DE102021215043A1

DE102021215043A1 - axial flow machine and pump

Info

Publication number: DE102021215043A1
Application number: DE102021215043.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schiel; Andre Johanning
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-06-29
Also published as: WO2023126354A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Axialflußmaschine (12) mit einem Motorgehäuse (16), einem Stator (10) und einem Rotor (18), wobei der Rotor (18) scheibenförmig ausgebildet ist und wenigstens einen Permanentmagneten aufweist, wobei der Stator einem Statorkern (54) aufweist, welcher sich in Axialrichtung (20) erstreckende Zähne (22) aufweist, wobei Wicklungen (23) um die Zähne (22) angeordnet sind. Es wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Statorkern (54) und dem Motorgehäuse (16) entlang des Umfangs (48) des Statorkerns (54) eine formschlüssige Verzahnungsverbindung (92) ausgebildet ist, welche den Statorkern (54) relativ zum Motorgehäuse (16) gegen eine Drehung in Umfangsrichtung (48) absichert.The invention relates to an axial flux machine (12) with a motor housing (16), a stator (10) and a rotor (18), the rotor (18) being disc-shaped and having at least one permanent magnet, the stator having a stator core (54) which has teeth (22) extending in the axial direction (20), windings (23) being arranged around the teeth (22). It is proposed that between the stator core (54) and the motor housing (16) a form-fitting toothed connection (92) is formed along the circumference (48) of the stator core (54), which holds the stator core (54) relative to the motor housing (16). a rotation in the circumferential direction (48) secured.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialflussmaschine nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Pumpe mit einer solchen Axialflussmaschine.The invention relates to an axial flow machine according to the generic type of the independent claim. The invention also relates to a pump with such an axial flow machine.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, bei Motoren mit Axialflusstopologie einen Statorkern aus SMC-Material einzusetzen. Aufgrund seiner Materialeigeschaften, ist es schwierig, seinen solchen Stator in ein Gehäuse einzupressen oder einzuschrumpfen, auch gegenüber direkten Schraubkräften ist das SMC-Material sehr empfindlich. Auch eine zuverlässige VVerklebung ist sehr schwierig zu realisieren, da das Gehäusematerial und das SMC-Material in der Regel unterschiedliche thermische Dehnungseigenschaften aufweisen. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Befestigungssystem für Statorkerne in Statorgehäuse bereitzustellen, welches für beliebige Materialkombinationen einsetzbar und dabei einfach und zuverlässig in der Anwendung ist.It is known to use a stator core made of SMC material in motors with an axial flux topology. Due to its material properties, it is difficult to press or shrink such a stator into a housing, and the SMC material is also very sensitive to direct screwing forces. A reliable Vgluing is also very difficult to achieve, since the housing material and the SMC material usually have different thermal expansion properties. The aim of the present invention is to provide an alternative fastening system for stator cores in the stator housing, which can be used for any combination of materials and is simple and reliable to use.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

VorteileAdvantages

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Axialflußmaschine mit einem Motorgehäuse, einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor scheibenförmig ausgebildet ist und wenigstens einen Permanentmagneten aufweist, wobei der Stator einem Statorkern aufweist, welcher sich in Axialrichtung erstreckende Zähne aufweist, wobei Wicklungen um die Zähne angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Statorkern und dem Motorgehäuse entlang des Umfangs des Statorkerns eine formschlüssige Verzahnungsverbindung ausgebildet, welche den Statorkern relativ zum Motorgehäuse gegen eine Drehung in Umfangsrichtung absichert.The present invention describes an axial flux machine with a motor housing, a stator and a rotor, the rotor being disk-shaped and having at least one permanent magnet, the stator having a stator core which has teeth extending in the axial direction, with windings being arranged around the teeth . According to the invention, a form-fitting toothed connection is formed between the stator core and the motor housing along the circumference of the stator core, which secures the stator core against rotation in the circumferential direction relative to the motor housing.

Das hat den Vorteil, dass der Statorkern mit beliebigen Materialeigenschaften ohne Erzeugung interner Spannungen im Motorgehäuse eingebaut und positioniert werden kann. Das ermöglicht die Bereitstellung einer besonders zuverlässigen und lange haltbaren Axialflussmaschine.This has the advantage that the stator core can be installed and positioned in the motor housing with any material properties without generating internal stresses. This makes it possible to provide a particularly reliable and long-lasting axial flow machine.

Dabei soll unter einer Axialfussmaschine eine besondere elektrische Maschine verstanden werden. Unter einer elektrischen Maschine soll insbesondere ein Elektromotor verstanden werden, bevorzugt einen rotativer Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor. Ein Stator ist üblicherweise dazu eingerichtet, Erregerspulen aufzunehmen. Die Erregerspulen können im Betrieb der elektrischen Maschine ein zeitlich veränderliches Magnetfeld, insbesondere Drehfeld erzeugen, welches dazu vorgesehen ist, den Rotor in Rotation zu versetzten. Der Rotor bzw. der Läufer des Elektromotors kann generell mit Permanentmagneten bestückt sein, stromkommutierte Spulen für die Magnetfelderzeugung aufweisen, oder als so genannter Kurzschlussläufer einer Asynchronmaschine ausgebildet sein.An axial foot machine is to be understood as meaning a special electrical machine. An electrical machine is to be understood in particular as an electric motor, preferably a rotary electric motor with a stator and a rotor. A stator is usually set up to accommodate excitation coils. During operation of the electrical machine, the excitation coils can generate a magnetic field that changes over time, in particular a rotary field, which is provided to cause the rotor to rotate. The rotor or the rotor of the electric motor can generally be fitted with permanent magnets, have current-commutated coils for generating the magnetic field, or be designed as a so-called squirrel-cage rotor of an asynchronous machine.

Gemäß der vorliegenden Erfindung die elektrische Maschine als eine Axialfussmaschine ausgebildet, welche dadurch charakterisiert ist, dass das durch die Erregerspulen des Stators erzeugte Magnetfeld im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Axialflussmaschine angeordnet ist. Im Gegensatz dazu erstreckt bei elektrischen Maschinen mit Innen- oder Außenläufern das Magnetfeld in einer Radialebene, also senkrecht zur Rotationsachse. Typischerweise weist der Stator daher Zähne auf, welche sich parallel zur Rotationsachse bzw. in Axialrichtung erstrecken und mit Erregerspulen oder Wicklungen bewickelt sind. Der Rotor ist vorteilhaft weitgehend scheibenförmig ausgebildet und an einer axialen Stirnseite des Stators angeordnet, vorteilhaft an der axialen Stirnseite mit den Zahnköpfen.According to the present invention, the electrical machine is designed as an axial foot machine, which is characterized in that the magnetic field generated by the excitation coils of the stator is arranged essentially parallel to the axis of rotation of the axial flux machine. In contrast, in electrical machines with internal or external rotors, the magnetic field extends in a radial plane, i.e. perpendicular to the axis of rotation. The stator therefore typically has teeth which extend parallel to the axis of rotation or in the axial direction and are wound with excitation coils or windings. The rotor is advantageously of largely disc-shaped design and is arranged on an axial end face of the stator, advantageously on the axial end face with the tooth tips.

Darunter, dass sich eine Struktur im Wesentlichen oder weitgehend in eine Richtung oder entlang einer Richtung erstreckt oder angeordnet ist soll insbesondere verstanden werden, dass eine Haupterstreckungsrichtung der Struktur bevorzugt parallel zur Richtung angeordnet ist oder um einen Winkel von höchstens 20°, bevorzugt höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 5° von einer parallelen Anordnung abweicht.The fact that a structure extends or is arranged essentially or largely in one direction or along one direction should be understood in particular to mean that a main extension direction of the structure is preferably arranged parallel to the direction or at an angle of no more than 20°, preferably no more than 10° , particularly preferably at most 5 ° deviates from a parallel arrangement.

Eine Wicklung, beispielsweise Zahnwicklung oder Sehnenwicklung, wird insbesondere durch einen Leiter bzw. Draht ausgebildet, welcher mindestens einmal, bevorzugt mehrfach um einen Pol gewickelt ist, welcher in einer axialen Richtung der Maschinenkomponente ausgerichtet ist. Bevorzugt weist eine Wicklung einen Kupferleiter bzw. einen Kupferdraht auf. Beispielsweise kann die Wicklung durch zwei unterschiedliche Nuten gewickelt werden. Typischerweise weist eine Wicklung eine Vielzahl von Windungen auf. Es ist vorgesehen, dass die Wicklung im Betrieb der elektrischen Maschine bestromt wird und ein magnetisches Feld ausbildet. Die Ausrichtung des Pols des magnetischen Feldes kann mit einer radialen Haupterstreckungsrichtung von einem der Zähne zusammenfallen, um welche die Wicklung gewickelt ist.A winding, for example a tooth winding or a chord winding, is formed in particular by a conductor or wire which is wound at least once, preferably several times, around a pole which is aligned in an axial direction of the machine component. A winding preferably has a copper conductor or a copper wire. For example, the winding can be wound through two different slots. A winding typically has a large number of turns. Provision is made for the winding to be energized during operation of the electrical machine and to form a magnetic field. The orientation of the pole of the magnetic field may coincide with a main radial extension direction of one of the teeth around which the winding is wound.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Wicklungen bevorzugt als Zahnwicklungen ausgebildet. Unter einer Zahnwicklung soll insbesondere eine Wicklung verstanden werden, welche um genau einen Zahn gewickelt ist und abschnittsweise durch die beiden an den Zahn angrenzenden Nuten verläuft. Eine solche Wicklung wird auch als Einzelzahnwicklung bezeichnet. Der Pol des magnetischen Feldes fällt bei Zahnwicklungen typischerweise mit der Achse der Haupterstreckungsrichtung des Zahns zusammen. Eine Zahnwicklung wird typischerweise mit der Nadelwickeltechnik oder mit Hilfe von Leitblechen angebracht. Es ist auch möglich, dass die Wicklung vorgewickelt wird und anschließend auf den Zahn aufgeschoben wird. So wird bei Axialflussmaschinen typischerweise zunächst eine Kunststoffhülse bewickelt, welche nach dem Wickeln mit der Wicklung auf den Zahn aufgeschoben wird.In the context of the present invention, the windings are preferably designed as toothed windings. A tooth winding is to be understood in particular as a winding which is wound around exactly one tooth and runs in sections through the two slots adjacent to the tooth. Such a winding is also referred to as a single-tooth winding. The pole of the magnetic fel in the case of tooth windings, this typically coincides with the axis of the main direction of extent of the tooth. A tooth winding is typically applied using the needle winding technique or with the help of baffles. It is also possible for the winding to be pre-wound and then pushed onto the tooth. In the case of axial flow machines, a plastic sleeve is typically wound first, which is then pushed onto the tooth with the winding after it has been wound.

In Axialflussmaschinen weist der Statorgrundkörper bzw. Statorkern typischerweise einen weitgehend scheibenförmigen Grundkörper auf, welcher als Joch dient und von welchem aus sich die Zähne in Axialrichtung erstrecken. Die Zähne sind bevorzugt gleichförmig um den Umfang des Grundkörpers angeordnet. Im in der Axialflussmaschine montierten Zustand erstreckt sich der scheibenförmige Grundkörper in der Radialebene senkrecht zur Rotationsachse. Vorteilhaft ist der Grundkörper einstückig mit den Zähnen ausgebildet.In axial flux machines, the stator base body or stator core typically has a largely disc-shaped base body, which serves as a yoke and from which the teeth extend in the axial direction. The teeth are preferably arranged uniformly around the circumference of the body. When installed in the axial flow machine, the disc-shaped base body extends in the radial plane perpendicular to the axis of rotation. The base body is advantageously formed in one piece with the teeth.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll darunter, dass eine Struktur weitgehend gemäß einer bestimmten geometrischen Figur ausgebildet ist verstanden werden, dass eine solche gedachte geometrische Figur existiert, von welcher diese Struktur mit weniger als 80% ihres Volumens abweicht, bevorzugt um weniger als 90%, besonders bevorzugt um weniger als 95%. Beispielsweise soll darunter, dass eine Struktur weitgehend scheibenförmig ausgebildet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass eine gedachte Scheibe bzw. Zylinder existiert, von welchem diese Struktur mit weniger als 80% ihres Volumens abweicht, bevorzugt um weniger als 90%, besonders bevorzugt um weniger als 95%.In the context of the present invention, the fact that a structure is largely formed according to a specific geometric figure is to be understood to mean that such an imaginary geometric figure exists from which this structure deviates by less than 80% of its volume, preferably by less than 90%, more preferably by less than 95%. For example, the fact that a structure is largely disc-shaped should be understood to mean that there is an imaginary disc or cylinder from which this structure deviates by less than 80% of its volume, preferably by less than 90%, particularly preferably by less than 95%.

Unter einstückig soll in diesem Zusammenhang insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder einen Klebeprozess usw. und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren.In this context, one-piece is to be understood in particular as being materially bonded, for example by a welding process and/or an adhesive process etc. and particularly advantageously molded, for example by being produced from a single cast and/or by being produced in a one-component or multi-component injection molding process.

Unter einer formschlüssigen Verzahnungsverbindung zwischen zwei Bauteilen soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, welche zwischen zwei komplementären Wirkflächen ausgebildet wird, welche formschlüssig zusammenwirken und wobei je eine Wirkfläche an einem der beiden Bauteilen angeordnet ist. Insbesondere kann die Verzahnungsverbindung zwischen zwei aneinander formschlüssig koppelnden Elementen ausgebildet werden, beispielsweise zwei ineinandergreifenden Zähnen, einer Nut und Feder, oder einem Rasthaken und einer Rastöse.A form-fitting toothed connection between two components is to be understood in particular as a connection which is formed between two complementary active surfaces which interact in a form-fitting manner and with one active surface each being arranged on one of the two components. In particular, the toothed connection can be formed between two elements that are coupled to one another in a form-fitting manner, for example two teeth that engage in one another, a tongue and groove, or a latching hook and a latching eyelet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Axialflussmaschine möglich.Advantageous further developments of the axial flow machine are possible as a result of the features listed in the dependent claims.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Statorkern ein SMC-Material aufweist. SMC-Materialien sind besonders empfindlich gegenüber einer Erzeugung interner Spannungen, so dass ein Statorkern mit einem SMC-Material besonders von der vorliegenden Erfindung profitiert.It is particularly advantageous if the stator core has an SMC material. SMC materials are particularly sensitive to internal stress generation, so a stator core having an SMC material particularly benefits from the present invention.

Darunter, dass der Statorgrundkörper bzw. Statorkern ein SMC-Material aufweist, soll insbesondere auch verstanden werden, dass der Statorkern vollständig oder teilweise aus einem solchen SMV-Material ausgebildet ist. SMC-Material (Soft Magnetic powder iron Composite) ist ein Material, welches mittels einer Pressform in die gewünschte Form gepresst und dann bei einer relativ niedrigen Temperatur wärmebehandelt wird, damit die notwendigen isolierenden Schichten zwischen den Pulverpartikeln nicht zerstört werden. SMC-Materialien sind aus oberflächenisolierten Eisenpartikeln zusammengesetzt, die ungleichmäßig geformt sind, jedoch eine in etwa kugelförmige Struktur gleicher Größe aufweisen. Die Pulvermaterialien weisen Partikel aus Eisenverbindungen auf, die eine Größe aufweisen, die sich zum Verpressen und Formen von Maschinenelementen eignet. Die Partikel können beispielsweise Dimensionen von etwa 0,1 mm aufweisen und in einem einzigen Schritt mit Drücken von etwa 800 MPa verpresst werden, um magnetische Maschinenelemente mit komplexen Formen und engen Toleranzen zu erhalten. Die verpressten SMC-Maschinenelemente werden dann bei Temperaturen von beispielsweise etwa 500°C für etwa 30 Minuten erwärmt, um das Maschinenelement zu erhalten. Ein Statorkern aus einem SMC-Material hat gegenüber laminierten Eisenkörper oder Blechpakete den Vorteil, dass dieser fertigungstechnisch sehr viel einfacher herstellbar ist. Das ist insbesondere bei Statoren für Axialflussmaschinen von Vorteil, da die benötigte Geometrie mit einer axialseitigen Grundplatte als Joch und sich daraus axial erstreckenden Zähnen nur sehr schwer mit Blechpaketen herstellbar ist.The fact that the stator base body or stator core has an SMC material should in particular also be understood to mean that the stator core is made entirely or partially from such an SMV material. SMC material (Soft Magnetic powder iron Composite) is a material that is pressed into the desired shape using a die and then heat treated at a relatively low temperature so that the necessary insulating layers between the powder particles are not destroyed. SMC materials are composed of surface-insulated iron particles that are irregularly shaped but roughly spherical in structure of the same size. The powder materials have iron compound particles that are of a size suitable for compacting and forming machine parts. For example, the particles can have dimensions of about 0.1 mm and be pressed in a single step at pressures of about 800 MPa to obtain magnetic machine elements with complex shapes and tight tolerances. The pressed SMC hardware is then heated at temperatures of, for example, about 500°C for about 30 minutes to obtain the hardware. A stator core made of an SMC material has the advantage over laminated iron bodies or laminated cores that it is much easier to produce in terms of production technology. This is particularly advantageous in the case of stators for axial flux machines, since the required geometry with a base plate on the axial side as a yoke and teeth extending axially from it is very difficult to produce with laminated cores.

Die Axialflussmaschine wird weiter verbessert, wenn der Statorkern sich in Radialrichtung erstreckende Zahnelemente aufweist und das Motorgehäuse komplementäre Gegenzahnelemente aufweist. Das ist eine besonders einfache und effiziente Umsetzung einer Verzahnungsverbindung. Dadurch, dass sich die Zahnelemente und Gegenzahnelemente in Radialrichtung erstrecken, wird besonders gut gegen eine Drehung des Statorkerns gegenüber dem Motorgehäuse in Umfangsrichtung abgesichert. Vorteilhaft sind die Zahnelemente an einem äußeren Umfang des Statorkerns angeordnet. Es ist weiter von Vorteil, wenn die Zahnelemente einstückig mit dem Statorkern ausgebildet sind. Vorteilhaft sind die Gegenzahnelemente an einem inneren Umfang einer inneren Ausnehmung bzw. eines Hohlraums des Motorgehäuses, welches bzw. welcher für die Aufnahme des Stators bzw. Statorkerns vorgesehen ist, angeordnet. Es ist weiter von Vorteil, wenn die Gegenzahnelemente einstückig mit dem Motorgehäuse ausgebildet sind.The axial flux machine is further improved when the stator core has radially extending teeth and the motor housing has complementary mating teeth. This is a particularly simple and efficient implementation of a toothed connection. The fact that the toothed elements and counter-toothed elements extend in the radial direction protects particularly well against rotation of the stator core relative to the motor housing in the circumferential direction. The toothed elements are advantageously arranged on an outer circumference of the stator core. It is also advantageous if the toothed elements are integral with the stator core are formed. Advantageously, the counter-toothed elements are arranged on an inner circumference of an inner recess or cavity of the motor housing, which is provided for receiving the stator or stator core. It is also advantageous if the counter-toothed elements are designed in one piece with the motor housing.

Wenn Zahnelemente äquidistant entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind hat das den Vorteil, dass auftretende Kräfte gleichmäßig verteilt werden. Das verbessert die Haltbarkeit und Lebensdauer des Statorkerns und des Motorgehäuses.If toothed elements are arranged equidistantly along the circumferential direction, this has the advantage that forces that occur are distributed evenly. This improves the durability and life of the stator core and motor housing.

Die Axialflussmaschine wird weiter verbessert, wenn die Zahnelemente an einer Grundplatte des Statorkerns angeordnet sind. Das ermöglicht eine Anordnung der Zahnelemente radial weit außen, was auftretende Kräfte in Umfangsrichtung reduziert, was sich positiv auf die Haltbarkeit und Lebensdauer des Statorkerns und des Motorgehäuses auswirkt.The axial flux machine is further improved when the gear elements are arranged on a base plate of the stator core. This enables the toothed elements to be arranged radially far outwards, which reduces forces that occur in the circumferential direction, which has a positive effect on the durability and service life of the stator core and the motor housing.

Es ist von Vorteil, wenn ein erstes Zahnelement und ein zweites Zahnelement jeweils einen voneinander unterschiedlichen Zahnwinkel um die Rotationsachse in Umfangsrichtung aufspannen. Das ermöglicht eine eindeutige Positionierung des Statorkerns bezüglich seines radialen Winkels relativ zum Motorgehäuse. So ist der Statorkern typischerweise Träger von Ein- und Ausgangsdrähten für seine Wicklungen und/oder einer Verschalteplatte, welche Kontaktierfahnen aufweist, welche mit einer Leistungselektronik verbunden werden müssen, um die Wicklungen anzusteuern. Das macht es notwendig, den Stator in einer exakten Position im Motorgehäuse anzuordnen, damit die Kontaktierungen der Wicklungen an der richtigen Position zum Anschließen an die Leistungs- bzw. Steuerelektronik angeordnet sind. Vorteilhaft weist auch das Motorgehäuse zwei Arten von unterschiedlichen Gegenzähnen oder Nuten zwischen den Gegenzähnen auf, welche unterschiedlichen Winkel um die Rotationsachse in Umfangsrichtung aufspannen, so dass das erste Zahnelement und/oder das zweite Zahnelement nur in die entsprechende Nut bzw. nur zwischen die entsprechenden Gegenzähne passen. Auf diese Weise ist eine sehr einfache und fehlerfreie Montage der Axialflussmaschine möglich.It is advantageous if a first toothed element and a second toothed element each span a mutually different tooth angle about the axis of rotation in the circumferential direction. This enables the stator core to be clearly positioned with regard to its radial angle relative to the motor housing. The stator core is typically the carrier of input and output wires for its windings and/or a wiring board that has contacting lugs that have to be connected to power electronics in order to control the windings. This makes it necessary to arrange the stator in an exact position in the motor housing so that the winding contacts are arranged in the correct position for connection to the power or control electronics. Advantageously, the motor housing also has two types of different counter-teeth or grooves between the counter-teeth, which span different angles around the axis of rotation in the circumferential direction, so that the first toothed element and/or the second toothed element only fits into the corresponding groove or only between the corresponding counter-teeth fit. In this way, a very simple and error-free assembly of the axial flow machine is possible.

Dabei soll unter einem Zahnwinkel der um die Rotationsachse in Umfangsrichtung von einen Zahnelement aufspannt wird insbesondere ein Maß für eine Erstreckung des Zahnelements in Umfangsrichtung verstanden werden.A tooth angle that spans around the axis of rotation in the circumferential direction of a toothed element is to be understood in particular as a measure of an extension of the toothed element in the circumferential direction.

Es ist auch von Vorteil, wenn wenigstens eins der Zahnelemente eine Durchführung für Schrauben aufweist. Damit ist der Statorkern mit Schrauben an das Motorgehäuse befestigbar, was axiale Bewegungen des Statorkerns gegenüber dem Motorgehäuse verhindert. Vorteilhaft erstreckt sich die Durchführung im Wesentlichen entlang der Axialrichtung. Vorteilhaft sind die Schrauben gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt. Das hat den Vorteil, dass auf den Statorkern wirkende Kräfte gleichmäßig verteilt werden.It is also advantageous if at least one of the toothed elements has a passage for screws. The stator core can thus be fastened to the motor housing with screws, which prevents axial movements of the stator core relative to the motor housing. The passage advantageously extends essentially along the axial direction. The screws are advantageously distributed evenly along the circumference. This has the advantage that forces acting on the stator core are evenly distributed.

Weiter von Vorteil ist es, wenn der Statorkern, insbesondere die Grundplatte einen Kragen aufweist, welcher die Zähne radial überragt und das Motorgehäuse eine Stufe in Axialrichtung aufweist, welche zur formschlüssigen Kontaktierung des Kragens vorgesehen ist. Das ermöglicht eine spannungsfreie und formschlüssige Absicherung des Motorgehäuses gegen eine Bewegung in eine axiale Richtung relativ zum Motorgehäuse.It is also advantageous if the stator core, in particular the base plate, has a collar which protrudes radially beyond the teeth and the motor housing has a step in the axial direction which is provided for form-fitting contacting of the collar. This enables the motor housing to be secured against movement in an axial direction relative to the motor housing in a stress-free and form-fitting manner.

Unter einer Stufe soll insbesondere ein Abschnitt bzw. eine Kontur einer Innenseite eines Hohlraums des Motorgehäuses verstanden werden, welcher zur Aufnahme des Stators bzw. des Statorkerns vorgesehen ist, welche sich weitgehend in Radialrichtung erstreckt. Vorteilhaft verbindet die Stufe zwei Bereiche des Hohlraums, welche jeweils unterschiedlichen Innendurchmesser aufweisen.A step is to be understood in particular as a section or a contour of an inner side of a cavity of the motor housing, which is provided for accommodating the stator or the stator core, which extends largely in the radial direction. The step advantageously connects two areas of the cavity, each of which has a different inner diameter.

Die Axialflussmaschine wird weiter verbessert, wenn auf einer ersten axialen Stirnseite des Stators ein Spannring angeordnet ist, welcher die Verzahnungsverbindung weitgehend abdeckt, insbesondere die Zahnelemente und Gegenzahnelemente weitgehend abdeckt. Vorteilhaft werden Schrauben, welche den Stator am Motorgehäuse befestigen, durch den Spannring durchgeführt, so dass die Schraubenköpfe am Spannring aufliegen. Auf diese Weise werden die auf den Statorkern wirkende Kräfte gleichmäßig verteilt, insbesondere durch die Verschraubung mit den Schrauben wirkende Kräfte.The axial flow machine is further improved if a clamping ring is arranged on a first axial end face of the stator, which largely covers the toothed connection, in particular largely covers the toothed elements and counter-toothed elements. Screws that attach the stator to the motor housing are advantageously passed through the clamping ring so that the screw heads rest on the clamping ring. In this way, the forces acting on the stator core are evenly distributed, in particular forces acting as a result of the screw connection with the screws.

Darunter, dass eine Fläche weitgehend abgedeckt wird, soll insbesondere verstanden werden, dass die Fläche zu mindestens 80%, bevorzugt mindestens 85%, besonders bevorzugt vollständig überdeckt ist. Darunter, dass eine Fläche vollständig überdeckt ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Fläche zu wenigstens 90%, bevorzugt wenigstens 95%, besonders bevorzugt wenigstens 98% überdeckt ist.The fact that an area is largely covered is to be understood in particular as meaning that the area is covered by at least 80%, preferably at least 85%, particularly preferably completely. The fact that an area is completely covered is to be understood in particular as meaning that the area is covered by at least 90%, preferably at least 95%, particularly preferably at least 98%.

Von Vorteil ist auch eine Pumpe, insbesondere Wasserstoffpumpe, mit einer Axialfußmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, einem am Motorgehäuse angeordneten Hydraulikgehäuse, wobei im Hydraulikgehäuse ein Verdichterrad angeordnet ist, welches an den Rotor gekoppelt ist. Eine solche Pumpe hat aufgrund der verwendeten Axialflussmaschine eine hohe Haltbarkeit und muss nur selten gewartet werden.Also advantageous is a pump, in particular a hydrogen pump, with an axial foot machine according to the present invention, a hydraulic housing arranged on the motor housing, with a compressor wheel being arranged in the hydraulic housing and being coupled to the rotor. Due to the axial flow machine used, such a pump has a high durability and only rarely needs to be serviced.

Figurenlistecharacter list

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Axialflussmaschine dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Schnittdarstellung einer Pumpe mit der der Axialflussmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Explosionsdarstellung eines Stator einer Axialflussmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung,
3 perspektivische Ansicht auf eine Variante des Stators im zusammengebauten Zustand,
4 eine Draufsicht auf eine axiale Stirnseite einer Axialflussmaschine mit einer weiteren Variante des Stators und
5 eine Draufsicht auf die Axialflussmaschine aus 4 mit montiertem Spannring.

Exemplary embodiments of the axial flow machine are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it

1 a schematic sectional view of a pump with the axial flow machine according to the present invention,
2 an exploded view of a stator of an axial flow machine according to the present invention,
3 perspective view of a variant of the assembled stator,
4 a plan view of an axial end face of an axial flow machine with a further variant of the stator and
5 a plan view of the axial flow machine 4 with mounted clamping ring.

BeschreibungDescription

In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen.The same parts are given the same reference numbers in the different design variants.

1 zeigt eine Pumpe 14 mit einer Axialflussmaschine 12. Beispielhaft ist die Pumpe 14 eine Wasserstoffpumpe. Die Axialflussmaschine 12 weist ein Motorgehäuse 16 mit einem Stator 10 auf. Die Axialflussmaschine 12 weist einen Rotor 18 und einen Stator 10 auf. Der Stator 10 ist innerhalb vom Motorgehäuse 16 angeordnet. Der Stator 10 weist einen Statorkern 54 bzw. Statorgrundkörper 54 auf. Der Statorkern 54 weist eine Grundplatte 56 auf, von welcher aus sich die Zähne 22 entlang einer Axialrichtung 20 erstrecken. Die Grundplatte 56 ist an einer ersten axialen Stirnseite 24a des Stators 10 angeordnet. Insbesondere hat die Grundplatte 56 die Funktion eines Jochs. Die Zähne 22 erstrecken sich in Richtung einer zweiten axialen Stirnseite 24b des Stators 10. Beispielhaft weist der Stator 10 sechs Zähne 22 auf. Die Erfindung funktioniert für eine beliebige Anzahl an Zähnen 22. Der Stator 10 weist Wicklungen 23 bzw. Erregerwicklungen um die Zähne 22 auf. 1 14 shows a pump 14 with an axial flow machine 12. The pump 14 is a hydrogen pump, for example. The axial flow machine 12 has a motor housing 16 with a stator 10 . The axial flow machine 12 has a rotor 18 and a stator 10 . The stator 10 is arranged inside the motor housing 16 . The stator 10 has a stator core 54 or stator base body 54 . The stator core 54 has a base plate 56 from which the teeth 22 extend along an axial direction 20 . The base plate 56 is arranged on a first axial end face 24a of the stator 10 . In particular, the base plate 56 has the function of a yoke. The teeth 22 extend in the direction of a second axial end face 24b of the stator 10. The stator 10 has six teeth 22, for example. The invention works for any number of teeth 22. The stator 10 has windings 23 or field windings around the teeth 22.

An der ersten axialen Stirnseite 24a des Stators 10 ist beispielhaft eine Verschalteplatte 26 angeordnet. Die Wicklungen 23 weisen jeweils einen Eingangsdraht 28 und einen Ausgangsdraht 30 auf, welche jeweils aus einer radialen Innenseite bzw. an einer Rotationsachse 32 der Axialflussmaschine 12 angeordnet sind. Die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 verlaufen entlang der Axialrichtung 20 ausgehend von den Zähnen 22 in Richtung der Verschalteplatte 26 und verlaufen dort durch eine zentral an der Rotationachse 32 angeordnete zentrale Verschalteöffnung der Verschalteplatte 26. Die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 weisen eine Biegung auf und sind weitgehend in einer Radialebene angeordnet bzw. erstrecken sich jeweils weitgehend in einer Radialrichtung 34. Die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 sind beispielhaft jeweils über eine Schneid-Klemm-Verbindung (SKV) 35 elektrisch mit der Verschalteplatte 26 kontaktiert.A connecting plate 26 is arranged, for example, on the first axial end face 24a of the stator 10 . The windings 23 each have an input wire 28 and an output wire 30 which are each arranged on a radial inner side or on a rotational axis 32 of the axial flux machine 12 . The input and output wires 28, 30 run along the axial direction 20, starting from the teeth 22 in the direction of the interconnection plate 26 and run there through a central interconnection opening of the interconnection plate 26 arranged centrally on the axis of rotation 32. The input and output wires 28, 30 have a Bending and are largely arranged in a radial plane or each extend largely in a radial direction 34 .

Nicht abgebildet ist Elektronikgehäuse, welches beispielsweise an der ersten axialen Stirnseite 24a am Motorgehäuse 16 angeordnet sein kann. Im Elektronikgehäuse ist insbesondere eine Steuerelektronik angeordnet, welche über in 1 nicht sichtbare Kontaktierfahnen 40 (siehe 2) elektrisch mit der Verschalteplatte 26 verbunden ist. Auf diese Weise sind insbesondere die Wicklungen 23 über die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30, die Verschalteplatte 26 und die Kontaktierfahnen 40 mit der Leistungselektronik verschaltet.The electronics housing, which can be arranged, for example, on the first axial end face 24a on the motor housing 16, is not shown. In the electronics housing, in particular, control electronics are arranged, which via in 1 invisible contact lugs 40 (see 2 ) is electrically connected to the wiring board 26. In this way, the windings 23 in particular are connected to the power electronics via the input and output wires 28, 30, the interconnecting plate 26 and the contact lugs 40.

An der der ersten axialen Stirnseite 24a gegenüberliegend angeordneten zweiten axialen Stirnseite 24b des Stators 10 ist am Motorgehäuse 16 ein Hydraulikgehäuse 42 bzw. Verdichtergehäuse angeordnet. Der Rotor 18 ist an der zweiten axialen Stirnseite 24b des Stators 10 angeordnet. Der Rotor 18 ist weitgehend im Hydraulikgehäuse 42 angeordnet. Im Hydraulikgehäuse 42 ist ein Verdichterrad 44 bzw. ein Pumpenrad angeordnet. Das Verdichterrad 44 ist über eine Rotorwelle 46 drehfest mit dem Rotor 18 verbunden. Das Hydraulikgehäuse 42 und das Motorgehäuse 16 weisen beispielhaft an den jeweils zueinander zugewandten axialen Stirnseiten jeweils einen um die Rotationsachse 32 in einer Umfangsrichtung 48 (siehe 2) verlaufenden, weitgehend ringförmig ausgebildeten Kanal auf, wobei die Kanäle zusammen ein weitgehend ringförmigen Verdichterkanal 52 ausbilden. Das Verdichterrad 44 ist teilweise, insbesondere mit Verdichterschaufeln im Verdichterkanal 52 angeordnet.A hydraulic housing 42 or compressor housing is arranged on the motor housing 16 on the second axial end face 24b of the stator 10 arranged opposite the first axial end face 24a. The rotor 18 is arranged on the second axial end face 24b of the stator 10 . The rotor 18 is largely arranged in the hydraulic housing 42 . A compressor wheel 44 or a pump wheel is arranged in the hydraulic housing 42 . Compressor wheel 44 is connected to rotor 18 in a torque-proof manner via a rotor shaft 46 . The hydraulic housing 42 and the motor housing 16 each have, for example, on the respective axial end faces facing one another, one about the axis of rotation 32 in a circumferential direction 48 (see FIG 2 ) running, largely ring-shaped duct, the ducts together forming a largely annular compressor duct 52 . The compressor wheel 44 is arranged partially, in particular with compressor blades, in the compressor channel 52 .

Das Pumpenmedium, in vorliegenden Ausführungsbeispiel Wasserstoff, wird im Betrieb der Pumpe 14 im Wesentlichen durch den Verdichterkanal 52 durch das Verdichterrad 44 bewegt. Somit ist das Pumpenmedium im Wesentlichen im Hydraulikgehäuse 42 angeordnet. Der Stator weist eine Isolationsmaske 50 auf. Der Stator 10 ist beispielhaft mit seiner zweiten axialen Stirnseite 24b dem Rotor 18 zugewandt und kann dort mit dem Pumpenmedium in Kontakt geraten. In diesem Bereich weist die Isolationsmaske 50 des Stators 10 eine Zahnkopfmaske 50a auf, welche mit dem Pumpenmedium im Betrieb der Pumpe 14 in Kontakt ist.The pump medium, hydrogen in the present exemplary embodiment, is essentially moved through the compressor channel 52 through the compressor impeller 44 during the operation of the pump 14 . The pump medium is thus essentially arranged in the hydraulic housing 42 . The stator has an insulation mask 50 . The stator 10 faces the rotor 18 with its second axial end face 24b, for example, and can come into contact with the pump medium there. In this area, the insulation mask 50 of the stator 10 has a tooth head mask 50a, which is in contact with the pump medium when the pump 14 is in operation.

Wie deutlich zu erkennen ist, weist das Motorgehäuse 16 eine Stufe 36 auf. Die Stufe 36 ist in Axialrichtung 20 ausgebildet. Das Motorgehäuse 16 weist einen inneren Hohlraum 82 auf, in welchem der Stator 10 angeordnet ist. An der Stufe 36 verengt sich der Hohlraum 82. Anders formuliert weist das Motorgehäuse 16 einen ersten Hohlraum 82a auf, welcher einen ersten Innendurchmesser aufweist und an der ersten axialen Stirnseite 24a angeordnet ist und einen zweiten Hohlraum 82b auf, welcher einen zweiten Innendurchmesser aufweist und an der zweiten axialen Stirnseite 24b angeordnet ist. Der erste Hohlraum 82a ist weitgehend zylinderförmig ausgebildet und für die Aufnahme der Grundplatte 56 ausgebildet. Der erste Innendurchmesser des ersten Hohlraums 82a entspricht weitgehend dem Außendurchmesser der Grundplatte 56. Insbesondere ist der erste Hohlraum koaxial zur Rotationsachse 32 angeordnet. Der zweite Hohlraum 82b ist weitgehend zylinderförmig ausgebildet und koaxial zur Rotationsachse 32 angeordnet.As can be seen clearly, the motor housing 16 has a step 36 . The step 36 is formed in the axial direction 20 . The motor housing 16 has an internal cavity 82 in which the stator 10 is arranged. Narrowed at level 36 cavity 82. In other words, motor housing 16 has a first cavity 82a, which has a first inner diameter and is located on first axial end face 24a, and a second cavity 82b, which has a second inner diameter and is located on second axial end face 24b is arranged. The first cavity 82a has a largely cylindrical shape and is designed to receive the base plate 56 . The first inner diameter of the first cavity 82a largely corresponds to the outer diameter of the base plate 56. In particular, the first cavity is arranged coaxially to the axis of rotation 32. The second cavity 82b is largely cylindrical and is arranged coaxially to the axis of rotation 32 .

Der zweite Hohlraum 82b ist zur Aufnahme der Zähne 22, insbesondere der Zähne 22 einschließlich der Wicklungen 23 ausgebildet. Der zweite Innendurchmesser des zweiten Hohlraums ist wenigstens so groß wie der Außendurchmesser des Stators 10 auf der axialen Höhe der Zähne 22. Im Ausführungsbeispiel ist der zweite Innendurchmesser kleiner als der erste Innendurchmesser. Insbesondere ist der zweite Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Grundplatte 56. Die Stufe 36 ist zwischen dem ersten Hohlraum und dem zweiten Hohlraum angeordnet und stellt insbesondere den Übergang zwischen dem ersten Hohlraum und dem zweiten Hohlraum dar. Beispielhaft erstreckt sich die Stufe 36 im Wesentlichen in einer Radialebene und verbindet insbesondere den ersten Innendurchmesser mit dem zweiten Innendurchmesser. Auf diese Weise kann der Stator 10 mit seiner Grundplatte 56 auf der Stufe 36 aufliegen und diese formschlüssig kontaktieren. Insbesondere wird der Stator 10 durch die Stufe 36 gegen ein tieferes eindrücken in Richtung des Rotors 18 fixiert.The second cavity 82b is designed to accommodate the teeth 22, in particular the teeth 22 including the windings 23. The second inner diameter of the second cavity is at least as large as the outer diameter of the stator 10 at the axial height of the teeth 22. In the exemplary embodiment, the second inner diameter is smaller than the first inner diameter. In particular, the second inner diameter is smaller than the outer diameter of the base plate 56. The step 36 is arranged between the first cavity and the second cavity and in particular represents the transition between the first cavity and the second cavity. For example, the step 36 extends essentially in a radial plane and connects in particular the first inner diameter with the second inner diameter. In this way, the stator 10 can rest with its base plate 56 on the step 36 and contact it in a form-fitting manner. In particular, the step 36 fixes the stator 10 against being pushed in further in the direction of the rotor 18 .

Wie deutlich zu erkennen ist, weist die Grundplatte 56 des Statorgrundkörpers 54 einen größeren radialen Außendurchmesser auf als die Zähne 22 zusammen mit den Wicklungen 23. Insbesondere bildet die Grundplatte 56 einen in Umfangsrichtung 48 umlaufenden Kragen 38 aus, welcher die Zähne 22 und die Wicklungen 23 radial überragt. Der Kragen 38 bildet zusammen mit der Stufe 36 des Motorgehäuses 16 eine formschlüssige Verbindung aus. Insbesondere liegt der Kragen 38 auf der Stufe 36 auf.As can be clearly seen, the base plate 56 of the stator base body 54 has a larger radial outer diameter than the teeth 22 together with the windings 23. In particular, the base plate 56 forms a collar 38 running around in the circumferential direction 48, which surrounds the teeth 22 and the windings 23 radially surpassed. The collar 38 forms a form-fitting connection with the step 36 of the motor housing 16 . In particular, the collar 38 rests on the step 36 .

Beispielhaft ist der Statorgrundkörper 54 mit Schrauben 84 am Motorgehäuse 16 befestigt. In der Schnittdarstellung in 1 sind beispielhaft zwei Schrauben 84 sichtbar. Dazu weist der Kragen 38 Durchführungen für die Schrauben 84 auf. Die Schrauben 84 sind entlang der Axialrichtung 20 durch die Durchführungen des Kragens 38 für die Schrauben 84 durchgeführt und an der Stufe 36 mit dem Motorgehäuse 16 verschraubt. Auf diese Weise ist der Stator 10 gegen eine axiale Bewegung aus dem Motorgehäuse 16 heraus abgesichert.For example, the stator base body 54 is fastened to the motor housing 16 with screws 84 . In the sectional view in 1 two screws 84 are visible as an example. For this purpose, the collar 38 has passages for the screws 84 . The screws 84 are passed through the passages of the collar 38 for the screws 84 along the axial direction 20 and are screwed to the motor housing 16 at the step 36 . In this way, the stator 10 is secured against axial movement out of the motor housing 16 .

2 zeigt zur Illustration der Isolationsmaske 50 eine Explosionsansicht des Stators 10 entlang der Rotationsachse 32. Die Grundplatte 56 hat eine radial äußere, weitgehend kreisförmige Kontur und zentral an der Rotationsachse 32 eine zentrale Statoröffnung 57, welche insbesondere für die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 der Wicklungen 23 vorgesehen ist. Insbesondere ist die Grundplatte 56 weitgehend ringförmig ausgebildet. Die Zähne 22 sind entlang der Umfangsrichtung 48 gleichmäßig um die Grundplatte 56 angeordnet. Die Grundplatte 56 ist an der ersten axialen Stirnseite 24a des Stators 10 angeordnet. Insbesondere bildet die von den Zähnen 22 abgewandte Seite der Grundplatte 56 die erste axiale Stirnseite 24a. Die Zähne 22 erstrecken sich von der Grundplatte 56 aus entlang der Axialrichtung 20 in Richtung der zweiten axialen Stirnseite 24b des Stators 10. Die Zähne 22 weisen sich in Axialrichtung 20 erstreckende Zahnhälse 58 auf. Die Zahnhälse 58 sind insbesondere zur Anordnung der Wicklungen 23 vorgesehen. An ihren von der Grundplatte 56 abgewandten Ende weisen die Zähne 22 jeweils ihren Zahnkopf 60 auf. Die Zahnköpfe 60 weisen eine Zahnoberfläche auf, welche sich im Wesentlichen in Radialrichtung 34 erstreckt. Die Zahnköpfe 60 sind an der zweiten axialen Stirnseite 24b angeordnet. Insbesondere bilden die Zahnköpfe 60 die zweite axiale Stirnseite 24b aus. 2 shows an exploded view of the stator 10 along the axis of rotation 32 to illustrate the insulation mask 50. The base plate 56 has a radially outer, largely circular contour and centrally on the axis of rotation 32 a central stator opening 57, which in particular for the input and output wires 28, 30 of the Windings 23 is provided. In particular, the base plate 56 is largely ring-shaped. The teeth 22 are arranged uniformly around the base plate 56 along the circumferential direction 48 . The base plate 56 is arranged on the first axial end face 24a of the stator 10 . In particular, the side of the base plate 56 facing away from the teeth 22 forms the first axial end face 24a. The teeth 22 extend from the base plate 56 along the axial direction 20 in the direction of the second axial end face 24b of the stator 10. The teeth 22 have tooth necks 58 extending in the axial direction 20. The tooth necks 58 are provided in particular for arranging the windings 23 . The teeth 22 each have their tooth heads 60 at their ends facing away from the base plate 56 . The tooth tips 60 have a tooth surface which essentially extends in the radial direction 34 . The tooth tips 60 are arranged on the second axial end face 24b. In particular, the tooth tips 60 form the second axial end face 24b.

Im Ausführungsbeispiel ist die Grundpatte 56 einstückig mit dem Statorkern 54 ausgebildet. Vorteilhaft sind die Zähne 22 einstückig mit dem Statorkern 54 ausgebildet. Insbesondere ist die Grundplatte 56 einstückig mit den Zähnen 22 ausgebildet. Unter einstückig soll in diesem Zusammenhang insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder einen Klebeprozess usw. und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren.In the exemplary embodiment, the base plate 56 is designed in one piece with the stator core 54 . The teeth 22 are advantageously formed in one piece with the stator core 54 . In particular, the base plate 56 is formed in one piece with the teeth 22 . In this context, one-piece is to be understood in particular as being materially bonded, for example by a welding process and/or an adhesive process etc. and particularly advantageously molded, for example by being produced from a single cast and/or by being produced in a one-component or multi-component injection molding process.

Beispielhaft ist der Statorkern 54 im Ausführungsbeispiel einstückig aus SMC-Material hergestellt bzw. ausgebildet.By way of example, the stator core 54 in the exemplary embodiment is produced or formed in one piece from SMC material.

An der ersten axialen Stirnseite 24a ist die Verschalteplatte 26 angeordnet. Beispielhaft erstrecken sich drei Paare von Kontaktierfahnen 40 von der Leiterplatte 26 in Axialrichtung 20 in die vom Statorkern 54 wegweisende Richtung. Die drei Paare von Kontaktierfahnen 40 sind zum Anschluss an die Steuerelektronik bzw. Leistungselektronik vorgesehen und sind jeweils den beispielhaft drei Phasen der Axialflussmaschine 12 zugeordnet. Wie deutlich zu erkennen ist, weist die Verschalteplatte 26 beispielhaft zwölf SKV 35 angeordnet. Die SKV 35 sind für die elektrische Kontaktierung der Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 der sechs Wicklungen 23 vorgesehen. Beispielhaft sind dabei jeweils vier der SKV 35 jeweils einer Phase der Axialflussmaschine 12 zugeordnet. Insbesondere sind jeweils zwei Wicklungen 23 jeweils einer Phase der Axialflussmaschine 12 zugeordnet.The connecting plate 26 is arranged on the first axial end face 24a. For example, three pairs of contacting lugs 40 extend from the printed circuit board 26 in the axial direction 20 in the direction pointing away from the stator core 54 . The three pairs of contact lugs 40 are provided for connection to the control electronics or power electronics and are each assigned to the three phases of the axial flow machine 12, for example. As can be seen clearly, the interconnecting plate 26 has playfully arranged twelve SKV 35. The SKV 35 are provided for the electrical contacting of the input and output wires 28, 30 of the six windings 23. By way of example, four of the SKVs 35 are each assigned to one phase of the axial flow machine 12 . In particular, two windings 23 are each assigned to one phase of the axial flow machine 12 .

In der Darstellung in 2 erstrecken sich die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 der sechs Wicklungen 23 in Axialrichtung 20. Auf diese Weise können sie bei der Montage durch die zentrale Statoröffnung 57 des Statorkerns 54 bzw. seiner Grundplatte 56 und durch die zentrale Verschalteöffnung 33 der Verschalteplatte 26 durchgesteckt werden. Anschließend können die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 der sechs Wicklungen 23 in Radialrichtung 34 umgebogen werden und die entsprechenden SKV 35 kontaktieren bzw. in diese eingeklemmt werden.In the representation in 2 the input and output wires 28, 30 of the six windings 23 extend in the axial direction 20. In this way, they can be pushed through the central stator opening 57 of the stator core 54 or its base plate 56 and through the central interconnecting opening 33 of the interconnecting plate 26 during assembly . Subsequently, the input and output wires 28, 30 of the six windings 23 can be bent in the radial direction 34 and contact the corresponding SKV 35 or be clamped in them.

Die Isolationsmaske 50 weist die Zahnkopfmaske 50a auf. Weiterhin weist die Isolationsmaske 50 die Zahnhalsmaske 50b auf. Die Zahnhalsmaske 50b weist einen sich im Wesentlichen entlang der Axialrichtung 20 erstreckenden Zahnhalsabschnitt 62 auf, welcher dazu vorgesehen ist, die Zahnhälse 58 weitgehend abzudecken. Die Zahnhalsabschnitte 62 erstrecken sich aus einem Nutabschnitt 64 der Zahnhalsmaske 50b heraus. Der Nutabschnitt 64 erstreckt sich im Wesentlichen in einer Radialebene. Die Zahnkopfmaske 50a weist auf ihrer ersten axialen Stirnseite 24a eine an der Rotationsachse 32 angeordnete, zentrale Maskenöffnung 65 auf. Die Maskenöffnung 65 ist im Wesentlichen zum Durchführen der Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 der Wicklungen 23 vorgesehen. Beispielhaft erstrecken sich die Nutabschnitte 64 ausgehend von der Maskenöffnung 65 in Radialrichtung 34 nach außen. Im Ausführungsbeispiel weist der Nutabschnitt 64 sechs Teilstücke aus, welche sich jeweils in Radialrichtung 34 und in Umfangsrichtung 48 erstrecken und dafür vorgesehen sind, jeweils einen Nutgrund 66 zwischen zwei Zähnen 22 abzudecken. Ein Nutgrund 66 ist insbesondere der Abschnitt einer dem Zähnen 22 zugewandten Seiten der Grundplatte 56, welcher zwischen zwei in Umfangsrichtung 48 zueinander benachbarten Zähnen 22 angeordnet ist.The insulation mask 50 has the tooth tip mask 50a. Furthermore, the insulation mask 50 has the tooth neck mask 50b. The tooth neck mask 50b has a tooth neck section 62 which extends essentially along the axial direction 20 and is intended to largely cover the tooth necks 58 . The cervical portions 62 extend out of a groove portion 64 of the cervical mask 50b. The groove section 64 essentially extends in a radial plane. The tooth head mask 50a has a central mask opening 65 arranged on the axis of rotation 32 on its first axial end face 24a. The mask opening 65 is essentially intended for the input and output wires 28, 30 of the windings 23 to pass through. By way of example, the groove sections 64 extend outwards in the radial direction 34 starting from the mask opening 65 . In the exemplary embodiment, the groove section 64 has six sections, which each extend in the radial direction 34 and in the circumferential direction 48 and are intended to cover a groove base 66 between two teeth 22 in each case. A groove base 66 is in particular the section of a side of the base plate 56 facing the teeth 22 which is arranged between two teeth 22 which are adjacent to one another in the circumferential direction 48 .

Die sich aus dem Nutgrund 66 erstreckenden Zahnhalsabschnitte 62 sind tubular ausgebildet und weisen an der ersten axialen Stirnseite 24a Durchführungen auf, durch welche die Zähne 22 durchsteckbar sind. Weiterhin weisen die Zahnhalsabschnitte 62 Durchführungen auf der zweiten axialen Stirnseite 24b auf, durch welche die Zähne 22 teilweise herausragen, insbesondere die Zahnköpfe 60. Anders formuliert umgreifen die Zahnhalsabschnitte 62 im an dem Statorkern 54 montierten Zustand die Zahnhälse 58 weitgehend entlang der Umfangsrichtung 48 und der Radialrichtung 34 und lassen die Zahnköpfe 60 bzw. die zweite axiale Stirnseite 24b der Zähne 22 frei.The tooth neck sections 62 extending from the groove base 66 are of tubular design and have passages on the first axial end face 24a, through which the teeth 22 can be inserted. Furthermore, the tooth neck sections 62 have passages on the second axial end face 24b, through which the teeth 22 partially protrude, in particular the tooth heads 60. In other words, the tooth neck sections 62 in the mounted state on the stator core 54 encompass the tooth necks 58 largely along the circumferential direction 48 and the Radial direction 34 and leave the tooth tips 60 and the second axial end face 24b of the teeth 22 free.

Die Zahnkopfmaske 50a ist an der zweiten axialen Stirnseite 24b der Zähne 22 bzw. an der Zahnköpfen 60 angeordnet. Insbesondere deckt die Zahnkopfmaske 50a im montierten Zustand die zweite axiale Stirnseite 24 des Statorkerns 54 ab. Die zweite axiale Stirnseite 24b ist im montierten Zustand die rotorseitige axiale Stirnseite 24b des Stators 10 bzw. des Statorkerns 54, siehe 1. Die Zahnkopfmaske 50a ist weitgehen eben ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen in der Radialebene bzw. in Radialrichtung 34 und in Umfangsrichtung 48. Beispielhaft ist die Zahnkopfmaske 50a weitgehend scheibenförmig oder kreisförmig ausgebildet. Vorteilhaft deckt die Zahnkopfmaske 50a die zweite axiale Stirnseite 24b aller Zähne 22 bzw. alle Zahnköpfe 60 ab.The tooth tip mask 50a is arranged on the second axial end face 24b of the teeth 22 or on the tooth tips 60 . In particular, the tooth tip mask 50a covers the second axial end face 24 of the stator core 54 in the assembled state. In the assembled state, the second axial end face 24b is the rotor-side axial end face 24b of the stator 10 or of the stator core 54, see FIG 1 . The tooth head mask 50a is largely flat and extends essentially in the radial plane or in the radial direction 34 and in the circumferential direction 48. For example, the tooth head mask 50a is largely disk-shaped or circular. The tooth tip mask 50a advantageously covers the second axial end face 24b of all teeth 22 or all tooth tips 60 .

Wie deutlich zu erkennen ist, weist die Zahnkopfmaske 50a sich in Axialrichtung 20 erhebende Nutstege 68 auf. Die Nutstege 68 erstrecken sich in Richtung des Statorkerns 54. Vorteilhaft erstrecken sich die Nutstege 68 in Radialrichtung 34. Im montierten Zustand sind die Nutstege 68 jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung 48 benachbarten Zähnen 22 angeordnet. Das hat den Vorteil, dass die Nutstege 68 die Zahnkopfmaske 50a versteifen können. Weiterhin ist deutlich zu erkennen, dass die Zahnkopfmaske 50a eine zentrale Aufnahme 70 aufweist. Die Aufnahme 70 ist beispielhaft als eine rotorseitige, konkave Vertiefung auf der zweiten axialen Stirnseite 24b der Zahnkopfmaske 50a ausgebildet. Die Aufnahme 70 ist dazu vorgesehen, den Rotor 18 zu lagern, insbesondere die Rotorwelle 46 zu lagern. Beispielsweise kann die Aufnahme 70 ein Lager aufnehmen, welches die Rotorwelle 46 lagert.As can be seen clearly, the tooth tip mask 50a has groove webs 68 that rise in the axial direction 20 . The slot ridges 68 extend in the direction of the stator core 54. The slot ridges 68 advantageously extend in the radial direction 34. In the assembled state, the slot ridges 68 are each arranged between two teeth 22 that are adjacent in the circumferential direction 48. This has the advantage that the groove webs 68 can stiffen the tooth tip mask 50a. Furthermore, it can be clearly seen that the tooth head mask 50a has a central receptacle 70 . The receptacle 70 is designed, for example, as a rotor-side, concave depression on the second axial end face 24b of the tooth head mask 50a. The receptacle 70 is intended to support the rotor 18 , in particular to support the rotor shaft 46 . For example, the receptacle 70 can accommodate a bearing that supports the rotor shaft 46 .

Im Ausführungsbeispiel weist die Zahnhalsmaske 50b Rasthaken 72 auf. Die Rasthaken 72 sind an der zweiten axialen Stirnseite 24b angeordnet. Beispielhaft sind die Rasthaken 72 in Umfangsrichtung 48 zwischen zwei benachbarten Zahnhalsabschnitten 62 angeordnet. Beispielhaft sind die Rasthaken 72 an stabförmigen Erstreckungen 74 angeordnet, welche sich im Wesentlichen entlang der Axialrichtung 20 erstecken. Im Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Erstreckungen 74 ausgehend von einem jeweiligen Nutabschnitt 64 in Richtung der zweiten axialen Stirnseite 24b. Insbesondere sind die Erstreckungen 74 jeweils radial außen am Nutabschnitt 64 angeordnet. Die Rasthaken 72 sind an dem der zweiten axialen Stirnseite 24b zugeordneten Ende der jeweiligen Erstreckung 74 angeordnet.In the exemplary embodiment, the dental neck mask 50b has latching hooks 72 . The latching hooks 72 are arranged on the second axial end face 24b. By way of example, the latching hooks 72 are arranged in the circumferential direction 48 between two adjacent tooth neck sections 62 . By way of example, the latching hooks 72 are arranged on rod-shaped extensions 74 which essentially extend along the axial direction 20 . In the exemplary embodiment, the extensions 74 extend, starting from a respective groove section 64, in the direction of the second axial end face 24b. In particular, the extensions 74 are each arranged radially on the outside of the groove section 64 . The latching hooks 72 are arranged on the end of the respective extension 74 associated with the second axial end face 24b.

Beispielhaft weist die Zahnkopfmaske 50a Rastösen 76 aus. Die Rastösen 76 sind entlang des Umfangs der Zahnkopfmaske 50a angeordnet. Die Rastösen 76 sind komplementär zur den Rasthaken 72. Insbesondere können die Rasthaken 72 formschlüssig mit den Rastösen 76 zusammenwirken bzw. an diese koppeln und eine Rastverbindung 78 ausbilden. Im montierten Zustand ist die Zahnkopfmaske 50a über die Rastverbindung 78 formschlüssig mit der Zahnhalsmaske 50b verbunden.For example, the tooth head mask 50a has latching eyes 76 . The latching eyes 76 are arranged along the circumference of the tooth head mask 50a. The latching eyes 76 are complementary to the latching hooks 72. In particular, the latching hooks 72 can interact with the latching eyes 76 in a form-fitting manner or couple to them and form a latching connection 78. In the mounted state, the tooth head mask 50a is positively connected to the tooth neck mask 50b via the latching connection 78 .

Bei der Montage bzw. einem Verfahren zur Herstellung des Stators 10 wird zunächst die Zahnhalsmaske 50b in Axialrichtung 20 auf den Statorgrundkörper 54 aufgeschoben. Dabei werden die Zähne 22 durch die Zahnhalsabschnitte 62 durchgeführt. Anschließend sind die Zahnköpfe 60 durch die Zahnhalsabschnitte 62 durchgeführt und auf der zweiten axialen Stirnseite 24b der Zahnhalsabschnitte 62 angeordnet. In einem weiteren Schritt werden die Spulen 23 an dem Statorgrundkörper 54 mit der Zahnhalsmaske 50b angeordnet. Anschließend wird die Zahnkopfmaske 50a an die Zahnköpfe 60 angeordnet und bevorzugt über die Rastverbindung 78 mit der Zahnhalsmaske 50b verbunden. Insbesondere sind durch die
Zahnkopfmaske 50a die Wicklungen 23 gegen ein axiales Verschieben abgesichert bzw. abgestützt.During assembly or a method for producing the stator 10, the tooth neck mask 50b is first pushed onto the stator base body 54 in the axial direction 20. FIG. In doing so, the teeth 22 are passed through the tooth neck sections 62 . The tips of the teeth 60 are then passed through the tooth neck sections 62 and are arranged on the second axial end face 24b of the tooth neck sections 62 . In a further step, the coils 23 are arranged on the stator base body 54 with the tooth neck mask 50b. The tooth head mask 50a is then arranged on the tooth heads 60 and preferably connected to the tooth neck mask 50b via the latching connection 78 . In particular, through the
Tooth head mask 50a the windings 23 secured or supported against axial displacement.

Beispielhaft weist die Zahnhalsmaske 50b an der Maskenöffnung 65 weitere, sekundäre Rasthaken 80 auf. Die sekundären Rasthaken 80 erstrecken sich vom Rand der Maskenöffnung 65 in Axialrichtung 20 in Richtung der Verschalteplatte 26 bzw. in Richtung der Grundplatte 56 des Statorkerns 54. Anders formuliert erstrecken sich die sekundären Rasthaken 80 von den Zahnhalsabschnitten 62 weg oder von den Wicklungen 23 weg. Beispielhaft sind die sekundären Rasthaken 80 in Umfangsrichtung 48 äquidistant um die zentrale Maskenöffnung 65 angeordnet. Beispielhaft weist die Zahnhalsmaske 50b sechs sekundäre Rasthaken 80 auf, welche jeweils an einem Zahnhalsabschnitt 62 angeordnet sind.For example, the dental neck mask 50b has additional, secondary latching hooks 80 at the mask opening 65 . The secondary latching hooks 80 extend from the edge of the mask opening 65 in the axial direction 20 in the direction of the interconnection plate 26 or in the direction of the base plate 56 of the stator core 54. In other words, the secondary latching hooks 80 extend away from the tooth neck sections 62 or away from the windings 23. By way of example, the secondary latching hooks 80 are arranged equidistantly around the central mask opening 65 in the circumferential direction 48 . By way of example, the tooth neck mask 50b has six secondary snap-in hooks 80 which are each arranged on a tooth neck section 62 .

Die sekundären Rasthaken 80 sind insbesondere dazu vorgesehen, die Zahnhalsmaske 50b mittelbar oder unmittelbar formschlüssig mit dem Statorkern 54 zu koppeln. Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die sekundären Rasthaken 80 dazu vorgesehen, an die Verschalteplatte 26 zu koppeln. Dazu weist die Verschalteöffnung 33 komplementäre Aufnahmen bzw. Nuten auf, in welche die komplementären Rasthaken 80 einkoppeln können bzw. einhaken können. Auf diese Weise können die Rasthaken 80 mit der Verschalteplatte 26 eine formschlüssige Verbindung ausbilden. Im montierten Zustand greifen dazu die komplementären Rasthaken 80 durch die Statoröffnung 57 und durch die Verschalteöffnung 33 durch und koppeln dann an die Aufnahmen bzw. Nuten, welche am Rand der Verschalteöffnung 33 angeordnet sind. Dadurch, dass die komplementären Rasthaken 80 durch die Statoröffnung 57 durchgreifen, kann mittels der komplementären Rasthaken 80 eine formschlüssige Verbindung zwischen der Verschalteplatte 26, dem Statorgrundkörper 54 und der Zahnhalsmaske 50b hergestellt werden.The secondary latching hooks 80 are provided in particular to couple the dental neck mask 50b directly or indirectly to the stator core 54 in a form-fitting manner. in 2 In the exemplary embodiment shown, the secondary latching hooks 80 are provided for coupling to the interconnecting plate 26 . For this purpose, the interconnection opening 33 has complementary receptacles or grooves, into which the complementary latching hooks 80 can couple or hook. In this way, the latching hooks 80 can form a form-fitting connection with the connecting plate 26 . In the mounted state, the complementary latching hooks 80 reach through the stator opening 57 and through the interconnection opening 33 and then couple to the receptacles or grooves, which are arranged on the edge of the interconnection opening 33 . Due to the fact that the complementary latching hooks 80 reach through the stator opening 57, a form-fitting connection between the connecting plate 26, the stator base body 54 and the tooth neck mask 50b can be produced by means of the complementary latching hooks 80.

Bei der Montage bzw. einem Verfahren zur Herstellung des Stators 10 nach der in 2 gezeigten Ausführungsform kann zunächst die Verschalteplatte 26 am Statorgrundkörper 54 angeordnet werden. Anschließen wird die Zahnhalsmaske 50b in Axialrichtung 20 auf den Statorgrundkörper 54 aufgeschoben, wobei die komplementären Rasthaken 80 zunächst durch die Statoröffnung 57 und dann durch die Verschalteöffnung 33 geschoben werden und an der Verschalteöffnung 33 mit der Verschalteplatte 26 verrasten. Alternativ kann auch zuerst die Zahnhalsmaske 50b in Axialrichtung 20 auf den Statorgrundkörper 54 aufgeschoben werden, wobei die komplementären Rasthaken 80 durch die Statoröffnung 57 geführt werden. Anschließend wird die Verschalteplatte 26 auf den Statorgrundkörper 54 aufgesetzt und dabei die aus der Statoröffnung 57 herausragenden sekundären Rasthaken 80 durch die Verschalteöffnung 33 geführt wobei diese mit der Verschalteplatte 26 verrasten. During the assembly or a method for manufacturing the stator 10 according to the 2 In the embodiment shown, the interconnecting plate 26 can first be arranged on the stator base body 54 . The tooth neck mask 50b is then pushed onto the stator base body 54 in the axial direction 20, the complementary latching hooks 80 being pushed first through the stator opening 57 and then through the interconnection opening 33 and latching at the interconnection opening 33 with the interconnection plate 26. Alternatively, the tooth neck mask 50b can first be pushed onto the stator base body 54 in the axial direction 20 , with the complementary latching hooks 80 being guided through the stator opening 57 . The interconnecting plate 26 is then placed on the stator base body 54 and the secondary latching hooks 80 protruding from the stator opening 57 are guided through the interconnecting opening 33 , whereby they latch with the interconnecting plate 26 .

In diesem Fall dienen die sekundären Rasthaken 80 auch vorteilhaft als Positionierhilfe für die Anordnung der Verschalteplatte 26.In this case, the secondary latching hooks 80 also advantageously serve as a positioning aid for arranging the connecting plate 26.

In alternativen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass die sekundären Rasthaken 80 dafür ausgebildet bzw. vorgesehen sind, direkt mit dem Statorgrundkörper 54 zu koppeln. Beispielsweise können die sekundären Rasthaken 80 im montierten Zustand mit dem Rand der zentralen Statoröffnung 57 verrasten bzw. mit am Rand der zentralen Statoröffnung 57 angeordneten Rastelementen, welche zusammen mit den sekundären Rasthaken 80 eine formschlüssige Verbindung ausbilden.In alternative embodiments, it is also conceivable that the secondary latching hooks 80 are designed or provided for coupling directly to the stator base body 54 . For example, the secondary latching hooks 80 can latch in the mounted state with the edge of the central stator opening 57 or with latching elements arranged on the edge of the central stator opening 57 which, together with the secondary latching hooks 80, form a positive connection.

Wie deutlich zu erkennen ist, weist die Grundplatte 56 an ihrem Kragen 38 Zahnelemente 86 auf. Beispielhaft weist die Grundplatte 56 vier Zahnelemente 86 auf, welche sich in der Radialebene bzw. in Radialrichtung 34 erstrecken. Beispielhaft sind die Zahnelemente 86 in Umfangsrichtung 48 gleichmäßig verteilt. In alternativen Ausführungsformen ist eine unterschiedliche Anzahl an Zahnelementen 86 denkbar, die Anzahl richtet sich insbesondere an der Länge des Außenumfangs der Grundplatte 56. Beispielsweise kann die Grundplatte 56 zwischen 2 und 16 Zahnelementen aufweisen, insbesondere zwischen 3 und 12, bevorzugt zwischen 3 und 10, besonders bevorzugt zwischen 6 und 9, auch 5 Zahnelemente 86 sind denkbar.As can be seen clearly, the base plate 56 has toothed elements 86 on its collar 38 . For example, the base plate 56 has four toothed elements 86 which extend in the radial plane or in the radial direction 34 . For example, the toothed elements 86 are evenly distributed in the circumferential direction 48 . In alternative embodiments, a different number of toothed elements 86 is conceivable; the number depends in particular on the length of the outer circumference of the base plate 56. For example, the base plate 56 can have between 2 and 16 toothed elements, in particular between 3 and 12, preferably between 3 and 10, particularly preferably between 6 and 9, 5 tooth elements 86 are also conceivable.

Zueinander in Umfangsrichtung 48 benachbarte Zahnelemente 48 sind jeweils durch eine Zahnlücke 88 getrennt. Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Zahnelemente 48 beispielhaft in Umfangsrichtung 48 deutlich größer ausgebildet als die Zahnlücken 88. Beispielhaft spannen die Zahnelemente 86 um die Rotationsachse 32 jeweils einen Zahnwinkel von 75° auf, während die Zahnlücken 88 um die Rotationsachse 32 jeweils einen Lückenwinkel von 15° aufspannen. Damit spannt ein Zahnelemente 86 um die Rotationsachse 32 einen Zahnwinkel auf, der 500% des Lückenwinkels einer Zahnlücke 88 beträgt. Grundsätzlich sind unterschiedliche Winkelverhältnisse denkbar, so ist es denkbar, dass ein Zahnelemente 86 um die Rotationsachse 32 einen Zahnwinkel aufspannt, der zwischen 120% und 600% des Lückenwinkels einer Zahnlücke 88 beträgt, insbesondere zwischen 140% und 400%, bevorzugt zwischen 160% und 300%, besonders bevorzugt zwischen 180% und 200%. Es ist auch denkbar, dass das Verhältnis der Winkel umgekehrt ist und die Zahnelemente 86 kleiner sind als die Zahnlücke. Beispielsweise kann eine Zahnlücke 88 um die Rotationsachse 32 einen Lückenwinkel aufspannt, der zwischen 120% und 600% des Zahnwinkels eines Zahnelements 88 betragen, insbesondere zwischen 140% und 400%, bevorzugt zwischen 160% und 300%, besonders bevorzugt zwischen 180% und 200%. In besonders bevorzugten Varianten spannt ein Zahnelemente 86 um die Rotationsachse 32 einen Zahnwinkel auf, der genau oder zumindest weitgehend dem durch eine Zahnlücke aufgespannten Lückenwinkel um die Rotationsachse 32 entspricht.Tooth elements 48 adjacent to one another in the circumferential direction 48 are each separated by a tooth gap 88 . in 2 In the exemplary embodiment shown, the tooth elements 48 are, for example, designed to be significantly larger in the circumferential direction 48 than the tooth gaps 88. For example, the tooth elements 86 each span a tooth angle of 75° around the axis of rotation 32, while the tooth gaps 88 each span a gap angle of 15° around the axis of rotation 32 . A tooth element 86 thus spans a tooth angle about the axis of rotation 32 which is 500% of the gap angle of a tooth gap 88 . In principle, different angular relationships are conceivable, so it is conceivable for a tooth element 86 to span a tooth angle about the axis of rotation 32 that is between 120% and 600% of the gap angle of a tooth gap 88, in particular between 140% and 400%, preferably between 160% and 300%, more preferably between 180% and 200%. It is also conceivable that the relationship of the angles is reversed and the tooth elements 86 are smaller than the tooth gap. For example, a tooth gap 88 can span a gap angle about the axis of rotation 32 that is between 120% and 600% of the tooth angle of a tooth element 88, in particular between 140% and 400%, preferably between 160% and 300%, particularly preferably between 180% and 200 %. In particularly preferred variants, a tooth element 86 spans a tooth angle around the axis of rotation 32 which corresponds exactly or at least largely to the gap angle spanned by a tooth gap around the axis of rotation 32 .

Wie deutlich zu erkennen ist, weisen die Zahnelemente 86 jeweils eine Durchführung für Schrauben 84 auf, welche beispielhaft in Umfangsrichtung 48 zentral angeordnet ist.As can be seen clearly, the toothed elements 86 each have a passage for screws 84 which, for example, is arranged centrally in the circumferential direction 48 .

3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Variante des Stators 10 aus 2 im zusammengebauten Zustand. Die in 3 dargestellte Variante des Stators 10 entspricht weitgehend dem in 2 gezeigten Stator 10 und unterscheidet sich nur in der Anzahl, Anordnung und Geometrie der Zahnelemente 86. Wie deutlich zu erkennen ist, greifen die Rasthaken 72 in die Rastösen 76 ein und stellen insbesondere eine formschlüssige Rastverbindung 78 zwischen der Zahnhalsmaske 50b und der Zahnkopfmaske 50a her. Die Zahnkopfmaske 50a deckt den Stator 10 von der zweiten axialen Stirnseite 24b weitgehend vollständig ab. Insbesondere verschließt die Zahnkopfmaske 50a den Stator 10 in der Pumpe 14 weitgehend gegenüber dem Hydraulikgehäuse 42. 3 FIG. 12 shows a perspective view of a variant of the stator 10. FIG 2 in assembled condition. In the 3 The variant of the stator 10 shown largely corresponds to that in 2 shown stator 10 and differs only in the number, arrangement and geometry of the toothed elements 86. As can be clearly seen, the latching hooks 72 engage in the latching eyes 76 and in particular produce a positive latching connection 78 between the tooth neck mask 50b and the tooth head mask 50a. The tooth tip mask 50a largely completely covers the stator 10 from the second axial end face 24b. In particular, the tooth tip mask 50a largely closes the stator 10 in the pump 14 in relation to the hydraulic housing 42.

Der Stator 10 der in 3 gezeigten Variante weist acht Zähne 86 auf. In dieser Variante weisen die Zahnelemente 86 in Umfangsrichtung 48 eine deutlich kleinere Erstreckung auf als die Zahnlücken 88. Beispielhaft spannen die Zahnelemente 86 um die Rotationsachse 32 jeweils einen Zahnwinkel von 20° auf, während die Zahnlücken 88 um die Rotationsachse 32 jeweils einen Lückenwinkel von 25° aufspannen. Damit spannt ein Zahnelemente 86 um die Rotationsachse 32 einen Zahnwinkel auf, der 80% des Lückenwinkels einer Zahnlücke 88 beträgt.The stator 10 of the in 3 shown variant has eight teeth 86. In this variant, the tooth elements 86 have a significantly smaller extent in the circumferential direction 48 than the tooth gaps 88. For example, the tooth elements 86 each span a tooth angle of 20° around the axis of rotation 32, while the tooth gaps 88 each have a gap angle of 25° around the axis of rotation 32 ° open. A tooth element 86 thus spans a tooth angle around the axis of rotation 32 which is 80% of the gap angle of a tooth gap 88 .

Jedes zweite der Zahnelemente 86 weist jeweils eine Durchführung für Schrauben 84 auf, welche beispielhaft in Umfangsrichtung 48 zentral auf dem jeweiligen Zahnelement 86 angeordnet ist. Im Umfangsrichtung 48 wechseln sich Zahnelemente 86 mit Durchführung für Schrauben 84 mit Zahnelementen 86 ohne Durchführung ab.
4 zeigt eine Draufsichtsicht auf die erste axiale Stirnseite 24a einer weiteren Variante des Stators 10 entlang der Rotationsachse 32. Wie deutlich zu erkennen ist, weisen die Eingangs- und Ausgangsdrähte 28, 30 nach einem axialen Verlauf durch die Maskenöffnung 65, Statoröffnung 57 und Verschalteöffnung 33 jeweils eine Biegung um etwa 90° auf und verlaufen anschließend entlang der Verschalteplatte 26 jeweils in die Radialrichtung 34.Every second toothed element 86 has a passage for screws 84 which, for example, is arranged centrally on the respective toothed element 86 in the circumferential direction 48 . In the circumferential direction 48, toothed elements 86 with passages for screws 84 alternate with toothed elements 86 without passages.
4 shows a top view of the first axial end face 24a of a further variant of the stator 10 along the axis of rotation 32. As can be clearly seen, the input and output wires 28, 30 point after an axial course through the mask opening 65, stator opening 57 and interconnection opening 33, respectively bend by approximately 90° and then run along the interconnecting plate 26 in the radial direction 34.

Das Motorgehäuse 16 weist entlang des inneren Umfangs des ersten Hohlraums 82a Gegenzahnelemente 90 auf. Die Gegenzahnelemente 90 wirken formschlüssig mit dem Kragen 38 zusammen, insbesondere mit den Zahnelementen 86 des Kragens 38. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Gegenzahnelemente 90 entlang der Radialrichtung 34 nach innen. Insbesondere greifen die Gegenzahnelemente 90 in komplementäre Zahnlücken 88 des Statorkern 54 ein. Im montierten Zustand ist insbesondere jedes der Gegenzahnelemente 90 zwischen zwei in Umfangsrichtung 48 benachbarten Zahnelementen 86 angeordnet. Auf diese Weise ist zwischen den Zahnelementen 86 bzw. Zahnlücken 88 und den Gegenzahnelementen 90 eine formschlüssige Verzahnungsverbindung 92 ausgebildet, welche insbesondere den Statorkern 54 gegenüber einer Verdrehung im Umfangsrichtung 48 gegenüber dem Motorgehäuse 16 absichert. Vorteilhaft spannen die Gegenzahnelemente 90 um die Rotationsachse 32 einen Gegenzahnwinkel auf, der weitgehend dem Lückenwinkel der korrespondierenden Zahnlücke 88 um die Rotationsachse 32 entspricht.The motor housing 16 has mating teeth 90 along the inner periphery of the first cavity 82a. The counter-tooth elements 90 interact in a form-fitting manner with the collar 38, in particular with the tooth elements 86 of the collar 38. In the exemplary embodiment shown, the counter-tooth elements 90 extend inward along the radial direction 34. In particular, the counter-tooth elements 90 engage in complementary tooth gaps 88 of the stator core 54 . In the assembled state, in particular, each of the counter-toothed elements 90 is arranged between two toothed elements 86 that are adjacent in the circumferential direction 48 . In this way, a form-fitting toothed connection 92 is formed between the toothed elements 86 or tooth gaps 88 and the counter-toothed elements 90 , which in particular secures the stator core 54 against rotation in the circumferential direction 48 relative to the motor housing 16 . The counter-tooth elements 90 advantageously span a counter-tooth angle around the axis of rotation 32 which largely corresponds to the gap angle of the corresponding tooth gap 88 around the axis of rotation 32 .

Die in 4 gezeigte Variante entspricht weitgehend der in 3 gezeigten Variante, so weist auch in 4 der Statorkern 54 acht Zahnelemente 86 auf und entsprechend acht Gegenzahnelemente 90 auf. Der Unterscheid zur Variante in 3 ist, dass die Variante in 4 sieben erste Zahnelemente 86a aufweist und ein zweites Zahnelement 86b aufweist, wobei das zweite Zahnelement 86b einen vom ersten Zahnelement 86a unterschiedlichen Zahnwinkel um die Rotationsachse 32 in Umfangsrichtung 48 aufspannt. So spannen die ersten Zahnelemente 86a der Variante aus 4 genauso wie in der Variante von 3 jeweils einen ersten Zahnwinkel um die Rotationsachse 32 in Umfangsrichtung 48 von 20° auf. Dagegen spannt das einzige zweite Zahnelement 86b einen zweiten Zahnwinkel um die Rotationsachse 32 in Umfangsrichtung 48 von 22° auf. Entsprechend weist die Variante in 4 sechs erste Gegenzahnelemente 90a auf und zwei zweite Gegenzahnelemente 90b, welche in Umfangsrichtung 48 unmittelbar am zweiten Zahnelement 86b angeordnet sind. Die ersten Gegenzahnelemente 90a weisen entsprechend jeweils einen erstem Gegenzahnwinkel um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 von 25° auf, währen die beiden zweiten Gegenzahnelemente 90b jeweils einen zweiten Gegenzahnwinkel um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 von 24° aufweisen.In the 4 The variant shown largely corresponds to that in 3 variant shown, also indicates in 4 the stator core 54 has eight tooth elements 86 and eight mating tooth elements 90, respectively. The difference to the variant in 3 is that the variant in 4 has seven first toothed elements 86a and a second toothed element 86b, the second toothed element ment 86b spans a tooth angle about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 that differs from the first tooth element 86a. Thus the first tooth elements 86a of the variant stretch out 4 same as in the variant of 3 each have a first tooth angle about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 of 20°. In contrast, the single second tooth element 86b spans a second tooth angle about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 of 22°. Accordingly, the variant in 4 six first counter-tooth elements 90a and two second counter-tooth elements 90b, which are arranged in the circumferential direction 48 directly on the second tooth element 86b. The first counter-tooth elements 90a each have a first counter-tooth angle about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 of 25°, while the two second counter-tooth elements 90b each have a second counter-tooth angle about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 of 24°.

Damit passt das einzige zweite Zahnelement 86b nur zwischen die beiden zweiten Gegenzahnelemente 90b, die Lücken zwischen einem zweiten Gegenzahnelement 90b und einem ersten Gegenzahnelement 90a oder zwischen zwei Gegenzahnelementen 90a sind zu klein für das zweite Zahnelement 86b. Auf diese Weise wird eine eindeutige Positionierung bzw. Anordnung des Statorkerns 54 im Motorgehäuse 16 ermöglicht. Eine falsche Montage wird vermieden. Insbesondere ist es so möglich, stets die Kontaktierfahnen 40 richtig anzuordnen.Thus, the single second toothed element 86b only fits between the two second counter-toothed elements 90b, the gaps between a second counter-toothed element 90b and a first counter-toothed element 90a or between two counter-toothed elements 90a are too small for the second toothed element 86b. In this way, a clear positioning or arrangement of the stator core 54 in the motor housing 16 is made possible. Incorrect assembly is avoided. In particular, it is thus possible to always arrange the contact lugs 40 correctly.

Im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt das der zweite Zahnwinkel des einen zweiten Zahnelements 86b um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 110% des ersten Zahnwinkels der jeweils ersten Zahnelemente 86a um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48. In alternativen Ausführungsformen sind unterschiedlichen Winkelverhältnisse vorstellbar. Beispielsweise kann der zweite Zahnwinkel des einen zweiten Zahnelements 86b um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 zwischen 105 und 250% des ersten Zahnwinkels der jeweils ersten Zahnelemente 86a um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 betragen, insbesondere zwischen 115% und 200%, bevorzugt zwischen 120% und 180%, besonders bevorzugt zwischen 140% und 160%. Es ist auch denkbar, dass der zweite Zahnwinkel des einen zweiten Zahnelements 86b um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 kleiner ist als der erste Zahnwinkel der jeweils ersten Zahnelemente 86a um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48. Beispielsweise kann der erste Zahnwinkel der jeweils ersten Zahnelemente 86a um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 zwischen 105 und 250% des zweiten Zahnwinkels des zweiten Zahnelemente 86b um die Rotationsachse 32 im Umfangsrichtung 48 betragen, insbesondere zwischen 110% und 200%, bevorzugt zwischen 120% und 180%, besonders bevorzugt zwischen 140% und 160%.in 4 In the exemplary embodiment shown, the second tooth angle of one second tooth element 86b about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 is 110% of the first tooth angle of the respective first tooth element 86a about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48. Different angular relationships are conceivable in alternative embodiments. For example, the second tooth angle of one second tooth element 86b about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 can be between 105 and 250% of the first tooth angle of the respective first tooth element 86a about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48, in particular between 115% and 200%, preferably between 120 % and 180%, more preferably between 140% and 160%. It is also conceivable that the second tooth angle of the one second tooth element 86b about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 is smaller than the first tooth angle of the respective first tooth elements 86a about the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48. For example, the first tooth angle of the respective first tooth elements 86a around the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48 can be between 105 and 250% of the second tooth angle of the second tooth element 86b around the axis of rotation 32 in the circumferential direction 48, in particular between 110% and 200%, preferably between 120% and 180%, particularly preferably between 140% and 160%

Im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Stator 10 genau ein zweites Zahnelement 86b auf. Es ist auch denkbar, dass der Stator 10 mehr als ein Zahnelement 86 aufweist, beispielsweise zwei, drei oder vier zweite Zahnelemente 86b. Es ist auch denkbar, dass zwischen 5% und 50% aller Zahnelemente 86a, 86b zweite Zahnelemente 86b, bevorzugt zwischen 10% und 40%, besonders bevorzugt zwischen 20% und 30%.in 4 In the exemplary embodiment shown, the stator 10 has precisely one second toothed element 86b. It is also conceivable that the stator 10 has more than one toothed element 86, for example two, three or four second toothed elements 86b. It is also conceivable that between 5% and 50% of all toothed elements 86a, 86b are second toothed elements 86b, preferably between 10% and 40%, particularly preferably between 20% and 30%.

5 zeigt den Stator 10 aus 4 mit einem montierten Spannring 94. Der Spannring 94 ist weitgehend kreisringförmig ausgebildet. Der Spannring 94 ist an der zweiten axialen Stirnseite 24a des Stators 10 angeordnet. Insbesondere überdeckt der Spannring 94 weitgehend die Zahnelemente 86 und Gegenzahnelemente 90 ab. Vorteilhaft weist der Spannring 94 Durchführungen für die Schrauben 84 auf. Im Ausführungsbeispiel 94 sind die Schrauben 84 durch den Spannring 94 und beispielhaft jedes zweite Zahnelement 86a des Statorkerns 54 durchgeführt und am Motorgehäuse 16 festgeschraubt. Die Schrauben sind insbesondere symmetrisch bzw. gleichmäßig entlang des Umfangs 48 verteilt. Beispielhaft ist die Verschalteplatte 26 innerhalb des 5 shows the stator 10 from 4 with a mounted clamping ring 94. The clamping ring 94 is largely in the form of a circular ring. The clamping ring 94 is arranged on the second axial end face 24a of the stator 10 . In particular, the clamping ring 94 largely covers the toothed elements 86 and counter-toothed elements 90 . The clamping ring 94 advantageously has passages for the screws 84 . In the exemplary embodiment 94, the screws 84 are passed through the clamping ring 94 and, for example, every second toothed element 86a of the stator core 54 and screwed tight to the motor housing 16. In particular, the screws are distributed symmetrically or evenly along the circumference 48 . For example, the wiring board 26 is inside the

Spannrings 94 angeordnet. Anders formuliert weist die Verschalteplatte 26 einen Außenradius auf, der kleiner oder höchstens gleich ist wie ein Innenradius des Spannrings 94.Clamping ring 94 arranged. In other words, the connecting plate 26 has an outer radius that is smaller than or at most the same as an inner radius of the clamping ring 94.

Claims

Axialflußmaschine (12) mit einem Motorgehäuse (16), einem Stator (10) und einem Rotor (18), wobei der Rotor (18) scheibenförmig ausgebildet ist und wenigstens einen Permanentmagneten aufweist, wobei der Stator einem Statorkern (54) aufweist, welcher sich in Axialrichtung (20) erstreckende Zähne (22) aufweist, wobei Wicklungen (23) um die Zähne (22) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Statorkern (54) und dem Motorgehäuse (16) entlang des Umfangs (48) des Statorkerns (54) eine formschlüssige Verzahnungsverbindung (92) ausgebildet ist, welche den Statorkern (54) relativ zum Motorgehäuse (16) gegen eine Drehung in Umfangsrichtung (48) absichert.Axial flux machine (12) with a motor housing (16), a stator (10) and a rotor (18), the rotor (18) being disc-shaped and having at least one permanent magnet, the stator having a stator core (54) which has teeth (22) extending in the axial direction (20), windings (23) being arranged around the teeth (22), characterized in that between the stator core (54) and the motor housing (16) along the circumference (48) of the stator core (54) a form-fitting toothed connection (92) is formed, which secures the stator core (54) relative to the motor housing (16) against rotation in the circumferential direction (48).

Axialflussmaschine (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (54) ein SMC-Material aufweist.Axial flow machine (12) according to claim 1 , characterized in that the stator core (54) comprises an SMC material.

Axialflussmaschine (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (54) sich in Radialrichtung (34) erstreckende Zahnelemente (86) aufweist und das Motorgehäuse (16) komplementäre Gegenzahnelemente (90) aufweist.Axial flow machine (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that net that the stator core (54) in the radial direction (34) has toothed elements (86) extending and the motor housing (16) has complementary counter-toothed elements (90).

Axialflussmaschine (12) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnelemente (86) äquidistant entlang der Umfangsrichtung (48) angeordnet sind.Axial flow machine (12) according to claim 3 , characterized in that the toothed elements (86) are arranged equidistantly along the circumferential direction (48).

Axialflussmaschine (12) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnelemente (86) an einer Grundplatte (56) des Statorkerns (54) angeordnet sind.Axial flow machine (12) according to claim 3 or 4 , characterized in that the toothed elements (86) are arranged on a base plate (56) of the stator core (54).

Axialflussmaschine (12) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Zahnelement (86a) und ein zweites Zahnelement (86b) jeweils einen voneinander unterschiedlichen Zahnwinkel um die Rotationsachse (32) in Umfangsrichtung (48) aufspannen.Axial flow machine (12) according to one of claims 3 until 5 , characterized in that a first tooth element (86a) and a second tooth element (86b) each span a mutually different tooth angle about the axis of rotation (32) in the circumferential direction (48).

Axialflussmaschine (12) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eins der Zahnelemente (86) eine Durchführung für Schrauben (84) aufweist.Axial flow machine (12) according to one of claims 3 until 6 , characterized in that at least one of the toothed elements (86) has a passage for screws (84).

Axialflussmaschine (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (54), insbesondere die Grundplatte (56) einen Kragen (38) aufweist, welcher die Zähne (22) radial überragt und das Motorgehäuse (16) eine Stufe (36) in Axialrichtung (20) aufweist, welche zur formschlüssigen Kontaktierung des Kragens (38) vorgesehen ist.Axial flow machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator core (54), in particular the base plate (56), has a collar (38) which projects radially beyond the teeth (22) and the motor housing (16) has a step ( 36) in the axial direction (20), which is provided for form-fitting contacting of the collar (38).

Axialflussmaschine (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten axialen Stirnseite (24a) des Stators (10) ein Spannring (94) angeordnet ist, welcher die Verzahnungsverbindung (92) weitgehend abdeckt, insbesondere die Zahnelemente (86) und Gegenzahnelemente (90) weitgehend abdeckt.Axial flow machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that a clamping ring (94) is arranged on a first axial end face (24a) of the stator (10), which largely covers the toothed connection (92), in particular the toothed elements (86) and counter-tooth elements (90) largely covers.

Pumpe (14), insbesondere Wasserstoffpumpe (14), mit einer Axialfußmaschine (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einem am Motorgehäuse (16) angeordneten Hydraulikgehäuse (42), wobei im Hydraulikgehäuse (42) ein Verdichterrad (44) angeordnet ist, welches an den Rotor (18) gekoppelt ist.Pump (14), in particular a hydrogen pump (14), with an axial foot machine (12) according to one of the preceding claims, a hydraulic housing (42) arranged on the motor housing (16), a compressor wheel (44) being arranged in the hydraulic housing (42) which is coupled to the rotor (18).