WO2024255968A1

WO2024255968A1 - Statoranordnung und verfahren zur herstellung einer statoraufnahme

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Publication number: WO2024255968A1
Application number: PCT/DE2024/100526
Authority: WO
Inventors: Christian Dinger; Ilya Kletsko
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2023-06-14
Filing date: 2024-06-14
Publication date: 2024-12-19
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: DE102023115497A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung (1) für eine elektrische Axialflussmaschine (2) umfassend einen Stator (3) und eine mit dem Stator (3) verbundene Statoraufnahme (4), wobei der Stator (3) ein scheibenförmiges Statorjoch (5) aufweist, aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen (6) axial herauserstrecken, wobei die Statorzähne (6) eine Statorwicklung tragen, wobei die Statoraufnahme (4) wenigstens ein erstes Befestigungsmittel (8) aufweist, das einstückig mit der Statoraufnahme (4) ausgeformt ist wobei das Statorjoch (5) über das Befestigungsmittel (8) an der Statoraufnahme (4) in radialer Richtung festgelegt ist.

Description

P222035 - 1 - Statoranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Statoraufnahme Die vorliegende Erfindung betrifft eine Statoranordnung für eine elektrische Axialflussmaschine umfassend einen Stator und eine mit dem Stator verbundene Statoraufnahme, wobei der Stator ein scheibenförmiges Statorjoch aufweist, aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen axial herauserstrecken, wobei die Statorzähne eine Statorwicklung tragen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Statoraufnahme. Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden. Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2- Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet. Zunehmend werden in derartigen E-Achsen auch Axialflussmaschinen eingesetzt. Eine Axialflussmaschine bezeichnet eine dynamoelektrische Maschine, bei der der magnetische Fluss zwischen Rotor und Stator parallel zur Drehachse des Rotors P222035 - 2 - verläuft. Häufig sind sowohl Stator als auch Rotor weitgehend scheibenförmig ausgebildet. Axialflussmaschinen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn der axial zur Verfügung stehende Bauraum in einem gegebenen Anwendungsfall begrenzt ist. Dies ist beispielsweise vielfach beiden eingangs beschriebenen elektrischen Antriebsystemen für Elektrofahrzeuge der Fall. Neben der verkürzten axialen Baulänge liegt ein weiterer Vorteil der Axialflussmaschine in ihrer vergleichsweisen hohen Drehmomentdichte. Ursächlich hierfür ist die im Vergleich zu Radialflussmaschinen größere Luftspaltfläche, die bei einem gegebenen Bauraum zur Verfügung steht. Ferner ist auch ein geringeres Eisenvolumen im Vergleich zu konventionellen Maschinen notwendig, was sich positiv auf den Wirkungsgrad der Maschine auswirkt. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine einfache sowie sichere Befestigung eines Stators einer Axialflussmaschine an einer Statoraufnahme zu realisieren. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Statoranordnung für eine elektrische Axialflussmaschine umfassend einen Stator und eine mit dem Stator verbundene Statoraufnahme, wobei der Stator ein scheibenförmiges Statorjoch aufweist, aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen axial herauserstrecken, wobei die Statorzähne eine Statorwicklung tragen, wobei die Statoraufnahme wenigstens ein erstes Befestigungsmittel aufweist, das einstückig mit der Statoraufnahme ausgeformt ist wobei das Statorjoch über das Befestigungsmittel an der Statoraufnahme in radialer Richtung festgelegt ist. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass durch das einstückig ausgeformte Befestigungsmittel eine einfache und effiziente Montage ermöglicht werden kann. Die radiale Festlegung des Statorjochs sorgt für eine präzise Ausrichtung der Statorzähne und auch einen Transport und Handling eines bewickelten Stators während des Herstellungsprozesses der Axialflussmaschine. Es kann, je nach Anwendungsgebiet, vorteilhaft sein, eine Axialflussmaschine in I- Anordnung oder H-Anordnung auszubilden. Bei einer I-Anordnung ist der Rotor axial neben einem Stator oder zwischen zwei Statoren angeordnet. Bei einer H- Anordnung sind zwei Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines Stators P222035 - 3 - angeordnet. Die erfindungsgemäße Axialflussmaschine ist bevorzugt in I- Anordnung konfiguriert. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Axialflussmaschine aus genau einem Stator und genau einem Rotor besteht. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Mehrzahl von Rotor-Stator- Konfigurationen als I-Typ und/oder H-Typ axial nebeneinander angeordnet sind. Auch wäre es in diesem Zusammenhang möglich, mehrere Rotor-Stator- Konfigurationen des I-Typs in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen. Insbesondere ist es auch zu bevorzugen, dass die Rotor-Stator-Konfiguration des H-Typs und/oder des I-Typs jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, so dass diese modulartig zu einer Gesamtkonfiguration zusammengefügt werden können. Derartige Rotor-Stator-Konfigurationen können insbesondere koaxial zueinander angeordnet sein sowie mit einer gemeinsamen Rotorwelle oder mit mehrere Rotorwellen verbunden sein. Der Stator der erfindungsgemäßen elektrischen Axialflussmaschine weist bevorzugt einen Statorkörper mit mehreren in Umfangsrichtung angeordneten Statorwicklungen auf. Der Statorkörper kann in Umfangsrichtung gesehen einteilig oder segmentiert ausgebildet sein. Der Statorkörper kann aus einem Statorblechpaket mit mehreren laminierten Elektroblechlagen gebildet sein. Alternativ kann der Statorkörper auch aus einem verpressten weichmagnetischen Material, wie dem sogenannten SMC-Material (Soft Magnetic Compound) gebildet sein. Der Rotor einer elektrischen Axialflussmaschine kann zumindest in Teilen als geblechter Rotor ausgebildet sein. Ein geblechter Rotor ist in radialer Richtung geschichtet ausgebildet. Der Rotor einer Axialflussmaschine kann alternativ auch einen Rotorträger aufweisen, der entsprechend mit Magnetblechen und/oder SMC- Material und mit als Permanentmagneten ausgebildeten Magnetelementen bestückt ausgebildet ist. Bevorzugt weist der Rotor neben den Permanentmagneten keine weiteren magnetisch leitende Materialien auf. Insbesondere können die P222035 - 4 - Permanentmagneten auch in einem ganz oder teilweise aus einem Kunststoff ausgeformten Rotor aufgenommen sein. Als Rotorwelle wird eine drehbar gelagerte Welle einer elektrischen Maschine bezeichnet, mit der der Rotor bzw. Rotorkörper drehfest gekoppelt ist. Die elektrische Axialflussmaschine kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen. Eine Steuereinrichtung, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, dient insbesondere der elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme der elektrischen Axialflussmaschine. Eine Steuereinrichtung weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie beispielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinrichtung ebenfalls bevorzugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen. Innerhalb der Steuereinrichtung können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsoperationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinrichtung eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Bevorzugt umfasst die Steuereinrichtung wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen. Die Steuereinrichtung kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen die in den an die Steuereinrichtung übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können. Ferner kann die Steuereinrichtung einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten veränderbar und/oder unveränderbar gespeichert werden können. Eine Steuereinrichtung kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbesondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuergeräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Module (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur P222035 - 5 - Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders bevorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander vernetzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwischen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuergeräte über im Kraftfahrzeug vorhandene Bus-Systeme, wie beispielsweise CAN-Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen. Ganz besonders bevorzugt besitzt die Steuereinrichtung wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen Speicher, der insbesondere einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinrichtung zur Ausführung des Computerprogrammcodes zu veranlassen. Die Steuereinheit kann besonders bevorzugt eine Leistungselektronik zur Bestromung des Stators oder Rotors umfassen. Eine Leistungselektronik ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an die elektrische Maschine steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält die Leistungselektronik bzw. ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B. Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 1.000 W, bevorzugt mindestens 10.000 W besonders bevorzugt mindestens 100.000 W zu steuern oder regeln. Die elektrische Axialflussmaschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders P222035 - 6 - bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 50 kW, vorzugsweise größer als 100 kW und insbesondere größer als 250 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Betriebsdrehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt. Höchst bevorzugt weist die elektrische Maschine Betriebsdrehzahlen zwischen 5.000-15.000 U/min, äußerst bevorzugt zwischen 7.500-13.000 U/min auf. Die elektrische Axialflussmaschine kann bevorzugt auch in einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang verbaut sein. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Axialflussmaschine und ein Getriebe, wobei die elektrische Axialflussmaschine und das Getriebe eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Axialflussmaschine und das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Axialflussmaschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Axialflussmaschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Die elektrische Axialflussmaschine kann besonders bevorzugt auch für eine Verwendung in einem Hybridmodul vorgesehen sein. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können eine Axialflussmaschine und ein Kupplungssystem vorhanden sein. Die Statoraufnahme kann zumindest abschnittsweise plattenartig ausgebildet sein, besonders bevorzugt ist die Statoraufnahme schalenartig ausgeführt, bei der ein plattenartig ausgebildeter Boden von einem aus diesem herauserstreckenden Bord eingefasst ist. Höchst bevorzugt ist die Statoraufnahme aus einem Blech geformt. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Statoraufnahme aus einem Kunststoff auszubilden. P222035 - 7 - Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Befestigungsmittel als ein sich axial aus der Statoraufnahme herauserstreckender und mit der Statoraufnahme monolithisch ausgeformter Bolzen ausgeführt ist, wobei das erste Befestigungsmittel mit der äußeren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs gekoppelt ist. Der Vorteil dieser Ausführung des ersten Befestigungsmittels liegt darin, dass durch den monolithisch ausgeformten Bolzen eine höhere Stabilität und Steifigkeit, sowohl der Statoraufnahme als auch der gefügten Statoranordnung, erreicht werden kann. Die axiale Ausrichtung des Bolzens ermöglicht eine einfache Montage und eine zuverlässige Befestigung des Statorjochs an der Statoraufnahme durch ein axiales Auf- bzw. Einstecken des Stators. Die Kopplung des Befestigungsmittels mit der äußeren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs sorgt des Weiteren für eine sichere und stabile Verbindung zwischen Stator und Statoraufnahme. Bevorzugt ist der Bolzen mittels eines Umformprozesses ausgeformt und ist dementsprechend hohlzylindrisch ausgestaltet. Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das erste Befestigungsmittel als ein sich axial aus der Statoraufnahme herauserstreckender und mit der Statoraufnahme einstückig ausgeformtes Hakenelement ausgeführt ist, wobei das erste Befestigungsmittel mit der äußeren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs gekoppelt ist. Die Kopplung des Befestigungsmittels mit der äußeren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs sorgt für eine zuverlässige und stabile Verbindung zwischen Stator und Statoraufnahme. Die Ausrichtung des Hakenelements ermöglicht zudem eine einfache Montage und Demontage des Stators aus axialer Richtung, was die Wartung und Reparatur der Axialflussmaschine erleichtern kann. Bevorzugt weist das Hakenelement eine in radialer Richtung wirkende Federelastizität auf, was dazu beitragen kann, eine montagefreundliche Schnapp-Verbindung zwischen der Statoraufnahme und dem Stator zu realisieren. Dabei besitzt das Hakenelement einen radial nach innen weisenden Haken auf, der in ein korrespondierendes Formschlusselement des Statorjochs eingreifen und verrasten kann. Das Formschlusselement kann beispielsweise eine Nut, eine Vertiefung oder ein P222035 - 8 - Rampenelement sein. Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein erstes Adapterelement zwischen dem ersten Befestigungsmittel und dem Statorjoch angeordnet und über welches das Statorjoch an dem ersten Befestigungsmittel positioniert ist, wobei das erste Adapterelement mit der äußeren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs gekoppelt ist. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein zweites Befestigungsmittel als ein sich axial aus der Statoraufnahme herauserstreckender und mit der Statoraufnahme monolithisch ausgeformter Bolzen ausgeführt ist, wobei das zweite Befestigungsmittel mit der inneren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs gekoppelt ist. Der Vorteil dieser Ausführung des zweiten Befestigungsmittels liegt darin, dass durch den monolithisch ausgeformten Bolzen eine höhere Stabilität und Steifigkeit, sowohl der Statoraufnahme als auch der gefügten Statoranordnung, erreicht werden kann. Die axiale Ausrichtung des Bolzens ermöglicht eine einfache Montage und eine zuverlässige Befestigung des Statorjochs an der Statoraufnahme durch ein axiales Auf- bzw. Einstecken des Stators. Die Kopplung des Befestigungsmittels mit der inneren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs sorgt des Weiteren für eine sichere und stabile Verbindung zwischen Stator und Statoraufnahme. Bevorzugt ist der Bolzen mittels eines Umformprozesses ausgeformt und ist dementsprechend hohlzylindrisch ausgestaltet. Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass ein zweites Befestigungsmittel als ein sich axial aus der Statoraufnahme herauserstreckender und mit der Statoraufnahme einstückig ausgeformtes Hakenelement ausgeführt ist, wobei das zweite Befestigungsmittel mit der inneren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs gekoppelt ist. Die Kopplung des zweiten Befestigungsmittels mit der inneren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs sorgt für eine zuverlässige und stabile Verbindung zwischen Stator und Statoraufnahme. Die Ausrichtung des Hakenelements ermöglicht zudem eine einfache Montage und Demontage des Stators aus axialer Richtung, was die Wartung und Reparatur der P222035 - 9 - Axialflussmaschine erleichtern kann. Bevorzugt weist das Hakenelement eine in radialer Richtung wirkende Federelastizität auf, was dazu beitragen kann, eine montagefreundliche Schnapp-Verbindung zwischen der Statoraufnahme und dem Stator zu realisieren. Dabei besitzt das Hakenelement einen radial nach innen weisenden Haken auf, der in ein korrespondierendes Formschlusselement des Statorjochs eingreifen und verrasten kann. Das Formschlusselement kann beispielsweise eine Nut, eine Vertiefung oder ein Rampenelement sein. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass ein zweites Adapterelement zwischen dem zweiten Befestigungsmittel und dem Statorjoch angeordnet und über welches das Statorjoch an dem zweiten Befestigungsmittel positioniert ist, wobei das zweite Adapterelement mit der inneren Mantelfläche des ringförmigen Statorjochs gekoppelt ist. Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine Mehrzahl von ersten Befestigungsmitteln über den Umfang der äußeren Mantelfläche verteilt angeordnet ist und/oder eine Mehrzahl von zweiten Befestigungsmitteln über den Umfang der inneren Mantelfläche verteilt angeordnet ist. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass hierdurch eine gleichmäßige und stabile Verbindung zwischen Stator und Statoraufnahme erreicht wird. Die Verteilung der Befestigungsmittel über den Umfang sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte und Belastungen, was zu einer höheren Belastbarkeit und Robustheit der Axialflussmaschine führt. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstand es kann vorgesehen sein, dass die Mehrzahl von ersten Befestigungsmitteln und/od er die Mehrzahl von zweiten Befestigungsmitteln mittels Umformverfahren an der St atoraufnahme ausgebildet wurden. Hierdurch kann erreicht werden, dass durch die Verwendung von Umformverfahren eine hohe Präzision und Genauigkeit bei der Au sbildung der Befestigungsmittel realisierbar ist. Darüber hinaus kann die Herstellung durch Umformverfahren effizient und kostengünstig erfolgen. P222035 - 10 - Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst sein durch ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung umfassend die folgenden Schritte: ^ Bereitstellung eines Stators mit einem scheibenförmigen Statorjoch, aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen axial herauserstrecken, ^ Bereitstellung einer Statorwicklung zur Bewicklung des Stators ^ Bereitstellung einer Statoraufnahme mit wenigstens einem ersten Befestigungsmittel, das einstückig mit der Statoraufnahme ausgeformt und zur Festlegung des Statorjochs in radialer Richtung konfiguriert ist, ^ Bewickeln des Stators mit der Statorwicklung ^ Aufsetzen der Statoraufnahme auf den bewickelten Stator, so dass der Stator über das Statorjoch in radialer Richtung an der Statoraufnahme festgelegt ist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Es zeigt: Figur 1 eine Axialflussmaschine in einer schematischen Axialschnittdarstellung, Figur 2 eine Statoranordnung einer Axialflussmaschine in einer Explosionsdarstellung, Figur 3 eine Statoranordnung einer Axialflussmaschine in einer perspektivischen Ansicht, Figur 4 eine perspektivische Detailansicht auf ein Befestigungsmittel der Statoraufnahme an der äußeren Mantelfläche des Statorjochs, P222035 - 11 - Figur 5 drei Ausführungsformen von Befestigungsmitteln in jeweils einer schematischen Axialschnittdarstellung, Figur 6 drei Ausführungsformen von Befestigungsmitteln mit Adapterelementen in jeweils einer schematischen Axialschnittdarstellung, Figur 7 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsstrang in einer schematischen Darstellung. Figur 1 zeigt eine Axialflussmaschine 2 in I-Konfiguration mit zwei axial beabstandeten scheibenförmigen Statoren 3, zwischen denen der scheibenförmige Rotor 41 drehbar an der Rotorwelle 42 gelagert ist. Die Statoren 3 sind hierbei an einer Statoraufnahme 4 fixiert, die Teil eines Motorgehäuses der Axialflussmaschine 2 ist. Wie in der Figur 7 skizziert, kann eine derartige Axialflussmaschine 2 in einem Antriebsstrang 43 eine Kraftfahrzeugs 44 verbaut sein. Die Figuren 2-3 zeigen eine Statoranordnung 1 für die elektrische Axialflussmaschine 2 umfassend einen Stator 3 und eine mit dem Stator 3 verbundene Statoraufnahme 4, wobei der Stator 3 ein scheibenförmiges Statorjoch 5 aufweist, aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen 6 erstrecken, wobei die Statorzähne 6 eine nicht gezeigte Statorwicklung tragen. Die Statoraufnahme 4 weist ein erstes Befestigungsmittel 8 auf, das einstückig mit der Statoraufnahme 4 ausgeformt ist wobei das Statorjoch 5 über das Befestigungsmittel 8 an der Statoraufnahme 4 in radialer Richtung festgelegt ist. Die Statoraufnahme 4 ist schalenartig ausgebildet, mit einem im Wesentlichen ebenen Boden und einer sich am Rand der Statoraufnahme 4 in axialer Richtung aus dem Boden herauserstreckender Umrandung. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Statoraufnahme 4 aus einem Blech oder aus einem Kunststoff gefertigt. P222035 - 12 - Das erste Befestigungsmittel 8 ist in den Ausführungsformen der Figur 2-3 sowie der Figur 5, Abbildungen a,b, als ein sich axial aus der Statoraufnahme 4 herauserstreckender und mit der Statoraufnahme 4 monolithisch ausgeformter Bolzen 9 ausgeführt, wobei das erste Befestigungsmittel 8, also der Bolzen 9, mit der äußeren Mantelfläche 10 des ringförmigen Statorjochs 5 gekoppelt ist. Ferner ist ein zweites Befestigungsmittel 13 als ein sich axial aus der Statoraufnahme 4 herauserstreckender und mit der Statoraufnahme 4 monolithisch ausgeformter Bolzen 14 vorhanden, wobei das zweite Befestigungsmittel 13 mit der inneren Mantelfläche 15 des ringförmigen Statorjochs 5 gekoppelt ist. Hierdurch wird das ringförmige Statorjoch 5 in radialer Richtung an der Statoraufnahme über die Bolzen 9,14 festgelegt. Hierbei sind die Bolzen 9,14 so angeordnet und ausgebildet, dass sie eine leichte Presspassung mit dem Statorjoch 5 ausbilden, so dass dieses auch in axialer Richtung an der Statoraufnahme 4 fixiert ist. Dies ermöglicht es insbesondere, die Statoranordnung 1 während der Montage der Axialflussmaschine 2 sicher zu handhaben. Die beiden Bolzen 9,14 liegen auf einer gemeinsamen Radialebene, sind also radial fluchtend zueinander angeordnet, Wie in der Abbildung c der Figur 5 zu sehen ist, kann das erste Befestigungsmittel 8 auch als ein sich axial aus der Statoraufnahme 4 herauserstreckendes und mit der Statoraufnahme 4 einstückig ausgeformtes Hakenelement 11 ausgeführt sein, wobei das erste Befestigungsmittel 8 mit der äußeren Mantelfläche 10 des ringförmigen Statorjochs 5 gekoppelt ist. Hierzu weist das Statorjoch 5 entsprechende Nuten 18,19 auf, in welche der jeweilige Haken der Hakenelemente 11,16 formschlüssig eingreift, so dass der Stator 3 radial wie axial an der Statoraufnahme 4 gesichert ist. In der Figur 5 ist ferner gezeigt, dass ein zweites Befestigungsmittel 13 als ein sich axial aus der Statoraufnahme 4 herauserstreckender und mit der Statoraufnahme 4 einstückig ausgeformtes Hakenelement 16 ausgeführt ist, wobei das zweite Befestigungsmittel 13 mit der inneren Mantelfläche 15 des ringförmigen Statorjochs 5 gekoppelt ist. Die Hakenelemente 11,16 können monolithisch mit der Statoraufnahme 4 ausgebildet sein oder aber auch als separates Bauteil, dass dann an der Statoraufnahme 4 fixiert wird. P222035 - 13 - Die Befestigungsmittel 8,13 können insbesondere mittels Umformverfahren monolithisch mit der Statoraufnahme 4 ausgebildet sein, beispielsweise durch Tiefziehen oder Verstemmen. Derartige Befestigungsmittel 8,13 sind in den Abbildungen a,b der Figur 5 zu sehen. Wie in den Abbildung a-c in der Figur 6 dargestellt, kann auch ein erstes Adapterelement 12 zwischen dem ersten Befestigungsmittel 8 und dem Statorjoch 5 angeordnet sein und über welches das Statorjoch 5 an dem ersten Befestigungsmittel 8 positioniert ist, wobei das erste Adapterelement 12 mit der äußeren Mantelfläche 10 des ringförmigen Statorjochs 5 gekoppelt ist. Ferner ist ein zweites Adapterelement 17 zwischen dem zweiten Befestigungsmittel 13 und dem Statorjoch 5 angeordnet und über welches das Statorjoch 5 an dem zweiten Befestigungsmittel 13 positioniert ist, wobei das zweite Adapterelement 17 mit der inneren Mantelfläche 15 des ringförmigen Statorjochs 5 gekoppelt ist. In den Ausführungsformen der Abbildungen a,b der Figur 6 sind die Adapterelemente 12,17 an Befestigungsmitteln 8,13 fixiert, die mit den Adapterelementen 12,17 jeweils eine Nietverbindung ausbilden. In der Ausführungsvariante, die in der Abbildung a zu sehen ist, greifen die Adapterelemente 12,17 in an dem Statorjoch 5 ausgebildeten Nuten 18,19 ein, während sie in dem Ausführungsbeispiel der Abbildung b zwischen zwei Statorzähnen 6 in eine Statornut 20 eingreifen und so den Stator 3 radial wie axial gegenüber der Statoraufnahme 4 festlegen. Die Abbildung c der Figur 6 zeigt eine weitere Ausbildungsalternative, bei der die Befestigungsmittel 8,13 jeweils als eine Schweißverbindung ausgeführt sind. Auch wenn es in den Figuren nicht explizit gezeigt ist, so ist es dennoch möglich, dass eine Mehrzahl von ersten Befestigungsmitteln 8 über den Umfang der äußeren Mantelfläche 10 verteilt angeordnet ist und/oder eine Mehrzahl von zweiten Befestigungsmitteln 13 über den Umfang der inneren Mantelfläche 15 verteilt angeordnet ist. Die Statoranordnung 1 kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden: P222035 - 14 - Zunächst kann eine Bereitstellung eines Stators 3 mit einem scheibenförmigen Statorjoch 5, aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen 6 axial herauserstrecken, erfolgen. Ferner wird eine Statorwicklung zur Bewicklung des Stators 3 bereitgestellt. Des Weiteren erfolgt auch eine Bereitstellung einer Statoraufnahme 4 mit wenigstens einem ersten Befestigungsmittel 8, das einstückig mit der Statoraufnahme 4 ausgeformt und zur Festlegung des Statorjochs 5 in radialer Richtung konfiguriert ist. Dann wird zunächst das Bewickeln des Stators 3 mit der Statorwicklung vorgenommen und nachfolgend wird die Statoraufnahme 4 auf den bewickelten Stator 3 aufgesetzt, so dass der Stator 3 über das Statorjoch 5 in radialer Richtung an der Statoraufnahme 4 festgelegt ist. Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

P222035 - 15 - Bezugszeichenliste 1 Statoranordnung 2 Axialflussmaschine 3 Stator 4 Statoraufnahme 5 Statorjoch 6 Statorzähnen 8 Befestigungsmittel 9 Bolzen 10 Mantelfläche 11 Hakenelement 12 Adapterelement 13 Befestigungsmittel 14 Bolzen 15 Mantelfläche 16 Hakenelement 17 Adapterelement 18 Nut 19 Nut 20 Statornut 41 Rotor 42 Rotorwelle 43 Antriebsstrang 44 Kraftfahrzeug

Claims

P222035 - 16 - Ansprüche 1. Statoranordnung (1) für eine elektrische Axialflussmaschine (2) umfassend einen Stator (3) und eine mit dem Stator (3) verbundene Statoraufnahme (4), wobei der Stator (3) ein scheibenförmiges Statorjoch (5) aufweist, aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen (6) axial herauserstrecken, wobei die Statorzähne (6) eine Statorwicklung tragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoraufnahme (4) wenigstens ein erstes Befestigungsmittel (8) aufweist, das einstückig mit der Statoraufnahme (4) ausgeformt ist wobei das Statorjoch (5) über das Befestigungsmittel (8) an der Statoraufnahme (4) in radialer Richtung festgelegt ist. 2. Statoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungsmittel (8) als ein sich axial aus der Statoraufnahme (4) herauserstreckender und mit der Statoraufnahme (4) monolithisch ausgeformter Bolzen (9) ausgeführt ist, wobei das erste Befestigungsmittel (8) mit der äußeren Mantelfläche (10) des ringförmigen Statorjochs (5) gekoppelt ist. 3. Statoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungsmittel (8) als ein sich axial aus der Statoraufnahme (4) herauserstreckender und mit der Statoraufnahme (4) einstückig ausgeformtes Hakenelement (11) ausgeführt ist, wobei das erste Befestigungsmittel (8) mit der äußeren Mantelfläche (10) des ringförmigen Statorjochs (5) gekoppelt ist. 4. Statoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass P222035 - 17 - ein erstes Adapterelement (12) zwischen dem ersten Befestigungsmittel (8) und dem Statorjoch (5) angeordnet und über welches das Statorjoch (5) an dem ersten Befestigungsmittel (8) positioniert ist, wobei das erste Adapterelement (12) mit der äußeren Mantelfläche (10) des ringförmigen Statorjochs (5) gekoppelt ist. 5. Statoranordnung (1) nach einem der Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Befestigungsmittel (13) als ein sich axial aus der Statoraufnahme (4) herauserstreckender und mit der Statoraufnahme (4) monolithisch ausgeformter Bolzen (14) ausgeführt ist, wobei das zweite Befestigungsmittel (13) mit der inneren Mantelfläche (15) des ringförmigen Statorjochs (5) gekoppelt ist. 6. Statoranordnung (1) nach einem der Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Befestigungsmittel (13) als ein sich axial aus der Statoraufnahme (4) herauserstreckender und mit der Statoraufnahme (4) einstückig ausgeformtes Hakenelement (16) ausgeführt ist, wobei das zweite Befestigungsmittel (13) mit der inneren Mantelfläche (15) des ringförmigen Statorjochs (5) gekoppelt ist. 7. Statoranordnung (1) nach einem der Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Adapterelement (17) zwischen dem zweiten Befestigungsmittel (13) und dem Statorjoch (5) angeordnet und über welches das Statorjoch (5) an dem zweiten Befestigungsmittel (13) positioniert ist, wobei das zweite Adapterelement (17) mit der inneren Mantelfläche (15) des ringförmigen Statorjochs (5) gekoppelt ist. 8. Statoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass P222035 - 18 - eine Mehrzahl von ersten Befestigungsmitteln (8) über den Umfang der äußeren Mantelfläche (10) verteilt angeordnet ist und/oder eine Mehrzahl von zweiten Befestigungsmitteln (13) über den Umfang der inneren Mantelfläche (15) verteilt angeordnet ist. 9. Statoranordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von ersten Befestigungsmitteln (8) und/oder die Mehrzahl von zweiten Befestigungsmitteln (13) mittels Umformverfahren an der Statoraufnahme (4) ausgebildet wurden. 10.Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung (1) umfassend die folgenden Schritte: ^ Bereitstellung eines Stators (3) mit einem scheibenförmigen Statorjoch (5), aus dem sich axial eine Mehrzahl von Statorzähnen (6) axial herauserstrecken, ^ Bereitstellung einer Statorwicklung zur Bewicklung des Stators (3) ^ Bereitstellung einer Statoraufnahme (4) mit wenigstens einem ersten Befestigungsmittel (8), das einstückig mit der Statoraufnahme (4) ausgeformt und zur Festlegung des Statorjochs (5) in radialer Richtung konfiguriert ist, ^ Bewickeln des Stators (3) mit der Statorwicklung () ^ Aufsetzen der Statoraufnahme (4) auf den bewickelten Stator (3), so dass der Stator (3) über das Statorjoch (5) in radialer Richtung an der Statoraufnahme (4) festgelegt ist.