf wird auch das Statorblechpaket 7a lokal aufgeschmolzen. Durch die Rotationsbewegung kommt es insbesondere auch zu einer Vermischung der Materialien des Statorblechpakets 7a und des Statorgehäuses 11a. Zudem wird die Schmelze in den Hohlraum im Inneren des Werkzeugaußenteils 18 gedrückt. Im weiteren Verlauf wird das Werkzeug 17 zurückgezogen (das heißt in der Fig. 2 nach oben bewegt), wobei der Werkzeuginnenteil 19 gegenüber dem Werkzeugaußenteil 18 relativ nach unten verschoben wird. Dadurch wird die im Hohlraum befindliche Schmelze zurück nach unten in die Schweißstelle 16 gedrückt. Anders als beim normalen Rührreibpunktschweiß-Verfahren entsteht somit an der Schweißstelle 16 keine Delle, sondern die Schweißstelle 16 ist eben ausgebildet. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass die Schweißstelle 16 prozesssicher flüssigkeitsdicht und gasdicht ausgebildet werden kann, und somit im späteren Betrieb der elektrischen Maschine 1a kein Kühlfluid vom Kühlkanal 15 über die zwischen den Statorblechen 6 angeordneten Spalten in das Innere der elektrische Maschine 1a dringen und diese beschädigen kann. Weiterhin ist von Vorteil, dass die Strömung des Kühlfluids im Kühlkanal 15 durch die Schweißstelle 16 nicht beeinträchtigt wird. Das Verfahren zur Herstellung der Stator-Gehäuse-Anordnung 12a für die elektrische Maschine 1a umfasst somit folgende Schritte: 2 now shows schematically the production of the stator-housing arrangement 12a, specifically the welding of the stator housing 11a to the stator core 7a. The welding takes place with a rotating tool 17 which has an outer tool part 18 and an axially displaceable inner tool part 19 . The inner tool part 19 is shown in FIG. 2 in a retracted position, as a result of which a cavity is formed between the outer tool part 18 and the inner tool part 19 . During the welding process, the rotating tool is pressed onto the stator housing 11a, causing it to melt locally. In the further course, the laminated core 7a of the stator is also melted locally. The rotational movement also results in particular in a mixing of the materials of the laminated stator core 7a and the stator housing 11a. In addition, the melt is pressed into the cavity inside the outer tool part 18 . In the further course, the tool 17 is withdrawn (that is to say moved upwards in FIG. 2), with the inner tool part 19 being displaced downwards relative to the outer tool part 18. This forces the melt in the cavity back down into weld 16 . In contrast to the normal friction stir spot welding process, there is no dent at the weld point 16, rather the weld point 16 is flat. It is particularly advantageous that the weld point 16 can be made liquid-tight and gas-tight in a process-reliable manner, so that during later operation of the electrical machine 1a no cooling fluid from the cooling channel 15 penetrates through the gaps arranged between the stator laminations 6 into the interior of the electrical machine 1a and damages it can. Furthermore, it is advantageous that the flow of the cooling fluid in the cooling channel 15 is not impaired by the welding point 16 . The method for producing the stator-housing arrangement 12a for the electrical machine 1a thus comprises the following steps:
Bereitstellen des Statorblechpakets 7a und des Statorgehäuses 11a, Einschieben des Statorblechpakets 7a in das Statorgehäuse 11 a und Dauerhaftes Verbinden des Statorblechpakets 7a mit dem Statorgehäuse 11a an mehreren Schweißstellen 16 mit Hilfe des Auffüll- Rührreibpunktschweiß-Verfahrens. Providing the laminated stator core 7a and the stator housing 11a, pushing the laminated stator core 7a into the stator housing 11a and permanently connecting the laminated stator core 7a to the stator housing 11a at a plurality of weld points 16 using the fill-up friction stir spot welding process.
Aufgrund der hohen Kraft, die mit dem Werkzeug 17 auf die Stator-Gehäuse- Anordnung 12a ausgeübt wird, kann es zweckmäßig sein, das Statorblechpaket 7a vor dem Verschweißen auf eine Auflage 20 aufzulegen, welche das Statorblech paket 7a innenseitig in einer Rotorbohrung des Statorblechpakets 7a unterstützt, so wie das in der Fig. 2 dargestellt ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Statorblechpaket 7a beim Schweißvorgang deformiert wird. Due to the high force that is exerted with the tool 17 on the stator-housing arrangement 12a, it may be expedient to place the stator core 7a on a support 20 before welding, which the stator core 7a on the inside in a rotor bore of the stator core 7a supported, as shown in FIG. This prevents the laminated core 7a of the stator from being deformed during the welding process.
Durch die Rotationsbewegung beim Auffüll-Rührreibpunktschweiß-Verfahren können insbesondere verschiedene Materialien gut miteinander verschweißt werden, die mit anderen Schweißverfahren nicht oder nur schwer verschweißbar sind. Beispielsweise können die Statorbleche 6 des Statorblechpakets 7a aus Elektroblech und das Statorgehäuse 11a aus Aluminium bestehen. Fig.3 und 4 zeigen ein weiteres Beispiel einer Stator-Gehäuse-Anordnung 12b, die Fig. 3 in Schrägansicht, die Fig. 4 im Längsschnitt. Due to the rotational movement in the fill-up stir friction spot welding process, different materials in particular can be welded together well that cannot be welded or can only be welded with difficulty using other welding processes. For example, the stator laminations 6 of the stator laminations 7a can be made of electrical steel and the stator housing 11a can be made of aluminum. 3 and 4 show another example of a stator-housing arrangement 12b, FIG. 3 in an oblique view, FIG. 4 in a longitudinal section.
Vorteilhaft sind die Schweißstellen 16 über einen Umfang und/oder eine Länge des Statorblechpakets 7a, 7b gleichmäßig verteilt. Dadurch können die im Betrieb der elektrischen Maschine 1 a zwischen dem Statorblechpakets 7a, 7b und dem Statorgehäuse 11a, 11 b auftretenden Kräfte gut übertragen werden. Mit anderen Worten wird das Statorblechpaket 7a, 7b über die Schweißstellen 16 mit dem Statorgehäuse 11a, 11b drehstarr verbunden. In den gezeigten Beispielen verlaufen die Rippe 14 beziehungsweise der Kühlkanal 15 in einem weiten Umfangsbereich entlang von Kreisen um die Rotationsachse A. Lediglich in einem engen Umfangsbereich weist der Verlauf der Rippe 14 beziehungsweise des Kühlkanals 15 eine Axialkomponente auf. Denkbar wäre aber auch, dass die Rippe 14 und der Kühlkanal 15 entlang einer Schraubenlinie mit konstanter Steigung verläuft. Weiterhin können auch mehrere parallel durchflossene Kühlmittelkanäle 15 vorgesehen sein, die beispielsweise von einem ersten Sammler ausgehen und in einen zweiten Sammler münden. Insbesondere können die Rippen 14 und Kühlmittelkanäle 15 dann auch in axialer Richtung verlaufen. The welds 16 are advantageously distributed evenly over a circumference and/or a length of the laminated core 7a, 7b of the stator. As a result, the forces occurring between the laminated stator core 7a, 7b and the stator housing 11a, 11b during operation of the electrical machine 1a can be transmitted well. In other words, the stator laminated core 7a, 7b is connected to the stator housing 11a, 11b via the welds 16 in a torsionally rigid manner. In the examples shown, the rib 14 or the cooling channel 15 run in a wide circumferential area along circles around the axis of rotation A. The course of the rib 14 or the cooling channel 15 only has an axial component in a narrow circumferential area. However, it would also be conceivable for the rib 14 and the cooling channel 15 to run along a helical line with a constant pitch. Furthermore, a plurality of coolant channels 15 through which the coolant flows in parallel can also be provided, which, for example, emanate from a first collector and open into a second collector. In particular, the ribs 14 and coolant channels 15 can then also run in the axial direction.
Der Kühlkanal 15 wird in einer betriebsbereiten Anordnung (beispielsweise in einem Fahrzeug) hydraulisch in einen Kühlkreislauf eingebunden, welcher beispielsweise eine Pumpe und einen Kühler umfassen kann. Beispielsweise kann Wasser (insbesondere mit einem Gefrierschutz versetztes Wasser) oder Öl als Wärmeträger im Kühlkreislauf fungieren. Denkbar wäre aber auch, dass ein gasförmiger Wärmeträger im Kühlkreislauf zirkuliert. Möglich ist weiterhin, dass der Außenmantel 13 weggelassen wird, und die elektrische Maschine 1a luftgekühlt ist. Insbesondere können auch bei einer luftgekühlten Maschine 1a Rippen 14 vorgesehen sein, die in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung verlaufen. An dieser Stelle wird auch angemerkt, dass die elektrische Maschine 1 a mit den vorgeschlagenen Maßnahmen nicht nur gekühlt, sondern natürlich auch beheizt werden kann. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 1a bei niedrigen Außentemperaturen vorgeheizt werden. Die Fig.5 zeigt schließlich die in ein Fahrzeug 21 eingebaute elektrischeIn an operational arrangement (for example in a vehicle), the cooling channel 15 is hydraulically integrated into a cooling circuit which can comprise a pump and a cooler, for example. For example, water (especially water mixed with antifreeze) or oil can act as a heat transfer medium in the cooling circuit. However, it would also be conceivable for a gaseous heat carrier to circulate in the cooling circuit. It is also possible that the outer casing 13 is omitted and the electrical machine 1a is air-cooled. In particular, ribs 14 running in the axial direction or in the circumferential direction can also be provided in an air-cooled machine 1a. At this point it is also noted that the electrical machine 1a can not only be cooled with the proposed measures, but can of course also be heated. For example, the electrical machine 1a can be preheated at low outside temperatures. Finally, FIG. 5 shows the electrical system installed in a vehicle 21
Maschine 1. Das Fahrzeug 21 weist zwei Achsen auf, von denen eine angetrieben ist. Konkret ist die elektrische Maschine 1 über ein optionales Getriebe 22 mit den Halbachsen 23 der Hinterachse verbunden. An den Halbachsen 23 sind schließlich die angetriebenen Räder 24 montiert. Die elektrische Maschine 1 , das Getriebe 22 und die Halbachsen 23 sind dabei Teil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 21. Der Antrieb des Fahrzeugs 21 erfolgt zumindest teilweise oder zeitweise durch die elektrische Maschine 1. Das heißt, die elektrische Maschine 1 kann zum alleinigen Antrieb des Fahrzeugs 21 dienen oder zum Beispiel im Verbund mit einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein (Hybridantrieb). Machine 1. The vehicle 21 has two axles, one of which is driven. Specifically, the electric machine 1 is connected to the semi-axles 23 of the rear axle via an optional transmission 22 . Finally, the driven wheels 24 are mounted on the semi-axles 23 . The electric machine 1, the transmission 22 and the semi-axles 23 are part of the drive train of the vehicle 21. The vehicle 21 is driven at least partially or temporarily by the electric machine 1. This means that the electric machine 1 can drive the vehicle alone 21 serve or be provided, for example, in combination with an internal combustion engine (hybrid drive).
Abschließend wird festgehalten, dass der Schutzbereich durch die Patentansprüche bestimmt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Die in den Figuren enthaltenen Merkmale können beliebig ausgetauscht und miteinander kombiniert werden. Insbesondere wird auch festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtungen in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können. Teilweise können die dargestellten Vorrichtungen beziehungsweise deren Bestandteile auch nichtmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt sein. Bezugszeichenliste Finally, it is stated that the scope of protection is determined by the patent claims. However, the description and drawings should be used to interpret the claims. The features contained in the figures can be arbitrarily exchanged and combined with one another. In particular, it is also stated that in reality the devices shown can also include more or fewer components than shown. In some cases, the devices shown or their components may also not be shown to scale and/or enlarged and/or reduced. Reference List
1, 1a elektrische Maschine 1, 1a electrical machine
2 Welle 2 wave
3 Rotor 3 rotors
4a, 4b (Wälz)lager 4a, 4b (roller) bearings
5 Stator 5 stator
6 Statorblech 6 stator lamination
7a, 7b Statorblechpaket 7a, 7b stator core
8 Statorwicklung 8 stator winding
9 erstes Lagerschild 9 first bearing plate
10 zweites Lagerschild 10 second end shield
11a, 11b Statorgehäuse 11a, 11b stator housing
12a, 12b Stator-Gehäuse-Anordnung12a, 12b stator housing arrangement
13 Außenmantel 13 outer jacket
14 Rippe 14 rib
15 Kühlkanal 15 cooling channel
16 Schweißstelle 16 weld
17 Werkzeug 17 tool
18 Werkzeugaußenteil 18 tool outer part
19 Werkzeuginnenteil 19 inner part of the tool
20 Auflage 20 edition
21 Fahrzeug 21 vehicle
22 Getriebe 22 gears
23 Halbachse 23 semi-axis
24 Rad 24 wheel
A Drehachse A axis of rotation

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Stator-Gehäuse-Anordnung (12a, 12b) für eine elektrische Maschine (1, 1a), umfassend ein Statorblechpaket (7a, 7b) und ein Statorgehäuse (11a, 11 b), dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (7a, 7b) und das Statorgehäuse (11 a, 11 b) an mehreren Schweißstellen (16) mit Hilfe des Auffüll-Rührreibpunktschweiß-Verfahrens miteinander verschweißt sind. 1. Stator-housing arrangement (12a, 12b) for an electrical machine (1, 1a), comprising a stator core (7a, 7b) and a stator housing (11a, 11b), characterized in that the stator core (7a, 7b ) and the stator housing (11 a, 11 b) are welded together at a plurality of weld points (16) using the fill-up stir friction spot welding process.
2. Stator-Gehäuse-Anordnung (12a, 12b) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse (11a, 11b) Rippen (14) aufweist und die Schweißstellen (16) zwischen den Rippen (14) angeordnet sind. 2. Stator housing arrangement (12a, 12b) according to claim 1, characterized in that the stator housing (11a, 11b) has ribs (14) and the welds (16) are arranged between the ribs (14).
3. Stator-Gehäuse-Anordnung (12a, 12b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstellen (16) über einen Umfang und/oder eine Länge des Statorblechpakets (7a, 7b) gleichmäßig verteilt sind. 3. Stator-housing arrangement (12a, 12b) according to claim 1 or 2, characterized in that the welds (16) are evenly distributed over a circumference and/or a length of the stator core (7a, 7b).
4. Stator-Gehäuse-Anordnung (12a, 12b) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Statorbleche (6) des Statorblechpakets (7a, 7b) aus Elektroblech bestehen und das Statorgehäuse (11a, 11b) aus Aluminium besteht. 4. Stator-housing arrangement (12a, 12b) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stator laminations (6) of the stator core (7a, 7b) consist of electrical steel and the stator housing (11a, 11b) consists of aluminum.
5. Elektrische Maschine (1 , 1a), umfassend - ein erstes Lagerschild (9) und ein zweites Lagerschild (10), eine zwischen den beiden Lagerschilden (9, 10) angeordnete Stator- Gehäuse-Anordnung (12a, 12b) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie am Statorblechpaket (7a, 7b) angeordnete Statorwicklungen (8) und einen im Stator (5) angeordneten Rotor (3) mit einer in den beiden Lagerschilden (9, 10) drehbar gelagerten Rotorwelle (2). 5. Electrical machine (1, 1a), comprising - a first bearing plate (9) and a second bearing plate (10), between the two bearing plates (9, 10) arranged stator housing assembly (12a, 12b) according to one of Claims 1 to 4 and stator windings (8) arranged on the stator core (7a, 7b) and a rotor (3) arranged in the stator (5) with a rotor shaft (2) rotatably mounted in the two end shields (9, 10).
6. Elektrische Maschine (1 , 1a) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Außenmantel (13), welcher das Statorgehäuse (11a, 11b) radial umgibt, wobei zwischen dem Statorgehäuse (11a, 11b) und dem Außenmantel (13) ein Kühlkanal (15) angeordnet ist, in dem die Schweißstellen (16) angeordnet sind. 6. Electrical machine (1, 1a) according to claim 5, characterized by an outer casing (13) which surrounds the stator housing (11a, 11b) radially, wherein between the stator housing (11a, 11b) and the outer casing (13) a cooling channel ( 15) is arranged, in which the welds (16) are arranged.
7. Fahrzeug (21 ) mit einem Antriebsstrang, der eine elektrische Maschine (1 , 1a) nach Anspruch 5 oder 6 aufweist, die zum Antreiben des Fahrzeugs (21) vorgesehen ist. 7. Vehicle (21) with a drive train having an electric machine (1, 1a) according to claim 5 or 6, which is provided for driving the vehicle (21).
8. Verfahren zur Herstellung einer Stator-Gehäuse-Anordnung (12a, 12b) für eine elektrische Maschine (1, 1a), umfassend die Schritte 8. A method for producing a stator-housing arrangement (12a, 12b) for an electrical machine (1, 1a), comprising the steps
Bereitstellen eines Statorblechpakets (7a, 7b) und eines Statorgehäuses (11 a, 11 b), Providing a stator core (7a, 7b) and a stator housing (11a, 11b),
Einschieben des Statorblechpakets (7a, 7b) in das Statorgehäuse (11a, 11b) und Sliding the stator core (7a, 7b) into the stator housing (11a, 11b) and
Dauerhaftes Verbinden des Statorblechpakets (7a, 7b) mit dem Statorgehäuse (11a, 11 b), dadurch gekennzeichnet, dass das dauerhafte Verbinden an mehreren Schweißstellen (16) mit Hilfe des Auffüll-Rührreibpunktschweiß-Verfahrens ausgeführt wird. Permanent connection of the stator core (7a, 7b) to the stator housing (11a, 11b), characterized in that the permanent connection is carried out at a plurality of welds (16) using the fill-up stir friction spot welding process.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (7a, 7b) vor dem Verschweißen auf eine Auflage (20) aufgelegt wird, welche das Statorblechpaket (7a, 7b) innenseitig in einer Rotorbohrung des Statorblechpakets (7a, 7b) unterstützt. 9. The method according to claim 8, characterized in that the stator core (7a, 7b) is placed on a support (20) prior to welding, which supports the stator core (7a, 7b) on the inside in a rotor bore of the stator core (7a, 7b). .
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