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