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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A COOLED STATOR FOR AN ELECTRIC MACHINE, AND ELECTRIC MACHINE COMPRISING A COOLING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/152717
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a stator (5) for an electric machine (1, 1a, 1b). According to the method, a stator laminated core (11a... 11c) is provided, comprising tube grooves (16) on the circumference, said grooves having an undercut groove profile which is open radially outwards. After a cooling tube (13) of a cooling system is inserted into the tube groove (16), the cooling tube is pressed together with the stator laminated core (11a... 11c), wherein the cooling tube (13) is plastically deformed by exerting a pressing force onto the cooling tube (13) transversely to the longitudinal axis thereof, said pressing force acting in the region of the opening of the groove profile. The invention additionally relates to a stator (5) which is provided with tube grooves (16) of the aforementioned type and cooling tubes (13) compressed in the grooves, to an electric machine (1, 1a, 1b) comprising such a stator (5), and to a vehicle (23) comprising such an electric machine (1, 1a, 1b).

Inventors:
FRITSCH CHRISTINE (DE)
FRITSCH DANIEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/050485
Publication Date:
July 21, 2022
Filing Date:
January 12, 2022
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SIEMENS EAUTOMOTIVE GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
H02K1/20; H02K15/02; H02K1/18; H02K5/20
Foreign References:
DE112010005722T52013-05-29
DE102016216240A12018-03-01
DE102011076904A12012-12-06
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung eines Stators (5) für eine elektrische Maschine (1 , 1 a, 1 b), aufweisend folgend Verfahrensschritte:

Bereitstellen eines Statorblechpakets (1 1 a..11 c) des Stators (5), welches umfangsseitige Rohr-Nuten (16) aufweist, welche ein hinterschnittenes Nutprofil aufweisen, das radial nach außen offen ist.

Einlegen eines Kühlrohrs (13) eines Kühlsystems in die Rohr-Nut (16) und Verpressen des Kühlrohrs (13) mit dem Statorblechpaket (1 1 a..11 c), wobei das Kühlrohr (13) durch Ausüben eines Pressdrucks auf das Kühlrohr (13) quer zu dessen Längsachse, welcher im Bereich der Öffnung des Nutprofils wirkt, plastisch verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (13) axial in die Rohr-Nut (16) eingeschoben wird oder radial von außen in die Rohr-Nut (16) eingelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (1 1 a..1 1 c) vor dem Verpressen des Kühlrohrs (13) auf eine Temperatur im Bereich von -20° bis +10° abgekühlt wird.

4. Stator (5) für eine elektrische Maschine (1 , 1 a, 1 b), umfassend ein Statorblechpaket (1 1 a..1 1 c) und darin angeordnete Kühlrohre (13) eines Kühlsystems, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (13) in umfangsseitigen Rohr-Nuten (16) des Statorblechpakets (1 1 a..11 c) angeordnet sind, welche ein hinterschnittenes Nutprofil aufweisen, das radial nach außen offen ist und die Kühlrohre (13) mit dem Statorblechpaket (1 1 a..1 1 c) verpresst sind, wobei die Verpressung durch Ausüben eines Pressdrucks auf das Kühlrohr (13) quer zu dessen Längsachse im Bereich der Öffnung des Nutprofils und plastische Verformung des Kühlrohrs (13) hergestellt ist, und dass der Stator (5) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt ist.

5. Stator (5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem eine Umlenkung für ein Kühlmedium des Kühlsystems aufweist, welche durch Biegen des Kühlrohrs (13) hergestellt ist oder durch Anschweißen oder Anlöten eines bogenförmigen Rohrteils (14a, 14b).

6. Stator (5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den umfangsseitigen Rohr-Nuten (16) Zuganker zur axialen Sicherung des Statorblechpakets (11 a..11 c) vorgesehen sind.

7. Elektrische Maschine (1 , 1a, 1 b), umfassend ein Gehäuse (9) und einen im Gehäuse (9) angeordneten und darin drehbar gelagerten Rotor (3), gekennzeichnet durch einen im Gehäuse (9) angeordnete Stator (5) nach einem der Ansprüche 4 bis 6.

8. Elektrische Maschine (1 , 1 a, 1 b), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) ein vorderes Lagerschild (6b) und ein hinteres Lagerschild (7b) umfasst, in denen Lager (4a, 4b) zur Lagerung des Rotors (3) angeordnet sind, und welche Anschlüsse für die Kühlrohre (13) des Kühlsystems sowie Kanäle (21a, 21 b) zur Verbindung der Kühlrohre (13) aufweisen.

9. Elektrische Maschine (1 , 1a, 1 b), dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (13) radial über das Statorblechpaket (11 a..11 c) hinausragen und eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Statorblechpaket (11 a..11 c) und dem Gehäuse (9) durch eine zusätzliche plastische oder elastische Verformung der Kühlrohre (13) hergestellt ist. 17

10. Fahrzeug (23) mit wenigstens zwei Achsen, von denen wenigstens eine angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet dass der besagte Antrieb zumindest teilweise oder zeitweise durch die elektrische Maschine (1 , 1a, 1 b) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 erfolgt.

Description:
Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Stators für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine mit einem Kühlsystem

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine sowie einen Stator für eine elektrische Maschine, welcher ein Statorblechpaket und darin angeordnete Kühlrohre eines Kühlsystems umfasst. Weiterhin wird eine elektrische Maschine mit einem solchen Stator sowie ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine angegeben.

STAND DER TECHNIK

Bei elektrischen Maschinen ist es bekannt, den Stator zu kühlen, um Abwärme, welche beim Betrieb der elektrischen Maschine anfällt, aus dem Stator abzuführen. Bei einigen System werden dazu Kühlrohre im Stator vorgesehen, die Teil eines Kühlsystems sind und von einem Wärmeträger durchströmt werden. Das Kühlsystem kann weiterhin eine Pumpe zum Umwälzen des Wärmeträgers sowie einen Wärmetauscher umfassen. Nachteilig an den bekannten Verfahren zur Herstellung eines Stators ist, dass diese technisch relativ aufwändig sind und die Herstellung der elektrischen Maschine verteuern.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Stators, einen verbesserten Stator für eine elektrische Maschine, eine verbesserte elektrische Maschine sowie ein verbessertes Fahrzeug anzugeben. Insbesondere soll die Herstellung des Stators mit geringerem technischen Aufwand erfolgen können. Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine gelöst, umfassend die Schritte

Bereitstellen eines Statorblechpakets des Stators, welches umfangsseitige Rohr-Nuten aufweist, welche ein hinterschnittenes Nutprofil aufweisen, das radial nach außen offen ist.

Einlegen eines Kühlrohrs eines Kühlsystems in die Rohr-Nut und

Verpressen des Kühlrohrs mit dem Statorblechpaket, wobei das Kühlrohr durch Ausüben eines Pressdrucks auf das Kühlrohr quer zu dessen Längsachse, welcher im Bereich der Öffnung des Nutprofils wirkt, plastisch verformt wird.

Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung mit einem Stator für eine elektrische Maschine gelöst, die ein Statorblechpaket und darin angeordnete Kühlrohre eines Kühlsystems, umfasst, wobei die Kühlrohre in umfangsseitigen Rohr-Nuten des Statorblechpakets angeordnet sind, welche ein hinterschnittenes Nutprofil aufweisen, das radial nach außen offen ist und die Kühlrohre mit dem Statorblechpaket verpresst sind, wobei die Verpressung durch Ausüben eines Pressdrucks auf das Kühlrohr quer zu dessen Längsachse im Bereich der Öffnung des Nutprofils und plastische Verformung des Kühlrohrs hergestellt ist, und dass der Stator insbesondere nach dem oben genannten Verfahren hergestellt ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einer elektrischen Maschine gelöst, welche ein Gehäuse und einen im Gehäuse angeordneten und darin drehbar gelagerten Rotor umfasst sowie einen im Gehäuse angeordnete Stator der oben genannten Art.

Schließlich wird die Aufgabe auch durch ein Fahrzeug mit wenigstens zwei Achsen gelöst, von denen wenigstens eine angetrieben ist, wobei der besagte Antrieb zumindest teilweise oder zeitweise durch die oben genannte elektrische Maschine erfolgt. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Maßnahmen können die eingangs genannten Nachteile überwunden werden. Insbesondere ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren die Herstellung eines Stators mit geringerem technischen Aufwand. Die radial nach außen hin offenen Rohr-Nuten ermöglichen insbesondere das Einlegen der Kühlrohre radial von außen in die Rohr-Nut. Dies geht besonders schnell und verursacht bei der Herstellung des Stators keine oder nur geringe Probleme. Auch wenn diese Vorgehensweise von Vorteil ist, ist grundsätzlich auch das Einlegen oder Einschieben der Kühlrohre in die Rohr-Nut in axialer Richtung möglich. Durch das Verpressen kann ein Kühlrohr rasch und insbesondere in einem Schritt dauerhaft mit dem Stator verbunden werden, da das Kühlrohr durch die plastische Verformung in den Hinterschneidungsbereich der Rohr-Nut gedrückt wird und dann nicht mehr herausfallen kann, selbst wenn es sich in unerwünschter Weise lockern würde. Vorteilhaft ist die Öffnung der Rohr-Nut daher breiter als das unverformte Kühlrohr und schmäler als das verformte Kühlrohr nach dem Pressvorgang. Vorteilhaft an dem vorgestellten Verfahren ist auch, dass ein Pressstempel relativ großflächig am Kühlrohr ansetzten kann und nur geringe lokale Spannungsspitzen auftreten. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von dünnwandigen Kühlrohren und/oder bei der Verwendung von Kühlrohren aus weichen Materialien von Vorteil.

Die Kühlrohre können generell aus einem Metall bestehen, insbesondere aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder Messing. Die Statorbleche des Statorblechpakets können aus Stahl bestehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Statorbleche aus Stahl bestehen und die Kühlrohre des Kühlsystems aus Aluminium, Kupfer oder Messing. Dadurch, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient von Aluminium, Kupfer oder Messing größer ist als jener von Stahl werden die Kühlrohre bei Erwärmung der elektrischen Maschine noch stärker gegen die Statorbleche gepresst wodurch der thermische Übergangswiderstand verbessert, jedoch wenigstens nicht verschlechtert wird. Die Rohr-Nuten können in axialer Richtung oder schräg (das heißt schraubenlinienförmig) verlaufen und können durch Stanzen oder Schneiden entsprechender Ausschnitte in den einzelnen Statorblechen hergestellt sein. Werden die Statorbleche übereinander gestapelt, so entstehen in Folge die Rohr- Nuten. Werden die Statorbleche beim Stapeln nicht verdreht, so entstehen axial verlaufende Rohr-Nuten. Werden die Statorbleche beim Stapeln etwas gegeneinander verdreht, so entsteht eine Schrägstellung der Rohr-Nuten. Die angegebene Weise für die Herstellung der Rohr-Nuten ist zwar von Vorteil, grundsätzlich könnten diese aber auch anders hergestellt werden, beispielsweise durch Fräsen des fertig gestapelten Statorblechpakets.

Der Nutgrund des Nutprofils kann vorzugsweise konvex nach außen gewölbt sein. Insbesondere kann dessen Krümmung einem Radius mit dem Mittelpunkt auf der Drehachse des Rotors entsprechen. Dadurch wird die magnetische Funktion des Statorblechpakets durch die Rohr-Nuten nur gering beeinflusst.

Die Kühlrohre können Teil eines Kühlsystems der elektrischen Maschine sein, das insbesondere auch eine Pumpe für einen Wärmeträger sowie einen Wärmetauscher aufweisen kann. Als Wärmeträger kann beispielsweise eine im Kühlsystem zirkulierende Wasser-Glykol-Mischung oder Öl verwendet werden. Vorteilhaft braucht das Gehäuse keine Kühlfunktion zu haben, sondern es kann relativ frei gestaltet werden.

Die Kühlrohre können vorteilhaft neben ihrer Kühlfunktion auch zum Ausrichten der Statorbleche des Statorblechpakets dienen und somit einen Zusatznutzen erfüllen. Insbesondere brauchen dann keine anderen Maßnahmen zum Ausrichten der Statorbleche ergriffen werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren. Günstig ist es, wenn das Statorblechpaket vor dem Verpressen des Kühlrohrs auf eine Temperatur im Bereich von -20° bis +10° abgekühlt wird. Dies ist insbesondere niedriger Einsatztemperatur der elektrischen Maschine von Vorteil, da ein guter thermischer Übergangswiderstand zwischen den Kühlrohren und den Statorblechen auch bei der späteren Einsatztemperatur der elektrischen Maschine gewährleistet werden kann.

Günstig ist es, wenn das Kühlsystem eine Umlenkung für ein Kühlmedium des Kühlsystems aufweist, welche durch Biegen des Kühlrohrs hergestellt ist oder durch Anschweißen oder Anlöten eines bogenförmigen Rohrteils. Dadurch können die einzelnen Kühlrohre miteinander verbunden und eine wirksame Kühlung für den Stator geschaffen werden. Das Kühlsystem kann im Grunde aber auch aus einem einzigen Kühlrohr mit mehreren Biegungen hergestellt sein. Erfolgt die Verbindung mehrerer Kühlrohre durch Anschweißen oder Anlöten eines bogenförmigen Rohrteils, dann können die Enden der Kühlrohre nach dem Verpressen, wenn sich diese verformen, durch abermalige Umformung auf eine gewünschte Form gebracht werden. Dies kann beispielsweise durch Umformung mit Hilfe eines Innendorns und eines entsprechenden außenliegenden Gegenstücks erfolgen. Beispielsweise kann auf diese Weise ein zylindrisches Rohrende hergestellt werden. Denkbar wäre aber auch, dass das Rohrende während des Verpressens in Form gehalten wird, zum Beispiel mit Hilfe eines Innendorns.

Günstig ist es weiterhin, wenn zwischen den umfangsseitigen Rohr-Nuten Zuganker zur axialen Sicherung des Statorblechpakets vorgesehen sind. Auf diese Weise wird ein unerwünschtes Auseinanderwandern der Statorbleche vermieden.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Gehäuse der elektrischen Maschine ein vorderes Lagerschild und ein hinteres Lagerschild umfasst, in denen Lager zur Lagerung des Rotors angeordnet sind, und welche Anschlüsse für die Kühlrohre des Kühlsystems sowie Kanäle zur Verbindung der Kühlrohre aufweisen. Die Kühlrohre werden insbesondere in Ausnehmungen im Lagerschild eingepresst. Aber auch Einkleben ist beispielsweise möglich. Die Lagerschilde werden damit Teil des Kühlsystems. Ein Biegen des Kühlrohrs oder ein Anschweißen oder Anlöten eines bogenförmigen Rohrteils an ein Kühlrohr kann dann entfallen.

Vorteilhaft ist es schließlich auch, wenn die Kühlrohre radial über das Statorblechpaket hinausragen und eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Statorblechpaket und dem Gehäuse durch eine zusätzliche plastische oder elastische Verformung der Kühlrohre hergestellt ist. Daher ist keine oder nur eine grobe Bearbeitung des Innendurchmessers des Gehäuses nötig. Grundsätzlich wäre es auch möglich, das Gehäuse aus Kunststoff zu fertigen, wobei der Stator vom Material des Gehäuses umspritzt wird. Denkbar ist auch, das Kunststoffgehäuse so flexibel zu gestalten, dass es sich nach dem Einpressen des Stators um diesen schmiegt. In beiden Fällen entsteht ein Formschluss. Beide Gehäusevarianten können auch ohne vorstehende Kühlrohre realisiert werden.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch im Halbschnitt dargestellte, beispielhafte elektrische Maschine;

Fig. 2 das Statorblechpaket der elektrischen Maschine aus Fig. 1 , bis auf ein Kühlrohr isoliert vom Rest derselben, in Schrägansicht;

Fig. 3 das Statorblechpaket aus Fig. 2 ohne Kühlrohre in Vorderansicht; Fig. 4-9 einen beispielhaften Ablauf beim Verpressen eines Kühlrohrs mit dem Statorblechpaket;

Fig. 10 ein Statorblechpaket mit Kühlrohren, die nach dem Verpressen eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form beibehalten;

Fig. 1 1 wie Fig. 10 nur mit Bohrungen für Zuganker;

Fig. 12 einen Halbschnitt einer elektrischen Maschine mit Lagerschilden, die Kanäle eines Kühlsystems und Anschlüsse für Kühlrohre aufweisen;

Fig. 13 einen beispielhaften Ablauf zur Formgebung der stirnseitigen Enden des Kühlrohrs;

Fig. 14 ein Beispiel für radial über das Statorblechpaket hinausragende Kühlrohre, welche in Kontakt mit dem Gehäuse stehen und

Fig. 15 eine elektrische Maschine mit einem Stator der vorgeschlagenen Art, welche in ein Fahrzeug eingebaut ist.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Einführend wird festgehalten, dass gleiche Teile in den unterschiedlich Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen beziehungsweise gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes. Die in der Beschreibung enthaltene Offenbarungen eines Bauteils kann sinngemäß ein anderes Bauteil mit gleichem Bezugszeichen beziehungsweise gleicher Bauteilbezeichnung übertragen werden. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie zum Beispiel "oben", "unten", "hinten", "vorne", "seitlich" und so weiter auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Fig. 1 zeigt einen Halbschnitt durch eine schematisch dargestellte elektrische Maschine 1 a. Die elektrische Maschine 1 a umfasst, eine Welle 2 mit einem darauf sitzenden, hier nicht im Detail dargestellten, Rotor 3, wobei die Welle 2 mit Hilfe von (Wälz)lagern 4a, 4b um eine Drehachse A gegenüber einem Stator 5 drehbar gelagert ist. Konkret sitzt das erste Lager 4a in einem vorderen Lagerschild 6a und das zweite Lager 4b in einem hinteren Lagerschild 7a. Weiterhin umfasst die elektrische Maschine 1 a ein (mittleres) Gehäuseteil 8, welches das vordere Lagerschild 6a und das hintere Lagerschild 7a verbindet und den Stator 5 aufnimmt. Das vordere Lagerschild 6a, das hintere Lagerschild 7a und das Gehäuseteil 8 bilden in diesem Beispiel das Gehäuse 9 der elektrische Maschine 1 a.

Der Stator 5 weist in diesem Beispiel mehrere Statorbleche 10 auf, welche ein Statorblechpaket 11a beziehungsweise einen Stator-Grundkörper bilden, sowie im Statorblechpaket 11a angeordnete Statorwicklungen 12. Weiterhin umfasst der Stator 5 ein in Längsrichtung des Statorblechpakets 11a verlaufendes Kühlrohr 13 mit stirnseitigen Rohrbögen 14a, 14b. Das Kühlrohr 13 und die Rohrbögen 14a, 14b sind Teil eines in der Fig. 1 nicht zur Gänze dargestellten Kühlsystems der elektrischen Maschine 1 a. Das Kühlsystem kann insbesondere auch eine Pumpe für einen Wärmeträger sowie einen Wärmetauscher aufweisen. Als Wärmeträger kann beispielsweise eine im Kühlsystem zirkulierende Wasser- Glykol-Mischung oder Öl verwendet werden.

Fig. 2 zeigt das Statorblechpaket 11a, bis auf ein Kühlrohr 13 isoliert vom Rest der elektrischen Maschine 1 a, in Schrägansicht. Wie aus der Fig. 2 gut erkennbar ist, weist das Statorblechpaket 11 a mehrere Statorwicklungs-Nuten 15 auf, welche die Statorwicklungen 12 aufnehmen, sowie mehrere Rohr-Nuten 16, welche die Kühlrohre 13 aufnehmen. Sowohl die Statorwicklungs-Nuten 15 als auch die Rohr- Nuten 16 verlaufen in dem gezeigten Beispiel in axialer Richtung. Die Statorwicklungs-Nuten 15 und/oder die Rohr-Nuten 16 könnten aber auch schräg, das heißt schraubenlinienförmig verlaufen. In einer der Rohr-Nuten 16 ist stellvertretend ein Kühlrohr 13 eingepresst. Bei der fertigen elektrischen Maschine 1 a sind natürlich mehrere der Rohr-Nuten 16 oder sogar alle Rohr- Nuten 16 mit Kühlrohren 13 besetzt. Wie aus der Fig. 2 erkennbar ist, weisen die Rohr-Nuten 16 ein hinterschnittenes Nutprofil auf.

Die Statorwicklungs-Nuten 15 und/oder die Rohr-Nuten 16 können durch Stanzen oder Schneiden entsprechender Ausschnitte in den einzelnen Statorblechen 10 hergestellt sein. Werden die Statorbleche 10 übereinander gestapelt, so entstehen in Folge die Statorwicklungs-Nuten 15 und die Rohr-Nuten 16. Werden die Statorbleche 10 beim Stapeln nicht verdreht, so entstehen axial verlaufende Statorwicklungs-Nuten 15 und Rohr-Nuten 16. Werden die Statorbleche 10 beim Stapeln etwas gegeneinander verdreht, so entsteht eine Schrägstellung der Statorwicklungs-Nuten 15 und der Rohr-Nuten 16. Die angegebene Weise für die Herstellung der Statorwicklungs-Nuten 15 und die Rohr-Nuten 16 ist zwar von Vorteil, grundsätzlich könnte diese aber auch anders hergestellt werden, beispielsweise durch Fräsen und/oder Räumen des fertig gestapelten Statorblechpakets 1 1 a.

Fig. 3 zeigt das Statorblechpaket 1 1 a nun in Vorderansicht, und die Figuren 4 bis 9 zeigen den Ablauf beim Verpressen eines Kühlrohrs 13 mit dem Statorblechpaket 1 1 a, wobei die Figuren 4 bis 9 jeweils einen Ausschnitt aus dem oberen Teil des Statorblechpakets 1 1 a zeigen.

Fig. 4 zeigt das auf einer Basis 17 angeordnete Statorblechpaket 1 1 a mit der noch freien Rohr-Nut 16. Fig. 5 zeigt einen Verfahrensschritt, bei dem ein Kühlrohr 13 von oben an die Rohr-Nut 16 herangeführt wird. In dem in Fig. 6 dargestellten Verfahrensschritt ist das Kühlrohr 13 in die Rohr-Nut 16 eingelegt. In dem in Fig. 7 dargestellten Verfahrensschritt wird ein Pressstempel 18 auf das Kühlrohr 13 zubewegt. In dem in Fig. 8 dargestellten Verfahrensschritt drückt der Pressstempel 18 auf das Kühlrohr 13 und verformt dieses. Im Detail wird das Kühlrohr 13 durch Ausüben eines Pressdrucks quer zu dessen Längsachse, welcher im Bereich der Öffnung der Rohr-Nut 16 wirkt, plastisch verformt. In dem in Fig. 9 dargestellten Verfahrensschritt wird der Pressstempel 18 nach dem Verpressen des Kühlrohrs 13 mit dem Statorblechpaket 1 1 a wieder vom Kühlrohr 13 wegbewegt.

Das Verfahren zur Herstellung eines Stators 5 für die elektrische Maschine 1 a umfasst also die Schritte

Bereitstellen eines Statorblechpakets 1 1 a des Stators 5, welches umfangsseitige Rohr-Nuten 16 aufweist, welche ein hinterschnittenes Nutprofil aufweisen, das radial nach außen offen ist.

Einlegen eines Kühlrohrs 13 eines Kühlsystems in die Rohr-Nut 16 und

Verpressen des Kühlrohrs 13 mit dem Statorblechpaket 11 a, wobei das Kühlrohr 13 durch Ausüben eines Pressdrucks auf das Kühlrohr 13 quer zu dessen Längsachse, welcher im Bereich der Öffnung des Nutprofils oder der Rohr-Nut 16 wirkt, plastisch verformt wird.

Es entsteht somit ein Stator 5 für eine elektrische Maschine 1 a, umfassend ein Statorblechpaket 1 1 a und darin angeordnete Kühlrohre 13 eines Kühlsystems, wobei die Kühlrohre 13 in umfangsseitigen Rohr-Nuten 16 des Statorblechpakets 1 1 a angeordnet sind, welche ein hinterschnittenes Nutprofil aufweisen, das radial nach außen offen ist und die Kühlrohre 13 mit dem Statorblechpaket 11 a verpresst sind, wobei die Verpressung durch Ausüben eines Pressdrucks auf das Kühlrohr 13 quer zu dessen Längsachse im Bereich der Öffnung des Nutprofils oder der Rohr-Nut 16 und plastische Verformung des Kühlrohrs 13 hergestellt ist.

Vorteilhaft wird die Verpressung wie in den Figuren dargestellt hergestellt, grundsätzlich wäre auch aber eine andere Art der Herstellung möglich.

Fig. 10 zeigt nun ein Statorblechpaket 1 1 b, das dem Statorblechpaket 1 1 a sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu sind aber die Rohr-Nuten 16 anders geformt, sodass das Kühlrohr 13 beim Verpressen im wesentlichen seine kreiszylindrische Form beibehält. An dieser Stelle wird angemerkt, dass das Kühlrohr 13 bei dieser Ausführungsvariante axial in die Rohr-Nut 16 eingeschoben wird, wohingegen das Kühlrohr 13 im Falle des Statorblechpakets 11 a radial von außen in die Rohr- Nut 16 eingelegt werden kann (so wie dies in den Fig. 4-9 dargestellt ist). Das Kühlrohr 13 des Statorblechpakets 11a kann aber alternativ ebenfalls axial in die Rohr-Nut 16 eingeschoben werden.

Die Fig. 10 zeigt auch eine Möglichkeit, wie die einzelnen Kühlrohre 13 verbunden werden können. Konkret erfolgt dies durch Rohrbögen 14a, die über Verbindungsrohre 19 verbunden werden. Beispielsweise können die Rohrbögen 14a mit den Kühlrohren 13 und den Verbindungsrohren 19 verlötet oder verschweißt werden. Denkbar ist aber auch, dass das Kühlrohr 13 selbst entsprechend gebogen wird. Das Kühlsystem kann daher im Grunde aus einem einzigen Kühlrohr 13 hergestellt sein, es ist aber auch möglich, dass mehrere Kühlrohre 13 mit jeweils einer Biegung oder mehreren Biegungen zu einem Kühlsystem verlötet oder verschweißt wird. Die Biegungen oder Bögen bilden generell Umlenkungen für ein Kühlmedium des Kühlsystems.

Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsvariante eines Statorblechpakets 11 c, welcher dem in Fig. 10 dargestellten Statorblechpaket 11 b sehr ähnlich ist. Bei dieser Ausführungsvariante sind jedoch zwischen den umfangsseitigen Rohr-Nuten 16 Bohrungen 20 für Zuganker vorgesehen, die der axialen Sicherung des Statorblechpakets 11 c dienen.

Fig. 12 zeigt einen Halbschnitt durch eine schematisch dargestellte elektrische Maschine 1 b, welche der in Fig. 1 dargestellten elektrischen Maschine 1 a sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu sind das vordere Lagerschild 6b und das hintere Lagerschild 7b aber anders geformt. Konkret umfassen diese Anschlüsse für die Kühlrohre 13 des Kühlsystems, sowie Kanäle 21 a, 21 b zur Verbindung der Kühlrohre 13. Die Kühlrohre 13 können insbesondere in Ausnehmungen in die Lagerschilde 6b, 7b eingepresst werden, aber auch ein Einkleben der Kühlrohre 13 in die Lagerschilde 6b, 7b ist beispielsweise möglich. Damit die Kühlrohre 13 beim Verpressen an den stirnseitigen Enden eine gewünschte Form beibehalten, können Innendorne 22a, 22b in das Kühlrohr 13 eingeschoben werden, während mit dem Pressstempel 18 ein Pressdruck auf das Kühlrohr 13 ausgeübt wird. Das Statorblechpaket 11 a liegt dabei auf der Basis 17 auf. Denkbar wäre auch, dass die Enden der Kühlrohre 13 nach dem Verpressen mit dem Pressstempel 18 mit Hilfe eines Innendorns 22a, 22b und eines entsprechenden außenliegenden Gegenstücks umgeformt und in eine gewünschte Form gebracht werden. In beiden Fällen wird eine Verbindung der Kühlrohre 13 mit Rohrbögen 14a, 14b oder weiteren Kühlrohren 13, beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten, erleichtert. Dasselbe trifft für das Einstecken oder Einpressen in die Anschlüsse in den Lagerschilden 6b, 7b zu, das durch ein definierte Form der Enden der Kühlrohre 13 ebenfalls erleichtert oder überhaupt erst ermöglicht wird.

Vorteilhaft ist es, wenn die Kühlrohre 13 radial über das Statorblechpaket 11 a hinausragen und eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Statorblechpaket 11a und dem Gehäuse 9 (konkret mit dem Gehäuseteil 8) durch eine zusätzliche plastische oder elastische Verformung der Kühlrohre 13 hergestellt ist. Eine solche Anordnung ist in Fig. 14 beispielhaft dargestellt. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist keine oder nur eine grobe Bearbeitung des Innendurchmessers des Gehäuseteils 8 nötig. Grundsätzlich wäre es auch möglich, das Gehäuseteil 8 aus Kunststoff zu fertigen, wobei der Stator 5 vom Material des Gehäuseteils 8 umspritzt wird. Denkbar ist auch, das Kunststoffgehäuse so flexibel zu gestalten, dass es sich (im ausgehärteten Zustand) nach dem Einpressen des Stators 5 um diesen schmiegt. In beiden Fällen entsteht ein Formschluss. Beide Gehäusevarianten können aber grundsätzlich auch ohne vorstehende Kühlrohre 13 realisiert werden.

Generell können die Kühlrohre 13 aus einem Metall bestehen, insbesondere aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder Messing. Die Statorbleche 10 des Statorblechpakets 11a können aus Stahl bestehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Statorbleche 10 aus Stahl bestehen und die Kühlrohre 13 des Kühlsystems aus Aluminium, Kupfer oder Messing. Dadurch, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient von Aluminium, Kupfer oder Messing größer ist als jener von Stahl, werden die Kühlrohre 13 bei Erwärmung der elektrischen

Maschine 1 a, 1 b noch stärker gegen die Statorbleche 10 gepresst, wodurch der thermische Übergangswiderstand verbessert, jedoch wenigstens nicht verschlechtert wird.

Wenn die Einsatztemperatur der elektrischen Maschine 1 a, 1 b besonders niedrig ist, kann es deshalb auch von Vorteil sein, wenn das Statorblechpaket 11 a vor dem Verpressen des Kühlrohrs 13 auf eine Temperatur im Bereich von -20° bis +10° abgekühlt wird. Dadurch kann ein guter thermischer Übergangswiderstand zwischen den Kühlrohren 13 und den Statorblechen 10 auch bei der späteren Einsatztemperatur der elektrischen Maschine 1 a, 1 b gewährleistet werden.

Der Nutgrund des Nutprofils der Rohr-Nuten 16 kann vorzugsweise konvex nach außen gewölbt sein. Insbesondere kann dessen Krümmung einem Radius mit dem Mittelpunkt auf der Drehachse A entsprechen. Dadurch wird die magnetische Funktion des Statorblechpakets 1 1 a durch die Rohr-Nuten 16 geringer beeinflusst.

Vorteilhaft braucht das Gehäuse 9 durch die vorgeschlagenen Maßnahmen keine Kühlfunktion zu haben, sondern es kann frei gestaltet werden.

Die Kühlrohre 13 können vorteilhaft neben ihrer Kühlfunktion auch zum Ausrichten der Statorbleche 10 des Statorblechpakets 11 a dienen und somit einen Zusatznutzen erfüllen. Insbesondere brauchen dann keine anderen Maßnahmen zum Ausrichten der Statorbleche 10 ergriffen werden.

Die Fig. 15 zeigt schließlich die in ein Fahrzeug 23 eingebaute elektrische Maschine 1 . Das Fahrzeug 23 weist wenigstens zwei Achsen auf, von denen wenigstens eine angetrieben ist. Konkret ist der Elektromotor 1 mit einem optionalen Getriebe 24 und einem Differentialgetriebe 25 verbunden. An das Differentialgetriebe 25 schließen die Halbachsen 26 der Hinterachse an. An den Halbachsen 26 sind schließlich die angetriebenen Räder 27 montiert. Der Antrieb des Fahrzeugs 23 erfolgt zumindest teilweise oder zeitweise durch die elektrische Maschine 1. Das heißt, die elektrische Maschine 1 kann zum alleinigen Antrieb des Fahrzeugs 23 dienen oder zum Beispiel im Verbund mit einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein (Hybridantrieb).

Abschließend wird festgehalten, dass der Schutzbereich durch die Patentansprüche bestimmt ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Die in den Figuren enthaltenen

Merkmale können beliebig ausgetauscht und miteinander kombiniert werden. Insbesondere wird auch festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtungen in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können. Teilweise können die dargestellten Vorrichtungen beziehungsweise deren Bestandteile auch unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt sein.