WO2013120570A2 - Statorträger für eine elektromaschine - Google Patents

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WO2013120570A2
WO2013120570A2 PCT/EP2013/000052 EP2013000052W WO2013120570A2 WO 2013120570 A2 WO2013120570 A2 WO 2013120570A2 EP 2013000052 W EP2013000052 W EP 2013000052W WO 2013120570 A2 WO2013120570 A2 WO 2013120570A2
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stator
electric machine
region
carrier
holding
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PCT/EP2013/000052
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English (en)
French (fr)
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WO2013120570A3 (de
Inventor
Werner König
Rainer SIGLE
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Daimler Ag
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electric machine according to the preamble of claim 1.
  • stator support can be found, for example, in DE 10 2009 020 613 A1 as known.
  • the stator carrier serves to hold stator elements of a stator of an electric machine.
  • the stator includes, for example, segmented, i. separate
  • stator which are held together by the stator to a ring.
  • stator support the cohesion of the stator elements per se, for example by pressing, generate or support the already assembled stator.
  • stator carrier has at least one holding region, in which the stator elements can be fastened to the stator carrier and thereby on
  • the stator carrier is used in particular to support the stator relative to a housing of the electric machine.
  • the stator itself may be a housing part of the housing.
  • the stator can be supported on the stator and thereby experiences a counter-torque, so that a rotor of the electric machine can rotate relative to the stator.
  • the stator carrier has at least one
  • Attachment area via which the stator is fastened to the housing or to another housing part of the housing.
  • the stator To drive the rotor, the stator is energized.
  • the energization causes magnetic forces in the stator.
  • due to alternating fields in the stator it comes to a vibrational excitation, resulting in noticeable and unpleasant noise can result.
  • the vibrations may propagate to the passenger compartment and be perceived by occupants of the passenger compartment. This affects the ride comfort of the motor vehicle.
  • the invention provides that the
  • Holding region and the mounting portion are connected to each other via a vibration isolation structure of the stator.
  • the holding portion of the attachment region is at least substantially vibration decoupled, so that a
  • Vibration transmission due to the vibration excitations from the holding region of the stator via its mounting area in the housing or the housing part is avoided or takes place only to a very limited extent.
  • the vibration decoupling structure damps outgoing from the holding area and originating from the stator vibrations, so that a forwarding over the
  • the stator support according to the invention is therefore particularly advantageously usable in an electric machine for a motor vehicle designed as a hybrid vehicle or electric vehicle, which can be driven at least in a supportive manner by means of the electric machine.
  • a very high ride comfort can be realized for occupants of the motor vehicle.
  • the vibration decoupling structure preferably comprises a plurality of juxtaposed recesses and / or passage openings at least a wall of the stator carrier.
  • the stator is, for example perforated and / or otherwise structured broken. This is a geometry of the stator carrier.
  • Stator carrier has a lower rigidity.
  • stator is through the recesses and / or
  • stator carrier can be different in different directions or axes
  • the vibration decoupling capability of the vibration decoupling structure can be formed as required and targeted, so that the stator carrier, for example, in a first direction, a relatively small
  • Stiffness for damping the vibrations and in a different, second direction has a higher rigidity for realizing a fixed connection of the stator on the housing part.
  • the holding region and the attachment region are formed integrally with each other.
  • the stator is integrally formed.
  • the stator is particularly inexpensive to produce.
  • the stator can thereby by means of a deep drawing process, pressing process, casting process, extrusion process or by means of a
  • the vibration decoupling structure can be produced during the manufacturing process, for example, simultaneously with a forming process and / or a primary molding process.
  • the vibration decoupling structure can be replaced by a corresponding design
  • vibration decoupling structure at least partially in a subsequent process step to the corresponding manufacturing process and to the already produced stator for example, by drilling and / or otherwise, form spannabarnides method.
  • the vibration decoupling structure without a material change or material difference and without connection work can be produced. In other words, therefore, no other material is provided and required for producing the vibration decoupling structure than for producing the holding region and the fastening region.
  • the particular one-piece stator is preferably formed of a metallic material, but may be made of a different material.
  • the stator according to the invention is suitable for both internal rotor electrical machines and external rotor electrical machines.
  • the holding region and the fastening region are spaced apart in the axial direction of the stator carrier. It is the
  • Vibration decoupling structure arranged in the axial direction between the holding portion and the mounting portion. This is a particularly advantageous
  • the stator according to the invention also allows a space and
  • Material accumulations in the region of the connection with the housing part are not provided and are not required to dampen the vibrations or a
  • FIG. 1 in fragmentary form a schematic longitudinal sectional view of a
  • Electric machine with a rotor and with a stator, which is fastened via a stator to a housing part of the electric machine, wherein the stator has a vibration decoupling structure, by means of which a transmission of vibrations from the stator to the housing is kept at least low;
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of an embodiment of the
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of another embodiment of the
  • Fig. 1 shows an electric machine 10 for a trained example as a passenger cars cars.
  • the electric machine 10 may be integrated in a transmission of the motor vehicle and serve to drive the motor vehicle via the gearbox electric motor and thus emission-free.
  • the electric machine 10 can also serve, for example, to start a combustion engine of the motor vehicle, for example designed as a reciprocating internal combustion engine and coupled or coupleable to the transmission, and thus to assume the function of a starter.
  • the electric machine 10 comprises a rotor 12 and a rotor carrier 14, to which the rotor 12 is attached.
  • the rotor 12 is a plurality of individual
  • Rotor segments include, which are interconnected by means of the rotor carrier 14.
  • the electric machine 10 also includes a stator 16, which in the present case a
  • stator core with individual stator segments.
  • stator 16 with the stator 16
  • Stator segments is attached to a stator 18 of the electric machine 10.
  • the stator support 18 is fixed to a housing 20 of the electric machine 10.
  • the stator support 18 on two mounting portions 22, 24, which are spaced apart in the axial direction of the stator support 18 and the electric machine 10.
  • the stator support 18 is fastened to the housing 20 via its attachment regions 22, 24.
  • the stator carrier 18 is supported on the housing 20 and can provide a counter-moment for the rotor 12, so that when the stator 16 is energized, the rotor 12 with the rotor carrier 14 can rotate about an axis of rotation 26 relative to the stator carrier 18 and relative to the housing 20.
  • stator support 18 is connected to the housing 20 via a respective clamping by at least one oblique edge in the attachment areas 22, 24, i. jammed with the housing 20.
  • stator carrier 18 in its attachment regions 22, 24, for example, also have screw-on straps, via which the stator carrier 18 is screwed to the housing 20.
  • stator support 18 may also be connected to the housing 20 by caulking, gluing, welding and / or otherwise.
  • the stator support 18 has a holding region 28, which is arranged in the axial direction between the attachment regions 22, 24.
  • the attachment regions 22, 24 in the axial direction in each case outwardly adjoin the holding region 28.
  • the attachment regions 22, 24 are integrally formed with the holding region 28.
  • a cooling jacket 30 is provided for cooling the stator support 18 and via this the stator 16.
  • the cooling jacket 30 is formed by a cooling region 32 of the stator carrier 18 and the housing 20.
  • the stator carrier 18 is spaced from the housing 20 in the radial direction.
  • Cooling channel 34 is limited, which in the circumferential direction completely, i.
  • the cooling channel 34 can be flowed through by a coolant, for example cooling air or a cooling liquid, and thus ensure efficient heat removal from the stator support 18.
  • a coolant for example cooling air or a cooling liquid
  • stator carrier 18 is formed from a single-walled metal and has in the cooling region 32
  • stator support 18 Based on the axial direction of the stator support 18 is slightly conical, so that the stator 18 can be introduced with the stator 16 in a simple manner in the housing 20 and clamped in a predeterminable by the conical configuration and defined position with the housing 20. Subsequently, the stator support 18 is secured in position with the stator 16 by means of a clamping device 37.
  • stator 16 By energizing the stator 16 during operation of the electric machine 10, it may be energizing the stator 16 during operation of the electric machine 10.
  • respective vibration decoupling structures 38 are provided, via which the retaining area 28 is connected to the respective fastening areas 22, 24.
  • the respective vibration decoupling structures 38 are disposed in the axial direction between the holding portion 28 and the attachment portions 22, 24.
  • the respective one comprises
  • Vibration decoupling structure 38 a plurality of openings or
  • stator support 18 is deliberately weakened, whereby the vibrations due to the energization of the stator 16 are at least partially damped and a transfer of these from the holding portion 28 on the mounting portions 22, 24 is kept at least very low or avoided.
  • connection of the holding portion 28 with the mounting portions 22, 24 is still strong enough to support the stator 16 and to ensure the torque support for the rotor 12 without causing damage to the load and / or
  • the vibration decoupling structures 38 or one of them can basically everywhere in the axial direction between the holding portion 28 and the mounting portions 22, 24 and thus also in radial overlap with the stator 16 on the stator 18
  • the vibration decoupling structures 38 are arranged outside the cooling region 32, so that a particularly large-area and uninterrupted cooling of the stator carrier and thus of the stator 16 is possible.
  • respective sealing elements in particular sealing rings, are provided which extend laterally in the axial direction
  • Holding region 28 are arranged.
  • the first holding region 28 is arranged.
  • Vibration decoupling structures 38 also outside the sealing elements, i. arranged cover-free to the cover elements, so that a particularly advantageous tightness of the cooling jacket 30 is realized.
  • the effective and efficient cooling of the stator carrier 18 and thus of the stator 16 is particularly beneficial in that the attachment regions 22, 24 adjoin the holding region 28 in the axial direction to the outside. This allows the
  • Cooling area 32 may be formed over a particularly large area, so that the coolant Centrally or centrally between the mounting portions 22, 24 arranged stator 16 advantageously flow around and can dissipate heat therefrom.
  • the jamming of the stator carrier 18 with the housing 20 can be realized by a respective thickening, wherein the respective vibration decoupling structure 38 can also be arranged on the thickening.
  • the passage openings 40 can be formed in the circumferential direction as elongated slots, which are delimited by particularly narrow webs 42 in the circumferential direction.
  • the passage openings 40 are at least substantially circular and form a perforation of the one-piece stator carrier 18.
  • the through holes 40 are also formed as elongated slots in the circumferential direction.
  • the webs 42 delimiting the through-opening 40 are wider than the webs 42 according to FIG. 2.
  • the stator carrier 18 according to FIG. 4 has only one vibration-decoupling structure 38 between the holding region 28 and the fastening region 22.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Statorträger zum Halten wenigstens eines Statorelements (16) einer Elektromaschine (10), mit wenigstens einem Haltebereich (28), in welchem das wenigstens eine Statorelement (16) am Statorträger (18) befestigbar ist und mit wenigstens einem Befestigungsbereich (22, 24), über welchen der Statorträger (18) an einem Gehäuseteil (20) der Elektromaschine (10) befestigbar ist, wobei der Haltebereich (28) und der Befestigungsbereich (22, 24) über eine Schwingungsentkopplungsstruktur (38) des Statorträgers (18) miteinander verbunden sind.

Description

Statorträger für eine Elektromaschine
Die Erfindung betrifft einen Statorträger für eine Elektromaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solcher Statorträger ist beispielsweise der DE 10 2009 020 613 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Statorträger dient zum Halten von Statorelementen eines Stators einer Elektromaschine. Der Stator umfasst beispielsweise segmentierte, d.h. separate
Statorelemente, welche durch den Statorträger zu einem Ring zusammengehalten werden. Hierbei kann der Statorträger den Zusammenhalt der Statorelemente an sich, beispielsweise durch Einpressen, erzeugen oder auch den bereits zusammengefügten Stator unterstützen. Dazu weist der Statorträger wenigstens einen Haltebereich auf, in welchem die Statorelemente am Statorträger befestigbar sind und dadurch am
Statorträger gehalten werden.
Der Statorträger dient insbesondere dazu, den Stator gegenüber einem Gehäuse der Elektromaschine abzustützen. Dabei kann der Stator auch selbst ein Gehäuseteil des Gehäuses sein. Der Stator kann sich über den Statorträger abstützen und erfährt dadurch ein Gegenmoment, so dass sich ein Rotor der Elektromaschine relativ zum Stator drehen kann. Zum Verbinden des Statorträgers mit dem Gehäuse bzw. mit einem anderweitigen Gehäuseteil der Elektromaschine weist der Statorträger wenigstens einen
Befestigungsbereich auf, über welchen der Statorträger am Gehäuse bzw. an einem anderweitigen Gehäuseteil des Gehäuses befestigbar ist.
Zum Antreiben des Rotors wird der Stator bestromt. Durch die Bestromung werden magnetische Kräfte im Stator hervorgerufen. Insbesondere aufgrund von Wechselfeldern im Stator kommt es dabei zu einer Schwingungsanregung, woraus wahrnehmbare und unangenehme Geräusche resultieren können. Bei einem Kraftwagen können sich die Schwingungen bis zu dem Fahrgastraum fortpflanzen und von Insassen des Fahrgastraums wahrgenommen werden. Dadurch wird der Fahrkomfort des Kraftwagens beeinträchtigt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Statorträger der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Statorträger ein besonders
vorteilhaftes Geräuschverhalten der Elektromaschine ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Statorträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um Geräusche infolge der eingangs geschilderten Schwingungsanregungen besonders gering zu halten oder zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der
Haltebereich und der Befestigungsbereich über eine Schwingungsentkopplungsstruktur des Statorträgers miteinander verbunden sind. Mittels der
Schwingungsentkopplungsstruktur ist der Haltebereich vom Befestigungsbereich zumindest im Wesentlichen schwingungsentkoppelt, so dass eine
Schwingungsübertragung infolge der Schwingungsanregungen vom Haltebereich des Statorträgers über seinen Befestigungsbereich in das Gehäuse bzw. das Gehäuseteil vermieden ist oder nur in sehr geringem Maße stattfindet.
Die Schwingungsentkopplungsstruktur dämpft die vom Haltebereich ausgehenden und vom Stator herrührenden Schwingungen, so dass eine Weiterleitung über den
Befestigungsbereich und beispielsweise hin zu dem Fahrgastraum eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, vermieden wird oder in nur sehr geringem Maße stattfinden kann. In der Folge können Fahrgäste des Fahrgastraums aus den Schwingungen resultierende Geräusche zumindest im Wesentlichen nicht wahrnehmen, was zu einem sehr hohen Fahrkomfort führt.
Der erfindungsgemäße Statorträger ist somit besonders vorteilhaft verwendbar bei einer Elektromaschine für einen als Hybrid-Fahrzeug oder Elektrofahrzeug ausgebildeten Kraftwagen, welcher mittels der Elektromaschine zumindest unterstützend antreibbar ist. Somit ist für Insassen des Kraftwagens ein sehr hoher Fahrkomfort realisierbar.
Vorzugsweise umfasst die Schwingungsentkopplungsstruktur eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Ausnehmungen und/oder Durchtrittsöffnungen zumindest einer Wandung des Statorträgers. Dabei ist der Statorträger beispielsweise perforiert und/oder anderweitig strukturiert durchbrochen. Hierdurch ist eine Geometrie des
Statorträgers geschaffen, wodurch dieser im Bereich der Ausnehmungen und/oder Durchgangsöffnungen gegenüber sich daran anschließenden Bereichen des
Statorträgers eine geringere Steifigkeit aufweist.
Mit anderen Worten ist der Statorträger durch die Ausnehmungen und/oder
Durchtrittsöffnungen gezielt geschwächt, wodurch die Schwingungen gedämpft werden. Je nach Ausgestaltung und/oder Anordnung der Geometrie mit geringerer Steifigkeit kann der Statorträger in unterschiedlichen Richtungen bzw. Achsen unterschiedliche
Steifigkeiten aufweisen. Dadurch kann die Schwingungsentkopplungsfähigkeit der Schwingungsentkopplungsstruktur bedarfsgerecht und gezielt ausgebildet werden, so dass der Statorträger beispielsweise in einer ersten Richtung eine relativ geringe
Steifigkeit zum Dämpfen der Schwingungen und in einer dazu unterschiedlichen, zweiten Richtung eine höhere Steifigkeit zur Realisierung einer festen Anbindung des Stators am Gehäuseteil aufweist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind der Haltebereich und der Befestigungsbereich einstückig miteinander ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Statorträger einstückig ausgebildet. Dadurch ist der Statorträger besonders kostengünstig herstellbar. Der Statorträger kann dabei mittels eines Tiefziehverfahrens, Pressverfahrens, Gussverfahrens, Strangpressverfahrens oder mittels eines
anderweitigen Herstellungsverfahrens hergestellt sein.
Die Schwingungsentkopplungsstruktur kann dabei während des Herstellungsverfahrens, beispielsweise gleichzeitig mit einem Umformverfahren und/oder einem Urformverfahren hergestellt werden.
Wird der Statorträger beispielsweise mittels eines Gussverfahrens hergestellt, so kann die Schwingungsentkopplungsstruktur durch entsprechende Ausgestaltung einer
Gussform hergestellt werden, wobei die Schwingungsentkopplungsstruktur beim Gießen und Aushärten des Statorträgers an diesem ausgebildet wird.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Schwingungsentkopplungsstruktur zumindest teilweise in einem sich an das entsprechende Herstellungsverfahren anschließenden Verfahrensschritt herzustellen und an den bereits hergestellten Statorträger beispielsweise durch Bohren und/oder ein anderweitiges, spannabhebendes Verfahren auszubilden.
Auf diese Weise ist die Schwingungsentkopplungsstruktur ohne einen Materialwechsel bzw. Materialunterschied sowie ohne Verbindungsarbeiten herstellbar. Mit anderen Worten ist somit zum Herstellen der Schwingungsentkopplungsstruktur kein anderer Werkstoff vorgesehen und vonnöten als zur Herstellung des Haltebereichs und des Befestigungsbereichs.
Der insbesondere einstückige Statorträger ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet, kann jedoch aus einem anderweitigen Werkstoff hergestellt sein. Der erfindungsgemäße Statorträger eignet sich sowohl für Innenläufer-Elektromaschinen als auch für Außenläufer-Elektromaschinen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind der Haltebereich und der Befestigungsbereich in axialer Richtung des Statorträgers voneinander beabstandet. Dabei ist die
Schwingungsentkopplungsstruktur in axialer Richtung zwischen dem Haltebereich und dem Befestigungsbereich angeordnet. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte
Schwingungsentkopplung realisiert.
Die geschilderte Integration der Schwingungsentkopplungsstruktur in den Statorträger, insbesondere infolge der einstückigen Ausgestaltung des Statorträgers, birgt auch den Vorteil, dass mittels des erfindungsgemäßen Statorträgers eine besonders feste
Anbindung des Stators am Gehäuseteil der Elektromaschine realisierbar ist. Bei der Verwendung von dämpfendem Material und/oder einer Dämpfung bei bzw. an
Befestigungselementen zum Befestigen des Statorträgers am Gehäuseteil der
Elektromaschine kann es zu einer strukturellen Schwächung der Verbindung zwischen dem Statorträger und dem Gehäuseteil kommen. Diese Problematik ist durch den erfindungsgemäßen Statorträger vermieden.
Der erfindungsgemäße Statorträger ermöglicht auch eine bauraum- und
gewichtsgünstige Anbindung an das Gehäuseteil der Elektromaschine, da
Materialanhäufungen im Bereich der Verbindung mit dem Gehäuseteil nicht vorgesehen und nicht vonnöten sind, um die Schwingungen zu dämpfen bzw. eine
Schwingungsübertragung zu reduzieren oder zu vermeiden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer
Elektromaschine mit einem Rotor und mit einem Stator, welcher über einen Statorträger an einem Gehäuseteil der Elektromaschine befestigt ist, wobei der Statorträger eine Schwingungsentkopplungsstruktur aufweist, mittels welcher eine Übertragung von Schwingungen vom Stator zum Gehäuse zumindest gering gehalten wird;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform des
Statorträgers der Elektromaschine gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des
Statorträgers gemäß Fig. 2; und
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des
Statorträgers gemäß Fig. 2 und 3.
Fig. 1 zeigt eine Elektromaschine 10 für einen beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Die Elektromaschine 10 kann dabei in ein Getriebe des Kraftwagens integriert sein und dazu dienen, den Kraftwagen über das Getriebe elektromotorisch und somit emissionsfrei anzutreiben. Die Elektromaschine 10 kann beispielsweise auch dazu dienen, eine beispielsweise als Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausgebildete und mit dem Getriebe gekoppelte oder koppelbare Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens zu starten und somit die Funktion eines Anlassers zu übernehmen. Die Elektromaschine 10 umfasst einen Rotor 12 sowie einen Rotorträger 14, an welchem der Rotor 12 befestigt ist. Dabei kann der Rotor 12 eine Mehrzahl von einzelnen
Rotorsegmenten umfassen, die mittels des Rotorträgers 14 miteinander verbunden sind.
Die Elektromaschine 10 umfasst auch einen Stator 16, welcher vorliegend einen
Statorkern mit einzelnen Statorsegmenten umfasst. Der Stator 16 mit den
Statorsegmenten ist an einem Statorträger 18 der Elektromaschine 10 befestigt.
Der Statorträger 18 ist an einem Gehäuse 20 der Elektromaschine 10 befestigt. Dazu weist der Statorträger 18 zwei Befestigungsbereiche 22, 24 auf, welche in axialer Richtung des Statorträgers 18 bzw. der Elektromaschine 10 voneinander beabstandet sind. Der Statorträger 18 ist über seine Befestigungsbereiche 22, 24 am Gehäuse 20 befestigt. Dadurch ist der Statorträger 18 am Gehäuse 20 abgestützt und kann für den Rotor 12 ein Gegenmoment bereitstellen, so dass sich beim Bestromen des Stators 16 der Rotor 12 mit dem Rotorträger 14 um eine Drehachse 26 relativ zum Statorträger 18 und relativ zum Gehäuse 20 drehen kann.
Vorliegend ist der Statorträger 18 über eine jeweilige Klemmung durch jeweils wenigstens eine schräge Kante in den Befestigungsbereichen 22, 24 mit dem Gehäuse 20 verbunden, d.h. mit dem Gehäuse 20 verklemmt.
Alternativ oder zusätzlich kann der Statorträger 18 in seinen Befestigungsbereichen 22, 24 beispielsweise auch Verschraubungslaschen aufweisen, über welche der Statorträger 18 mit dem Gehäuse 20 verschraubt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Statorträger 18 auch durch Verstemmen, Verkleben, Verschweißen und/oder auf anderweitige Art mit dem Gehäuse 20 verbunden sein.
Zum Halten des Stators 16 weist der Statorträger 18 einen Haltebereich 28 auf, welcher in axialer Richtung zwischen den Befestigungsbereichen 22, 24 angeordnet ist. Mit anderen Worten schließen sich die Befestigungsbereiche 22, 24 in axialer Richtung jeweils nach außen hin an den Haltebereich 28 an.
Dabei sind die Befestigungsbereiche 22, 24 mit dem Haltebereich 28 einstückig ausgebildet. Infolge dieser einstückigen Ausgestaltung des Statorträgers 18 ist dieser besonders kostengünstig herstellbar. Zur Kühlung des Statorträgers 18 und über diesen des Stators 16 ist ein Kühlmantel 30 vorgesehen. Der Kühlmantel 30 ist durch einen Kühlbereich 32 des Statorträgers 18 sowie das Gehäuse 20 gebildet. Im Kühlbereich 32, welcher in radialer Richtung in Überdeckung mit dem Haltebereich 28 und somit in Überdeckung mit dem Stator 16 angeordnet ist, ist der Statorträger 18 in radialer Richtung von dem Gehäuse 20 beabstandet. Dadurch ist mittels des Statorträgers 18 und des Gehäuses 20 ein
Kühlkanal 34 begrenzt, welcher sich in Umfangsrichtung vollständig, d.h.
unterbrechungsfrei über den Statorträger 18 auf einer dem Haltebereich 28 abgewandten Seite erstreckt. Der Kühlkanal 34 kann von einem Kühlmittel, beispielsweise Kühlluft oder einer Kühlflüssigkeit, durchströmt werden und so eine effiziente Wärmeabfuhr von dem Statorträger 18 gewährleisten.
Wie insbesondere in Zusammenschau mit Fig. 2 bis 4 erkennbar ist, ist der Statorträger 18 aus einem einwandigen Metall gebildet und weist im Kühlbereich 32
außenumfangsseitig Kühlrillen 36 auf.
Bezogen auf die axiale Richtung ist der Statorträger 18 leicht konisch ausgebildet, damit der Statorträger 18 mit dem Stator 16 auf einfache Weise in das Gehäuse 20 eingeführt und in einer durch die konische Ausbildung vorgebbaren und definierten Position mit dem Gehäuse 20 verklemmt werden kann. Anschließend wird der Statorträger 18 mit dem Stator 16 mittels einer Einspanneinrichtung 37 lagegesichert.
Durch Bestromen des Stators 16 im Betrieb der Elektromaschine 10 kann es zu
Schwingungsanregungen des Stators 16 und somit des Statorträgers 18 kommen. Um nun eine Schwingungsübertragung vom Stator 16 über den Statorträger 18 und das Gehäuse 20 in einen Fahrgastraum des Kraftwagens zu vermeiden oder besonders gering zu halten, sind jeweilige Schwingungsentkopplungsstrukturen 38 vorgesehen, über die der Haltebereich 28 mit den jeweiligen Befestigungsbereichen 22, 24 verbunden ist. Mit anderen Worten sind die jeweiligen Schwingungsentkopplungsstrukturen 38 in axialer Richtung zwischen dem Haltebereich 28 und den Befestigungsbereichen 22, 24 angeordnet.
Wie in Zusammenschau mit Fig. 2 bis 4 erkennbar ist, umfasst die jeweilige
Schwingungsentkopplungsstruktur 38 eine Mehrzahl von Durchbrüchen bzw.
Durchgangsöffnungen 40, die den Statorträger 18 bzw. dessen Wandung durchdringen. Die Durchgangsöffnungen 40 sind in Umfangsrichtung des Statorträgers 18
nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet und in Umfangsrichtung von jeweiligen Stegen 42 des Statorträgers 18 begrenzt. Dies bedeutet, dass die Verbindung des Haltebereichs 28 mit den Befestigungsbereichen 22, 24 lediglich über die relativ schmalen Stege 42 erfolgt. Ferner bedeutet dies, dass die Durchgangsöffnungen 40 eine mechanische bzw. materielle Verbindung zwischen dem Haltebereich 28 und den mit diesem einstückig ausgebildeten Befestigungsbereichen 22, 24 minimiert. Dadurch ist der Statorträger 18 gezielt geschwächt, wodurch die Schwingungen infolge der Bestromung des Stators 16 zumindest zum Teil gedämpft werden und eine Übertragung dieser vom Haltebereich 28 auf die Befestigungsbereiche 22, 24 zumindest stark gering gehalten oder vermieden wird.
Die Verbindung des Haltebereichs 28 mit den Befestigungsbereichen 22, 24 ist jedoch noch stark genug, um den Stator 16 zu tragen und die Drehmomentenabstützung für den Rotor 12 zu gewährleisten, ohne dass es zu Belastungsschäden und/oder
Ermüdungserscheinungen kommt.
Die Schwingungsentkopplungsstrukturen 38 bzw. eine davon kann grundsätzlich überall in axialer Richtung zwischen dem Haltebereich 28 und den Befestigungsbereichen 22, 24 und somit auch in radialer Überdeckung mit dem Stator 16 am Statorträger 18
vorgesehen sein, so dass die vom Stator 16 ausgehenden Schwingungen gedämpft werden.
Vorliegend sind die Schwingungsentkopplungsstrukturen 38 außerhalb des Kühlbereichs 32 angeordnet, so dass eine besonders großflächige und unterbrechungsfreie Kühlung des Statorträgers und damit des Stators 16 möglich ist.
Zum Abdichten des Kühlmantels 30 sind beispielweise jeweilige Dichtungselemente, insbesondere Dichtungsringe, vorgesehen, welche in axialer Richtung seitlich des
Haltebereichs 28 angeordnet sind. Vorzugsweise sind dabei die
Schwingungsentkopplungsstrukturen 38 auch außerhalb der Dichtungselemente, d.h. überdeckungsfrei zu den Deckungselementen angeordnet, so dass eine besonders vorteilhafte Dichtheit des Kühlmantels 30 realisiert ist.
Der effektiven und effizienten Kühlung des Statorträgers 18 und damit des Stators 16 kommt insbesondere zugute, dass sich die Befestigungsbereiche 22, 24 in axialer Richtung nach außen hin an den Haltebereich 28 anschließen. Dadurch kann der
Kühlbereich 32 besonders großflächig ausgebildet sein, so dass das Kühlmittel den zentral bzw. mittig zwischen den Befestigungsbereichen 22, 24 angeordneten Stator 16 vorteilhaft umströmen und von diesem Wärme abtransportieren kann.
Die Verklemmung des Statorträgers 18 mit dem Gehäuse 20 kann durch eine jeweilige Verdickung realisiert sein, wobei die jeweilige Schwingungsentkopplungsstruktur 38 auch an der Verdickung angeordnet sein kann.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, können die Durchgangsöffnungen 40 in Umfangsrichtung als längliche Schlitze ausgebildet sein, welche von besonders schmalen Stegen 42 in Umfangsrichtung begrenzt sind.
Gemäß Fig. 3 sind die Durchgangsöffnungen 40 zumindest im Wesentlichen kreisrund ausgebildet und bilden eine Perforation des einstückigen Statorträgers 18.
Gemäß Fig. 4 sind die Durchgangsöffnungen 40 ebenso als in Umfangsrichtung längliche Schlitze ausgebildet. Die die Durchgangsöffnung 40 begrenzenden Stege 42 sind jedoch breiter als die Stege 42 gemäß Fig. 2. Ferner weist der Statorträger 18 gemäß Fig. 4 lediglich eine Schwingungsentkopplungsstruktur 38 zwischen dem Haltebereich 28 und dem Befestigungsbereich 22 auf.
So ist es möglich, die Schwingungsentkopplungsstrukturen 38 bedarfsgerecht auszugestalten und so einerseits eine Schwingungsentkopplung der
Befestigungsbereiche 22, 24 vom Haltebereich 28 sowie andererseits eine feste
Anbindung des Stators 16 am Gehäuse 20 zu ermöglichen.
Je nach Ausgestaltung und Anordnung der Schwingungsentkopplungsstrukturen 38 können diese in unterschiedlichen Richtungen unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen und so bedarfsgerecht an jeweilige Anforderungen angepasst werden. Bezugszeichenliste
10 Elektromaschine
12 Rotor
14 Rotorträger
16 Stator
18 Statorträger
20 Gehäuse
22 Befestigungsbereich
24 Befestigungsbereich
26 Drehachse
28 Haltebereich
30 Kühlmantel
32 Kühlbereich
34 Kühlkanal
36 Kühlrillen
37 Einspanneinrichtung
38 Schwingungsentkopplungsstruktur
40 Durchgangsöffnung
42 Steg

Claims

Patentansprüche
1. Statorträger zum Halten wenigstens eines Statorelements eines Stators (16) einer Elektromaschine (10), mit wenigstens einem Haltebereich (28), in welchem das wenigstens eine Statorelement des Stators (16) am Statorträger (18) befestigbar ist und mit wenigstens einem Befestigungsbereich (22, 24), über welchen der
Statorträger (18) an einem Gehäuseteil (20) der Elektromaschine (10) befestigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Haltebereich (28) und der Befestigungsbereich (22, 24) über eine
Schwingungsentkopplungsstruktur (38) des Statorträgers (18) miteinander verbunden sind.
2. Statorträger nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwingungsentkopplungsstruktur (38) wenigstens Ausnehmung und/oder wenigstens eine Durchgangsöffnung (40) zumindest einer Wandung des
Statorträgers (18) umfasst.
3. Statorträger nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwingungsentkopplungsstruktur (38) eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Ausnehmungen und/oder Durchgangsöffnungen (40) der zumindest einen Wandung umfasst.
4. Statorträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (28) und der Befestigungsbereich (22, 24) einstückig miteinander ausgebildet sind.
5. Statorträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Haltebereich (28) und der Befestigungsbereich (22, 24) in axialer Richtung des Statorträgers (18) voneinander beabstandet sind.
6. Statorträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Statorträger (18) wenigstens einen Kühlbereich (32) aufweist, über welchen der Statorträger (18) und über diesen der Stator (16) zu kühlen ist, wobei die
Schwingungsentkopplungsstruktur (38) außerhalb des Kühlbereichs (32) angeordnet ist.
7. Statorträger nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kühlbereich (32) in zumindest teilweiser Überdeckung mit dem Haltebereich (28) angeordnet ist.
8. Elektromaschine (10) mit einem Statorträger (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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