Die Erfindung betrifft einen Isolationskörper für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem solchen Isolationskörper. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine.

Bei einer derartigen elektrischen Maschine kann es sich allgemein um einen Elektromotor oder um einen Generator handeln. Die elektrische Maschine kann als Außenläufer oder als Innenläufer ausgebildet sein.

Eine gattungsgemäße Maschine ist beispielsweise aus der US 5,214,325 be kannt. Sie umfasst ein Gehäuse, das einen Innenraum umgibt und das einen in einer Umfangsrichtung des Gehäuses umlaufenden, den Innenraum radial be grenzenden Mantel, axial einerseits eine den Innenraum axial begrenzende Rückseitenwand und axial andererseits eine den Innenraum axial begrenzende Vorderseitenwand aufweist. Fest mit dem Mantel ist ein Stator der Maschine ver bunden. Im Stator ist ein Rotor der Maschine angeordnet, wobei eine Rotorwelle des Rotors über ein vorderes Wellenlager an der Vorderseitenwand drehbar ge lagert ist.

Typischerweise umfasst der Stator einer herkömmlichen elektrischen Maschine Statorwicklungen, die im Betrieb der Maschine elektrisch bestromt werden. Dabei entsteht Wärme, die zur Vermeidung einer Überhitzung und einer damit verbun denen Beschädigung oder gar Zerstörung des Stators abgeführt werden muss. Hierzu ist es aus herkömmlichen elektrischen Maschinen bekannt, diese mit einer Kühleinrichtung zum Kühlen des Stators - insbesondere besagter Statorwicklun- gen - auszustatten. Eine solche Kühleinrichtung umfasst einen oder mehrere Kühlkanäle, die von einem Kühlmittel durchströmt werden und in der Nähe der Statorwicklungen im Stator - typischerweise in den Statornuten ausbildenden Zwi schenräumen zwischen zwei in Umfangsrichtung des Stators benachbarten Statorzähnen, in welchen auch die Statorwicklungen aufgenommen sind - ange ordnet sind. Durch Wärmeübertragung von den Statorwicklungen auf das Kühlmit tel kann Wärme vom Stator abgeführt werden.

Als nachteilig erweist sich dabei, dass ein effizienter Wärmeübergang vom Stator auf das durch den jeweiligen Kühlkanal strömende Kühlmittel nur mit erheblichem konstruktiven Aufwand realisierbar ist. Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf die Herstellungskosten der elektrischen Maschine aus.

Als problematisch erweist sich bei herkömmlichen Maschinen darüber hinaus, dass es zwischen den Statorwicklungen und dem durch den Kühlkanal geführten Kühlmittel sowie zwischen den Statorwicklungen und den Statorzähnen des Sta tors unter Umständen zu einem unerwünschten elektrischen Kurzschluss kommen kann, wenn die Wicklungsisolation der Statorwicklungen - beispielsweise ferti gungsbedingt oder hervorgerufen im Zuge der Montage - beschädigt sein sollte und nach dem Einbringen der Statorwicklungen in dem Zwischenraum diese - et wa montagebedingt - den Kühlkanal bzw. das Kühlmittel oder die Statorzähne be rühren.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausfüh rungsform für eine elektrische Maschine zu schaffen, bei welcher dieser Nachteil weitgehend oder gar vollständig beseitigt ist. Insbesondere soll eine verbesserte Ausführungsform für eine elektrische Maschine geschaffen werden, welche sich durch eine verbesserte Kühlung der Statorwicklungen des Stators auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Pa tentansprüche.

Grundidee der Erfindung ist demnach, eine elektrischen Isolationskörper zu schaffen, der als vorgefertigte Baueinheit in einen Zwischenraum - die sog.

Statornut - zwischen zwei Statorzähnen eines Stators einer elektrischen Maschi ne eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen des Isolationskörpers in den Zwischenraum bzw. in die Statornut können die Statorwicklungen in den Zwi schenraum eingebracht werden. Der dort vorhandene Isolationskörper erleichtert dabei einerseits die Positionierung der Statorwicklungen im jeweiligen Zwischen raum und kann andererseits die erforderliche elektrische Isolierung der Stator wicklung gegenüber dem Kühlkanal bzw. dem durch den Kühlkanal im Betrieb der elektrischen Maschine geführten Kühlmittel sicherstellen, dient also insbesondere als Wärmeübertragungsmedium. Letzteres bedeutet, dass von der Statorwicklung erzeugte Abwärme über den Kunststoff an den im Zwischenraum vorhandenen Kühlkanal übertragen werden kann, der im Betrieb der Maschine von Kühlmittel durchströmt wird. Durch Wahl eines geeigneten Kunststoffs mit hoher Wärmleit fähigkeit kann dieser Effekt verbessert werden. Da ein Kunststoff typischerweise elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist, ist es zudem möglich, die innerhalb des Isolationskörpers angeordnete Statorwicklungen elektrisch gegenüber den Statorzähnen zu isolieren. Ein unerwünschter elektrischer Kurzschluss zwischen den Leiterelementen der Statorwicklung kann - auch im Falle einer beschädigten Wicklungsisolation - auf diese Weise ausgeschlossen werden.

Ein erfindungsgemäßer elektrischer Isolationskörper für eine elektrische Maschi ne umfasst Außenwandungen aus einem Kunststoff, welche einen Körperinnen- raum teilweise begrenzen. Bevorzugt ist der Kunststoff elektrisch isolierend aus gebildet. Außerdem kann der Kunststoff auch zur Wärmeübertragung verwendet werden. Im Körperinnenraum sind wenigstens einen Wicklungszone zur Aufnah me einer Statorwicklung und wenigstens eine Kanalzone zur Aufnahme eines Kühlkanals vorhanden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Isolationskörper wenigstens eine Trennwandung aus dem, bevorzugt elektrisch isolierenden, Kunststoff, wel che den Körperinnenraum in die wenigstens eine Wicklungszone und in die we nigstens eine Kanalzone unterteilt. Werden nach Montage des Isolationskörpers in der Statornut im Zuge des Zusammenbaus des Stators die Statorwicklungen in der Wicklungszone und der Kühlkanal in der Kanalzone des Isolationskörpers angeordnet, so kann auf diese Weise ein unerwünschter elektrischer Kurzschluss zwischen der Statorwicklung - auch bei beschädigter Wicklungsisolation - und dem Kühlkanal mit dem Kühlmittel ausgeschlossen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Außenwandungen und die wenigstens eine Trennwandung entlang einer axialen Richtung. Bei die ser Ausführungsform sind in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung die wenigstens eine Wicklungszone und die Kanalzone benachbart zueinander angeordnet. Dies ermöglicht es, die Statorwicklungen und den Kühlkanal zum Kühlen der Statorwicklung unmittelbar benachbart zueinander anzuordnen. Auf diese Weise kann eine besonders effektive Wärmeübertragung von der Stator wicklung zum Kühlkanal erzielt werden. Gleichzeitig wird mittels der Trennwan dung die gewünschte elektrische Isolierung zwischen Statorwicklungen und Kühl kanal sichergestellt.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind im Körperinnenraum zwei Kanalzonen zur Aufnahme eines ersten und eines zweiten Kühlkanals vorgesehen. Bei dieser Weiterbildung ist - im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung - die wenigstens eine Wicklungszone zwischen den beiden Kanalzonen angeordnet und mittels zweier Trennwandungen von diesen beiden Kanalzonen getrennt. Eine solche geometrische Anordnung der Statorwicklungen relativ zu den beiden Kühlkanälen ermöglicht es, von der Statorwicklung Abwärme beidseitig an beide Kühlkanäle zu übertragen. Auf diese Weise kann eine besonders starke Kühlung der Statorwick lungen erzielt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind nicht nur eine einzige, sondern zwei Wicklungszonen vorgesehen, die in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Bei dieser vorteilhaften Wei terbildung sind die Wicklungszonen mittels einer Phasenisolation aus dem Kunst stoff voneinander getrennt. Auf diese Weise wird ein unerwünschter elektrischer Kurzschluss zwischen den in den beiden verschiedenen Wicklungszonen ange ordneten Leiterelementen ausgeschlossen. Dies gilt insbesondere, wenn als Ma terial für die Trennwandung ein elektrisch isolierender Kunststoff gewählt wird. Dies gestattet es, Leiterelemente in den beiden Wicklungszone anzuordnen, die elektrisch getrennt voneinander an unterschiedliche elektrische Phasen einer Stromquelle angeschlossen werden können. Dies kann beispielsweise erforder lich sein, wenn die elektrische Maschine als zweiphasige Maschine betrieben werden soll.

Zweckmäßig kann besagte Phasenisolation durch eine weitere Trennwandung des Isolationskörpers gebildet sein. Besonders bevorzugt ist besagte Trennwan dung materialeinheitlich oder sogar integral an den Außenwandungen des Isolati onskörpers ausgebildet. Mit dieser Variante gehen besonders geringe Ferti gungskosten einher.

Zweckmäßig kann der Isolationskörper ein Spritzgussteil sein. Ein solches Spritz gussteil ist technisch einfach herzustellen und daher, insbesondere in großen Stückzahlen, besonders kostengünstig zu fertigen. Alternativ oder zusätzlich kann der Isolationskörper ein monolithischer Körper sein. Dies wirkt sich ebenfalls vor teilhaft auf die Fertigungskosten aus. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Isolationskörper ein Extrusionskörper sein.

Zweckmäßig kann der Isolationskörper die geometrische Formgebung eines Qua ders aufweisen. Ebenso zweckmäßig kann der Isolationskörper in dem Quer schnitt senkrecht zur axialen Richtung die Geometrie eines Trapezes, vorzugs weise eines Rechtecks, aufweisen. Dies bedeutet, dass der Isolationskörper mit einer Geometrie versehen wird, die typischerweise jener der Statornut entspricht, in welche der Isolationskörper im Zuge des Zusammenbaus des Stators der elektrischen Maschine eingesetzt wird. In Varianten sind auch andere Geometrien denkbar, wobei auch bei solchen alternativen Geometrien gilt, dass diese beson ders bevorzugt im Wesentlichen der Geometrie der betreffenden Statornut, in welcher der Isolationskörper eingesetzt wird, entsprechen.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann an einem bezüglich der axialen Richtung axialen Ende des Isolationskörpers an wenigstens einer Außen wandung ein Axialanschlag ausgebildet sein. Ein solcher Axialeinschlag erleich tert das Einschieben des Isolationskörpers in den jeweiligen Zwischenraum ent lang der axialen Richtung. Insbesondere wird eine korrekte axiale Positionierung des Isolationskörpers im Zwischenraum sichergestellt.

Gemäß einer besonders bevorzugten, weil technisch einfach umsetzbaren Wei terbildung, kann der Axialanschlag als ein nach außen abstehender Wandungs kragen ausgebildet sein, der an wenigstens einer Außenwandung des Isolations körpers, vorzugsweise integral, ausgeformt ist. Diese Ausführungsform ist mit be sonders geringen Fierstellungskosten verbunden. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist auf wenigstens zwei Außenwandungen eine Abstandsstruktur vorgesehen, mittels welcher die Außenwandungen in einem definierten Abstand in eine Statornut des Stators einer elektrischen Maschine einsetzbar sind. Auf diese Weise wird das Einsetzen des Isolationskörpers in den jeweiligen die Statornut bildenden Zwischenraum erleichtert. Insbesondere kann somit der Isolationskörper besonders genau im Zwischenraum positioniert wer den. Der sich aufgrund der beabstandeten Anordnung des Isolationskörpers zu den beiden Statorzähnen bzw. zum Statorkörper etwaig ergebende Spalt zwi schen den Außenwandungen und den Statorzähnen bzw. dem Statorkörper kann mit einer Wärmeübertragungsschicht aus Kunststoff befüllt werden, welche die Wärmeübertragung auf das durch den Kühlkanal strömende Kühlmittel erleichtert.

Besonders bevorzugt wird besagte Abstandsstruktur durch Vorsprünge gebildet, die auf einer dem Körperinnenraum abgewandten Außenseite der jeweiligen Au ßenwandung angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist technisch besonders leicht umzusetzen und geht mit Kostenvorteilen bei der Herstellung einher.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können diese Vorsprünge integral an der Außenwandung ausgeformt sein. Auch diese Ausführungsform erweist sich als besonders kostengünstig.

Eine weitere vorleithafte Weiberbildung sieht vor, dass der Isolationskörper ent lang der axialen Richtung in die Statornut einschiebbar ausgebildet ist. Dies er möglicht eine besonders einfache Montage des Isolationskörpers in der Statornut womit sich eine Herstellung einer elektrischen Maschine mit einem solchen Isola tionskörper besonders kosteneffizient umsetzen lässt.

Zweckmäßig ist der Isolationskörper passgenau in die Statornut einschiebbar ausgebildet. Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn der Isolations- körper in der Art einer Übermaß- oder einer Übergangspassung in die Statornut einschiebbar ausgebildet ist. Ein derart ausgebildeter Isolationskörper erfordert in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Maßnahmen zur Befestigung des Isolati onskörpers in der Statornut.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Isolationskörpers ist dieser formsteif ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Isolationskörper dabei aus ei nem formsteifen Material ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass der Isolations körper eine Montagekraft beschädigungsfrei aufnehmen kann, falls der Isolations körper in der Art einer Übermaßpassung in die Statornut eingeschoben wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Isolationskörper mittels der Trennwandung ausgesteift. Dies bedeutet, dass die Trennwandung zusätzlich zu dem Unterteilen des Körperinnenraums noch die Aufgabe erfüllt, den Isolations körper mechanisch auszusteifen. Damit lässt sich vorteilhaft die von dem Isolati onskörper bei seiner Montage beschädigungsfrei aufnehmbare Montagekraft noch weiter steigern.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Isolationskörpers ist der Isola tionskörper umformfrei hergestellt. Ein solcher Isolationskörper ist insbesondere ohne Biegen und/oder Dehnen eines Halbzeugs hergestellt. Vorteilhaft lassen sich damit Eigenspannungen in dem Isolationskörper, welche beim Umformen ty pischerweise entstehen, wirksam vermeiden oder zumindest auf ein verringertes Maß senken.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein senkrecht zur axialen Richtung festgelegter Querschnitt des Körperinnenraums des Isolationskörpers über eine Erstreckung des Isolationskörpers konstant, welche entlang der axialen Richtung verläuft. Ein derartiger Isolationskörper ist vorteilhaft, insbesondere in großen Stückzahlen, mittels eines Extrusionsverfahrens besonders kostengünstig herstellbar.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Isolationskörpers sieht vor, dass ein senkrecht zur axialen Richtung festgelegter Querschnitt des Isolationskörpers über die Erstreckung des Isolationskörpers sowohl achsen- als auch punktsym metrisch ist. Eine derartige Ausführung des Isolationskörpers ermöglicht es vor teilhaft, in dem Körperinnenraum platzierbare Komponenten wie Kühlkanäle und/oder Statorwicklungen einer elektrischen Maschine mit einem solchen Isolati onskörper besonders gleichmäßig zu verteilen. Eine solche gleichmäßige Vertei lung ist erstrebenswert, da so die in dem Körperinnenraum aufnehmbaren Stator wicklungen mittels des Kühlkanals besonders gleichmäßig gekühlt werden kön nen.

Zweckmäßig sind die Außenwandungen des Isolationskörpers miteinander ver bunden. Besonders zweckmäßig sind die Außenwandungen des Isolationskörpers naht- und/oder fugenfrei miteinander verbunden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die mechanischen Eigenschaften des Isolationskörpers aus.

Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine, insbesondere für ein Fahrzeug. Die Maschine umfasst einen Rotor, der um eine Rotationsachse dreh bar ist, durch welche eine axiale Richtung der elektrischen Maschine definiert ist, und einen Stator, der elektrisch leitende Statorwicklungen aufweist. Ferner um fasst die Maschine wenigstens einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanal zum Kühlen der Statorwicklungen. Dabei besitzt der Stator sich entlang der axialen Richtung erstreckende und entlang einer Umfangsrichtung des Rotors beabstandet zueinander angeordnete Statorzähne, die von einem Statorkörper des Stators, vorzugsweise radial nach innen, abstehen und die Statorwicklungen tragen. Zwischen zwei in der Umfangsrichtung benachbarten Statorzähnen ist je weils ein Zwischenraum ausgebildet.

Erfindungsgemäß ist in zumindest einem Zwischenraum ein vorangehend vorge stellter Isolationskörper angeordnet bzw. aufgenommen. Die voranstehend erläu terten Vorteile des Isolationskörpers übertragen sich daher auch auf die erfin dungsgemäße elektrische Maschine. Bevorzugt ist in mehreren Zwischenräumen des Stators ein solcher Isolationskörper angeordnet, besonders bevorzugt in allen Zwischenräumen. Erfindungsgemäß ist dabei in der wenigstens einen Wicklungs zone des Isolationskörpers eine Statorwicklung angeordnet. Ebenso ist in der we nigstens einen Kanalzone des Isolationskörpers ein Kühlkanal zum Durchströmen mit einem Kühlmittel angeordnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Isolationskörper in den Zwischen raum eingesetzt. Ein solches Einsetzen des Isolationskörper in den Zwischen raum vereinfacht die Montage des vorgefertigten Isolationskörper im jeweiligen Zwischenraum und somit den Zusammenbau des Stators der elektrischen Ma schine.

Zweckmäßig verläuft die axiale Richtung des Isolationskörpers parallel zur axia len Richtung der elektrischen Maschine.

Besonders zweckmäßig erstreckt sich der im Zwischenraum angeordnete Isolati onskörper entlang einer gesamten, entlang der axialen Richtung der Maschine gemessenen Zwischenraum-Länge.

Besonders bevorzugt umfasst der Isolationskörper zwei Kanalzonen, die in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung in einem radial inneren sowie in ei nem radial äußeren Endabschnitt des Zwischenraums angeordnet sind. Bei dieser Variante ist in einer ersten Kanalzone ein erster Kühlkanal und in einer zweiten Kanalzone ein zweiter Kühlkanal angeordnet. Auf diese Weise steht im Bereich zwischen den beiden Kanalzonen bzw. Endabschnitten genügend Bauraum zur Aufnahme einer Statorwicklung mit einer großen Anzahl von Leiterelementen be reit. Gleichzeitig wird eine effektive Kühlung dieser Statorwicklungen durch gleich zwei Kühlkanäle sichergestellt.

Zweckmäßig können die erste Kanalzone mit dem ersten Kühlkanal in einem ra dial inneren Endabschnitt des Zwischenraums und die zweite Kanalzone mit dem zweiten Kühlkanal in einem radial äußeren Endabschnitt des Zwischenraums an geordnet sein. Die Statorwicklung ist bezüglich der radialen Richtung zwischen beiden Kühlkanälen angeordnet, sodass eine effektive Wärmeübertragung von der Statorwicklung an das durch die beiden Kühlkanäle geführte Kühlmittel mög lich wird.

Bevorzugt ist die wenigstens eine Wicklungszone entlang der radialen Richtung des Stators zwischen den beiden Kanalzonen angeordnet. Besonders bevorzugt sind beide Wicklungszonen, also die erste und zweite Wicklungszone, entlang der radialen Richtung, vorzugsweise unmittelbar nebeneinander, zwischen den beiden Kanalzonen angeordnet. Entlang der radialen Richtung sind also bei die ser Variante von radial innen nach radial außen die erste Kanalzone, die erste Wicklungszone, die zweite Wicklungszone und die zweite Kanalzone nebenei nander angeordnet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Isolationskörper zwei Wicklungszonen, die in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung benach bart zueinander angeordnet sind. Bei dieser Weiterbildung sind die beiden Wick lungszonen mittels einer Phasenisolation aus dem Kunststoff voneinander ge trennt. Dies erlaubt es, Leiterelemente der im Zwischenraum vorgesehenen Statorwicklung in den beiden Wicklungszone anzuordnen, die an unterschiedliche elektrische Phasen einer Stromquelle angeschlossen werden sollen. Dies kann erforderlich sein, wenn die Maschine als zweiphasige Maschine betrieben werden soll.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform die Statorwicklung Teil einer verteilten Wicklung. Bei dieser Ausführungsform ist der Isolationskörper radial in nen, also zur Öffnung des Zwischenraums bzw. der Statornut offen ausgebildet.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Wicklung erste und zweite Leiterelemente. Bei dieser Weiterbildung sind die ersten Leiterelemente in der ersten Wicklungszone angeordnet und zum Anschluss an eine gemeinsame erste Phase einer elektrischen Stromquelle elektrisch miteinander verbunden. Analog sind bei dieser Weiterbildung die zweiten Leiterelemente in der zweiten Wick lungszone angeordnet und zum Anschluss an eine gemeinsame zweite Phase der elektrischen Stromquelle elektrisch miteinander verbunden. Dies erlaubt es, die elektrische Maschine mit hoher Betriebssicherheit als zweiphasige elektrische Maschine zu betreiben.

Besonders bevorzugt ist in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung zu mindest ein erstes oder/und zweites Leiterelement der im Zwischenraum ange ordneten Statorwicklung von dem Kunststoff umgeben. Besonders bevorzugt gilt dies für alle ersten oder/und zweiten Leiterelemente der Statorwicklung. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass es zu keinem unerwünschten elektrischen Kurz schluss der Statorwicklung mit dem durch den Kühlkanal strömenden Kühlmittel kommen kann.

Zweckmäßig können die ersten oder/und die zweiten Leiterelemente als Wick lungsstäbe aus einem elektrisch leitenden Material gebildet sein. Besonders be- vorzugt sind diese Leiterelementen mechanisch steif ausgebildet eine solche Ausbildung der Leiterelementen als Wicklungsstäbe, insbesondere aus einem mechanisch steifen Material, erleichtert es, die Leiterelemente zum Zusammen bau der elektrischen Maschine in den im Zwischenraum des Stators angeordne ten Isolationskörper einzubringen.

Als besonders bauraumsparend erweist sich eine weitere bevorzugte Ausfüh rungsformen, gemäß welcher in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung zumindest ein Wicklungsstab, vorzugsweise alle Wicklungsstäbe, die Geometrie eines Rechtecks mit zwei Schmalseiten und mit zwei Breitseiten besitzt/besitzen.

Besonders bevorzugt sind die ersten Leiterelemente mittels der Phasenisolation elektrisch gegenüber den zweiten Leiterelementen isoliert. Ein unerwünschter elektrischer Kurzschluss zwischen zwei Leiterelementen, die an unterschiedliche elektrische Phasen einer Stromquelle angeschlossen sind oder angeschlossen werden sollen, kann auf diese Weise vermieden werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen der Statorwicklung und dem Isolationskörper eine erste Wärmeübertragungsschicht aus Kunststoff angeordnet. Auf diese Weise kann die Abführung von Wärme von der Statorwick lung verbessert werden. Insbesondere kann die unerwünschte Ausbildung von Luftspalten oder Lufteinschlüssen, welche die Wärmeabführung von der Stator wicklung mindern würden, vermieden werden.

Zusätzlich kann die erste Wärmeübertragungsschicht zwischen zumindest zwei benachbarten Leiterelementen angeordnet sein. Ein unerwünschter elektrischer Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Leiterelementen kann auf diese Weise verhindert werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist zwischen dem Kühlkanal und dem Isolationskörper eine zweite Wärmeübertragungsschicht aus Kunststoff an geordnet. Somit kann die Übertragung der Wärme auf den Kühlkanal bzw. das durch den Kühlkanal strömende Kühlmittel verbessert werden. Insbesondere kann die unerwünschte Ausbildung von Luftspalten oder Lufteinschlüssen, welche die Wärmeübertragung zum Kühlkanal hin mindern würden, vermieden werden.

Alternativ oder zusätzlich zur ersten bzw. zweiten Wärmeübertragungsschicht kann zwischen dem Isolationskörper und dem Statorkörper mit den zwei benach barten Statorzähnen eine dritte Wärmeübertragungsschicht aus Kunststoff ange ordnet sein. Auf diese Weise kann die Abführung von Wärmeübertragung von den Statorzähnen bzw. vom Statorkörper verbessert werden. Insbesondere kann die unerwünschte Ausbildung eines Luftspalts oder eines Lufteinschlusses, der die Wärmeübertragung von den Statorzähnen bzw. vom Statorkörper weg min dern würde, vermieden werden.

Zweckmäßig können die ersten Leiterelemente in der radial inneren Wicklungs zone angeordnet und zum Anschluss an eine gemeinsame erste Phase einer elektrischen Stromquelle elektrisch miteinander verbunden sein. Bei dieser Vari ante sind die zweiten Leiterelemente in der radial äußeren Wicklungszone ange ordnet und zum Anschluss an eine gemeinsame zweite Phase der elektrischen Stromquelle elektrisch miteinander verbunden. Diese Variante erlaubt die Reali sierung bzw. den Betrieb der Maschine als zweiphasige Maschine bei nur gerin gem Bauraumbedarf. Insbesondere können auf diese Weise besonders viele Lei terelemente der Statorwicklung in einem jeweiligen Zwischenraum angeordnet werden, was die Leistungsfähigkeit elektrischen Maschine erhöht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung zumindest ein erstes oder/und zweites Leiterele- ment, vorzugsweise alle ersten oder/und zweiten Leiterelemente, von dem Kunst stoff umgeben. Auf diese Weise wird die elektrische Isolierung der Leiterelemen te, insbesondere gegenüber dem Kühlkanal, redundant verbessert.

Zweckmäßig kann sich die Abstandsstruktur des Isolationskörpers an den

Statorzähnen sowie, alternativ oder zusätzlich, am Statorkörper abstützen. Auf diese Weise wird der Isolationskörper mechanisch stabil im Zwischenraum fixiert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann auf den dem Zwischenraum zugewandten Oberflächenabschnitten der beiden Statorzähne oder/und des Statorkörpers eine Stützstruktur vorgesehen sein, an welcher sich die Außenwan dungen des Isolationskörpers abstützen, so dass diese im Abstand zu den Stator zähnen bzw. zum Statorkörper angeordnet sind. Auf diese Weise wird das Einset zen des Isolationskörpers in den jeweiligen, die Statornut bildenden Zwischen raum erleichtert. Insbesondere kann der Isolationskörper auf diese Weise beson ders genau im Zwischenraum positioniert werden. Die sich aufgrund der bean standeten Anordnung des Isolationskörpers zu den beiden Statorzähnen bzw. zum Statorkörper etwaig ergebenden Luftspalte bzw. Lufteinschlüsse zwischen den Außenwandungen und den Statorzähnen bzw. dem Statorkörper können dann mit einer Wärmeübertragungsschicht aus Kunststoff befüllt werden. Dies führt zu einer verbesserten Übertragung von Wärme, die an den Statorwicklungen sowie am Statorkörper im Betrieb der Maschine erzeugt wird, auf das durch den Kühlkanal strömende Kühlmittel.

Zweckmäßig ist die Stützstruktur durch Vorsprünge gebildet ist, die von den Statorzähnen bzw. vom Statorkörper in den Zwischenraum abstehen. Diese Aus führungsform ist technisch besonders leicht umzusetzen und geht folglich mit Kostenvorteilen bei der Herstellung einher. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Vorsprünge integral an den Statorzähnen bzw. am Statorkörper ausgebildet. Diese Ausführungsform erweist sich als besonders kostengünstig.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist im Statorkörper, insbesonde re im Bereich des Statorkörper zwischen den beiden den Zwischenraum begren zenden Statorzähnen, ein zusätzlicher Kühlkanal ausgebildet. Ein solcher zusätz licher Kühlkanal kann etwa in Form eines Durchbruchs oder in Form einer Boh rung im jeweiligen Statorkörper ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist der zu sätzliche Kühlkanal in einem Bereich des Statorkörper angeordnet, der radial au ßen den Zwischenraum begrenzt und sich von diesem Zwischenraum nach radial innen an den Zwischenraum anschließt. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Kühlwirkung im Zwischenraum erzeugt werden, womit eine verbesserte Abführung von Wärme von der in diesem Zwischenraum angeordneten Statorwicklung ein hergeht.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Kunststoff der ersten Wärmeübertragungsschicht durch ein, vorzugsweise elektrisch isolierendes, ers tes Kunststoffmaterial gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann bei dieser Ausfüh rungsform der Kunststoff der zweiten Wärmeübertragungsschicht durch ein, vor zugsweise elektrisch isolierendes, zweites Kunststoffmaterial gebildet sein. Alter nativ oder zusätzlich kann bei dieser Ausführungsform der Kunststoff der dritten Wärmeübertragungsschicht durch ein, vorzugsweise elektrisch isolierendes, drit tes Kunststoffmaterial gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann bei dieser Ausführungsform der Kunststoff des Isolationskörpers, insbesondere der Außen wandungen des Isolationskörpers durch ein, vorzugsweise elektrisch isolierendes, viertes Kunststoffmaterial gebildet sein. Zweckmäßig kann das erste Kunststoffmaterial oder/und das zweite Kunststoffma terial oder/und das dritte Kunststoffmaterial oder/und das vierte Kunststoffmaterial ein Thermoplast sein. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Kunststoffmaterial oder/und das zweite Kunststoffmaterial oder/und das dritte Kunststoffmaterial o- der/und das vierte Kunststoffmaterial ein Duroplast sein. Die thermische Leitfä higkeit von sowohl Duroplasten als auch Thermoplasten ist dabei durch die Wahl der Werkstoffzusammensetzung einstellbar. Somit kann die thermische Leitfähig keit eines Thermoplasts gleich oder größer sein als die eines Duroplasten et vice versa. Ein Einsatz von Thermoplasten weist diverse Vorteile gegenüber dem Ein satz von Duroplasten auf. Beispielsweise sind Thermoplaste infolge des bei ihrer Verarbeitung angewandten reversiblen Formgebungsprozesses besser recyclebar bzw. weisen im Vergleich zu Duroplasten eine geringere Sprödheit und verbes serte Dämpfungseigenschaften auf. Da Thermoplasten jedoch gewöhnlich teurer in der Beschaffung sind als Duroplasten, empfiehlt es sich aus Kostengründen, Thermoplaste selektiv einzusetzen. Mit der Verwendung eines Duroplasten mit reduziert eingestellter thermischer Leitfähigkeit in denjenigen Bereichen, die be treffend Wärmeübertragung als weniger kritisch anzusehen sind, gehen reduzier te Herstellungskosten für die elektrische Maschine einher.

Zweckmäßig weisen das erste oder/und zweite oder/und dritte oder/und vierte Kunststoffmaterial identische Wärmeleitfähigkeiten auf. Alternativ oder zusätzlich können das erste oder/und zweite oder/und dritte oder/und vierte Kunststoffmate rial unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten aufweisen.

Zweckmäßig können das erste oder/und zweite oder/und dritte oder/und vierte Kunststoffmaterial identische Materialien sein. Ebenso können das erste oder/und zweite oder/und dritte oder/und vierte Kunststoffmaterial aber auch unterschiedli che Materialien sein. Zweckmäßig beträgt die Wärmeleitfähigkeit des Kunststoff, insbesondere des ersten oder/und zweiten oder/und dritten oder/und vierten Kunststoffmaterials, mindestens 0,5 W/m K, bevorzugt mindestens 1 W/m K.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Statorwicklung Teil einer verteilten Wicklung.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer voranstehend erläuterten elektrischen Maschine. Die voranstehend genannten Vorteile der elektrischen Maschine übertragen sich somit auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei bung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, oh ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Isolationskörpers in einer isometrischen Darstellung,

Fig. 2 den Isolationskörper der Figur 1 in einer Schnittdarstellung Fig. 3 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit ei nem Isolationskörper der Figuren 1 und 2,

Fig. 4 den Stator der elektrischen Maschine gemäß Figur 3 in einem Quer schnitt senkrecht zur Rotationsachse des Rotors,

Fig. 5 eine Detaildarstellung des Stators der Figur 4 im Bereich eines Zwi schenraums zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Statorzähnen,

Fig. 6, 7 Varianten des Beispiels der Figur 5.

Die Figur 1 und 2 illustrieren ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Isolationskör pers 100 aus einem Kunststoff 11 für einen Stator einer elektrischen Maschine. Zweckmäßig ist der Isolationskörper 100 ein Spritzgussteil. Der Isolationskörper 100 kann außerdem ein monolithischer Körper sowie, alternativ oder zusätzlich, ein Extrusionskörper sein.

Die Figur 1 zeigt den Isolationskörper 100 in einer isometrischen Darstellung, die Figur 2 in einer Schnittdarstellung. Der Isolationskörper 100 begrenzt einen Kör- perinnenraum 104. Gemäß Figur 1 besitzt der Isolationskörper 100 die geometri sche Formgebung eines Quaders. Dieser Quader wird durch vier Außenwandun gen 101 a, 101 b, 10ld aus Kunststoff 11 gebildet. Die vier Außenwandungen 101 a-d erstrecken sich entlang einer axialen Richtung a. In dem in Figur 2 ge zeigten Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung a bilden die Außenwandun gen 101 a-d zwei Schmalseiten 102a, 102b sowie zwei Breitseiten 103a, 103b aus. Die beiden Schmalseiten 102a, 102b liegen einander gegenüber. Analog lie- gen die beiden Breitseiten 103a, 103b einander gegenüber. Die beiden Schmal seiten 102a, 102b sind bevorzugt orthogonal zu den beiden Breitseiten 103a,

103b angeordnet.

Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, wird der Körperinnenraum 104 durch Trennwände 105a, 105b, 105c aus Kunststoff 11 , die sich ebenfalls entlang der axialen Richtung a erstrecken, in eine erste und zweite Wicklungszone 106a,

106b sowie in eine erste und in zweite Kanalzone 107a, 107b unterteilt. Die erste Trennwand 105a ist also zwischen der ersten Wicklungszone 106a und der ersten Kanalzone 107a angeordnet. Die zweite Trennwand 105b ist zwischen der zwei ten Wicklungszone 106b und der zweiten Kanalzone 107b angeordnet.

Die dritte Trennwand 105c ist zwischen der ersten und der zweiten Wicklungszo ne 106a, 106b angeordnet. In dem in Figur 2 gezeigten Querschnitt erstrecken sich die drei Trennwände 105a, 105b, 105c jeweils parallel zueinander und er strecken sich außerdem parallel zu den beiden Außenwandungen 101 c, 101 d. Entsprechend erstrecken sich die drei Trennwände 105a, 105b, 105c orthogonal zu den beiden Außenwandungen 101 a, 101 b.

Die beiden Kanalzonen 107a, 107b dienen zur Aufnahme eines ersten bzw. zwei ten Kühlkanals (in den Figuren 1 und 2 nicht gezeigt). Analog dienen die beiden Wicklungszonen 106a, 106b zur Aufnahme von Leiterelementen der Statorwick lung (in den Figuren 1 und 2 nicht gezeigt).

Wie Figur 1 und 2 erkennen lassen, sind die beiden Wicklungszonen 106a, 106b benachbart zueinander und nebeneinander angeordnet. Die beiden Wicklungs zonen 106a, 106b sind außerdem zwischen den beiden Kanalzonen 107a, 107b angeordnet. Des Weiteren sind die beiden Wicklungszonen 106a, 106b mittels einer Phasenisolation 108 aus Kunststoff 11 elektrisch und räumlich voneinander getrennt. Die Phasenisolation 108 wird durch die bereits vorgestellte Trennwan dung 105c gebildet.

Gemäß Figur 1 kann an einem axialen Ende 111 der vier Außenwandungen 101 a- 101 d des Isolationskörpers 100 ein Axialanschlag 109 ausgebildet sein.

Der Axialanschlag 109 kann als nach außen abstehender, teilweise oder vollstän dig umlaufender Wandungskragen 110 ausgebildet sein, der integral an allen vier Außenwandungen 101 a-d des Isolationskörpers 100 ausgeformt ist.

Im Folgenden wird anhand der Figuren 3 und 4 eine elektrische Maschine 1 mit dem voranstehend vorgestellten Isolationskörper 100 vorgestellt. Die elektrische Maschine 1 ist so dimensioniert, dass sie in einem Fahrzeug, vorzugsweise in ei nem Straßenfahrzeug, eingesetzt werden kann. Figur 3 zeigt die Maschine 1 in einem Längsschnitt, die Figur 4 in einem Querschnitt.

Die elektrische Maschine 1 umfasst einen in der Figur 3 nur grobschematisch dargestellten Rotor 3 und einen Stator 2. Zur Verdeutlichung ist der Stator 2 in Fi gur 4 in einem Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse D entlang der Schnittli nie II - II der Figur 3 in separater Darstellung dargestellt. Entsprechend Figur 3 besitzt der Rotor 3 eine Rotorwelle 31 und kann mehrere, in der Figur 3 nicht nä her dargestellte Magnete aufweisen, deren magnetischer Polarisation entlang der Umfangsrichtung U abwechselt. Der Rotor 3 ist um eine Rotationsachse D dreh bar, deren Lage durch die Mittellängsachse M der Rotorwelle 31 festgelegt ist. Durch die Rotationsachse D wird eine axiale Richtung A definiert, welche sich pa rallel zur Rotationsachse D erstreckt. Eine radiale Richtung R steht senkrecht zur axialen Richtung A. Eine Umfangsrichtung U rotiert um die Rotationsachse D. Wie Figur 3 erkennen lässt, ist der Rotor 3 im Stator 2 angeordnet. Somit handelt es sich bei der hier gezeigten elektrischen Maschine 1 um einen sogenannten In nenläufer. Denkbar ist aber auch eine Realisierung als sogenannter Außenläufer, bei welcher der Rotor 3 außerhalb des Stators 2 angeordnet ist. Die Rotorwelle 31 ist in einem ersten Wellenlager 32a und, dazu axial beabstandet, in einem zweiten Wellenlager 32b um die Rotationsachse D drehbar am Stator 2 gelagert.

Der Stator 2 umfasst außerdem in bekannter Weise mehrere, zum Erzeugen ei nes magnetischen Feld elektrisch bestrombare Statorwicklungen 6. Durch magne tische Wechselwirkung des von den Magneten des Rotor 3 erzeugten magneti schen Feldes mit dem von den elektrisch leitenden Statorwicklungen 6 erzeugten magnetischen Feld wird der Rotor 3 in Rotation versetzt.

Dem Querschnitt der Figur 2 entnimmt man, dass der Stator 2 einen ringförmigen Statorkörper 7, beispielsweise aus Eisen, aufweisen kann. Insbesondere kann der Statorkörper 7 aus mehreren, entlang der axialen Richtung A aufeinandergesta- pelten und miteinander verklebten Statorkörperplatten (nicht gezeigt) gebildet sein. An dem Statorkörper 7 sind radial innen mehrere Statorzähne 8 angeformt, die sich entlang der axialen Richtung A erstrecken, radial nach innen vom Stator körper 7 weg abstehen und entlang der Umfangsrichtung U beabstandet zueinan der angeordnet sind. Jeder Statorzahn 8 trägt eine Statorwicklung 6. Die einzel nen Statorwicklungen 6 bilden zusammen eine Wicklungsanordnung. Je nach An zahl der von den Statorwicklungen 6 zu bildenden magnetischen Pole können die einzelnen Statorwicklungen 6 der gesamten Wicklungsanordnung in geeigneter Weise elektrisch miteinander verdrahtet sein.

Im Betrieb der Maschine 1 erzeugen die elektrisch bestromten Statorwicklungen 6 Abwärme, die aus der Maschine 1 abgeführt werden muss, um eine Überhitzung und eine damit einhergehende Beschädigung oder gar Zerstörung der Maschine 1 zu verhindern. Daher werden die Statorwicklungen 6 mithilfe eines Kühlmittels K gekühlt, welches durch den Stator 2 geführt wird und die von den Statorwicklun gen 6 erzeugte Abwärme durch Wärmeübertragung aufnimmt.

Um das Kühlmittel K durch den Stator 2 zu führen, umfasst die Maschine 1 einen Kühlmittelverteilerraum 4, in welchen über einen Kühlmitteleinlass 33 ein Kühlmit tel K eingeleitet werden kann. Entlang der axialen Richtung A im Abstand zum Kühlmittelverteilerraum 4 ist ein Kühlmittelsammlerraum 5 angeordnet. Der Kühl mittelverteilerraum 4 kommuniziert mittels mehrerer Kühlkanäle 10 von welchen in der Darstellung der Figur 3 nur ein einziger erkennbar ist, fluidisch mit dem Kühl mittelsammlerraum 5. In einem in den Figuren nicht gezeigten Querschnitt senk recht zur axialen Richtung A können der Kühlmittelverteilerraum 4 und der Kühl mittelsammlerraum 5 jeweils eine ringförmige Geometrie besitzen. Entlang der Umfangsrichtung U sind mehrere Kühlkanäle 10 beabstandet zueinander ange ordnet, die sich jeweils entlang der axialen Richtung A vom ringförmigen Kühlmit telverteilerraum 4 zum ringförmigen Kühlmittelsammlerraum 5 erstrecken. Somit kann das über den Kühlmitteleinlass 33 in den Kühlmittelverteilerraum 4 einge- brachtes Kühlmittel K auf die einzelnen Kühlkanäle 10 verteilt werden. Nach dem Durchströmen der Kühlkanäle 10 und der Aufnahme von Wärme von den Stator wicklungen 6 wird das Kühlmittel K im Kühlmittelsammlerraum 5 gesammelt und über einen am Stator 2 vorgesehenen Kühlmittelauslass 34 wieder aus der Ma schine 1 ausgeleitet.

Wie die Darstellungen der Figuren 3 und 4 erkennen lassen, sind zwischen je weils zwei in Umfangsrichtung U benachbarten Statorzähnen 8 Zwischenräume 9 ausgebildet. Besagte Zwischenräume 9 sind dem einschlägigen Fachmann auch als sogenannte“Statornuten“ oder“Statorschlitze“ bekannt, die sich ebenso wie die Statorzähne 8 entlang der axialen Richtung A erstrecken. In jedem Zwischen raum 9 ist ein Isolationskörper 100 aus Kunststoff 11 zur Aufnahme einer Stator- Wicklung 6 und eines Kühlkanals 10 eingesetzt. Der Isolationskörper 100 ist dabei derart im jeweiligen Zwischenraum 9 angeordnet, dass die axiale Richtung a des Isolationskörpers 100 parallel zur axialen Richtung A der elektrischen Maschine 1 bzw. des Stators 2 verläuft.

Zweckmäßig erstreckt sich der im jeweiligen Zwischenraum 9 angeordnete Isola tionskörper 100 entlang einer gesamten entlang der axialen Richtung A der Ma schine 1 gemessenen Zwischenraum-Länge I (vgl. hierzu auch Figur 3).

Im Folgenden wird die Darstellung der Figur 5 erläutert, welche einen zwischen zwei in Umfangsrichtung U benachbarten Statorzähnen 8 - im Folgenden auch als Statorzähne 8a, 8b bezeichnet - ausgebildeten Zwischenraum 9 in einer De taildarstellung zeigt. Die Figur 5 zeigt den Zwischenraum 9 in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A.

Gemäß Figur 5 weist der Zwischenraum 9 radial innen eine Öffnung 52 auf, ist al so radial innen offen ausgebildet. Der Zwischenraum 9 kann in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A die Geometrie eines Trapezes, insbesondere eines Rechtecks, aufweisen. Gleiches gilt in diesem Querschnitt für die Geomet rie des Isolationskörpers 100. Besonders zweckmäßig weisen der Zwischenraum 9 und die Isolationskörper 100 dieselbe Geometrie bzw. Außenkontur auf. Im Beispiel der Figur 5 ist ein erster Kühlkanal 10 im Bereich eines radial inneren Endabschnitts 56a des Zwischenraums 9 bzw. der Statornut 54, also im Bereich der Öffnung 52, angeordnet. Ein weiterer, zweiter Kühlkanal 10 ist im Bereich ei nes radial äußeren Endabschnitts 56b des Zwischenraums 9, also in der Nähe des den Zwischenraum 9 radial außen begrenzenden Statorkörpers 7 angeord net. Wie Figur 5 erkennen lässt, umfasst die im Zwischenraum 9 bzw. im Körperinnen- raum 104 angeordnete Statorwicklung 6 erste und zweite Leiterelemente 60a,

60b. Die ersten Leiterelemente 60a sind in der ersten Wicklungszone 59a des Isolationskörpers 100 angeordnet und können zum Anschluss an eine gemeinsa me erste Phase einer elektrischen Stromquelle (nicht gezeigt) elektrisch mitei nander verbunden sein. Diese elektrische Verbindung kann axial außerhalb des Zwischenraums 9 bzw. der Statornut 54 erfolgen. Die zweiten Leiterelemente 60b sind in der zweiten Wicklungszone 59b des Isolationskörpers 100 angeordnet und können zum Anschluss an eine gemeinsame zweite Phase der elektrischen Stromquelle elektrisch miteinander verbunden sein. Auch diese elektrische Ver bindung kann axial außerhalb des Zwischenraums 9 bzw. der Statornut 54 erfol gen. Somit sind die ersten Leiterelemente 60a mittels der Phasenisolation 108 elektrisch gegenüber den zweiten Leiterelementen 60b isoliert.

Wie Figur 5 veranschaulicht, sind die ersten und zweiten Leiterelemente 60a, 60b jeweils als Wicklungsstäbe 65a, 65b aus einem elektrisch leitenden Material und - aufgrund ihrer stabartigen Ausbildung - auch mechanisch steif ausgebildet. In dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A weisen die Wicklungsstäbe 65a, 65b jeweils die Geometrie eines Rechtecks 66 mit zwei Schmalseiten 67 und mit zwei Breitseiten 68 auf.

Die erste Kanalzone 107a mit dem ersten Kühlkanal 10 ist bezüglich der radialen Richtung R in dem radial inneren Endabschnitt 56a des Zwischenraums 9 ange ordnet. Entsprechend ist die zweite Kanalzone 107b mit dem zweiten Kühlkanal 10 bezüglich der radialen Richtung R in dem radial äußeren Endabschnitt 56b des Zwischenraums 9 angeordnet. Entlang der radialen Richtung R sind also die beiden Wicklungszonen 106 a, 106b zwischen den beiden Kanalzone 107a, 107b angeordnet. Entlang der radialen Richtung R von radial innen nach radial außen folgt also auf die erste Kanalzone 107a mit dem ersten Kühlkanal 10 die erste Wicklungszone 106a mit den ersten Leiterelementen 60a. Auf die erste Wick lungszone 106a folgt die zweite Wicklungszone 106b mit dem zweiten Leiterele menten 60b, auf welche wiederum entlang der radialen Richtung R die zweite Ka nalzone 107 b mit dem zweiten Kühlkanal 10 folgt.

Wie Figur 5 außerdem erkennen lässt, kann in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A zwischen den ersten bzw. zweiten Leiterelementen 60a, 60b der Statorwicklung 6 und dem Isolationskörper 100 eine erste Wärmeübertra gungsschicht 112a aus Kunststoff 11 angeordnet sein. Die erste Wärmeübertra gungsschicht 112a kann wie in Figur 5 gezeigt auch zwischen zwei benachbarten Leiterelementen 60a, 60b angeordnet sein. Bevorzugt sind in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A alle ersten und zweiten Leiterelemente 60a, 60b von dem Kunststoff 11 umgeben.

Alternativ oder zusätzlich zur ersten Wärmeübertragungsschicht 112a kann in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A zwischen dem jeweiligen Kühl kanal 10 und dem Isolationskörper 100 eine (zweite) Wärmeübertragungsschicht 112b aus Kunststoff 11 angeordnet sein.

Wie Figur 5 außerdem erkennen lässt, ist auf den Außenwandungen 101 a, 101c,

101 d des Isolationskörpers 100 eine Abstandsstruktur 113 ausgebildet, mittels welcher die Außenwandungen 101 a, 101 c, 101 d im Abstand zu den Statorzähnen 8a, 8b bzw. dem Statorkörper 7 im Zwischenraum 9 angeordnet werden kann die Abstandsstruktur 113 ist zweckmäßig durch Vorsprünge 114 gebildet ist, die auf einer vom Körperinnenraum 104 des Isolationskörpers 100 abgewandten Außen seite der jeweiligen Außenwandung 101 b, 101 c, 101 d angeordnet sind. Beson ders zweckmäßig können die Vorsprünge 114 integral an der jeweiligen Außen wandung 101 a, 101 c, 101 d ausgeformt sein. Die Abstandsstruktur 113 stützt sich also an den Statorzähnen 8a, 8b und am Statorkörper 7 ab. In einer vereinfachten Variante des Beispiels kann auf die Abstandsstruktur 113 verzichtet sein.

Der sich zwischen den Außenwandungen 101 b, 101c, 101 d und den Statorzäh nen 8a, 8b bzw. dem Statorkörper 7 ergebenden Spalt 61 kann mit einer dritten Wärmeübertragungsschicht 112 c aus Kunststoff 11 gefüllt sein. Dies bedeutet, dass alternativ oder zusätzlich zur ersten bzw. zweiten Wärmeübertragungs schicht 112a, 112b in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A zwischen dem Isolationskörper 100 und dem Statorkörper 7 mit den zwei benachbarten Statorzähnen eine dritte Wärmeübertragungsschicht 112c aus Kunststoff 11 an geordnet sein kann.

Wie in Figur 5 in gestrichelter Darstellung angedeutet, kann ein weiterer Kühlka nal 10' im Statorkörper 7 ausgebildet und angeordnet sein, der sich radial innen an den Zwischenraum 9 anschließt. Ein solcher zusätzlicher Kühlkanal 10' kann in Form einer Bohrung oder eines Durchbruchs realisiert sein.

Die Figur 6 zeigt eine Variante des Beispiels der Figur 5. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zwischen den beiden Varianten erläutert. Gemäß Figur 6 kann auf den dem Zwischenraum 9 zugewandten Oberflächenabschnitten der beiden Statorzähnen 8a, 8b sowie des Statorkörper 7 eine Stützstruktur 120 aus gebildet sein, an welcher sich die Außenwandungen 101 b, 101 c, 101 d des Isola tionskörpers 100 abstützen können. In analoger Weise zur Abstandsstruktur 113 des Isolationskörpers 100 kann auch die Stützstruktur 120 durch Vorsprünge 121 gebildet sein, die von den Statorzähnen 8a, 8b bzw. vom Statorkörper 7 in den Zwischenraum 9 hinein abstehen. Die Vorsprünge 121 der Stützstruktur 120 kön nen integral an den beiden Statorzähnen 8a, 8b bzw. am Statorkörper 7 ausge formt sein. Die Figur 7 zeigt eine weitere Variante des Beispiels der Figur 5. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zwischen den beiden Varianten erläutert. Im Bei spiel der Figur 7 besitzt der Isolationskörper 100 im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung a, A die Geometrie eines Trapezes mit nicht-rechtwinkligen Zwi schenwinkeln zwischen jeweils zwei benachbarten Außenwandungen 101 a, 101 b, 101 c, 101 d. Des Weiteren ist in der einzigen Wicklungszone 106a eine Stator wicklung 6 angeordnet, die flexible Leiterelemente 60c aufweist. Im Beispiel der Figur 7 sind zwei Kühlkanäle 10 vorgesehen, wobei ein erster Kühlkanal 10 im radial inneren Endabschnitt 56a des Zwischenraums 9 und ein zweiter Kühlkanal 10 im radial äußeren Endabschnitt 56b des Zwischenraums 9 angeordnet ist. So mit ist die erste Kanalzone 107a des Isolationskörpers 100 mit dem ersten Kühl kanal 10 im Bereich des radial inneren Endabschnitt 56a angeordnet. Entspre chend ist die zweite Kanalzone 107b mit dem zweiten Kühlkanal 10 im Bereich des radial äußeren Endabschnitt 56b des Zwischenraums 9 angeordnet. Bei der Variante der Figur 7 ist der Isolationskörper 100 radial innen, also zur Öffnung 52 des Zwischenraums 9 bzw. der Statornut 54 hin, offen ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Außenwandung 101 a des Isolationskörpers 100 weggelassen ist.

Wie Figur 7 erkennen lässt, ist nur zwischen der Wicklungszone 106a und der zweiten Kanalzone 107b eine Trennwandung 105b vorgesehen. Demgegenüber ist zwischen der Wicklungszone 106a und der ersten Kanalzone 107a auf eine solche Trennwand verzichtet. In einer Variante kann auch hier eine solche

Trennwand vorgesehen sein. Entsprechend kann in einer weiteren Variante auf die in der Figur 7 gezeigte Außenwanderung 105c verzichtet sein. Es ergeben sich weitere Kombinationsmöglichkeiten, die sich dem einschlägigen Fachmann unmittelbar aus der Figur 7 erschließen und daher nicht explizit erläutert werden.

Im Beispielszenario ist der Kunststoff 11 der ersten Wärmeübertragungsschicht 112a durch ein elektrisch isolierendes erstes Kunststoffmaterial K1 gebildet, der Kunststoff 11 der zweiten Wärmeübertragungsschicht 112b durch ein elektrisch isolierendes, zweites Kunststoffmaterial K2, und der Kunststoff 11 der dritten Wärmeübertragungsschicht 112c ist durch ein elektrisch isolierendes drittes Kunststoffmaterial K3 gebildet. Der Kunststoff 11 des elektrischen Isolationskör pers 100, insbesondere der Außenwandungen 101 a-101d des elektrischen Isola tionskörpers 100, ist durch ein ebenfalls elektrisch isolierendes, viertes Kunst stoffmaterial K4 gebildet.

Im Beispiel der Figuren ist das vierte Kunststoffmaterial K4 des Isolationskörpers 100 ein Duroplast, wohingegen das erste, zweite und dritte Kunststoffmaterial K1 , K2, K3 der drei Wärmeübertragungsschichten 112a, 112b, 112c ein Thermoplast ist. Selbstredend sind in Varianten dazu auch andere Zuordnungen von Thermo plast und Duroplast zu den vier Kunststoffmaterialien K1 , K2, K3, K4 möglich. Im Beispielszenario besitzen das erste, zweite und vierte Kunststoffmaterial K1 , K2, K4 jeweils eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das dritte Kunststoffmaterial K3. Auf diese Weise wird eine effektive Wärmeübertragung von der Statorwicklung 6 auf die Kühlkanäle 10 sichergestellt. Im Beispiel der Figuren handelt es sich bei den vier Kunststoffmaterialien K1 , K2, K3, K4 um unterschiedliche Materialien.

Die Wärmeleitfähigkeit aller vier Kunststoffmaterialen K1 , K2, K3, K4 beträgt da bei mindestens 0,5 W/m K, bevorzugt mindestens 1 W/m K.

Im Folgenden wird wieder auf Figur 3 Bezug genommen. Gemäß Figur 1 ist der Stator 2 mit dem Statorkörper 7 und den Statorzähnen 8 axial zwischen einem ersten und einem zweiten Lagerschild 25a, 25b angeordnet.

Wie die Figur 3 erkennen lässt, ist ein Teil des Kühlmittelverteilerraums 4 in dem ersten Lagerschild 25a und ein Teil des Kühlmittelsammlerraums 5 in dem zwei ten Lagerschild 25b angeordnet. Der Kühlmittelverteilerraum 4 und der Kühlmit telsammlerraum 5 sind somit jeweils teilweise durch einen in der Kunststoffmasse 11 vorgesehenen Hohlraum 41a, 41 b gebildet. Der erste Hohlraum 41 a wird dabei durch einen im ersten Lagerschild 25a ausgebildeten Hohlraum 42a zum Kühlmit telverteilerraum 4 ergänzt. Entsprechend wird der zweite Hohlraum 41 b durch ei nen im zweiten Lagerschild 25b ausgebildeten Hohlraum 42b zum Kühlmittel sammlerraum 5 ergänzt. Bei der vorangehend erläuterten Ausführungsvariante begrenzt der Kunststoff 11 den Kühlmittelverteilerraum 4 sowie den Kühlmittel sammlerraum 5 also zumindest teilweise.

Im ersten Lagerschild 25a kann ferner eine Kühlmittelzuführung 35 ausgebildet sein, welche den Kühlmittelverteilerraum 4 fluidisch mit einem außen, insbeson dere wie in Figur 1 dargestellt umfangsseitig, am ersten Lagerschild 25a vorgese henen Kühlmitteleinlass 33 verbindet. Im zweiten Lagerschild 25b kann entspre chend eine Kühlmittelabführung 36 ausgebildet sein, welche den Kühlmittelsamm lerraum 5 fluidisch mit einem außen, insbesondere wie in Figur 1 dargestellt um fangsseitig, am Lagerschild 25b vorgesehenen Kühlmittelauslass 34 verbindet. Dies ermöglicht eine Anordnung des Kühlmittelverteilerraums 4 bzw. des Kühlmit telsammlerraum 5 jeweils radial außen am ersten bzw. zweiten Endabschnitt 14a, 14b der betreffenden Statorwicklung 6 und auch in der Verlängerung dieser End abschnitte 14a, 14b entlang der axialen Richtung A. Die im Betrieb der Maschine 1 thermisch besonders belasteten Endabschnitte 14a, 14b der Statorwicklungen 6 werden auch mittels dieser Maßnahme besonders effektiv gekühlt.

Gemäß Figur 3 kann der Kunststoff 11 auch auf einer Außenumfangsseite 30 des Statorkörpers 7 angeordnet sein und somit auf der Außenumfangsseite 30 eine Kunststoffbeschichtung 11.1 ausbilden. Somit kann der typischerweise aus elektrisch leitenden Statorplatten gebildete Statorkörper 7 des Stators 2 elektrisch gegen die Umgebung isoliert werden. Die Bereitstellung eines separaten Gehäu ses zur Aufnahme des Statorkörpers 7 kann somit entfallen. Den Figuren 1 , 2, 4, 5, 6 und 7 ist außerdem zu entnehmen, dass der Isolations körper 100 entlang der axialen Richtung a in die Statornut 54 des Stators 2 ein schiebbar ausgebildet ist. Dabei ist der Isolationskörper 100 den gezeigten Bei spielen entsprechend passgenau in die Statornut 54 einschiebbar ausgebildet.

Der Isolationskörper 100 ist dabei derart ausgebildet, dass der Isolationskörper 100 in der Art einer Übermaß- oder einer Übergangspassung in die Statornut 54 einschiebbar ist. Dies setzt selbstverständlich eine entsprechende Abstimmung des Isolationskörpers 100 auf die Statornut 54 voraus, in welche der Isolations körper 100 einschiebbar ist bzw. in den Beispielen der Figuren 4, 5 und 6 einge schoben ist. Der Isolationskörper 100 ist formsteif ausgebildet. Zweckmäßig ist der Isolationskörper 100 dabei aus einem formsteifen Material ausgebildet. Der Isolationskörper 100 ist mittels der Trennwandung 105a, 105b, 105c ausgesteift. Dies bedeutet, dass die Trennwandung 105a, 105b, 105c zusätzlich zu dem Un terteilen des Körperinnenraums 104 noch die Aufgabe erfüllt, den Isolationskörper 100 mechanisch auszusteifen. Der Isolationskörper 100 ist gemäß den veran schaulichten Beispielen umformfrei hergestellt. Es ist ferner erkennbar, dass ein senkrecht zur axialen Richtung a festgelegter Querschnitt des Körperinnenraums 104 des Isolationskörpers 100 über eine Erstreckung des Isolationskörpers 100 konstant ist. Dabei verläuft die Erstreckung des Isolationskörpers 100 entlang der axialen Richtung a.

Die Figuren 1 , 2, 4, 5 und 6 zeigen darüber hinaus, dass ein senkrecht zur axia len Richtung a festgelegter Querschnitt des Isolationskörpers 100 sowohl achsen- als auch punktsymmetrisch ist. Die Außenwandungen 101 a, 101 b, 101 c, 101 d des Isolationskörpers sind miteinander verbunden. Den gezeigten Beispielen fol gend sind die Außenwandungen 101 a, 101 b, 101 c, 101d des Isolationskörpers 100 naht- bzw. fugenfrei miteinander verbunden.

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