WO2024028122A1 - Elektrische maschine mit umspritzten stator und verfahren zur herstellung einer elektrischen maschine - Google Patents

Elektrische maschine mit umspritzten stator und verfahren zur herstellung einer elektrischen maschine Download PDF

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WO2024028122A1
WO2024028122A1 PCT/EP2023/070269 EP2023070269W WO2024028122A1 WO 2024028122 A1 WO2024028122 A1 WO 2024028122A1 EP 2023070269 W EP2023070269 W EP 2023070269W WO 2024028122 A1 WO2024028122 A1 WO 2024028122A1
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stator
electrical machine
seal
winding
grooves
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Birgit Lipp
Werner Ness
Stefan LIENHART
Matthias Kohlhauser
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Magna powertrain gmbh & co kg
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    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine with oil cooling with a rotor and a stator sealed against the rotor, which is arranged in the oil-wetted space of the electrical machine.
  • the invention also relates to a method for producing an electrical machine.
  • Electric drives for vehicles are becoming increasingly important.
  • a key component is the electrical machines and their efficient cooling.
  • the stator of the electrical machine is also cooled, which is necessary for medium to higher performance.
  • Cooling of the stator via special central stator slots is also known, with coolant being guided axially through axial channels in the stator yoke in the direction of the winding of the stator and distributed to the winding heads via a plastic part.
  • the stator includes an annular core, a plurality of stator wedges and a plurality of wedge holding structures.
  • the core includes a plurality of arcuately spaced teeth.
  • An overmolding essentially covers the entire core.
  • the overmolding comprises a synthetic resin material and most preferably comprises polyethylene.
  • the insulation is also permissible for the insulation to be provided additionally or exclusively by one or more discrete insulating structures (e.g., non-conductive tabs or covers) and/or by at least partially coating the core with an electrically conductive layer .
  • the overmolding defines the wire routing structure and the stator mounting structure.
  • the walls are not concentric or the guidance is achieved via hooks and portals instead of the walls.
  • the overmolding of active parts of the electric machine is currently an effective means of meeting different requirements in electric traction drives.
  • Examples of known designs include the overmolded rotor, whereby the overmolding serves to position and fix the magnets and the electrical sheets to one another.
  • winding heads including circuitry are overmolded for thermal connection and positioning of the busbars.
  • stator yoke is only cooled from the outside via the housing of the electrical machine and a cooling jacket, the winding heads only by means of sprayed coolant. However, the main heat input occurs in the winding slots.
  • the DE 10 2018 219 816 A1 and DE 10 2018 219 818 A1 show a solution to embed the stator windings of an electrical machine together with a cooling channel through which coolant can flow for cooling the stator windings in a plastic, which typically combines electrically insulating and heat-conducting properties .
  • a plastic with electrically insulating properties it is additionally ensured that the stator windings to be cooled are not undesirably electrically short-circuited by the electrical plastic with the plastic guided through the cooling channel. It is also ensured that the - typically electrically conductive coolant - is electrically insulated from that of the stator windings when it flows through the cooling channel.
  • the stator teeth as part of the stator can also be electrically insulated from the stator windings using the plastic.
  • DE 10 2017 101 094 A1 includes a sealing agent that can be inserted into the grooves at the same time. Multiple sealing means are therefore not required, one of which is inserted into one of the grooves.
  • the term “inserting” also means that the sealant is poured, injected or printed in. Windings of an electrical coil that are required to operate the electric drive machine can be arranged in the slots.
  • the sealing agent is designed as an electrical insulator.
  • the sealing means is designed to seal the grooves from the rotor.
  • the sealing means is formed in one piece or in one piece.
  • the one-piece or one-piece design of the sealing means has the advantage that the sealing means can be inserted into the grooves in one work step in order to seal the grooves. It is the object of the invention to present a purely oil-cooled EM with a stator soaked directly in oil in order to achieve higher cooling effects and thus increased continuous power over speed.
  • the object is achieved with an electric machine with oil cooling with a rotor and a stator sealed against the rotor, which is arranged in the oil-wetted space within a housing of the electric machine, the stator being constructed from stator laminations which have radially extending winding grooves, wherein the stator sheets have a plastic seal along their inner radii and the winding grooves are lined with insulation using the same plastic.
  • the insulation of the winding slots includes retaining lugs as a system for winding wire, which are made with the same plastic in an injection molding process. This makes it easy to manufacture these systems for the winding wire.
  • Inserts for retaining lugs could also be molded around as a system for a winding wire.
  • the retaining lugs not only serve as stops but also as radial boundaries of cooling channels in the winding slots.
  • the electrical machine more precisely the stator, is further sealed, with the seal extending axially into a molded seal or a molded seal insert that rests on a housing of the electrical machine.
  • An additional seal is molded onto the front side of the stator sheet.
  • stator sheets have fixing grooves on their outer radius that are molded with plastic. This fixes and connects the sheets, saving you the need for laser welding.
  • the task is also solved with a method for producing an electrical machine with the steps:
  • a molded seal with or without a seal insert can also be produced at the same time, starting from the seal to the housing of the electrical machine.
  • the injection molding process allows the sheet metal packages to be fixed, the seals to be produced and the insulation of the winding grooves to be implemented at the same time.
  • Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11 show a fastening of stator laminations by overmolding.
  • stator 1 to 3 show sections through a stator 2 of an electrical machine 1 with a rotor 3.
  • the stator 2 has stator laminations 10 in which winding grooves 4 are formed.
  • the winding grooves only extend up to a part of the radius r of the stator laminations 10.
  • a seal 8 to the rotor 3 is shown along the inner radius n of the stator 2. It is a plastic layer that is injected over the stator sheets. At the same time, winding grooves 4 are provided with insulation 9, which lines the winding grooves 4 with a plastic material. Both plastic layers merge into one another in the area of the seal 8 opposite the rotor 3.
  • this seal 8 of the stator space to the rotating rotor 3 is required.
  • FIG 4 shows an enlarged version of an embodiment of a winding groove 4 with retaining lugs 6.
  • the retaining lugs serve to guide winding wire 5, which is introduced into the winding groove 4 in the form of hairpin structures.
  • the retaining lugs 6 also simultaneously define cooling channels 7 in the winding groove 4.
  • a series of cooling channels 7 is designed close to the seal 8.
  • two sets of cooling channels are produced by retaining lugs 6 keeping the two end regions of the winding slots 4 free.
  • there is a set of cooling channels 7 in the middle of the winding slots 4 produced by providing 4 retaining lugs 6 at a total of four positions in the winding groove.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment in which the retaining lugs 6 are replaced by inserts 6a.
  • the inserts 6a are introduced into the winding grooves 4 during the injection molding process of the insulation 9.
  • the stator is directly overmolded and, in combination with the overmolded winding slots 4, forms the supporting structure of the seal.
  • the insulation paper is no longer required due to the encapsulation of the winding slots 4.
  • the cooling channels are formed by targeted positioning of the windings or hairpin wires in the winding grooves 4.
  • the overmolding of the stator also allows the arrangement of seals. As shown in Figures 6, 7 and 8.
  • Figure 6 shows a molded seal 11, which extends from the seal 8 opposite the rotor 3 in the direction of a housing 14, not shown in this drawing.
  • the molded seal 11 runs axially in the extension of the seal 8.
  • the molded seal 11 is bent radially inwards and then runs with a smaller radius to the axis of rotation R than the seal 8. This molded seal 11 runs within the radius of the winding heads 15.
  • FIG. 8 An alternative embodiment is shown in FIG. If the material of the seal 8 is not optimally suitable for sealing the stator against the housing 14 of the electrical machine 1, a seal insert 12 is used. This seal insert 12 runs like the molded seal 11, but is inserted into the mold as a separate insert before the injection molding process. 9 shows that an additional seal 13 can be injected. This additional seal 13 runs radially on the end face 2a of the stator 2. This plastic layer of the additional seal 13 seals the laminated core below the winding heads 15.
  • stator sheet 10 is completely sealed against the rotor 3 of the electrical machine 1.
  • stator 2 is already partially encapsulated with plastic, another aspect of the implementation is conceivable.
  • FIGS 9, 10 and 11 show images of the entire stator sheet 10 in different views.
  • the stator sheet 10 has fixation notches 16 on its outer radius r a , which extend axially along the laminated core. These grooves 16 extend radially to a depth at which the winding grooves 4 begin. In the exemplary embodiment, four fixation notes 16 are distributed axially.
  • the sheets of the stator 2 are manufactured in a punching process and then stacked on top of each other.
  • This laminated core made of stator laminations 10 is inserted directly into the cavity of an injection molding tool and encapsulated immediately after the packaging process for the electrical laminations.
  • the injection molding tool contains all the shapes or prepared inserts that are needed to seal and finalize the stator 2.

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Abstract

Elektrische Maschine (1) mit Ölkühlung mit einem Rotor (3) und einen gegen den Rotor (3) abgedichteten Stator (2), der im mit Öl benetzten Raum innerhalb eines Gehäuses (14) der elektrischen Maschine (1) angeordneten liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) aus Statorblechen (10) aufgebaut ist, die radial verlaufende Wicklungsnuten (4) aufweisen, wobei die Statorbleche (10) entlang ihrer Innenradien (ri) eine Abdichtung (8) aus Kunststoff aufweisen und die Wicklungsnuten (4) mit demselben Kunststoff mit einer Isolation (9) ausgekleidet sind.

Description

Elektrische Maschine mit umspritzten Stator und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit Ölkühlung mit einem Rotor und einen gegen den Rotor abgedichteten Stator, der im mit Öl benetzten Raum der elektrischen Maschine angeordneten liegt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine.
Stand der Technik
Elektrische Antriebe für Fahrzeuge gewinnen an Bedeutung. Eine Schlüsselkomponente sind die elektrischen Maschinen und deren effiziente Kühlung. Zusätzlich zu Rotorkühlungen wird auch der Stator der elektrischen Maschine gekühlt, was für mittlere bis höhere Leistungen erforderlich ist.
Bekannt sind zur Kühlung des Stators verschiedene Ansätze wie das Kühlen über einen Kühlmantel, oder das Kühlen der Wickelköpfe von außen über einen Verteilmechanismus.
Bekannt ist auch eine Kühlung des Stators über spezielle zentrale Statornuten, wobei Kühlmittel durch axiale Kanäle im Statorjoch axial in Richtung auf die Wicklung des Stators geführt und über ein Kunststoffteil auf die Wickelköpfe verteilt werden.
Es gibt auch mit Kunststoff umspritzte Wickelköpfe mit integrierten Kühlkanälen.
Aus der US 2015076954 A1 ist eine elektrische Maschine mit Rotor und Stator bekannt. Der Stator umfasst einen ringförmigen Kem, mehrere Statorkeile und mehrere Keilhaltestrukturen. Der Kern umfasst eine Vielzahl von bogenförmig beabstandeten Zähnen. Eine Umspritzung bedeckt im Wesentlichen den gesamten Kem. Die Umspritzung umfasst ein Kunstharzmaterial und umfasst am bevorzugtesten Polyethylen.
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es auch zulässig, dass die Isolierung zusätzlich oder ausschließlich durch eine oder mehrere diskrete isolierende Strukturen (z. B. nichtleitende Zungen oder Überzüge) und/oder durch zumindest teilweises Beschichten des Kerns mit einer elektrisch leitenden Schicht bereitgestellt wird. Die Umspritzung definiert die Drahtführungsstruktur und die Statorbefestigungsstruktur. Die Wände sind nicht konzentrisch oder die Führung wird über Haken und Portale statt über die Wände erreicht.
Das Umspritzen von Aktivteilen der elektrischen Maschine ist gegenwärtig ein probates Mittel, um unterschiedlichen Anforderungen im elektrischen Traktionsantrieb zu begegnen. Beispielhafte bekannte Ausführungen sind das der umspritzte Rotor, wobei die Umspritzung zur Positionierung und Fixierung der Magnete als auch der Elektrobleche zueinander dient.
Auch ein umspritzter Stator zur Fixierung der Wicklungen in den Slots und integrierten axialen Kühlkanälen ist bekannt.
Weiterhin werden Wickelköpfe samt Verschaltung zur thermischen Anbindung und Positionierung der Stromschienen umspritzt.
Die bisher erzielte Kühlung ist unzureichend, weil nur eine oberflächliche Kühlung des Stators stattfindet. Das Statorjoch wird nur von außen über das Gehäuse der elektrischen Maschine und einen Kühlmantel gekühlt, die Wickelköpfe nur mittels aufgespritzter Kühlmittel. Der hauptsächliche Wärmeeintrag entsteht aber in den Wicklungsnuten.
Dabei entsteht ein erhöhter Schleppverlust bzw. schlechte Effizienz durch überschüssiges Öl am Rotor oder im Luftspalt der elektrischen Maschine.
Bei einer vollflächigen Umspritzung der Wicklungen erhält man schlechtere Wärmeübergänge ins Kühlmedium aufgrund der schlechteren thermischen Leitfähigkeit von Kunststoff. Ein separates Isolationspapier ist zwischen Stator und Wicklung erforderlich.
Die DE 10 2018 219 816 A1 und DE 10 2018 219 818 A1 zeigen eine Lösung, die Statorwicklungen einer elektrischen Maschine zusammen mit einem mit Kühlmittel durchström baren Kühlkanal zum Kühlen der Statorwicklungen in einen Kunststoff einzubetten, der typischerweise elektrisch isolierende und wärmeleitende Eigenschaften in sich vereint. Durch Verwendung eines Kunststoffs mit elektrisch isolierenden Eigenschaften wird zusätzlich sichergestellt, dass die zu kühlenden Statorwicklungen durch den elektrischen Kunststoff nicht auf unerwünschte Weise elektrisch mit dem durch den Kühlkanal geführten Kunststoff kurzgeschlossen werden. Außerdem ist sichergestellt, dass das - typischerweise elektrisch leitende Kühlmittel - wenn es durch den Kühlkanal strömt, elektrisch gegenüber den der Statorwicklungen isoliert wird. Darüber hinaus können mittels des Kunststoffs auch die Statorzähne als Teil des Stators elektrisch gegenüber den Statorwicklungen isoliert werden.
DE 10 2017 101 094 A1 umfasst ein Abdichtmittel, das gleichzeitig in die Nuten eingesetzt werden kann. Es werden somit nicht mehrere Abdichtmittel benötigt, von denen jeweils eines in jeweils eine der Nuten eingesetzt wird. Unter dem Begriff „einsetzen“ wird hierbei auch verstanden, dass das Abdichtmittel eingegossen, eingespritzt oder eingedruckt wird. In den Nuten können Wicklungen einer elektrischen Spule angeordnet werden, die zum Betrieb der elektrischen Antriebsmaschine benötigt werden. Das Abdichtmittel ist als elektrischer Isolator ausgebildet. Das Abdichtmittel ist dazu ausgebildet, die Nuten gegenüber dem Rotor abzudichten. Das Abdichtmittel ist einstückig oder einteilig ausgebildet. Die einstückige oder einteilige Ausgestaltung des Abdichtmittels hat den Vorteil, dass das Abdichtmittel in einem Arbeitsschritt in die Nuten eingesetzt werden kann, um die Nuten abzudichten. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine rein ölgekühlte EM mit direkt im Öl getränkten Stator darzustellen, um höhere Kühlwirkungen und somit eine gesteigerte Dauerleistung über Drehzahl zu erreichen.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einer elektrischen Maschine mit Ölkühlung mit einem Rotor und einen gegen den Rotor abgedichteten Stator, der im mit Öl benetzten Raum innerhalb eines Gehäuses der elektrischen Maschine angeordnet liegt, wobei der Stator aus Statorblechen aufgebaut ist, die radial verlaufende Wicklungsnuten aufweisen, wobei die Statorbleche entlang ihrer Innenradien eine Abdichtung aus Kunststoff aufweisen und die Wicklungsnuten mit demselben Kunststoff mit einer Isolation ausgekleidet sind.
Durch Anwendung des Spritzgussprozesses können bei der Ausführung eines direkt umspritzen Stators dünne Wandstärken erzielt werden. Dadurch ist es möglich, den Luftspalt zwischen Rotor und Stator möglichst klein auszuführen, um Leistungseinbußen zu vermeiden.
Die Isolation der Wicklungsnuten umfasst Haltenasen als Anlage für Wicklungsdraht, die mit demselben Kunststoff in einem Spritzgussprozess hergestellt sind. Dadurch erreicht man eine einfache Herstellung dieser Anlagen für den Wicklungsdraht.
Es könne auch Einleger für Haltenasen als Anlage für einen Wicklungsdraht umspritzt sein.
Die Haltenasen dienen nicht nur als Anschläge sondern auch als radiale Begrenzung von Kühlkanälen in den Wicklungsnuten. Die elektrische Maschine, genauer der Stator, wird weiter abgedichtet, wobei sich die Abdichtung axial in eine angespritzte Dichtung oder einen umspritzte Dichtungseinlage mit Anlage an einem Gehäuse der elektrischen Maschine erstreckt.
Eine Zusatzdichtung ist auf der Stirnseite des Statorblechs mit angespritzt.
Die Statorbleche weisen auf ihrem Außenradius Fixierungsnuten auf, die mit Kunststoff ausgespritzt sind. Dadurch werden die Bleche fixiert und verbunden, so dass man sich eine Laserschweißung ersparen kann.
Die Aufgabe wird auch gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine mit den Schritten:
- Herstellen und Schichten von Statorblechen,
- Einbringen des Blechpakets in eine Spritzgussform,
- Ausspritzen von Fixierungsnuten am Außenradius des Blechpakets,
- gleichzeitiges Herstellen von Isolation in den Wicklungsnuten,
- gleichzeitiges Herstellen der Abdichtung.
Es kann auch ein gleichzeitiges Herstellen einer angespritzten Dichtung mit oder ohne Dichtungseinlage ausgehend von der Abdichtung zum Gehäuse der elektrischen Maschine erfolgen.
Der Spritzgussvorgang erlaubt somit gleichzeitig Bleckpakete zu fixieren, die Abdichtungen herzustellen und die Isolation der Wickelnuten umzusetzen.
Beschreibung der Figuren
Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 3 zeigen Schnitte durch einen Stator mit Wicklungsnuten,
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Vergrößerungen der Wicklungsnuten, Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 zeigen Ausführungsformen der elektrischen Maschinen in einem Längsschnitt,
Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11 zeigen eine Befestigung von Statorblechen durch Umspritzen.
In den Figuren 1 bis 3 sind Schnitte durch einen Stator 2 einer elektrischen Maschine 1 mit einem Rotor 3. Der Stator 2 weist Statorbleche 10 auf, in denen Wickelnuten 4 ausgebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Wickelnuten nur bis zu einem Teil des Radius r der Statorbleche 10.
Entlang des Innenradius n des Stators 2 ist eine Abdichtung 8 zum Rotor 3 dargestellt. Es handelt sich um eine Kunststoffschicht, die über den Statorblechen eingespritzt wird. Gleichzeitig werden Wickelnuten 4 mit einer Isolation 9 versehen, die die Wickelnuten 4 mit einem Kunststoffmaterial auskleidet. Beide Kunststoffschichten gehen im Bereich der Abdichtung 8 gegenüber dem Rotor 3 ineinander über.
Um den Stator zu dichten, ist diese Abdichtung 8 des Stator-Raums zum rotierenden Rotor 3 erforderlich.
Im radialen Verlauf der Wickelnuten 4 sind Halte-bzw. Positioniernasen 6 eingebracht. Die Haltenasen 6 werden dabei im Spritzgussprozess gleichzeitig mit der Isolation 9 hergestellt.
Figur 4 zeigt in Vergrößerung einer Ausführungsform einer Wickelnut 4 mit Haltenasen 6. Die Haltenasen dienen zur Führung von Wicklungsdraht 5, der in Form von Haarnadelstrukturen in die Wickelnut 4 eingebracht wird. Die Haltenasen 6 definieren aber auch gleichzeitig Kühlkanäle 7 in der Wicklungsnut 4. In Figur 1 ist eine Reihe von Kühlkanälen 7 nahe an der Abdichtung 8 ausgestaltet. In Figur 2 werden zwei Sätze von Kühlkanälen hergestellt, indem Haltenasen 6 die beiden Endbereiche der Wicklungsnuten 4 freihalten. In Figur 3 ist ein Satz von Kühlkanälen 7 in der Mitte der Wicklungsnuten 4 hergestellt, indem insgesamt an vier Positionen der Wicklungsnut 4 Haltenasen 6 vorgesehen sind.
In der Figur 5 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, in der die Haltenasen 6 durch Einleger 6a ersetzt sind. Die Einleger 6a werden im Spritzprozess der Isolation 9 in die Wicklungsnuten 4 eingebracht.
Der Stator wird direkt umspritzt und bildet in Kombination mit den auch umspritzten Wicklungsnuten 4 die tragende Struktur der Abdichtung. Somit kann die Dichtfläche bzw. Wandstärke zum trockenen Rotor-Raum möglichst dünnwandig ausgeführt werden, um die Luftspaltvergrößerung möglichst klein zu halten. Zusätzlich entfällt durch die Umspritzung der Wicklungsnuten 4 das Isolationspapier.
Durch gezielte Positionierung der Wicklungen bzw. Haarnadeldrähte in den Wicklungsnuten 4 werden die Kühlkanäle ausgebildet.
Die Umspritzung des Stators erlaubt auch die Anordnung von Dichtungen. Wie sie in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellt werden.
Figur 6 zeigt eine angespritzte Dichtung 11 , die sich von der Abdichtung 8 gegenüber dem Rotor 3 in Richtung auf ein in dieser Zeichnung nicht dargestellten Gehäuse 14 erstreckt. Die angespritzte Dichtung 11 verläuft axial in der Verlängerung der Abdichtung 8. Die angespritzte Abdichtung 11 ist dabei radial nach innen gebogen und verläuft dann mit einem kleineren Radius zur Rotationsachse R als die Abdichtung 8. Diese angespritzte Abdichtung 11 verläuft innerhalb des Radius der Wickelköpfe 15.
In der Figur 7 wird eine alternative Ausführungsform dargestellt. Wenn das Material der Abdichtung 8 nicht optimal geeignet ist, um den Stator gegen das Gehäuse 14 der elektrischen Maschine 1 abzudichten, wird eine Dichtungseinlage 12 verwendet. Diese Dichtungseinlage 12 verläuft wie die angespritzte Dichtung 11 , wird aber als separates Einlegeteil vor dem Spritzgussverfahren in die Form eingelegt. In der Figur 9 ist dargestellt, dass eine Zusatzdichtung 13 eingespritzt werden kann. Diese Zusatzdichtung 13 verläuft radial auf der Stirnseite 2a des Stators 2. Diese Kunststoffschicht der Zusatzdichtung 13 dichtet das Blechpaket unterhalb der Wicklungsköpfe 15 ab.
Mit den unterschiedlichen angespritzten oder eingelegten Dichtungen wird das Statorblech 10 komplett gegenüber dem Rotor 3 der elektrischen Maschine 1 gedichtet.
Da der Stator 2 mit Kunststoff bereits teilweise umspritzt wird ist noch ein weiterer Aspekt in der Umsetzung denkbar.
Die Figuren 9,10 und 11 zeigen Bilder des gesamten Statorblechs 10 in unterschiedlichen Ansichten. Das Statorblech 10 weist auf seinem Außenradiaus ra Fixierungsnoten 16 auf, die sich axial entlang des Blechpakets erstrecken. Diese Nuten 16 erstrecken sich radial bis in eine Tiefe, in der die Wicklungsnuten 4 beginnen. Im Ausführungsbeispiel sind vier Fixierungsnoten 16 axial verteilt.
Die Bleche des Stators 2 werden in einem Stanzprozess hergestellt und anschließend aufeinandergeschichtet. Dieses Blechpaket aus Statorblechen 10 wird gleich nach dem Paketierprozess für die Elektrobleche direkt in die Kavität eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt und umspritzt.
Im Spritzgusswerkzeug befinden sich alle Ausformungen bzw. vorbereiteten Einleger, die benötigt werden, um den Stator 2 zu dichten und zu finalisieren.
Bezugszeichen
1 Elektrische Maschine
2 Stator
3 Rotor
4 Wickelnut
5 Wicklungsdraht
6 Halte- bzw. Positioniernasen
6a Einleger Haltenase
7 Kühlkanäle
8 Abdichtung zum Rotor
9 Isolation
10 Statorbleche
11 angespritzte Dichtung
12 Dichtungseinlage
13 Zusatzdichtung
14 Gehäuse
15 Wickelkopf
16 Fixierungsnut
R Rotationsachse ra Aussenradius n Innenradius

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine (1 ) mit Ölkühlung mit einem Rotor (3) und einem gegen den Rotor (3) abgedichteten Stator (2), der im mit Öl benetzten Raum innerhalb eines Gehäuses (14) der elektrischen Maschine (1 ) angeordneten liegt, wobei der Stator (2) aus Statorblechen (10) aufgebaut ist, die radial verlaufende Wicklungsnuten (4) aufweisen, wobeidie Statorbleche (10) entlang ihrer Innenradien (n) eine Abdichtung (8) gegen den Rotor aus Kunststoff aufweisen und die Wicklungsnuten (4) mit demselben Kunststoff mit einer Isolation (9) ausgekleidet sind., dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (9) der Wicklungsnuten (4) Haltenasen (6) als Anlage für Wicklungsdraht (5) aufweist, die mit demselben Kunststoff in einem Spritzgussprozess hergestellt sind, wobei die Haltenasen (6) als radiale Begrenzung von Kühlkanälen (7) in den Wicklungsnuten (4) dienen.
2. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (9) der Wicklungsnuten (4) Einleger (6a) für Haltenasen (6) als Anlage für Wicklungsdraht (5) aufweist, die in einem Spritzgussprozess hergestellt sind.
3. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (8) sich axial in eine angespritzte Dichtung (11 ) oder eine umspritzte Dichtungseinlage (12) mit Anlage an dem Gehäuse (14) der elektrischen Maschine (1 ) erstreckt.
4. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzdichtung (13) auf der Stirnseite (2a) des Statorblechs (10) mit angespritzt ist.
5. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorbleche (10) auf ihrem Außenradius (ra) Fixierungsnuten (16) aufweisen, die mit Kunststoff ausgespritzt sind.
6. Verfahren zur Herstellung einer Elektrischen Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit den Schritten:
- Herstellen und Schichten von Statorblechen (10),
- Einbringen des Blechpakets aus Statorblechen (10) in eine Spritzgussform,
- gleichzeitiges Ausspritzen von Fixierungsnuten (16) am Außenradius (ra) der Statorbleche (10), und Herstellen von Isolation (9) in den Wicklungsnuten (4) und Herstellen der Abdichtung (8).
7. Verfahren nach Anspruch 6, mit einem weiteren Schritt:
- Gleichzeitiges Herstellen einer angespritzten Dichtung (11) mit oder ohne Dichtungseinlage (12) ausgehend von der Abdichtung zum Gehäuse der elektri- sehen Maschine.
PCT/EP2023/070269 2022-08-03 2023-07-21 Elektrische maschine mit umspritzten stator und verfahren zur herstellung einer elektrischen maschine WO2024028122A1 (de)

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