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DE102022004616A1 - Stator für eine Axialflussmaschine sowie Axialflussmaschine - Google Patents

Stator für eine Axialflussmaschine sowie Axialflussmaschine Download PDF

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DE102022004616A1
DE102022004616A1 DE102022004616.4A DE102022004616A DE102022004616A1 DE 102022004616 A1 DE102022004616 A1 DE 102022004616A1 DE 102022004616 A DE102022004616 A DE 102022004616A DE 102022004616 A1 DE102022004616 A1 DE 102022004616A1
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DE
Germany
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stator
conductor
recesses
axial flow
core
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102022004616.4A
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English (en)
Inventor
Tim Ziegler
Cornelius Hentrich
Mike Fuchslocher
Markus Hiller
Reiner Heigl
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Publication date
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (10) für eine Axialflussmaschine, mit einem ringförmigen Kern (12), welcher auf einer seiner axialen Stirnseiten (S1, S2) Ausnehmungen (16) aufweist, welche in radialer Richtung des Stators (10) nach innen und außen hin offen sind, und mit wenigstens einer an dem Kern (12) gehaltenen Wicklung (20), welche durch mehrere, separat voneinander ausgebildete Leiter (22) gebildet ist, wobei der jeweilige Leiter (22) an sich in einer senkrecht zur axialen Richtung des Stators (10) verlaufenden Ebene betrachtet eine stern- oder blumenförmige, in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) offene Struktur mit genau drei in radialer Richtung des Stators (10) nach innen verlaufenden, ersten Windungen (W1) und genau zwei in radialer Richtung des Stators (10) nach außen verlaufenden, zweiten Windungen (W2) bildet, wobei die Leiter (22) in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) versetzt zueinander in den Ausnehmungen (16) angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stator für eine Axialflussmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine Axialflussmaschine mit wenigstens einem solchen Stator.
  • Ein solcher Stator für eine Axialflussmaschine ist beispielsweise bereits der DE 10 2021 124 995 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Stator weist einen ringförmigen Kern auf, welcher auf wenigstens einer seiner axialen Stirnseiten Ausnehmungen aufweist. Die Ausnehmungen sind in radialer Richtung des Stators nach innen und nach außen hin offen. Der Stator umfasst außerdem wenigstens eine an dem Kern gehaltene Wicklung, welche durch mehrere, separat voneinander ausgebildete Leiter gebildet ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stator für eine Axialflussmaschine und eine Axialflussmaschine mit wenigstens einem solchen Stator zu schaffen, sodass eine besonders einfache Herstellung des Stators und somit der Axialflussmaschine realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Stator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Axialflussmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Um einen Stator der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Herstellung des Stators und somit der Axialflussmaschine realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweilige Leiter an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, in einer senkrecht zur axialen Richtung des Stators und somit des ringförmigen Kerns verlaufenden Ebene betrachtet eine sternförmige oder blumenförmige, das heißt eine sternförmige oder blumenblütenförmige, in Umfangsrichtung des Stators und somit des ringförmigen Kerns offene Struktur mit genau drei in radialer Richtung des Stators nach innen verlaufenden, ersten Windungen und genau zwei in radialer Richtung des Stators nach außen verlaufenden, zweiten Windungen bildet. Die jeweils als ein Festkörper ausgebildeten Leiter sind in Umfangsrichtung des Rotors versetzt zueinander und derart in den beispielsweise als Nuten ausgebildeten und/oder geradlinig verlaufenden Ausnehmungen angeordnet, dass in radialer Richtung des Stators verlaufende, erste Längenbereiche wenigstens eines ersten der Leiter in ersten der Ausnehmungen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung des Stators zwischen jeweils zwei benachbarten ersten Längenbereichen des wenigstens einen ersten Leiters wenigstens oder zwei zweite der Ausnehmungen angeordnet und frei von dem wenigstens einen ersten Leiter sind. Mit anderen Worten ist der erste Leiter nicht in den zweiten Ausnehmungen angeordnet, sondern der erste Leiter überspringt oder übergreift die zweiten Ausnehmungen. Außerdem ist es vorgesehen, dass in radialer Richtung des Stators verlaufende, zweite Längenbereiche wenigstens eines in Umfangsrichtung des Rotors versetzt zu dem wenigstens einen ersten Leiter angeordneten, zweiten der Leiter jeweils in einer der zweiten Ausnehmungen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung des Stators zwischen jeweils zwei benachbarten zweiten Längenbereichen des wenigstens einen zweiten Leiters wenigstens oder genau eine der ersten Ausnehmungen angeordnet und frei von dem wenigstens einen zweiten Leiter ist. Dies bedeutet, dass der zweite Leiter die wenigstens oder genau eine der ersten Ausnehmungen überspringt oder übergreift, mithin nicht in der wenigstens oder genau einen der ersten Ausnehmungen angeordnet ist. Außerdem ist es vorgesehen, dass in Umfangsrichtung des Stators zwischen den jeweils zwei benachbarten zweiten Längenbereichen des wenigstens einen zweiten Leiters wenigstens oder genau eine andere der zweiten Ausnehmungen angeordnet und frei von dem wenigstens einen zweiten Leiter ist, sodass der zweite Leiter auch die andere der zweiten Ausnehmungen überspringt oder übergreift, mithin nicht in der anderen der zweiten Ausnehmungen angeordnet ist.
  • Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der auch als Träger bezeichnete Kern, insbesondere vollständig, durch, insbesondere genau, ein spiralförmig gewickeltes und einfach auch als Band gezeichnetes Blechband gebildet ist. Vorzugsweise ist das Blechband einstückig ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet. Im Rahmen eines Verfahrens zum Herstellen des Stators wird beispielsweise das Blechband um eine insbesondere gedachte Wickelachse gewickelt und dadurch zu dem Kern aufgewickelt. Hierdurch werden jeweilige Schichten oder Lagen des Blechbands in radialer Richtung des Stators und somit des Kerns aufeinander angeordnet, wobei die Schichten beziehungsweise Lagen des Blechbands vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sind. Um dabei beispielsweise ein unerwünschtes Abwickeln des Blechbands zu vermeiden, sind beispielsweise jeweilige Enden des Blechbands mit dem übrigen Blechband, insbesondere mit einer jeweiligen der Lagen verbunden, insbesondere stoffschlüssig verbunden, ganz insbesondere verschweißt. Hierdurch kann eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Herstellung des Stators und somit der Axialflussmaschine insgesamt dargestellt werden.
  • Zur Erfindung gehört auch eine Axialflussmaschine, mithin eine als Axialflussmaschine ausgebildete und auch als Axialflussmotor bezeichnete, elektrische Maschine, wobei die Axialflussmaschine gemäß der Erfindung wenigstens einen erfindungsgemäßen Stator aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stators sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Axialflussmaschine anzusehen und umgekehrt.
  • Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Stator können ohne Weiteres auf einen Rotor einer Axialflussmaschine beziehungsweise zu der zuvor genannten Axialflussmaschine übertragen werden und umgekehrt. Die Axialflussmaschine weist beispielsweise in einem vollständig hergestellten Zustand den Stator und den Rotor auf, welcher beispielsweise mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Ganz vorzugsweise ist die Axialflussmaschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.
  • Insbesondere ist es denkbar, ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug mit der Axialflussmaschine auszustatten, sodass das Kraftfahrzeug, welches in seinem vollständig hergestellten Zustand die Axialflussmaschine aufweist, mittels der Axialflussmaschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Somit ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, insbesondere ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV).
  • Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde. Für elektrische Antriebe für beispielsweise als Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge, insbesondere batterieelektrische Fahrzeuge, ausgebildete Fahrzeuge, dominieren heutzutage Radialflussmaschinen (RFM).
  • Neuartige Axialflussmaschinen (AFM) versprechen unter Anderem Vorteile bei der Leistungsfähigkeit, dem Bauraum beziehungsweise der Anordnung von Bauteilen und Gewicht. Bei bisher bekannten AFM-Konzepten stehen vor allem Statorkonzepte mit konzentrierter Wicklung im Vordergrund, deren großtechnische Umsetzung aber große technologische Herausforderungen bei der Herstellung der Blechpakete, der Wicklungen sowie deren Zusammenbau entgegenstehen. Die kompakte Bauweise stellt einen Nachteil für eine erforderliche Kühlung des Systems dar. Des Weiteren zeigen AFM mit konzentrierten Wicklungen Nachteile bezüglich ihres Geräuschverhaltens, was auch als NVH-Verhalten bezeichnet wird. Der erfindungsgemäße Stator stellt eine Lösung für eine Weiterentwicklung für eine Axialflussmaschine und deren weitergehenden Anwendung im Automobilbau dar. Bekannt sind Statoren in einem sogenannten Einzelzahn-Design, insbesondere mit einer konzentrierten Wicklung. Nachteile hier können das Geräuschverhalten sowie eine sehr aufwändige Herstellung der Statorblechpakete sein, da eine Laminierrichtung radial verlaufen sollte. Ein weiterer Nachteil kann ein Fügen der Einzelzähne ohne metallische Kontaktierung sein, das heißt aufwändiges Kleben mit Kunststoffteilen. Kunststoffteile begrenzen die Betriebstemperatur beziehungsweise Dauerbelastbarkeit. Weitere Nachteile können in der Montage und dem Zusammenbau liegen, die sehr aufwändig und kostenintensiv sein können. Montagetoleranzen können auch nachteilhaft sein. Bekannt ist auch die Verwendung von Einzelzähnen mit Hochkantwicklung. Dabei entstehende Nachteile können sein: Designfreiheit begrenzt wegen minimaler Biegeradien, starke Beanspruchung der Drahtisolation in Eckbereichen (ausdünnen beim Biegen), aufwändiges Biegen mit Zugkraftüberlagerung; zudem entstehen aufgrund des großen Querschnitts erhöhte Verluste (Proximity-Effekt). Bekannt sind auch verteilte, parallele Wicklungen, welche beispielsweise kontinuierlich gewunden sind. Nachteile hier können sein: schwer zu automatisieren, da große Drahtlänge.
  • Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können durch die Erfindung vermieden werden. Bei der Erfindung ist der auch als Statorpaket bezeichnete Kern ringförmig ausgebildet und somit ein Ringkern, welcher vorzugsweise aus dem genannten, insbesondere kontinuierlich, gewickelten Blechband gebildet sein kann. Somit ist der Kern insbesondere ein Blechpaket. Die beispielsweise als Nuten ausgebildeten Ausnehmungen werden beispielsweise bevor das Blechband zu dem Kern gewickelt, dass es aufgewickelt wird in dem Blechband vor dessen Wickeln, insbesondere inkrementell, eingebracht, beispielsweise durch Scher- oder Laserschneiden. Die Wicklung ist beispielsweise aus den mehreren, stern- oder blumenförmig gebogenen Leitern gebildet, welche beispielsweise jeweilige Drahtspulen bilden. Der jeweilige Leiter ist beispielsweise als ein Flachdraht oder als eine Litze ausgebildet. In Umfangsrichtung des Stators betrachtet weisen die Leiter beziehungsweise Drahtspulen eine solche Weite auf, sodass der jeweilige Leiter die jeweiligen, zwischen den benachbarten, radialen Längenbereichen angeordneten Ausnehmungen übergreift. Die jeweiligen, in radialer Richtung verlaufenden Längenbereiche werden auch als radiale Stege bezeichnet. Insbesondere verlaufen die jeweiligen Längenbereiche geradlinig und dabei in radialer Richtung des Stators. Beispielsweise erfolgt in den auch als Nuten bezeichneten oder als Nuten ausgebildeten Ausnehmungen, welche beispielsweise auch als Statornuten bezeichnet werden, ein Aufstapeln von Wicklungslagen, welche beispielsweise durch die Leiter gebildet sind. Ein vorteilhafter Sprung zwischen den auch als Nutlagen bezeichneten Wicklungslagen wird beispielsweise durch ein Ineinanderstecken oder Verweben, insbesondere der Leiter, erreicht. Eine einfache Form einer Anordnung der Nutlagen ist beispielsweise ein Stapel von einzelnen Wicklungsmatten, wie beispielsweise durch die Leiter gebildet sind, wodurch beispielsweise Phasen u, v und w gebildet werden können. Ein vorteilhaftes Verweben der sternförmigen Drahtspule erfolgt vorteilhafterweise in einem spiralisierten Zustand, das heißt jeweilige Anfänge und jeweilige Enden, insbesondere jeweilige Drahtanfänge und jeweilige Drahtenden der Leiter werden beispielsweise jeweils axial auseinandergezogen, und die beispielsweise Drahtstern- oder Drahtblumen-bildenden Leiter werden ineinander verdreht und dabei beispielsweise schrittweise über- und/oder untereinandergelegt. Danach erfolgt beispielsweise ein gemeinsames Zusammenfahren der beispielsweise als Drahtsterne ausgebildeten oder Drahtsterne bildenden Leiter in eine Schachtlehre, aus der dann ein Montieren in den Kern (Statorpaket) erfolgt.
  • Die Ausnehmungen sind hierfür in radialer Richtung nach innen hin und somit zu einem Luftspalt der Axialflussmaschine offen. Vorteilhafterweise wird zuerst ein Nutisolationspapier eingelegt und dann die Wicklungsmatte axial eingefügt und komprimiert. Optional können Polschuhe nachträglich auf Zähne gefügt werden, wodurch die Wicklung axial fixiert werden kann. Abschließend wird beispielsweise ein den Kern und die Wicklung umfassender Statorzusammenbau, insbesondere mit einem Harz imprägniert. Durch die Erfindung können zumindest die folgenden Vorteile realisiert werden:
    • - einzeln gebogene Wicklungslagen, vorteilhaft automatisierbar, stapelbar, lagerbar
    • - Kern als Ringkernblechpaket, vorteilhaft automatisierbar, Backlackbeziehungsweise MO- oder GO-Material wählbar (keine Sinterbauteile), Kostenpotenzial
    • - die Wicklung kann durch unterschiedliche Grundformgebungsverfahren dargestellt werden: Drahtbiegen: 3D-Druck und/oder thermisches Fügen (Schweißen/Löten) von Einzelelementen
    • - Direktkühlung im Statorblech integrierbar, höhere Leistung, höhere Leistungsfähigkeit, dauerlastfähig
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • 1 eine schematische Perspektivansicht eines Stators für eine Axialflussmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs;
    • 2 eine schematische Vorderansicht des Stators;
    • 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Vorderansicht des Stators;
    • 4 eine schematische Vorderansicht eines Leiters des Stators;
    • 5 schematische Vorderansichten des Stators
    • 6 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Axialflussmaschine;
    • 7 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht der Axialflussmaschine
    • 8 ausschnittsweise schematische Schnittansichten der Axialflussmaschine; und
    • 9 eine schematische Perspektivansicht des Stators.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Stator 10 für eine Axialflussmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass die Axialflussmaschine in ihrem vollständig hergestellten Zustand in den Stator 10 und beispielsweise auch einen Rotor aufweist, welcher beispielsweise mittels des Stators 10 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Beispielsweise kann die Axialflussmaschine über ihren Rotor Antriebsdrehmomente bereitstellen, mittels welchen das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Insbesondere können die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Stator 10 ohne weiteres auch auf den Rotor übertragen werden und umgekehrt. Beispielsweise ist der Stator 10 ein Doppelstator, oder der Stator 10 ist Bestandteil eines Doppelstators der Axialflussmaschine. Somit ist es denkbar, dass der genannte Rotor der Axialflussmaschine ein Doppelrotor der Axialflussmaschine ist, oder der genannte Rotor ist ein Bestandteil eines Doppelrotors der Axialflussmaschine.
  • Der Stator 10 weist einen ringförmigen Kern 12 auf, welcher auch als Träger oder Statorträger bezeichnet wird. Der Kern 12 ist ein Blechpaket, welches, insbesondere vollständig, durch, insbesondere genau, ein spiralförmig gewickeltes Blechband gebildet ist. Dies bedeutet, dass bei einem Verfahren zum Herstellen des Stators 10 das Blechband um eine insbesondere gedachte Wickelachse gewickelt und dadurch zu dem Kern 12 aufgewickelt wird, wobei die gedachte Wickelachse beispielsweise in axialer Richtung des Stators 10 und somit der Axialflussmaschine verläuft, mithin mit der axialen Richtung des Stators 10 zusammenfällt. Es ist erkennbar, dass der Kern 12 an sich eine, insbesondere zentrale, Durchgangsöffnung 14 aufweist. Der Kern 12 weist auf einer seiner axialen Stirnseiten S1 und S2 Ausnehmungen 16 auf, welche vorwiegend als Nuten ausgebildet sind und auch als Statornuten bezeichnet werden. Aus 1 ist erkennbar, dass bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der Kern 12 die Ausnehmungen 16 (Nuten) auf der axialen Stirnseite S1 aufweist. Die jeweilige Ausnehmung 16 verläuft gradlinig und in radialer Richtung des Stators 10 und somit der Axialflussmaschine. Die jeweilige Ausnehmung 16 ist in eine parallel zur Axialrichtung des Stators 10 verlaufende und in 1 durch einen Pfeil 18 veranschaulichte Richtung offen. Außerdem ist die jeweilige Ausnehmung 16 in radialer Richtung des Stators 10 nach innen und somit zu der Durchgangsöffnung 14 hin sowie nach außen hin offen, insbesondere bei alleiniger Betrachtung des Kerns 12.
  • In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass der Stator 10 außerdem wenigstens eine Wicklung 20 aufweist, welche separat von dem Kern 12 ausgebildet und an dem Kern 12 gehalten und somit durch den Kern 12 getragen ist. Besonders gut in Zusammenschau mit 3 und 4 ist erkennbar, dass die Wicklung 20 durch mehrere, separat voneinander ausgebildete und jeweils als Festkörper ausgebildete Leiter 22 gebildet ist. Dabei ist einer der Leiter 22 in 3 und 4 gezeigt.
  • Um nun eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Herstellung des Stators 10 und somit der Axialflussmaschine insgesamt realisieren zu können, ist, wie in 3 und 4 am Beispiel des dort gezeigten Leiters 22 erkennbar ist, der jeweilige, einstückig ausgebildete Leiter 22 an sich in einer senkrecht zur axialen Richtung des Stators 10 verlaufenden und beispielsweise mit der Bildebene von 2, 3 und 4 zusammenfallende Ebene betrachtet eine blumenförmige, das heißt eine blumenblütenförmige und vorliegend blumenförmig gebogene, in Umfangsrichtung des Stators 10 offene Struktur mit genau drei in radialer Richtung des Stators 10 nach innen verlaufenden, ersten Windungen W1 und genau zwei in radialer Richtung des Stators 10 nach außen verlaufenden, zweiten Windungen W2. Die Umfangsrichtung des Stators 10 verläuft um die axiale Richtung des Stators 10, dessen axiale Richtung senkrecht zur Bildebene von 3 und 4 verläuft. Außerdem ist die Umfangsrichtung durch einen Pfeil 24 veranschaulicht.
  • Aus 1 bis 4 ist erkennbar, dass die Leiter 22 in Umfangsrichtung des Stators 10 versetzt zueinander und derart in den Ausnehmungen 16 angeordnet sind, dass in radialer Richtung des Stators 10, dessen radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Stators 10 verläuft, verlaufende, erste Längenbereiche L1 wenigstens eines ersten der Leiter 22 in ersten der Ausnehmungen 16 angeordnet sind. Es ist erkennbar, dass der jeweilige Leiter 22 genau sechs geradlinig und dabei in radialer Richtung des Stators 10 verlaufende Längenbereiche aufweist, nämlich bezogen auf den wenigstens einen ersten der Leiter 22, die zuvor genannten Längenbereiche L1. Die Längenbereiche werden auch als radiale Stege bezeichnet. In Umfangsrichtung des Stators 10 sind zwischen jeweils zwei benachbarten ersten Längenbereichen L1 des wenigstens einen ersten Leiters 22 vorliegend genau zwei zweite der Ausnehmungen 16 angeordnet, wobei die zwei zweiten Ausnehmungen 16 frei von dem wenigstens einen ersten Leiter 22 sind. Dies bedeutet, dass der wenigstens eine erste Leiter 22 beispielsweise in 3 gezeigt ist. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass in radialer Richtung des Stators 10 verlaufende, zweite Längenbereich L2 wenigstens eines in Umfangsrichtung des Stators 10 versetzt zu dem wenigstens einen ersten Leiter angeordneten, zweiten der Leiter 22 jeweils in einer der zweiten Ausnehmungen 16 angeordnet sind, wobei der wenigstens eine zweite Leiter in 4 gezeigt ist. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass in Umfangsrichtung des Stators 10 zwischen jeweils zwei benachbarten zweiten Längenbereichen L2 des wenigstens einen zweiten Leiters 22 vorliegend genau eine der ersten Ausnehmungen angeordnet und frei von dem wenigstens einen zweiten Leiter ist, wobei in Umfangsrichtung des Stators 10 zwischen den jeweils zwei benachbarten zweiten Längenbereichen L2 des wenigstens einen zweiten Leiters vorliegend genau eine andere der zweiten Ausnehmungen angeordnet und frei von dem wenigstens einen zweiten Leiter 22 ist.
  • Der jeweilige Leiter 22 ist beispielsweise ein Flachdraht, sodass der jeweilige Leiter 22 einen beispielsweise außenumfangsseitigen, rechteckigen Querschnitt aufweist. Ferner kann der jeweilige Leiter 22 eine Litze sein, dessen Querschnitt insbesondere außenumfangsseitig rund, insbesondere kreisrund, sein kann. Somit kann die Wicklung 20 als eine Flachdrahtwicklung ausgebildet sein.
  • Aus 5 ist erkennbar, dass die Wicklung 20 und/oder der jeweilige Leiter 22 optional mit einem S-Schlag aufweisen kann. Beispielsweise sind die mehreren Leiter 22 in den Statornuten in axialer Richtung des Stators 10 aufeinander angeordnet, sodass der Leiter 22 beispielsweise Lagen oder Wicklungslagen oder Matten oder Wicklungsmatten bilden. Vorgesehen sein kann eine Verflechtung der Wicklungslagen oder Wicklungsmatten insbesondere in einem vorteilhafterweise spiralförmig gestrecktem beziehungsweise eingedrehten Zustand, insbesondere Leiter 22. Es ist denkbar, dass Polschuhe nachträglich axial gefügt werden können. Darstellbar ist ein komprimierbares Stapeln in den Statornuten. Ein liegendes Träufeln und dadurch Imprägnieren des Kerns 12 und/oder der Wicklung 20, insbesondere mit Harz, ist möglich. Alternativ oder zusätzlich ist ein schöpfendes Imprägnieren denkbar. Eine Verbinderfunktion durch Verlängern und Winden von auch als Drahtenden bezeichneten Enden der Leiter 22 ist einfach darstellbar.
  • In 6 sind zwei der Polschuhe ausschnittsweise dargestellt und mit 28 bezeichnet. Auch in 6 ausschnittsweise erkennbar ist die beispielsweise als Wellenwicklung ausgebildete Wicklung 20. In 6 ist auch der als Statorblechpaket ausgebildete Kern 12 dargestellt.
  • In 7 ist erkennbar, dass die Polschuhe 28 beispielsweise in eine Matte 30 zumindest teilweise eingebettet sein können, wobei die Matte 30 aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) gebildet ist. 8 zeigt jeweils ausschnittsweise Schnittansichten der Axialflussmaschine. Schließlich ist in 9 der Stator 10 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Stator
    12
    Kern
    14
    Durchgangsöffnung
    16
    Ausnehmung
    18
    Pfeil
    20
    Wicklung
    22
    Leiter
    24
    Pfeil
    26
    Dachschräge
    28
    Polschuh
    30
    Matte
    L1
    erster Längenbereich
    L2
    zweiter Längenbereich
    S1
    axiale Stirnseite
    S2
    axiale Stirnseite
    W1
    erste Windung
    W2
    zweite Windung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102021124995 A1 [0002]

Claims (4)

  1. Stator (10) für eine Axialflussmaschine, mit einem ringförmigen Kern (12), welcher auf wenigstens einer seiner axialen Stirnseiten (S1, S2) Ausnehmungen (16) aufweist, welche in radialer Richtung des Stators (10) nach innen und außen hin offen sind, und mit wenigstens einer an dem Kern (12) gehaltenen Wicklung (20), welche durch mehrere, separat voneinander ausgebildete Leiter (22) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Leiter (22) an sich in einer senkrecht zur axialen Richtung des Stators (10) verlaufenden Ebene betrachtet eine stern- oder blumenförmige, in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) offene Struktur mit genau drei in radialer Richtung des Stators (10) nach innen verlaufenden, ersten Windungen (W1) und genau zwei in radialer Richtung des Stators (10) nach außen verlaufenden, zweiten Windungen (W2) bildet, wobei die Leiter (22) in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) versetzt zueinander und derart in den Ausnehmungen (16) angeordnet sind, dass: - in radialer Richtung des Stators (10) verlaufende, erste Längenbereiche (L1) wenigstens eines ersten der Leiter (22) in ersten der Ausnehmungen (16) angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) zwischen jeweils zwei benachbarten ersten Längenbereichen (L1) des wenigstens einen ersten Leiters (22) wenigstens oder genau zwei zweite der Ausnehmungen (16) angeordnet und frei von dem wenigstens einen ersten Leiter (22) sind; und - in radialer Richtung des Stators (10) verlaufende, zweite Längenbereiche (L2) wenigstens eines in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) versetzt zu dem wenigstens einen ersten Leiter (22) angeordneten, zweiten der Leiter (22) jeweils in einer der zweiten Ausnehmungen (16) angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) zwischen jeweils zwei benachbarten zweiten Längenbereichen (L2) des wenigstens einen zweiten Leiters (22) wenigstens oder genau eine der ersten Ausnehmungen (16) angeordnet und frei von dem wenigstens einen zweiten Leiter (22) ist, und wobei in Umfangsrichtung (24) des Stators (10) zwischen den jeweils zwei benachbarten zweiten Längenbereichen (L2) des wenigstens einen zweiten Leiters (22) wenigstens oder genau eine andere der zweiten Ausnehmungen (16) angeordnet und frei von dem wenigstens einen zweiten Leiter (22) ist.
  2. Stator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (12) durch ein spiralförmig gewickeltes Blechband gebildet ist.
  3. Stator (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (22) ineinander gesteckt und/oder miteinander verwebt sind.
  4. Axialflussmaschine, mit wenigstens einem Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102022004616.4A 2022-12-09 2022-12-09 Stator für eine Axialflussmaschine sowie Axialflussmaschine Withdrawn DE102022004616A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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