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Title:
ELECTRIC MACHINE WITH TORQUE SUPPORT IN THE HOUSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/216507
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric machine (1) comprising a multi-part housing (2) having a first and second housing end side section (2a, 2b) and a housing casing section (2c) arranged axially between them, said electric machine (1) also comprising a stator (4) accommodated stationarily on at least one of the two housing end side sections (2a, 2b) and a rotor (5) arranged radially within the stator (4), wherein at least one of the two housing end side sections (2a, 2b) has at least one axial piece (14a) which protrudes axially into the stator (4) to provide torque support for the stator (4) and which is rotationally fixed to an inner circumferential surface (15) of the stator (4).

Inventors:
WEHLEN TIMO (DE)
LÜBKE ECKHARDT (DE)
HÖLSCHER ANDREAS (DE)
JELINEWSKI MARTIN (DE)
TILL MANFRED (DE)
KEHR ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/055635
Publication Date:
October 29, 2020
Filing Date:
March 04, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
H02K5/04; H02K1/18; H02K1/20; H02K5/15; H02K5/20; H02K1/16; H02K3/38; H02K3/50; H02K5/08; H02K5/22; H02K9/19; H02K15/12
Foreign References:
DE102015225189A12017-06-22
DE102017210785A12018-12-27
EP2237396A12010-10-06
EP2093865A22009-08-26
EP0168743A21986-01-22
EP2744084A22014-06-18
DE102013201758A12014-08-07
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Claims:
Patentansprüche

1 . Elektrische Maschine (1 ) umfassend ein mehrteilig ausgebildetes Gehäuse (2), das einen ersten und zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt (2a, 2b) sowie einen axial dazwischen angeordneten Gehäusemantelabschnitt (2c) aufweist, die elektrische Maschine (1 ) ferner umfassend einen stationär an zumindest einem der beiden Ge häusestirnseitenabschnitte (2a, 2b) aufgenommenen Stator (4) und einen radial in nerhalb des Stators (4) angeordneten Rotor (5), wobei zumindest einer der beiden Gehäusestirnseitenabschnitte (2a, 2b) mindestens einen Axialsteg (14a) aufweist, der zur Drehmomentabstützung des Stators (4) axial in den Stator (4) hineinragt und mit einer Innenumfangsfläche (15) des Stators (4) drehfest verbunden ist.

2. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Axialsteg (14a) formschlüssig in mindestens eine Wicklungsnut (16) an der Innenumfangsfläche (15) des Stators (4) eingreift.

3. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Axialsteg (14a) umlaufend an zumindest einem der beiden Ge häusestirnseitenabschnitte (2a, 2b) ausgebildet ist und eine in mehrere Wicklungsnu ten (16) formschlüssig eingreifende Außenverzahnung aufweist.

4. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der mindestens eine Axialsteg (14a) zumindest an dem ersten Ge häusestirnseitenabschnitt (2a) ausgebildet ist, wobei der erste Gehäusestirnseiten abschnitt (2a) getriebeseitig angeordnet ist.

5. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Lagerelement (18) an mindestens einem der beiden Gehäuse stirnseitenabschnitte (2a, 2b) angeordnet ist.

6. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass ein elektrisch isolierender Kunststoffkörper (3) zumindest einen weichmagnetischen Kern (6) des Stators (4) sowie erste und zweite Wickelköpfe (7a, 7b) des Stators (4) stirnseitig sowie radial außen umschließt, wobei zumindest ein Kanal (8), der zur Aufnahme eines Kühlmittels vorgesehen ist, in dem Kunststoffkör- per (3) ausgebildet ist.

7. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kanal (8) zumindest teilweise umlaufend entlang einer Stirnsei te (9a) der ersten Wickelköpfe (7a) ausgebildet ist, wobei ferner der mindestens eine Kanal (8) mehrmals umlaufend entlang einer Außenumfangsfläche (10) des Sta tors (4) ausgebildet ist, und wobei der mindestens eine Kanal (8) zumindest teilweise umlaufend entlang einer Stirnseite (9b) der zweiten Wickelköpfe (7b) ausgebildet ist.

8. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zufluss (11 ) für das Kühlmittel an der Stirnseite (9a) der ersten Wickelköpfe (7a) ausgebildet ist, wobei ein Abfluss (12) für das Kühlmittel an der Stirnseite (9b) der zweiten Wickelköpfe (7b) ausgebildet ist.

9. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass eine axiale Breite des mindestens einen Kanals (8) an der Außenum fangsfläche (10) des Stators (4) zumindest dreimal so groß ist, wie eine radiale Tiefe des mindestens einen Kanals (8) an der Außenumfangsfläche (10) des Stators (4).

10. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass der mindestens eine Kanal (8) als Vertiefung in einer Außenfläche des Kunststoff körpers (3) ausgebildet und dazu eingerichtet ist, das Kühlmittel zwischen dem Gehäuse (2) und dem Kunststoffkörper (3) zu führen.

11. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass der mindestens eine Kanal (8) entlang mindestens einer elektrischen Leitung (17a, 17b, 17c), die dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Strom zwischen einer Leistungselektronik der elektrischen Maschine (1 ) und dem Stator (4) zu führen, ausgebildet ist.

12. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekenn zeichnet, dass der mindestens eine Kanal (8) an den ersten Wickelköpfen (7a) ein größeres Volumen für Kühlmittel als der mindestens eine Kanal (8) an den zweiten Wickelköpfen (7b) aufweist.

13. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass der mindestens eine Kanal (8) spiralförmig entlang der Außenum fangsfläche (10) des Stators (4) ausgebildet ist.

Description:
Elektrische Maschine mit Drehmomentabstützung im Gehäuse

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine umfassend ein mehrteilig ausgebilde tes Gehäuse, einen stationär am Gehäuse aufgenommenen Stator und einen radial innerhalb des Stators angeordneten Rotor.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2013 201 758 A1 eine Elektromaschine mit einem Gehäuse und einem an diesem aufgenommenen Stator, einem radial innerhalb des Stators angeordneten Rotor und einer Kühleinrichtung zwischen Stator und Gehäu se. Eine Drehmomentabstützung des Stators gegenüber dem Gehäuse erfolgt durch Drehmomentabstützelemente.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Maschine mit einer alternativen Drehmomentabstützung zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1 . Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst ein mehrteilig ausgebildetes Gehäuse, das einen ersten und zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt sowie einen axial dazwischen angeordneten Gehäusemantelabschnitt aufweist, einen stationär an zumindest einem der beiden Gehäusestirnseitenabschnitte aufgenommenen Sta tor und einen radial innerhalb des Stators angeordneten Rotor, wobei zumindest ei ner der beiden Gehäusestirnseitenabschnitte mindestens einen Axialsteg aufweist, der zur Drehmomentabstützung des Stators axial in den Stator hineinragt und mit einer Innenumfangsfläche des Stators drehfest verbunden ist.

Mit anderen Worten ist entweder an dem erste Gehäusestirnseitenabschnitt mindes tens ein Axialsteg ausgebildet oder an dem zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt ist mindestens ein Axialsteg ausgebildet oder an beiden Gehäusestirnseitenabschnitten ist jeweils mindestens ein Axialsteg ausgebildet. Unter einem Axialsteg ist eine im Wesentlichen axial in Richtung des Stators ausgebildete Ausformung am Gehäuse stirnseitenabschnitt zu verstehen, die radial innen in den Stator hineinragt, um durch Anlage an der Innenumfangsfläche des Stators eine drehfeste Verbindung zur statio- nären Festlegung und damit einhergehend eine Drehmomentabstützung des Stators zu realisieren. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige sowie bauraumneutrale Drehmomentabstützung des Stators, die besonders zuverlässig und robust ist. Der jeweilige Gehäusestirnseitenabschnitt ist drehfest mit dem Gehäusemantelabschnitt verbunden. Insbesondere können mehrere Axialstege an zumindest einem der bei den Gehäusestirnseitenabschnitte ausgebildet sein. Aufgrund des mindestens einen Axialstegs sind weitere Statorträger zur Drehmomentabstützung des Stators obsolet.

Der Gehäusemantelabschnitt ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und dazu eingerichtet, den Stator in Radialrichtung vollständig aufzunehmen. Der jeweili ge Gehäusestirnseitenabschnitt ist dazu vorgesehen, zumindest an dem Gehäuse mantelabschnitt und optional auch am Stator zur Anlage zu kommen und das Ge häuse in axialer Richtung einzugrenzen. Insbesondere ist mindestens einer der bei den Gehäusestirnseitenabschnitte als Gehäusedeckel ausgebildet.

Vorzugsweise greift der mindestens eine Axialsteg formschlüssig in mindestens eine Wicklungsnut an der Innenumfangsfläche des Stators ein. Der Stator weist an der Innenumfangsfläche eine Vielzahl von in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneter sowie im Wesentlichen gleichmäßig verteilter Wicklungsnuten auf, die sich geradlinig in Axialrichtung erstrecken. Insbesondere besteht der Stator aus meh reren miteinander in Verbindung stehenden Statormodulen, die Wicklungsnuten bil den, in die Statorwicklungen eingebracht sind. Mithin bedarf der Stator keiner Modifi kation, um eine formschlüssige Verbindung auszubilden, sodass lediglich der min destens eine Axialsteg korrespondierend bzw. komplementär zu der mindestens ei nen Wicklungsnut am Stator ausgebildet ist.

Bevorzugt ist der mindestens eine Axialsteg umlaufend an zumindest einem der bei den Gehäusestirnseitenabschnitte ausgebildet und weist eine in mehrere Wicklungs nuten eingreifende Außenverzahnung auf. Mithin dienen die Wicklungsnuten an der Innenumfangsfläche des Stators als Innenverzahnung für die formschlüssige Verbin dung mit der Außenverzahnung des umlaufend ausgebildeten mindestens einen Axi alstegs. Unter einer Außenverzahnung sind mehrere radial nach außen gerichtete Formelemente zu verstehen, die korrespondierend bzw. komplementär zu den als Ausnehmungen geformten Wicklungsnuten ausgebildet sind. Die Außenverzahnung umfasst somit mindestens zwei solche Formelemente. Insbesondere kann die Au ßenverzahnung eine Vielzahl von Formelementen umfassen, die in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind und eine vollständig umlaufende Verzah nung aus abwechselnd angeordneten Zähnen und Zahnlücken ausbilden.

Ferner bevorzugt ist der Axialsteg zumindest an dem ersten Gehäusestirnseitenab schnitt ausgebildet, wobei der erste Gehäusestirnseitenabschnitt getriebeseitig an geordnet ist. Somit ist die elektrische Maschine dazu vorgesehen, stirnseitig mit ei nem Getriebe verbunden zu sein, wobei der erste Gehäusestirnseitenabschnitt axial zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe angeordnet ist. Insbesondere ist der erste Gehäusestirnseitenabschnitt robuster, beispielsweise dickwandiger als der zweite Gehäusestirnseitenabschnitt ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Lagerelement an dem mindestens einen Axialsteg angeordnet. Vorzugsweise ist das Lagerelement an einem Axialsteg, der am zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt ausgebildet ist, ange ordnet.

Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme umschließt ein elektrisch isolierender Kunststoff körper zumindest einen weichmagnetischen Kern des Stators sowie erste und zweite Wickelköpfe des Stators stirnseitig sowie radial außen, wobei zumindest ein Kanal, der zur Aufnahme eines Kühlmittels vorgesehen ist, in dem Kunststoffkörper ausgebildet ist. Der zumindest eine Kühlmittel führende Kanal ist dazu vorgesehen, zumindest den Stator der elektrischen Maschine effizient zu kühlen. Um die Kühlung der elektrischen Maschine zu verbessern, ist es Wesent lich die ersten und zweiten Wickelköpfe stimseitig und radial außen zu kühlen. Ferner verhindert die vorgeschlagene Ausbildung des mindestens einen Kanals die Bildung von Totwassergebieten und ermöglicht einen effizienten Kühlmittelfluss.

Mithin sind zumindest der weichmagnetische Kern und die ersten und zweiten Wi ckelköpfe des Stators stirnseitig sowie radial außen von dem Kunststoff körper um hüllt. Insbesondere sind die Wickelköpfe vollständig im Kunststoffkörper eingebettet. Somit ist der Stator bis auf eine Innenumfangsfläche vorzugsweise vollständig mit dem Kunststoffkörper umspritzt. Der elektrisch isolierende Kunststoffkörper wird be vorzugt im Spritzgießverfahren oder aus einer Vergussmasse hergestellt und ist dazu eingerichtet, die elektrisch leitenden Komponenten des Stators elektrisch zu isolie ren, abzudichten und über eine Kühlmittelströmung in dem mindestens einen Kanal abzukühlen.

Der Stator ist aus dem weichmagnetischen Kern und Wicklungen ausgebildet und zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes eingerichtet. Die Wicklungen sind ins besondere aus Kupferdrähten ausgebildet und weisen endseitig zu jeder Stirnseite des Stators hin Wickelköpfe auf, nämlich die ersten Wickelköpfe an der einen Stirn seite, also an einem ersten axialen Ende des Stators, und die zweiten Wickelköpfe an der anderen Stirnseite, also an einem zweiten axialen Ende des Stators. Axial zwischen den ersten und zweiten Wickelköpfen ist der weichmagnetische Kern des Stators angeordnet.

Beispielsweise ist ein einziger Kanal im Kunststoffkörper ausgebildet, der sich von dem ersten Ende des Stators bis zum zweiten Ende des Stators erstreckt. Alternativ können mehrere Kanäle im Kunststoffkörper ausgebildet sein, die sich von dem ers ten Ende des Stators bis zum zweiten Ende des Stators erstrecken.

Insbesondere ist der mindestens eine Kanal spiralförmig entlang der Außenumfangs fläche des Stators ausgebildet. Ferner ist es aber auch denkbar, den mindestens ei nen Kanal mäanderförmig oder bogenförmig auszubilden. Ebenso kann der mindes tens einen Kanal axial sowie parallel ausgebildete Kanalabschnitte umfassen oder in zwei Halbströme aufgeteilt sein. Eine Kombination der zuvor genannten Formen so wie weiteren beliebigen Formen ist ebenso denkbar.

Beispielsweise ist der mindestens eine Kanal zumindest teilweise umlaufend entlang einer Stirnseite der ersten Wickelköpfe ausgebildet, wobei ferner der mindestens ei ne Kanal mehrmals umlaufend entlang einer Außenumfangsfläche des Stators aus gebildet ist, und wobei der mindestens eine Kanal zumindest teilweise umlaufend entlang einer Stirnseite der zweiten Wickelköpfe ausgebildet ist. Aufgrund der stirnseitigen sowie radial äußere Kühlung der Wickelköpfe an beiden Enden des Stators sowie der radial äußere Kühlung des weichmagnetischen Kerns wird ein hohes Maß an Abwärme über das Kühlmittel abgeführt und dadurch der Sta tor effizient gekühlt. Dadurch kann die Antriebsdauerleistung der elektrischen Ma schine erhöht werden. Ein klassischer Statorkühlmantel wird nicht benötigt, wodurch Kosten, Gewicht und Bauraum eingespart werden können. Insbesondere erfolgt durch den Kunststoffkörper eine Geräuschentkopplung zwischen Stator und Gehäu se. Ferner erfolgt nur ein geringer Wärmeeintrag in ein Getriebeöl eines mit der elektrischen Maschine wirkverbundenen Getriebes, sodass ein Öl-Wasser- Wärmetauscher entfallen kann. Insbesondere ist die elektrische Maschine dazu vor gesehen stirnseitig mit dem Getriebe verbunden zu sein. Aufgrund der Kühlung auf beiden Stirnseiten der elektrischen Maschine erfolgt auch eine Kühlung einer Getrie bewand eines an einer Stirnseite der elektrischen Maschine angeordneten Getriebes.

Vorzugsweise ist ein Zufluss für das Kühlmittel an der Stirnseite der ersten Wickel köpfe ausgebildet, wobei ein Abfluss für das Kühlmittel an der Stirnseite der zweiten Wickelköpfe ausgebildet ist. Am Zufluss hat das Kühlmittel die geringste Temperatur und somit die höchste Kühlleistung, weil es noch keine Abwärme von dem Stator aufgenommen hat. Insbesondere ist die Temperatur an den ersten Wickelköpfen im Betrieb der elektrischen Maschine höher als die Temperatur an den zweiten Wickel köpfen. Das Kühlmittel ist vorzugsweise auf Wasserbasis. Eine Zuflussanschlussge ometrie, beispielsweise eine Einlassöffnung, und eine Abflussanschlussgeometrie, beispielsweise eine Auslassöffnung, können radial oder axial ausgebildet sein, um Bauraumvorteile zu generieren. Unter einem Zufluss für das Kühlmittel sind Leitun gen oder Geometrien zu verstehen, die eine Einströmen von Kühlmittel in den min destens einen Kanal ermöglichen. Ferner sind unter einem Abfluss für das Kühlmittel Leitungen oder Geometrien zu verstehen, die eine Ausströmen von Kühlmittel aus dem mindestens einen Kanal ermöglichen. Ferner ist es vorteilhaft auf der Seite des Abflusses ein Getriebe stirnseitig anzuordnen, wobei ein Öl-Wasser-Wärmetauscher am Abfluss grenzen kann. Bevorzugt ist eine axiale Breite des mindestens einen Kanals an der Außenumfangs fläche des Stators zumindest dreimal so groß, wie eine radiale Tiefe des mindestens einen Kanals an der Außenumfangsfläche des Stators. Mithin ist der mindestens eine Kanal an der Außenumfangsfläche des Stators breit und flach ausgebildet. Bei spielsweise ist die axiale Breite des mindestens einen Kanals an der Außenumfangs fläche des Stators fünfmal so groß, wie die radiale Tiefe des mindestens einen Ka nals an der Außenumfangsfläche des Stators. Dies verbessert insbesondere die Küh lung der elektrischen Maschine.

Ferner bevorzugt ist der mindestens eine Kanal als Vertiefung in einer Außenfläche des Kunststoff körpers ausgebildet und dazu eingerichtet, das Kühlmittel zwischen dem Gehäuse und dem Kunststoffkörper zu führen. Insbesondere ist der mindestens eine Kanal als Vertiefung in beiden Stirnflächen und einer Mantelfläche des Kunst stoffkörpers ausgebildet. Beispielsweise sind die Vertiefungen an den Stirnflächen des Kunststoff körpers über Bohrungen oder Ausnehmungen im Kunststoffkörper flu idtechnisch miteinander verbunden.

Bevorzugt ist der mindestens eine Kanal entlang mindestens einer elektrischen Lei tung, die dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Strom zwischen einer Leistungs elektronik der elektrischen Maschine und dem Stator zu führen, ausgebildet. Insbe sondere ist der mindestens eine Kanal zumindest abschnittsweise oder vollständig entlang aller elektrischen Leitungen, die mit dem Stator verbunden sind, geführt, um diese zu kühlen. Vorzugsweise ist die mindestens eine elektrische Leitung als Kup ferschiene, Kupferdraht oder Kupferflachbauteil ausgebildet. Insbesondere ist die elektrische Maschine als Dreiphasen-Drehstrommotor (UVW-Motor) ausgebildet und zur Verwendung als Antriebsmaschine für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, sodass drei elektrische Leitungen zum Betrieb der elektrischen Maschine mit Wechselstrom vor gesehen sind. Unter einer Leistungselektronik ist eine Vorrichtung zu verstehen, die den Betrieb, insbesondere die Bestromung des Stators steuert und regelt. Insbeson dere umfasst die Leistungselektronik einen Inverter, der dazu eingerichtet ist, Gleich spannung in Wechselspannung umzuwandeln. Vorzugsweise weist der mindestens eine Kanal an den ersten Wickelköpfen ein grö ßeres Volumen für Kühlmittel als der mindestens eine Kanal an den zweiten Wickel köpfen auf. Insbesondere sind die elektrischen Leitungen an den ersten Wickelköp fen angeordnet, sodass dort durch das größere Volumen für Kühlmittel eine höhere Kühlleistung generiert wird.

Bevorzugt weist der Kunststoffkörper wärmeleitfähige Füllstoffe auf. Insbesondere sind metallische Füllstoffe mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer oder Aluminiumpartikel derart im Kunststoffkörper angeordnet, dass eine elektrische Isolierung des Kunststoffes erhalten bleibt. Ferner kann der Kunststoffkörper zur Er höhung der Wärmeleitfähigkeit auch mit Keramikpartikel, beispielsweise mit Me talloxiden versehen sein.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Halbschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektri schen Maschine,

Fig. 2 eine schematische Seitendarstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,

Fig. 3 eine schematische Perspektivdarstellung eines von einem Kunststoffkörper umschlossenen Stators der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, und

Fig. 4 eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen elektri schen Maschine.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 ein Gehäuse 2 auf, das mehrteilig ausgebildet ist, wobei das Gehäuse 2 einen ersten und zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt 2a, 2b sowie einen axial dazwischen ange ordneten Gehäusemantelabschnitt 2c aufweist. Gemäß Fig. 1 sind im Gehäuse 2 der elektrischen Maschine 1 ein Stator 4, ein radial innerhalb des Stators 4 angeordneter sowie um eine Drehachse A drehbarer Rotor 5 und ein elektrisch isolierender Kunststoff körper 3 angeordnet, wobei der Rotor 5 vor liegend transparent dargestellt ist. Ein Kanal 8, der zur Aufnahme eines Kühlmittels vorgesehen ist, ist in dem Kunststoff körper 3 ausgebildet, um beim Durchströmen mit dem Kühlmittel, den Stator 4 zu kühlen. Zur Erhöhung seiner Wärmeleitfähigkeit weist der Kunststoffkörper 3 wärmeleitfähige Füllstoffe auf.

Der Kunststoffkörper 3 umschließt einen weichmagnetischen Kern 6 des Stators 4 stirnseitig sowie radial außen. Ferner umschließt der Kunststoffkörper 3 auch erste und zweite Wickelköpfe 7a, 7b des Stators 4 stirnseitig sowie radial. Vorliegend ist der Kunststoffkörper 3 einteilig aus einem Spritzguss ausgebildet. Durch den Kunst stoffkörper 3 werden die elektrischen Teile des Stators 4 isoliert und gleichzeitig über den darin ausgebildeten Kanal 8 und das darin geführte, sowie hier nicht dargestellte Kühlmittel gekühlt. Der Kanal 8 an den ersten Wickelköpfen 7a weist ein größeres Volumen für Kühlmittel als der Kanal 8 an den zweiten Wickelköpfen 7b auf. Eine axiale Breite des Kanals 8 an der Außenumfangsfläche 10 des Stators 4 ist circa sechsmal so groß, wie eine radiale Tiefe des Kanals 8 an der Außenumfangsflä che 10 des Stators 4. Der Kanal 8 ist als Vertiefung in einer Außenfläche des Kunst stoffkörpers 3 ausgebildet und dazu eingerichtet, das Kühlmittel zwischen dem Ge häuse 2 und dem Kunststoff körper 3 zu führen.

Beide Gehäusestirnseitenabschnitte 2a, 2b weisen jeweils einen Axialsteg 14a, 14b auf, die axial in Richtung des Stators 4 ausgebildet sind. Ein erster Axialsteg 14a ist an dem ersten Gehäusestirnseitenabschnitt 2a ausgebildet, wobei der erste Gehäu sestirnseitenabschnitt 2a getriebeseitig angeordnet ist. Der erste Axialsteg 14a ragt zur Drehmomentabstützung des Stators 4 axial in den Stator 4 hinein und ist mit ei ner Innenumfangsfläche 15 des Stators 4 drehfest verbunden. Vorliegend ist der ers te Axialsteg 14a einteilig sowie umlaufend an dem ersten Gehäusestirnseitenab schnitt 2a ausgebildet und greift formschlüssig in Wicklungsnuten 16 an der Innen umfangsfläche 15 des Stators 4 ein. Dazu ist an dem ersten Axialsteg 14a eine um laufende Außenverzahnung ausgebildet, die korrespondierend zu den Wicklungsnu ten 16 ausgebildet ist. Der Kunststoffkörper 3 ist im Bereich der ersten Wickelköpfe 7a radial an dem zwei ten Axialsteg 14b, der einteilig sowie umlaufend an dem zweiten Gehäusestirnsei tenabschnitt 2b ausgebildet ist, angeordnet. An dem zweiten Axialsteg 14b ist eine erste Dichtung 13a in einer Nut angeordnet und kommt dichtend an dem Kunststoff körper 3 im Bereich der ersten Wickelköpfe 7a zur Anlage. Eine zweite Dichtung 13b ist in einer weiteren Nut am zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt 2b angeordnet und kommt dichtend an dem Kunststoffkörper 3 in einem Bereich vor den ersten Wickel köpfen 7a zur Anlage. Ferner ist eine dritte Dichtung 13c zwischen dem ersten Ge häusestirnseitenabschnitt 2b und dem Gehäusemantelabschnitt 2c angeordnet, wo bei die dritte Dichtung 13c in einer Nut am ersten Gehäusestirnseitenabschnitt 2b angeordnet ist und an dem Gehäusemantelabschnitt 2c dichtend zur Anlage kommt. An dem ersten Axialsteg 14a ist eine vierte Dichtung 13d in einer Nut angeordnet und kommt dichtend an dem Kunststoffkörper 3 im Bereich der zweiten Wickelköp fe 7b zur Anlage. Wie besonders gut aus Fig. 2 hervorgeht ist ein Abschnitt 3a des Kunststoff körpers 3 axial zwischen dem zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt 2b und dem Gehäusemantelabschnitt 2c ausgebildet.

Die zuvor beschriebene Anordnung der vier Dichtungen 13a-13d sowie die Ausbil dung des Abschnitts 3a des Kunststoffkörpers 3 zwischen dem zweiten Gehäuse stirnseitenabschnitt 2b und dem Gehäusemantelabschnitt 2c ermöglichen eine ver einfachte Montage der elektrischen Maschine 1 sowie einen Toleranzausgleich in axialer Richtung insbesondere bei thermischen Dehnungen. Ferner ist ein Lagerele ment 18 an dem zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt 2b aufgenommen und derart am zweiten Axialsteg 14b angeordnet, dass das Lagerelement 18 über den stirnseitig entlang der ersten Wickelköpfe 7a geführten Abschnitt des Kanals 8 gekühlt wird.

In Fig. 3 sind der Stator 4 und der Kunststoffkörper 3 perspektivisch dargestellt, wo bei die Perspektive vorliegend auf den Bereich an den zweiten Wickelköpfen 7b ge richtet ist. Aus dieser Perspektive sind die Wicklungsnuten 16 an der Innenumfangs fläche des Stators 4 besonders gut sichtbar. Die Wicklungsnuten 16 sind geradlinig ausgebildet und in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sowie gleichmäßig an der Innenumfangsfläche 15 des Stators 4 verteilt. Mithin erstrecken sich die Wicklungsnuten 16 in Axialrichtung. Der Kunststoffkörper 3 ist an einer In nenumfangsfläche im Bereich der zweiten Wickelköpfe 7b glatt ausgebildet und dient zum einen zur Abdichtung gegenüber dem ersten Gehäusestirnseitenabschnitt 2a und zum anderen zur Zentrierung und axialen Führung des ersten Gehäusestirnsei tenabschnitt 2a in den Stator 4.

In Fig. 4 ist die elektrische Maschine 1 perspektivisch dargestellt, wobei der Gehäu semantelabschnitt 2c transparent dargestellt ist. Ferner sind mehrere Pfeile P einge zeichnet, die einen Kühlmittelfluss vereinfacht darstellen. Vorliegend ist ein Zu fluss 11 für das Kühlmittel an der Stirnseite 9a der ersten Wickelköpfe 7a ausgebil det, wobei das Kühlmittel über eine axial im zweiten Gehäusestirnseitenabschnitt 2b ausgebildete Einlassöffnung 19 einströmen kann. Ein Abfluss 12 für das Kühlmittel ist an der Stirnseite 9b der zweiten Wickelköpfe 7b ausgebildet, wobei das Kühlmittel über eine radial im ersten Gehäusestirnseitenabschnitt 2a ausgebildete Auslassöff nung 20 ausströmen kann. Der Abfluss 12 und die Auslassöffnung 20 sind in Fig. 1 geschnitten dargestellt.

Der zwischen dem Gehäuse 2 und dem Kunststoffkörper 3 ausgebildete Kanal 8 dient zur Zwangsführung des Kühlmittels von der Einlassöffnung 19 bis zur Auslass öffnung 20. Vorliegend wird das Kühlmittel durch den Kanal 8 circa 80% umlaufend entlang der Stirnseite 9a der ersten Wickelköpfe 7a geführt. Die Pfeile P veranschau lichen, dass das Kühlmittel über die Einlassöffnung 19 in den Kanal 8 einströmt und circa 290° im Kreis umlaufend entlang der Stirnseite 9a der ersten Wickelköpfe 7a geführt wird. Danach strömt das Kühlmittel durch einen spiralförmig ausgebildeten Abschnitt des Kanals 8 viermal umlaufend entlang einer Außenumfangsfläche 10 des Stators 4. Abschließend strömt das Kühlmittel durch den Kanal 8 circa 95% im Kreis umlaufend entlang der Stirnseite 9b der zweiten Wickelköpfe 7b und über die Aus lassöffnung 20 aus dem Kanal 8 wieder heraus. Im Bereich des Zuflusses 11 an den ersten Wickelköpfen 7a ist die Temperatur des Kühlmittels minimal, wobei die Tem peratur während des Durchströmens des Kanals 8 stetig ansteigt und ihren maxima len Wert im Bereich des Abflusses 12 an den zweiten Wickelköpfen 7b erreicht. Mit hin werden die ersten Wickelköpfe 7a stärker gekühlt als die zweiten Wickelköpfe 7b. Ferner sind im Bereich der ersten Wickelköpfe 7a drei elektrische Leitung 17a, 17b, 17c ausgebildet, die dazu eingerichtet sind, einen elektrischen Strom zwischen einer Leistungselektronik der elektrischen Maschine 1 und dem Stator 4 zu führen. Vorlie gend ist der Kanal 8 derart entlang der elektrischen Leitung 17a, 17b, 17c ausgebil det, dass diese durch den Kühlmittelfluss effizient gekühlt werden.

Bezuqszeichen Elektrische Maschine

Gehäuse

a erster Gehäusestirnseitenabschnittb zweiter Gehäusestirnseitenabschnittc Gehäusemantelabschnitt

Kunststoffkörper

a Abschnitt des Kunststoffkörpers

Stator

Rotor

weichmagnetischen Kern

a erste Wickelköpfe

b zweite Wickelköpfe

Kanal

a Stirnseite der ersten Wickelköpfeb Stirnseite der zweiten Wickelköpfe

0 Außenumfangsfläche

1 Zufluss

2 Abfluss

3a erste Dichtung

3b zweite Dichtung

3c dritte Dichtung

3d vierte Dichtung

4a erster Axial steg

4b zweiter Axialsteg

5 Innenumfangsfläche

6 Wicklungsnut

7a elektrische Leitung

7b elektrische Leitung

7c elektrische Leitung

8 Lagerelement

9 Einlassöffnung 20 Auslassöffnung A Drehachse

P Pfeil