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Title:
STATOR FOR AN ELECTRIC MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/067083
Kind Code:
A1
Abstract:
Stator (1) for an electric machine (2), in particular an electric machine (2) for a motor vehicle, comprising a stator main body (3) which defines a stator space (7) and a rotor space (8), wherein the stator main body (3) has at least two main body segments (4, 5) which can be arranged or are arranged next to one another in the axial direction and each form a partial space (6, 6') of the stator space (7) and of the rotor space (8), wherein at least one channel section (9) of a temperature-control channel (10), which channel section extends in the circumferential direction at least in sections, is arranged between the at least two main body segments (4, 5).

Inventors:
BÄUERLE JÜRGEN (DE)
MÖLLER MICHAEL (DE)
MICKLITZ TOBIAS (DE)
VAN HEYDEN MARCUS (DE)
TENNER STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/079250
Publication Date:
April 27, 2023
Filing Date:
October 20, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
H02K3/24; H02K5/20; H02K9/197
Domestic Patent References:
WO2020195792A12020-10-01
WO2002049193A12002-06-20
Foreign References:
US20190229566A12019-07-25
US20070024129A12007-02-01
US20210211000A12021-07-08
FR2930381A12009-10-23
DE102017213662A12019-02-07
DE102017112365A12018-12-06
US20190229566A12019-07-25
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Claims:
Patentansprüche

1. Stator (1) für eine elektrische Maschine (2), insbesondere eine elektrische Ma- schine (2) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen einen Statorraum (7) und ei- nen Rotorraum (8) definierenden Statorgrundkörper (3), dadurch gekennzeich- net, dass der Statorgrundkörper (3) wenigstens zwei in Axialrichtung aneinan- der anordenbare oder angeordnete Grundkörpersegmente (4, 5) aufweist, die jeweils einen Teilraum (6, 6') des Statorraums (7) und des Rotorraums (8) ausbilden, wobei zwischen den wenigstens zwei Grundkörpersegmenten (4, 5) wenigstens ein sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung erstre- ckender Kanalabschnitt (9) eines Temperierkanals (10) angeordnet ist.

2. Stator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperierkanalabschnitt (12, 13), insbesondere eine Vielzahl von Temperier- kanalabschnitten (12, 13), in dem Statorgrundkörper (3) vorgesehen ist, wel- cher wenigstens eine Temperierkanalabschnitt (12, 13) sich zumindest ab- schnittsweise in Axialrichtung, insbesondere durch wenigstens eine Statornut (14), durch den Statorgrundkörper (3) erstreckt.

3. Stator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zulauf (11) des wenigstens einen Temperierkanals (10) zwischen zwei Grundkörpersegmen- ten (4, 5), insbesondere in der Mitte des Statorgrundkörpers (3), angeordnet ist, wobei ein Ablauf des wenigstens einen Temperierkanals (10) an den axia- len Endbereichen der wenigstens zwei Grundkörpersegmente (4, 5) angeord- net ist oder dass ein Ablauf des wenigstens einen Temperierkanals (10) zwi- schen zwei Grundkörpersegmenten (4, 5), insbesondere in der Mitte des Statorgrundkörpers (3), angeordnet ist, wobei ein Zulauf (11) des wenigstens einen Temperierkanals (10) an den axialen Endbereichen der wenigstens zwei Grundkörpersegmente (4, 5) angeordnet ist

4. Stator (1) nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine an wenigstens einem Grundkörpersegment (4, 5) angeordnete Verteilerstruktur, insbeson- dere in Form von in Umfangsrichtung abwechselnd angeordneten in Axialrich- tung abstehenden Zähnen (21) und Lücken (22), die dazu ausgebildet ist, durch den Zulauf (11) und/oder den Ablauf strömendes Temperiermittel zu verteilen.

5. Stator (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die wenigstens zwei Grundkörpersegmente (4, 5) wenigstens zwei, insbesondere komplementäre, Verbindungselemente (23, 24) aulweisen, wo- bei jedes Grundkörpersegment (4, 5) wenigstens ein als Eingriffselement und ein als Aufnahmeelement ausgebildetes Verbindungselement (23, 24) auf- weist.

6. Stator (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass jedes Grundkörpersegment (4, 5) wenigstens ein, insbesondere als Stufe an einem Innenradius ausgeführtes, Zentrierelement (25) aufweist.

7. Stator (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Verbindungselemente (24, 25) der wenigstens zwei Grundkörpersegmente (4, 5) symmetrisch, insbesondere mit demselben Werk- zeug, ausgebildet sind und/oder das wenigstens eine Zentrierelement (25) der wenigstens zwei Grundkörpersegmente (4, 5) symmetrisch, insbesondere mit demselben Werkzeug, ausgebildet ist.

8. Stator (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die wenigstens zwei Grundkörpersegmente (4, 5) jeweils eine sepa- rate Umhüllung (16) aufweisen, die insbesondere umspritzt ausgebildet ist.

9. Stator (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der Stator (1) zur Abgrenzung des Statorraums (7) von dem Rotor- raum (8) ein, insbesondere als Teil der Umhüllung ausgebildetes, Spaltrohr (17) aufweist.

10. Elektrische Maschine (2), umfassend einen Stator (1) nach einem der voran- gehenden Ansprüche.

11. Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (2) mit einem Stator (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

Description:
Stator für eine elektrische Maschine

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen einen Statorraum und einen Rotorraum definierenden Statorgrundkörper.

Statoren für elektrische Maschinen für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise sind aus DE 102017213662 A1, DE 10 2017 112365 A1 oder aus US 2019229566 A1 elektrische Maschinen mit Kühlein- richtungen bekannt. Derartige elektrische Maschinen verfügen über einen Stator, der beispielsweise in einen Statorraum und einen Rotorraum unterteilt werden kann. In dem Statorraum sind die Statornuten, in denen die einzelnen Leiter, die auch „Hair- pins“ genannt werden, untergebracht, während in dem Rotorraum der Rotor angeord- net ist. Zwischen dem Rotor und dem Stator, also beispielsweise den Zahnköpfen der Statornuten und dem sich in dem Rotorraum drehenden bzw. drehbar gelagerten Rotor wird ein sogenannter Luftspalt ausgebildet. Um den Rotorraum von dem Statorraum abzutrennen, beispielsweise zur Isolation des Rotorraums gegen-über dem Statorraum, kann zum Beispiel ein Spaltrohr verwendet werden. Das Spaltrohr liegt somit innenseitig an dem Statorraum an und trennt den Rotorraum in Radialrich- tung von dem Statorraum, sodass keine Verbindung zwischen den Statornuten und dem Rotorraum besteht.

Bei der Kühlung der elektrischen Maschine werden üblicherweise Kühleinrichtungen verwendet, die einen Mantel um den Stator aufweisen, sodass Kühlmittel zwischen dem Mantel und einem Statorgrundkörper gefördert werden kann, um Wärme von dem Statorgrundkörper der elektrischen Maschine abzuführen. Hierbei werden für die Pfade auf denen Wärme abgeführt wird, lange Wege erforderlich, da letztlich eine Kühlung „von außen“ durchgeführt wird. Daneben ist es bekannt, die elektrische Ma- schine vollständig nass zu betreiben, das bedeutet, dass sowohl der Rotor-raum als auch der Statorraum mit Kühlmittel bzw. öl gefüllt werden kann. Hierin besteht der Nachteil, dass der sich drehende Rotor das Kühlmittel beschleunigt und somit Ver- luste bei der Bewegung des Rotors in dem Kühlmittel auftreten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen demgegenüber verbesserten Stator für eine elektrische Maschine anzugeben, bei dem insbesondere ein Temperieren der elektrischen Maschine verbessert möglich ist.

Die Aufgabe wird durch einen Stator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung einen Stator für eine elektrische Maschine.

Der Stator weist ein Statorgrundkörper auf, der in einen Statorraum und einen Rotor- raum unterteilt werden kann. In dem Rotorraum kann ein Rotor angeordnet sein, der sich gegenüber dem Statorraum, beispielsweise umfassend das Blechpaket und die Statornuten, drehen kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Stator- grundkörper wenigstens zwei in Axialrichtung aneinander anordenbare oder ange- ordnete Grundkörpersegmente aufweist, die jeweils einen Teilraum des Statorraums und des Rotorraums ausbilden, wobei zwischen den wenigstens zwei Grundkör- persegmenten wenigstens ein sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckender Kanalabschnitt eines Temperierkanals angeordnet ist.

Mit anderen Worten ist der Statorgrundkörper in mehrere Grundkörpersegmente seg- mentiert. Zum Beispiel kann der Statorgrundkörper genau zwei Grundkörperseg- mente aulweisen, die in diesem Fall als Hälften des Statorgrundkörpers bezeichnet werden können. Die Grundkörpersegmente des Statorgrundkörpers können gleich aufgebaut sein oder unterschiedlich aufgebaut sein, beispielsweise unterschiedliche axiale Ausdehnung besitzen. Jedes der Grundkörpersegmente kann beispielsweise mehrere Teile des Blechpakets aufweisen, beispielsweise mehrere Blechlamellen. Die Blechlamellen können, insbesondere gleichmäßig, auf die Grundkörpersegmente aufgeteilt sein.

Neben der Variante mit genau zwei Grundkörpersegmenten ist es grundsätzlich auch möglich, den Statorgrundkörper in mehr als zwei Grundkörpersegmente zu segmen- tieren. Beispielsweise sind Ausführungen möglich, in denen der Statorgrundkörper drei oder vier Grundkörpersegmente aufweist. Die Grundkörpersegmente sind grund- sätzlich in Axialrichtung aneinander angeordnet bzw. aneinander anordenbar. Im montierten Zustand des Stators sind somit wenigstens zwei Grundkörpersegmente aneinander angeordnet, die zusammen den Rotorraum und den Statorraum des Statorgrundkörpers bzw. des Stators ausbilden. Die Grundkörpersegmente bilden je- weils den vollen Querschnitt des Statorgrundkörpers aus und können beispielsweise als „Scheiben“ des Statorgrundkörpers verstanden werden.

Wie beschrieben, ist zwischen den wenigstens zwei Grundkörpersegmenten ein Ka- nalabschnitt eines Temperierkanals angeordnet, der sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckt. Insbesondere kann zwischen den wenigstens zwei Grundkörpersegmenten ein Kanalabschnitt einen Ringraum ausbilden, der sich somit vollständig in Umfangsrichtung erstreckt bzw. in Umfangsrichtung endlos oder ge- schlossen ist. Weist der Statorgrundkörper mehr als zwei Grundkörpersegmente auf, kann zwischen jeweils zwei Grundkörpersegmenten ein entsprechender Kanalab- schnitt angeordnet sein. Die beschriebene Ausgestaltung ermöglicht insbesondere, Temperiermittel zwischen die wenigstens zwei Grundkörpersegmente einzubringen bzw. Temperiermittel aus der Zwischenebene zwischen den wenigstens zwei Grund- körpersegmenten abzuführen. Anstelle einer im Stand der Technik üblichen Mantel- kühlung, bei der Kühlmittel in Axialrichtung von einem axialen Ende zu dem anderen axialen Ende an dem Außenumfang des Statorgrundkörpers entlang geströmt wird, bietet die hierin beschriebene Ausgestaltung des Stators die Möglichkeit, Temperier- mittel gezielt zwischen wenigstens zwei Grundkörpersegmente einzubringen oder von dort abzuführen.

Wird Temperiermittel in den Kanalabschnitt zwischen den wenigstens zwei Grundkör- persegmenten eingebracht, kann die Wärmeverteilung bzw. die Wärmeableitung ver- bessert werden, da das Temperiermittel insbesondere in die Mitte zwischen den bei- den Grundkörpersegmenten, eingebracht werden kann, sodass Wärme aus dem Zentrum des Statorgrundkörpers bzw. jeweils zwischen zwei Grundkörpersegmen- ten, abgeführt werden kann.

Nach einer Ausgestaltung des Stators kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Temperierkanalabschnitt, insbesondere eine Vielzahl von Temperierkanalabschnit- ten, in dem Statorgrundkörper vorgesehen ist, welcher wenigstens eine Temperierkanalabschnitt sich zumindest abschnittsweise in Axialrichtung, insbeson- dere durch wenigstens eine Statornut, durch den Statorgrundkörper erstreckt. Der zuvor beschriebene Temperierkanal kann somit zumindest den sich in Umfangsrich- tung erstreckenden Kanalabschnitt aufweisen, an den sich beispielsweise der we- nigstens eine Temperierkanalabschnitt anschließen kann. Im Speziellen können sich an den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kanalabschnitt eine Vielzahl von Temperierkanalabschnitten anschließen, die das Temperiermittel aus dem Kanalab- schnitt in die Temperierkanalabschnitte und somit in Axialrichtung durch den Stator- grundkörper leiten. Hierbei kann jedes Grundkörpersegment eigene Temperierkanal- abschnitte aufweisen, die jeweils mit dem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ka- nalabschnitt verbunden sind.

Die Strömungsrichtung des Temperiermittels kann innerhalb der Temperierkanalab- schnitte in unterschiedlichen Grundkörpersegmenten in Bezug auf den gemeinsamen Kanalabschnitt gegensätzlich ausgebildet sein. Ist beispielsweise ein Kanalabschnitt zwischen einem ersten Grundkörpersegment und einem zweiten Grundkörperseg- ment angeordnet und sind die ersten Temperierkanalabschnitte des ersten Grundkör- persegments und die zweiten Temperierkanalabschnitte des zweiten Grundkör- persegments mit demselben Kanalabschnitt verbunden, kann die Strömungsrichtung der ersten Temperierkanalabschnitte entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung in den zweiten Temperierkanalabschnitten ausgebildet sein. Wie beschrieben, können die Temperierkanalabschnitte insbesondere in den Statornuten aufgenommen oder darin ausgebildet sein. Insbesondere kann jede Statornut den jeweiligen Temperier- kanalabschnitt begrenzen. Ebenso ist es möglich, dass Leitungselemente in die Statornuten eingesetzt oder darin ausgebildet werden, die die Innenflächen der Statornuten abdichten und isolieren und das Temperiermittel innerhalb des Leitungs- elements geführt wird. Mit anderen Worten kann das beschriebene Leitungselement den Temperierkanalabschnitt definieren.

Wie zuvor beschrieben, können Zulauf und Ablauf des Temperiermittels beliebig ge- wählt werden. Nach einer Ausgestaltung des Stators kann vorgesehen sein, dass ein Zulauf des wenigstens einen Temperierkanals zwischen zwei Grundkörpersegmen- ten, insbesondere in der Mitte des Statorgrundkörpers, angeordnet ist, wobei ein Ablauf des wenigstens einen Temperierkanals an den axialen Endbereichen der we- nigstens zwei Grundkörpersegmente angeordnet ist oder dass ein Ablauf des we- nigstens einen Temperierkanals zwischen zwei Grundkörpersegmenten, insbeson- dere in der Mitte des Statorgrundkörpers, angeordnet ist, wobei ein Zulauf des we- nigstens einen Temperierkanals an den axialen Endbereichen der wenigstens zwei Grundkörpersegmente angeordnet ist. Die axialen Endbereichen der Grundkör- persegmente können beispielsweise Stirnflächen der Grundkörpersegmente in Axial- richtung sein. Weist der Statorgrundkörper genau zwei Grundkörpersegmente auf, kann der Zulauf oder Ablauf in der Mitte des Statorgrundkörpers gewählt werden. Grundsätzlich ist somit die Strömungsrichtung umkehrbar, wonach das Temperiermit- tel zwischen zwei Grundkörpersegmenten eingebracht werden kann, die Temperier- kanalabschnitte in Axialrichtung durchlaufen kann und an den axialen Endflächen der beiden Grundkörpersegmente, die sich in gegenüberliegenden Richtungen in Axial- richtung befinden, abgeführt werden kann. Alternativ ist es ebenso möglich, Tempe- riermittel über die beiden axialen Endflächen oder Endbereiche zuzuführen, das Temperiermittel in Axialrichtung in entgegengesetzten Richtungen in Richtung der Mitte der beiden Grundkörpersegmente zuzuführen und dieses aus dem Kanalab- schnitt zwischen den beiden Grundkörpersegmenten abzuführen.

An wenigstens einem Grundkörpersegment kann eine Verteilerstruktur angeordnet sein, insbesondere in Form von in Umfangsrichtung abwechselnd angeordneten in Axialrichtung abstehenden Zähnen und Lücken, die dazu ausgebildet sind, durch den Zulauf und/oder den Ablauf strömendes Temperiermittel zu verteilen. Wie beschrie- ben, ist zwischen wenigstens zwei Grundkörpersegmenten ein sich in Umfangsrich- tung erstreckender Kanalabschnitt des Temperierkanals angeordnet oder ausgebil- det. Dem Kanalabschnitt kann die beschriebene Verteilerstruktur zugeordnet sein. Je nachdem, ob sich der Ablauf oder der Zulauf zwischen den zwei Grundkörperseg- menten befindet, kann somit Temperiermittel, das dem Zwischenraum zwischen den beiden Grundkörpersegmenten und somit dem Kanalabschnitt, zugeführt wird, durch die Verteilerstruktur verteilt werden. Hierzu weist die Verteilerstruktur eine in Um- fangsrichtung abwechselnde Anordnung von Zähnen und Lücken auf, wobei die Zähne ein Durchströmen des Temperiermittels blockieren, sodass das Temperiermit- tel nur durch die Lücken strömen kann. Dadurch wird ein zumindest teilweises Aufstauen des Temperiermittels erreicht, sodass sich das Temperiermittel gleichmä- ßig in Umfangsrichtung in dem Kanalabschnitt verteilen kann und somit den beiden Grundkörpersegmenten in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt zugeführt werden kann.

Insbesondere weisen beide Grundkörpersegmente eine gleichförmige Ausbildung von Zähnen und Lücken auf, sodass die in Axialrichtung aneinander anliegenden Grundkörpersegmente mit den Zähnen an den Zähnen des jeweils anderen Grund- körpersegments anstehen, sodass in Axialrichtung Zähne auf Zähne und Lücken auf Lücken treffen. Die Lücken bilden somit Durchströmungsöffnungen aus, durch die das Temperiermittel durchströmen kann. Je nach Größe der Lücken kann somit der Strömungsquerschnitt eingestellt werden, sodass sich eine definierte Verteilung des Temperiermittels ergibt.

Der zuvor beschriebene Stator kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die wenigstens zwei Grundkörpersegmente wenigstens zwei, insbesondere komple- mentäre, Verbindungselemente aufweisen, wobei jedes Grundkörpersegment we- nigstens ein als Eingriffselement und ein als Aufnahmeelement ausgebildetes Ver- bindungselement aufweist. Die Verbindungselemente sind grundsätzlich dafür vorge- sehen, zwei in Axialrichtung aneinander anzuordnende Grundkörpersegmente mitei- nander zu verbinden. Hierbei kann das Eingriffselement eines ersten Grundkör- persegments in ein Aufnahmeelement eines zweiten Grundkörpersegments eingrei- fen. Analog kann ein Eingriffselement eines zweiten Grundkörpersegments in das Aufnahmeelement eines ersten Grundkörpersegments eingreifen.

Die Aufnahmeelemente bewirken insbesondere, dass die Grundkörpersegmente mit- einander verbunden sind und sich insbesondere eine Relativbewegung, beispiels- weise in Umfangsrichtung, verhindert wird. Die Verbindungselemente verbinden und halten somit die beiden Grundkörpersegmente in Position, sodass eine definierte Ausrichtung der beiden Grundkörpersegmente relativ zueinander erhalten bleibt. Das Eingriffselement kann beispielsweise als Zapfen oder als Stift ausgeführt werden. Das Aufnahmeelement kann beispielsweise als Öffnung oder als Buchse ausgeführt werden. Im Speziellen kann vorgesehen sein, dass die Eingriffselemente der wenigstens zwei Grundkörpersegmente untereinander gleich sind und die Aufnahme- elemente der wenigstens zwei Grundkörpersegmente ebenfalls untereinander gleich sind. Vorteilhafterweise können die Grundkörpersegmente gleichartig ausgeführt sein, da die Eingriffselemente des einen Grundkörpersegments in die Aufnahmeele- mente des anderen Grundkörpersegments passen und umgekehrt.

Der beschriebene Stator kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass jedes Grundkörpersegment wenigstens ein, insbesondere als Stufe an einem Innenradius ausgeführtes, Zentrierelement aufweist. Das Zentrierelement ist insbesondere dafür vorgesehen, zwei Grundkörpersegmente aneinander zu zentrieren, sodass deren Ausrichtung, insbesondere in Umfangsrichtung, definiert eingestellt werden kann. Beispielsweise kann jedes der Grundkörpersegmente, die miteinander gekoppelt oder aneinander angeordnet werden sollen, ein solches Zentrierelement aufweisen. Jedes Zentrierelement bildet somit einen Anschlag für ein dazu korrespondierendes Zentrierelement. Die Zentrierelemente können miteinander in Kontakt gebracht wer- den, sodass bei hergestelltem Kontakt die beiden Grundkörpersegmente zueinander zentriert angeordnet sind. Beispielsweise kann jedes Grundkörpersegment eine Stufe an einem Innenradius aufweisen, welche Stufe sich in Axialrichtung erstreckt. Zwei zueinander korrespondierende bzw. komplementäre Zentrierelemente können somit in Umfangsrichtung in Kontakt gebracht werden, sodass eine Zentrierung der Grund- körpersegmente, an denen die Zentrierelemente angeordnet sind, ausgeführt werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Stators kann vorgesehen sein, dass die we- nigstens zwei Verbindungselemente der wenigstens zwei Grundkörpersegmente symmetrisch, insbesondere mit demselben Werkzeug, ausgebildet sind und/oder das wenigstens eine Zentrierelement der wenigstens zwei Grundkörpersegmente sym- metrisch, insbesondere mit demselben Werkzeug, ausgebildet ist. Durch die symmet- rische Ausbildung, insbesondere mit demselben Werkzeug, können die Grundkör- persegmente letztlich gleichartig bzw. identisch hergestellt sein. Zum Beispiel kann ein erstes Grundkörpersegment und ein zweites Grundkörpersegment identisch aus- geführt werden. Für die Anordnung des ersten Grundkörpersegments und des zwei- ten Grundkörpersegments aneinander ist es daher ausreichend, eines der beiden Grundkörpersegmente um 180° zu drehen, sodass die beiden Grundkörpersegmente in gegensätzlicher Ausrichtung in Axialrichtung aneinander angeordnet werden kön- nen. Durch die symmetrische Ausbildung der Verbindungselemente bzw. der Zentrie- relemente, können diese korrespondierend bzw. komplementär zueinander in Verbin- dung gebracht werden. Beispielsweise kann jedes der Grundkörpersegmente ein Aufnahmeelement und ein Eingriffselement aufweisen, die an definierten Positionen angeordnet sind. Da die Grundkörpersegmente identisch hergestellt werden können, kann bei einer Drehung der Grundkörpersegmente sichergestellt werden, dass die Verbindungselemente exakt ineinandergreifen können. Gleiches gilt für das Zentrie- relement. Die Verbindungselemente können insbesondere an jedem Grundkör- persegment symmetrisch in Bezug auf eine Mitteleachse bzw. eine Mittelebene des Grundkörpersegments angeordnet sein.

Die wenigstens zwei Grundkörpersegmente können jeweils eine separate Umhüllung aufweisen, die insbesondere umspritzt ausgebildet ist. Die Grundkörpersegmente können somit in einem Umspritzprozess umhüllt werden, wobei die Umhüllung we- nigstens einen funktionalen Abschnitt der Grundkörpersegmente ausbilden kann. Beispielsweise können die zuvor beschriebenen Verbindungselemente oder Zentrie- relemente Teile der Umspritzung sein. Die Umhüllung kann einen in Axialrichtung ringförmigen Abschluss der Grundkörpersegmente aufweisen. Die Umhüllung kann beispielsweise als Abdichtung bzw. Isolierung der Grundkörpersegmente verwendet werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Stators kann vorgesehen sein, dass der Sta- tor zur Abgrenzung des Statorraums von dem Rotorraum ein, insbesondere als Teil der Umhüllung ausgebildetes, Spaltrohr aufweist. Das Spaltrohr kann beispielsweise in die Öffnung des Statorgrundkörpers eingebracht werden. Bei dem Spaltrohr kön- nen insbesondere separate Spaltrohre für die Grundkörpersegmente oder ein ge- meinsames Spaltrohr verwendet werden. Das Spaltrohr kann beispielsweise in die Statoröffnungen der Grundkörpersegmente eingebracht werden. Ebenso ist es mög- lich, das Spaltrohr in einem Herstellungsprozess innerhalb der Grundkörpersegmente bzw. innerhalb des Statorgrundkörpers herzustellen. Beispielsweise kann ein Spritz- prozess verwendet werden, um Material in den Statorgrundkörper einzuspritzen, das ausgehärtet werden kann, um das Spaltrohr zu bilden. Ebenso ist es möglich, das Spaltrohr als Teil der zuvor beschriebenen Umhüllung auszubilden, insbesondere einteilig mit der restlichen Umhüllung.

Die Erfindung betrifft weiter eine elektrische Maschine mit einem zuvor beschriebe- nen Stator. Daneben betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine mit einem zuvor beschriebenen Stator. Sämtliche Vorteile, Ein- zelheiten und Merkmale, die in Bezug auf den Stator beschrieben wurden, sind auf die elektrische Maschine und das Kraftfahrzeug übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug- nahme auf die Fig. näher erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittdarstellung eines Stators ei- ner elektrischen Maschine;

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines Stators einer elektrischen Maschine;

Fig. 3 eine axiale Ansicht eines Stators einer elektrischen Maschine;

Fig. 4 einen Ausschnitt des Stators von Fig. 3;

Fig. 5 einen Ausschnitt des Stators von Fig. 3, 4;

Fig. 6 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittdarstellung eines Stators;

Fig. 7 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittdarstellung eines Stators;

Fig. 8 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittdarstellung eines Stators; und

Fig. 9 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittdarstellung eines Stators.

Fig. 1 zeigt einen Stator 1 für eine im Ausschnitt dargestellte elektrische Maschine 2, beispielsweise eine elektrische Maschine für einen Traktionsantrieb eines Kraftfahr- zeugs. Der Stator 1 weist einen Statorgrundkörper 3 auf, der in diesem Ausführungs- beispiel zwei Grundkörpersegmente 4, 5 aufweist, die in Axialrichtung aneinander an- geordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Grundkörpersegmente 4, 5 identisch aufgebaut, jedoch um 180° gedreht aneinander angeordnet. Mit ande- ren Worten wird die Anordnung der Grundkörpersegmente 4, 5 erreicht, indem identische Grundkörpersegmente 4, 5 in Axialrichtung ausgerichtet werden und eines der beiden Grundkörpersegmente 4, 5 um 180° um eine auf der Axialrichtung senk- recht stehende Drehachse gedreht wird. Die Grundkörpersegmente 4, 5 weisen zum Beispiel Endflächen 18 auf, die zueinander weisen.

Jedes der Grundkörpersegmente 4, 5 begrenzt bzw. definiert einen Teilraum 6, 6' ei- nes Statorraums 7 und eines Rotorraums 8 des Statorgrundkörpers 3. Zwischen den beiden Grundkörpersegmenten 4, 5 ist ein Kanalabschnitt 9 eines Temperierkanals 10 angeordnet, der sich in diesem Ausführungsbeispiel vollständig in Umfangsrich- tung erstreckt. Mit dem Kanalabschnitt 9 ist beispielsweise ein Zulauf 11 verbunden, durch den Temperiermittel in den Kanalabschnitt 9 eingebracht werden kann. Von dem Kanalabschnitt 9 wird das Temperiermittel auf Temperierkanalabschnitte 12, 13 verteilt, die sich in Axialrichtung durch die Grundkörpersegmente 4, 5 des Stator- grundkörpers 3 des Stators 1 erstrecken. Beispielsweise sind die Temperierkanalab- schnitte 12, 13 in Statornuten 14 aufgenommen bzw. ausgebildet. Die Statornuten 14 können beispielsweise Leitelemente aufnehmen, die in die Statornuten 14 eingesetzt sind, die beispielsweise Aufnahmebereiche für Leiter 15 ausbilden.

Hierbei kann insbesondere das Grundkörpersegment 4 erste Temperierkanalab- schnitte 12 und das Grundkörpersegment 5 zweite Temperierkanalabschnitte 13 auf- weisen. Die Bezeichnungen „erste“ und „zweite“ sind im Rahmen dieser Beschrei- bung grundsätzlich austauschbar bzw. die Beschreibung beliebig übertragbar. Dem- entsprechend wird Temperiermittel in den Kanalabschnitt 9 eingebracht, welches Temperiermittel sich von dem Zwischenraum zwischen den beiden Grundkörperseg- menten 4, 5 in Axialrichtung durch die Temperierkanalabschnitte 12, 13 verteilen kann. Die Strömungsrichtung des Temperiermittels ist in den Temperierkanalab- schnitten 12 entgegengesetzt zu den Temperierkanalabschnitten 13. Die Beschrei- bung ist in Bezug auf die Strömungsrichtung umkehrbar, sodass der Zulauf 11 auch als Ablauf ausgebildet sein kann, wobei sich die Strömungsrichtung entsprechend umgekehrt.

An dem dem Kanalabschnitt 9 gegenüberliegenden Ende der Temperierkanalab- schnitte 12, 13 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Ablauf angeordnet sein bzw. können die entsprechenden Enden der Statornuten 14 mit einem Ablauf gekoppelt sein, beispielsweise über Fangringe, die nicht näher dargestellt sind. Die gezeigte Segmentierung des Statorgrundkörpers 3 erlaubt insbesondere, dass das Temperiermittel zwischen die beiden Grundkörpersegmente 4, 5 eingebracht werden kann bzw. aus dem Kanalabschnitt 9 entnommen werden kann. Dies erlaubt eine ge- zielte Führung des Temperiermittels in das Innere des Statorgrundkörpers 3, sodass die Wärmeverteilung bzw. die Wärmeabführung verbessert werden kann.

In den einzelnen Ausführungen ist eine Umhüllung 16 dargestellt, die die Grundkör- persegmente 4, 5 umgeben kann. Die Umhüllung 16 kann hierbei insbesondere ein Spaltrohr 17 ausbilden oder die Statornuten 14 in Radialrichtung abdichten. Das Aus- bilden eines Spaltrohrs 17 kann hierbei beliebig in den einzelnen Ausführungsformen weggelassen oder realisiert werden. Die Beschreibung ist entsprechend übertragbar. Das bedeutet insbesondere, dass bei einer gezeigten Ausgestaltung mit Spaltrohr 17 das Spaltrohr 17 entfallen kann und bei einer gezeigten Ausgestaltung ohne Spalt- rohr 17 ein Spaltrohr 17 realisiert werden kann. Die gezeigte Umhüllung 16 ist für die beiden Grundkörpersegmente 4, 5 separat ausgeführt, d.h., dass die Umhüllungen 16 für die einzelnen Grundkörpersegmente 4, 5 nicht einteilig miteinander verbunden sind. Die Umhüllung 16 bildet an den axialen Endflächen 18, 19 der beiden Grund- körpersegmente 4, 5 einen ringförmigen Abschluss 20, der beispielsweise an einer Endfläche 19 in Fig. 6 dargestellt ist.

Fig. 3 - 5 zeigen eine axiale Endfläche 18, insbesondere eine der axialen Endflächen 18, die beide Grundkörpersegmente 4, 5 aufweisen, die den Kanalabschnitt 9 be- grenzen. Mit anderen Worten weisen die axialen Endflächen 18 der beiden Grund- körpersegmente 4, 5 aufeinander zu und die axialen Endflächen 19 der beiden Grundkörpersegmente 4, 5 weisen voneinander weg. In der in Fig. 3 - 5 gezeigten Darstellung weist die Umhüllung 16 eine in Umfangsrichtung abwechselnde Anord- nung von Zähnen 21 und Lücken 22 auf. Die Zähne 21 bilden insbesondere Ringseg- mente, die in Axialrichtung von den Endflächen 18 abragen und sich in Umfangsrich- tung über die Breite der Zähne 21 erstrecken. Zwischen den Zähnen 21 sind entspre- chend die Lücken 22 angeordnet. Die Lücken 22 fungieren als Drosselelemente, die das Temperiermittel in dem Kanalabschnitt 9 aufstauen und somit eine gleichmäßige Verteilung des Temperiermittels in dem Kanalabschnitt 9 bewirken.

Die Zähne 21 und Lücken 22 sind im Detail in Fig. 7-9 dargestellt. Ersichtlich weist jede Endfläche 18 der Grundkörpersegmente 4, 5 entsprechende Zähne 21 und Lü- cken 22 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Zähne 21 und Lücken 22 Be- standteil der Umhüllung 16, die die Grundkörpersegmente 4, 5 umgibt. Die Zähne 21 stehen hierbei in Axialrichtung von den jeweiligen Endflächen 18 ab und stehen so- mit in Axialrichtung aneinander an. Mit anderen Worten berühren sich die Köpfe der Zähne 21 in Axialrichtung. Temperiermittel, das in den Kanalabschnitt 9 einströmt, wird somit an den Lücken 22 aufgestaut, sodass sich der Kanalabschnitt 9 möglichst vollständig füllt. Dies bewirkt insbesondere, dass die Zuleitung von Temperiermittel in die einzelnen Temperierkanalabschnitte 12, 13 gleichmäßig durchgeführt wird. Dies verhindert, dass Temperierkanalabschnitte 12, 13 nur teilweise befüllt werden, so- dass letztlich eine Homogenisierung der Wärmeableitung und der Druckverteilung und Verteilung des Temperiermittels erreicht wird.

In Fig. 3, 4 sind ferner Verbindungselemente 23, 24 dargestellt, wobei das Verbin- dungselement 23 als Eingriffselement, beispielsweise als Zapfen, und das Verbin- dungselement 24 als Aufnahmeelement, beispielsweise als Buchse, ausgebildet ist. Wie bereits beschrieben, können die Grundkörpersegmente 4, 5 letztlich identisch ausgeführt werden. Hierbei können zwei Grundkörpersegmente 4, 5 mit ihren identi- schen Endflächen 18 aneinander angeordnet und somit miteinander gefügt werden. Die Verbindungselemente 23, 24 sind in diesem Fall symmetrisch ausgeführt, sodass ein Verbindungselement 23 eines ersten Grundkörpersegments 4 in ein Verbin- dungselement 24 eines zweiten Grundkörpersegments 5 eingreifen kann. Ebenso kann ein Verbindungselement 23 eines Grundkörpersegments 5 in Verbindungsele- ment 24 eines Grundkörpersegments 4 eingreifen. Mit anderen Worten greifen die Verbindungselemente 23, 24 wechselseitig ineinander ein, sodass die Orientierung der Grundkörpersegmente 4, 5 zueinander erhalten bleibt.

Fig. 5 zeigt ein Zentrierelement 25, das ebenfalls an einer Endfläche 18 angeordnet ist, insbesondere an einer radialen Innenseite. Wie beschrieben, können die beiden Grundkörpersegmente 4, 5 identisch aufgebaut sein, sodass die Zentrierelemente 25 aneinander anliegen können und somit ein Zentrieren der beiden Grundkörperseg- mente 4, 5 erlauben. Das Zentrierelement 25 ist beispielsweise als in Axialrichtung abragende Stufe an der Umhüllung 16 vorgesehen.

Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig untereinander austauschbar, aufeinander übertragbar und miteinander kombinierbar.

Bezugszeichen

1 Stator

2 elektrische Maschine

3 Statorgrundkörper

4, 5 Grundkörpersegment

6, 6' Teilraum

7 Statorraum

8 Rotorraum

9 Kanalabschnitt

10 Temperierkanal

11 Zulauf

12, 13 Temperierkanalabschnitt

14 Statornut

15 Leiter

16 Umhüllung

17 Spaltrohr

18, 19 Endfläche

20 Abschluss

21 Zahn

22 Lücke

23, 24 Verbindungselement

25 Zentrierelement