DE102022203205A1

DE102022203205A1 - Elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102022203205A1
Application number: DE102022203205.5A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Wilhelm; Rosario Bonanno
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2023-10-05
Also published as: WO2023186854A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) mit einem Stator (2) und einer Statorperipherie (3), wobei der Stator (2) zur Statorperipherie (3) beabstandet angeordnet ist, wobei der Stator (2) mit mindestens einem Radialdämpfungselement (5) verbunden ist, wobei die Statorperipherie (3) ebenfalls mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement (5, 51) verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine.
Stand der Technik
Die US 2020/0119631 A1 zeigt einen Elektromotor mit einem Stator, der innerhalb eines Gehäuses mittels Dämpfungselementen aufgenommen ist.
Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass eine Dämpfungswirkung mittels eines einzelnen Dämpfungselements auf eine Bewegung des Stators nach radial außen begrenzt ist.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative elektrische Maschine zu schaffen, welche sich insbesondere durch eine verbesserte Dämpfungswirkung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator und einer Statorperipherie, wobei der Stator zur Statorperipherie beabstandet angeordnet ist, wobei der Stator mit mindestens einem Radialdämpfungselement verbunden ist, wobei die Statorperipherie ebenfalls mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement verbunden ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Statorperipherie als Gehäuse der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Statorperipherie um das Gehäuse der elektrischen Maschine. Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Stator aus einem laminierten Statorblechpaket ausgebildet ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Radialdämpfungselement zwischen dem Stator und der Statorperipherie angeordnet ist. Dies trägt zu einer kompakten Bauweise bei.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Stator mindestens einen Permanentmagneten oder mindestens eine Statorwicklung aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei der mindestens einen Statorwicklung um eine konzentrierte oder verteilte Wicklung handelt. Auch ist es zweckmäßig, wenn es sich bei der mindestens einen Statorwicklung um eine Statorwicklung gemäß der Hairpintechnologie, also eine Hairpinwicklung, handelt. Darüber hinaus ist es vorteilfhaft, wenn es sich bei der Wicklung um eine Drei-Phasen-Wicklung handelt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Radialdämpfungselement derart mit dem Stator als auch mit der Statorperipherie verbunden ist, dass Kräfte, insbesondere radial und/oder axial wirkende Kräfte, mittels des mindestens einen Radialdämpfungselements aufnehmbar sind. Mit anderen Worten ist der Stator mittels des Radialdämpfungselements mit der Statorperipherie kraftübertragend verbunden, also kraftübertragend gekoppelt. Dadurch wird eine Bewegung des Stators gedämpft. Die Kräfte, insbesondere die radial wirkenden Kräfte, werden durch Bewegungen des Stators nach radial innen sowie nach radial außen hervorgerufen und durch das mindestens eine Radialdämpfungselement oder durch jedes der Radialdämpfungselemente sowohl nach radial innen als auch nach radial außen gedämpft.
Insbesondere handelt es sich bei der Bewegung des Stators nach radial innen sowie außen um eine Bewegung, die durch eine partielle, d. h. lokale Verformung des Stators hervorgerufen wird oder hervorrufbar ist. Derartige Verformungen des Stators werden in der Regel durch das elektromagnetische Drehfeld der elektrischen Maschine hervorgerufen und führen zu einer ungewollten akustischen Schallabstrahlung. Mittels der Dämpfungswirkung des mindestens einen Radialdämpfungselements wird die akustische Schallabstrahlung stark reduziert. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Bewegung des Stators vorzugsweise nicht um eine translatorische Bewegung des gesamten Stators, sondern um eine partielle, also lokale, Verformungsbewegung des Stators. Speziell die radial nach innen und außen gerichteten Anteile der Verformungsbewegung führen in der Regel zu einer ungewollten akustischen Schallabstrahlung. Daher eignet sich die vorgeschlagene Erfindung besonders dafür, die Akustik einer derartigen elektrischen Maschine zu verbessern, also den erzeugten Schallpegel zu senken.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Stator mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement nicht bloß verbunden, sondern befestigt ist. Insbesondere ist die Befestigung des Radialdämpfungselements mit dem Stator derart ausgebildet, dass Kräfte, insbesondere radial wirkende Kräfte, hervorgerufen durch Bewegungen, insbesondere radiale Bewegungen, des Stators mittels der Befestigung des Radialdämpfungselements mit dem Stator vom Stator auf das mindestens eine Radialdämpfungselement übertragbar sind, und umgekehrt. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Statorperipherie mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement nicht bloß verbunden, sondern befestigt ist. Insbesondere ist die Befestigung des Radialdämpfungselements mit der Statorperipherie derart ausgebildet, dass Kräfte, insbesondere radial wirkende Kräfte, mittels der Befestigung des Radialdämpfungselements mit der Statorperipherie zwischen der Statorperipherie und dem mindestens einen Radialdämpfungselement übertragbar sind. Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Stator mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement direkt oder indirekt verbunden oder befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Statorperipherie mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement direkt oder indirekt verbunden oder befestigt ist.
Grundsätzlich ist im Rahmen dieser Erfindung unter radial innen eine Richtung gemeint, die in einer Ebene, quer, insbesondere senkrecht, zur Erstreckungsrichtung des Stators, zum Mittelpunkt des Stators gerichtet ist. Ferner ist im Rahmen dieser Erfindung mit radial außen eine Richtung gemeint, die der Richtung nach radial innen entgegengesetzt ist. Alternativ hierzu kann die radiale Richtung auch als eine Richtung verstanden werden, die quer, insbesondere senkrecht zur Rotationsachse einer Rotorwelle der elektrischen Maschine verläuft. Ferner ist grundsätzlich im Rahmen dieser Erfindung mit der Umfangsrichtung, die Erstreckungsrichtung einer Mantelfläche des Stators in einer Ebene, quer, insbesondere senkrecht, zur Erstreckungsrichtung des Stators und/oder zur Rotationsachse der Rotorwelle gemeint. Unter der axialen Richtung ist im Rahmen der gesamten Offenbarung die Erstreckungsrichtung des Stators, der Rotorwelle und/oder die Erstreckungsrichtung der Rotationsachse der Rotorwelle der elektrischen Maschine gemeint. Darüber hinaus ist im Rahmen der Erfindung und der gesamten Offenbarung dieses Dokuments mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement gemeint, dass jede Ausführungsform ein Radialdämpfungselement oder mehrere Radialdämpfungselemente aufweisen kann. In Ausführungsformen mit mehreren Radialdämpfungselementen können sich Merkmale, die sich auf das mindestens eine Radialdämpfungselement beziehen, sich auf ein, auf mehrere oder alle Radialdämpfungselemente der besagten Ausführungsform beziehen. Gleiches gilt für Axialdämpfungselemente, wenn mindestens ein Axialdämpfungselement teil der Ausführungsform ist.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Stator zur Statorperipherie vollumfänglich, d.h. entlang des gesamten Umfangs des Stators und entlang der gesamten axialen Erstreckung des Stators, radial beabstandet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine direkte Übertragung der Statorbewegung auf die Statorperipherie, also an den Radialdämpfungselementen vorbei, vermieden wird. Mit anderen Worten wird somit sichergestellt, dass die Statorbewegung durch das mindestens eine Radialdämpfungselement gedämpft wird. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass der Stator lediglich partiell, d. h. abschnittsweise oder vereinzelt, zur Statorperipherie beabstandet ist. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Radialdämpfungselement in einem Bereich angeordnet ist, in dem der Stator von der Statorperipherie radial beabstandet ist. D. h., dass ein radialer Freiraum zwischen Stator und Statorperipherie, gebildet durch die radiale Beabstandung des Stators von der Statorperipherie, dazu genutzt wird um das mindestens eine Radialdämpfungselement, insbesondere zwischen Stator und Statorperipherie, anzuordnen. Dies trägt zu einer kompakten Bauweise bei.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine mindestens ein Axialdämpfungselement aufweist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Axialdämpfungselement zwischen dem Stator und der Statorperipherie angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Axialdämpfungselement mit dem Stator als auch mit der Statorperipherie verbunden ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Axialdämpfungselement derart mit dem Stator als auch mit der Statorperipherie verbunden ist, dass Kräfte, insbesondere axial wirkender Kräfte, mittels des mindestens einen Axialdämpfungselements aufnehmbar sind. Mit anderen Worten ist der Stator mittels des mindestens einen Axialdämpfungselements mit der Statorperipherie kraftübertragend verbunden, also kraftübertragend gekoppelt. Dadurch wird eine axiale Bewegung des Stators gedämpft. Die Kräfte, insbesondere die axial wirkenden Kräfte, werden durch axiale Statorbewegungen hervorgerufen, die durch ein elektromagnetisches Drehfeld der elektrischen Maschine erzeugt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Stator mit dem mindestens einen Axialdämpfungselement direkt oder indirekt verbunden oder befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Statorperipherie mit dem mindestens einen Axialdämpfungselement direkt oder indirekt verbunden oder befestigt ist.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Stator zur Statorperipherie beidseitig axial, d.h. an beiden axialen Stirnenden des Stators, beabstandet ist. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass der Stator lediglich partiell, d.h. abschnittsweise oder vereinzelt, zur Statorperipherie beabstandet ist. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Axialdämpfungselement in einem Bereich angeordnet ist, in dem der Stator von der Statorperipherie axial beabstandet ist. D. h., dass ein axialer Freiraum zwischen Stator und Statorperipherie, gebildet durch die axiale Beabstandung des Stators von der Statorperipherie, dazu genutzt wird, um das mindestens eine Radialdämpfungselement, insbesondere zwischen Stator und Statorperipherie, anzuordnen. Dies trägt zu einer kompakten Bauweise bei.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Radialdämpfungselement radial zwischen dem Stator und der Statorperipherie angeordnet ist und/oder dass das mindestens eine Axialdämpfungselement axial zwischen dem Stator und der Statorperipherie angeordnet ist. Dies trägt zu einer kompakten Bauweise bei.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Stator lediglich mittels des mindestens einen Radialdämpfungselements und/oder mittels des mindestens einen Axialdämpfungselements mit der Statorperipherie kraftübertragend verbunden bist. Hierdurch wird die Dämpfwirkung des mindestens einen Radialdämpfungselements und/oder des mindestens einen Axialdämpfungselements vollständig ausgenutzt. Bei der Verbindung handelt es sich vorzugsweise um kraftübertragende Verbindungen oder Befestigungen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Axialdämpfungselement zwischen Stator und Statorperipherie geklemmt angeordnet ist. Hierdurch kann auf eine separate Befestigung des Axialdämpfungselements verzichtet werden und zeitgleich eine Vorspannung des Axialdämpfungselements in Richtung des Stators erzeugt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Radialdämpfungselement oder dass das mindestens eine Radialdämpfungselement und das mindestens eine Axialdämpfungselement derart mit dem Stator als auch mit der Statorperipherie verbunden sind, dass axial wirkende Kräfte, hervorgerufen durch eine axiale Bewegung des Stators mittels des mindestens einen Radialdämpfungselements oder mittels des mindestens einen Radialdämpfungselements und des mindestens einen Axialdämpfungselements aufnehmbar sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Radialdämpfungselement in der Lage ist, axial wirkende Kräfte aufzunehmen. Bei der Verbindung handelt es sich vorzugweise um eine Befestigung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator mittels einer oder mehrerer Statorverbindungen mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement und/oder mit dem mindestens einen Axialdämpfungselement verbunden ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei den Verbindungen des Stators mit dem Radialdämpfungselement und/oder dem Axialdämpfungselement um die Statorverbindung oder die Statorverbindungen.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Statorverbindung als Statorbefestigung ausgebildet ist oder dementsprechend die Statorverbindungen als Statorbefestigungen ausgebildet sind. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn es sich bei der Statorverbindung oder Statorbefestigung um eine direkte oder indirekte Statorverbindung oder Statorbefestigung handelt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Statorverbindung oder Statorbefestigung in der Lage ist, Drehmomente oder Kräfte in Umfangsrichtung aufzunehmen. Auch ist es zweckmäßig, wenn die Statorverbindung oder die Statorbefestigung stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgebildet ist. Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Stator mittels mehrerer Statorverbindungen, mittels mehrerer Statorbefestigungen oder mittels mindestens einer Statorverbindung sowie mindestens einer Statorbefestigung mit dem Radialdämpfungselement gekoppelt oder kraftübertragend verbunden ist. Dies erhöht die Dämpfungswirkung, da Rotationsbewegungen hierdurch ebenfalls gedämpft werden können.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Statorverbindungen und/oder die Statorbefestigungen in Umfangsrichtung des Stators verteilt, insbesondere umfangssymmetrisch verteilt, angeordnet sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn hierbei mehrere Radialdämpfungselemente und/oder Axialdämpfungselemente in Umfangsrichtung des Stators verteilt, insbesondere umfangssymmetrisch verteilt, angeordnet sind. Hierdurch wird eine gleichmäßige Dämpfung erreicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Statorperipherie mittels einer oder mehrerer Statorperipherieverbindungen mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement und/oder mit dem mindestens einen Axialdämpfungselement verbunden ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei den Verbindungen zwischen Statorperipherie und dem mindestens einen Axialdämpfungselement um die Statorperipherieverbindung oder die Statorperipherieverbindungen. Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Statorperipherieverbindung als Statorperipheriebefestigung ausgebildet ist oder die Statorperipherieverbindungen als Statorperipheriebefestigungen ausgebildet sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Statorperipherieverbindung oder Statorperipheriebefestigung in der Lage ist, Drehmomente aufzunehmen. Auch ist es zweckmäßig, wenn die Statorperipherieverbindung oder die Statorperipheriebefestigung stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig ausgebildet ist. Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Statorperipherie mittels mehrerer Statorperipherieverbindungen, mittels mehrerer Statorperipheriebefestigungen oder mittels mindestens einer Statorperipherieverbindung sowie mindestens einer Statorperipheriebefestigung mit dem Radialdämpfungselement und/oder dem Axialdämpfungselement gekoppelt oder kraftübertragend verbunden ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Statorperipherieverbindungen und/oder die Statorperipheriebefestigungen in Umfangsrichtung des Stators, insbesondere umfangssymmetrisch, verteilt angeordnet sind. Hierdurch wird eine gleichmäßige Dämpfung erzielt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn hierbei mehrere Radialdämpfungselemente und/oder Axialdämpfungselemente in Umfangsrichtung des Stators verteilt, insbesondere umfangssymmetrisch verteilt, angeordnet sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Radialdämpfungselement und/oder das mindestens eine Axialdämpfungselement einteilig mit der Statorperipherie und/oder dem Stator ausgebildet ist. Hierdurch wird ein separates Dämpfungselement vermieden, wodurch Bauteilkosten und Montagekosten eingespart werden können. Besonders bevorzugt ist es, wenn ein Blech oder mehrere Bleche des Statorblechpakets des Stators das mindestens eine Radialdämpfungselement und/oder das mindestens eine Axialdämpfungselement bilden. Dies stellt eine besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung dar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Radialdämpfungselement und/oder das mindestens eine Axialdämpfungselement vorgespannt ist bzw. sind. Dabei ist eine Vorspannung in Richtung des Stators zu bevorzugen, da hierdurch die dämpfende Wirkung oder die Steifigkeit der Dämpfungselemente gegenüber Statorbewegungen erhöht wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des mindestens einen Radialdämpfungselements in Umfangsrichtung des Stators höher ist als in radiale Richtung. Hierdurch wird einerseits sichergestellt, dass radiale Bewegungen des Stators gedämpft werden und damit zu keinen akustisch unerwünschten Geräuschen führen. Andererseits wird mit der höheren Steifigkeit in Umfangsrichtung die rotatorische Drehmomenterzeugung der elektrischen Maschine sichergestellt.
Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn das mindestens eine Radialdämpfungselement derart mit dem Stator als auch mit der Statorperipherie verbunden ist, insbesondere befestigt ist, dass Kräfte in Umfangsrichtung des Stators aufnehmbar sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator in Umfangsrichtung des Stators verteilt mehrere radiale Erstreckungen aufweist. Auch ist es zu bevorzugen, wenn die radialen Erstreckungen sich von der Mantelaußenfläche des Stators nach radial außen erstrecken. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Statorverbindung, die Statorverbindungen, die Statorbefestigung, die Statorbefestigungen an den radialen Erstreckungen ausgebildet sind. Es ist zweckmäßig, wenn die radialen Erstreckungen einteilig mit dem Stator, insbesondere mit dem Statorblechpaket, ausgebildet sind. Alternativ können die radialen Erstreckungen durch eine Kunststoffumspritzung des Stator ausgebildet sein.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Radialdämpfungselement, vorzugsweise zwei Radialdämpfungselemente, an einer radialen Erstreckung oder zwei Radialdämpfungselementen pro radialer Erstreckung angeordnet sind. Hierbei ist das mindestens eine Radialdämpfungselement, die zwei Radialdämpfungselemente oder die zwei Radialdämpfungselemente pro radialer Erstreckung formschlüssig mit dem Stator und/oder der Statorperipherie verbunden oder befestigt. Insbesondere ist je ein Radialdämpfungselement an einer Seite der jeweiligen radialen Erstreckung in Umfangsrichtung angeordnet. Auch ist es zweckmäßig, wenn das mindestens eine Radialdämpfungselement und/oder das mindestens eine Axialdämpfungselement als Federblech, Federprofil oder Stahlblech ausgebildet ist. Dadurch wird ein kostengünstiges und bauraumsparendes Dämpfungselement geschaffen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Radialdämpfungselement in einer Nut der Statorperipherie und/oder einer Nut des Stators, insbesondere der radialen Erstreckung, aufgenommen ist. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Nut oder die Nuten axial im Stator und/oder der Statorperipherie verlaufen. Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Nuten derart ausgebildet sind, dass die Radialdämpfungselemente axial in die Nuten einführbar sind, wenn sich der Stator, insbesondere in seiner Sollposition, in der Statorperipherie befindet. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn sich die Nut in der Statorperipherie in Umfangsrichtung gesehen zwischen zwei radialen Erstreckungen befindet. Hierbei ist die Nut bevorzugterweise radial zum Stator beabstandet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Abschnitt des Radialdämpfungselements, welches in die Nut der Statorperipherie aufgenommen ist, wellen -oder mäanderförmig ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Nut der Statorperipherie entsprechend des wellen -oder mäanderförmigen Abschnitts des Radialdämpfungselements ausgebildet ist, wodurch der Formschluss ausgebildet ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Radialdämpfungselement als Federblech ausgebildet ist, welches mit seinem wellen- oder mäanderförmigen Abschnitt in der Nut der Statorperipherie aufgenommen ist, während jeweils eines der zwei Enden des Federblechs kraftübertragend mit einer von mindestens zwei radialen Erstreckung verbunden ist, wobei die radialen Erstreckungen in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass an einer radialen Erstreckung oder pro radialer Erstreckung lediglich ein Radialdämpfungselement angeordnet ist. Insbesondere ist ein derartiges Radialdämpfungselement mittels zwei Statorperipherieverbindungen oder Statorperipheriebefestigungen direkt oder indirekt mit der Statorperipherie verbunden bzw. befestigt. Eine derartige Verbindung oder Befestigung kann formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Die beiden Statorperipherieverbindungen oder Statorperipheriebefestigungen sind beispielsweise als Nietverbindung oder Verschraubung ausgebildet.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das mindestens eine Radialdämpfungselement und/oder das mindestens eine Axialdämpfungselement als Federblech, Federprofil oder Stahlblech ausgebildet ist. Dadurch wird ein kostengünstiges und bauraumsparendes Dämpfungselement geschaffen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn jeweils eines der Enden des mindestens einen Radialdämpfungselements in einer Nut der Statorperipherie aufgenommen sind. Mit anderen Worten ist ein Ende des Radialdämpfungselement in einer ersten Nut der Statorperipherie angeordnet, während ein zweites Ende des Radialdämpfungselements in einer zweiten Nut angeordnet ist. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Nut oder die Nuten axial in der Statorperipherie verlaufen. Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Nuten derart ausgebildet sind, dass die Radialdämpfungselemente axial in die Nuten einführbar sind, wenn sich der Stator, insbesondere in seiner Sollposition, in der Statorperipherie befindet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Abschnitte der Enden des mindestens einen Radialdämpfungselements, also die Endabschnitte des mindestens einen Radialdämpfungselements, welche jeweils in einer der Nuten der Statorperipherie aufgenommen sind, wellen -oder mäanderförmig ausgebildet sind. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Nuten der Statorperipherie entsprechend der wellen- oder mäanderförmigen Endabschnitte des Radialdämpfungselements ausgebildet sind, wodurch der Formschluss oder eine Vorspannung des mindestens einen Radialdämpfungselements ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass das mindestens eine Radialdämpfungselement lediglich an einer Stelle mit der radialen Erstreckung, also mit dem Stator, verbunden oder befestigt ist. Eine derartige Verbindung oder Befestigung kann formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Radialdämpfungselement mittels einer Nietverbindung, einer Verschraubung oder einer Heißverstemmung mit der radialen Erstreckung, also mit dem Stator, verbunden oder befestigt ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Mietverbindung, die Verschraubung oder die Heißverstemmung einen axialen Verlauf aufweist. Hierfür ist es zweckmäßig, wenn die radiale Erstreckung oder die radialen Erstreckungen axial verlaufende oder sich axial erstreckende Öffnungen, Ausnehmungen oder Bohrungen aufweisen. In diese Öffnungen, Ausnehmungen oder Bohrungen können Nieten der Nietverbindung, Schrauben der Schraubenverbindung oder ein Kunststoffstift für die Heißverstemmung angeordnet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator durch das mindestens eine Radialdämpfungselement radial gelagert ist. Mit anderen Worten wird in diesem Ausführungsbeispiel der Stator lediglich durch die Radialdämpfungselemente und/oder die Axialdämpfungselemente radial gelagert. Hierfür ist es besonders zweckdienlich, wenn der Stator lediglich über die Radialdämpfungselement und/oder Axialdämpfungselemente mit der Statorperipherie in mechanischen und/oder kraftübertragenden Kontakt ist. Hierdurch wird eine besonders gute Dämpfung von Radialbewegungen des Stators sichergestellt, da auf eine weitere radiale Lagerung verzichtet werden kann. Im Fall, dass auf eine weitere radiale Lagerung verzichtet wird, stellt sich dieser Ausführungsform als besonders kostengünstig dar. Im Fall, dass eine Axialführung des Stators in der Statorperipherie vorgesehen sein sollte, ist die Axialführung vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese keine radiale Lagerung des Stators übernimmt, also radiale Bewegungen des Stators in der Statorperipherie zulässt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator durch das mindestens eine Radialdämpfungselement und/oder durch das mindestens eine Axialdämpfungselement axial gelagert ist. Hierdurch wird eine besonders gute Dämpfung von Axialbewegungen des Stators sichergestellt, da auf eine weitere axiale Lagerung verzichtet werden kann. Im Fall, dass auf eine weitere axiale Lagerung verzichtet wird, stellt sich dieser Ausführungsform als besonders kostengünstig dar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator gegenüber der Statorperipherie mittels einer Axialführung axial geführt ist. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Axialführung aus mehreren lokalen Axialführungen besteht, die den Stator axial in der Statorperipherie führen, keine globale radiale Bewegung des Stators zulassen, aber eine lokale, also partielle radiale Bewegung des Stators zulassen. Hiermit wird eine Bewegung des gesamten Stators vermieden aber die Verformungsbewegungen des Stators werden gedämpft.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein mechanisch kommutierter Gleichstrommotor, eine elektrisch kommutierter Gleichstrommotor oder eine Asynchronmaschine ist. Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine ein Stromgenerator oder eine Lichtmaschine ist. Darüber hinaus ist es denkbar, dass eine elektrische Kühlmittelpumpe, eine elektrische Antriebsachse, ein elektrischer Traktionsmotor, ein elektrischer Antriebsmotor für eine elektrische Antriebsachse, eine elektrische Lüftermotor oder eine elektrische Ölförderpumpe eine derartige elektrische Maschine aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1a eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
1b eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine axiale Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
3 ein Radialdämpfungselement der dritten Ausführungsform,
4 eine Axialansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
5 eine perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform, und
6 ein Radialdämpfungselement der vierten Ausführungsform.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1a zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist eine elektrische Maschine 1 mit einer Statorperipherie 3, die als Elektromotorgehäuse ausgebildet ist, und mit einem in der Statorperipherie 3 angeordneten Stator 2, wobei der Stator 2 eine radiale Erstreckung 4 aufweist. Die Statorperipherie 3 weist Radialdämpfungselemente 5 auf, die einteilig mit der Statorperipherie 3 ausgebildet sind und kraftübertragend mit der radialen Erstreckung 4 mittels Statorverbindungen 6 verbunden sind, wodurch sichergestellt wird, dass eine Bewegung, insbesondere eine Vibration, des Stators 2 gedämpft wird. Bei der Statorverbindungen 6 kann es sich beispielsweise um eine Klemmung der radialen Erstreckung 4 zwischen den beiden Radialdämpfungselementen 5 in Umfangsrichtung des Stators 2 handeln oder um eine formschlüssige Befestigung, die hier nicht näher dargestellte ist.
Die 1b zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform aus 1 dadurch, dass die Radialdämpfungselemente 5 einteilig mit dem Stator 2 ausgebildet sind und über Statorperipherieverbindungen 7 mit der Statorperipherie 3 kraftübertragend verbunden sind. Die Radialdämpfungselemente 5 erstrecken sich von der radialen Erstreckung 4 des Stators 2 in Umfangsrichtung des Stators 2.
Die 2 zeigt eine axiale Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist eine elektrische Maschine 1, genauer gesagt eine permanenterregte Synchronmaschine, und die Einbaulage eines Stators 2 in einer Statorperipherie 3, die als Elektromotorgehäuse der permanenterregten Synchronmaschine ausgebildet ist und Befestigungsaufnahmen 10 aufweist. Es sind Radialdämpfungselemente 5 in Statorperipherienuten 9 der Statorperipherie 3 aufgenommen, wobei die Radialdämpfungselemente 5 wellenförmige Radialdämpfungselementabschnitte 5b aufweisen, wodurch zwischen den Radialdämpfungselementen 5 und den Statorperipherienuten 9 eine formschlüssige Statorperipherieverbindung 7 geschaffen wird. Die radialen Erstreckungen 4 des Stators 2 sind in Umfangsrichtung 13c zueinander beabstandet und erstrecken sich in radial äußere Richtung 13a, 13b. Die Radialdämpfungselemente 5 sind als Federbleche ausgebildet und über ihre Endabschnitte mit den radialen Erstreckungen 4 kraftübertragend verbunden. Die radialen Erstreckungen 4 weisen durchgängige Axialbohrungen 8 auf, die Teil einer Axialführung sein können, wobei die Axialführung radiale Bewegungen des Stators 2 zulässt. Darüber hinaus ist der Stator 2 von der Statorperipherie 3 beabstandet.
Die 3 zeigt ein Radialdämpfungselement 5 der dritten Ausführungsform aus 2. Dargestellt ist das Radialdämpfungselement 5 mit dem wellen- oder mäanderförmigen Radialdämpfungselementabschnitt 5b und den Endabschnitten 5a, die dazu vorgesehen sind, mit denen radialen Erstreckungen des Stators aus 2 über Nuten in den radialen Erstreckungen, also formschlüssig, zusammenzuwirken.
Die 4 zeigt eine Axialansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist eine Elektrische Maschine 1 mit einem Stator 2, der in einer Statorperipherie 3, die als Elektromotorgehäuse ausgebildet ist, angeordnet ist. Der Stator 2 weist radiale Erstreckungen 4 auf, die mittels Nietverbindungen 11 kraftübertragende Statorverbindungen zwischen Radialdämpfungselementen 5 und dem Stator 2 bilden. Jedes der Radialdämpfungselemente 5 ist über seine beiden wellenförmige Radialdämpfungselementendabschnitte 51b mit Statorperipherienuten der Statorperipherie 3 formschlüssig verbunden. Zudem sind die Radialdämpfungselemente 5 in Richtung des Stators 2 vorgespannt, wodurch sich die dämpfende Wirkung weiter verbessert.
Die 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform. Dargestellt ist die axial verlaufende Nietverbindung 11, die die kraftübertragende Statorverbindung zwischen Radialdämpfungselement 5 und Stator 2 bildet. Darüber hinaus ist dargestellt, dass die wellenförmigen Radialdämpfungselementendabschnitte 51b des Radialdämpfungselements 5 in Statorperipherienuten 9 der Statorperipherie 3 angeordnet sind und somit formschlüssige, kraftübertragende Statorperipherieverbindungen bilden.
Die 6 zeigt das Radialdämpfungselement der vierten Ausführungsform aus den 4 und 5. Dargestellt sind die wellenförmigen Radialdämpfungselementendabschnitte 51b zur Verbindung mit der Statorperipherie und der Montageabschnitt 51a für die Nietverbindung zur Verbindung mit dem Stator.
Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden. So können insbesondere die Radialdämpfungselemente aus 3 und 6 in derselben elektrischen Maschine zum Einsatz kommen.
Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 6 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen lediglich der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Maschine
2: Stator
3: Statorperipherie
4: radiale Erstreckung
5: Radialdämpfungselement
5a: Endabschnitte
5b: wellenförmiger Radialdämpfungselementabschnitt
6: Statorverbindung
7: Statorperipherieverbindung
8: Axialbohrung
9: Statorperipherienut
10: Befestigungsaufnahme
11: Nietverbindung
12a: erste radiale Richtung
12b: zweite radiale Richtung
13c: Umfangsrichtung
51: weiteres Radialdämpfungselement
51a: Montageabschnitt
51b: wellenförmiger Radialdämpfungselementendabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2020/0119631 A1 [0002]

Claims

Elektrische Maschine (1) mit einem Stator (2) und einer Statorperipherie (3), wobei der Stator (2) zur Statorperipherie (3) beabstandet angeordnet ist, wobei der Stator (2) mit mindestens einem Radialdämpfungselement (5) verbunden ist, wobei die Statorperipherie (3) ebenfalls mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement (5, 51) verbunden ist.
Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Radialdämpfungselement (5) derart mit dem Stator (2) als auch mit der Statorperipherie (3) verbunden ist, dass Kräfte mittels des mindestens einen Radialdämpfungselements (5, 51) aufnehmbar sind.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektrische Maschine (1) mindestens ein Axialdämpfungselement aufweist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Radialdämpfungselement (5, 51) radial zwischen dem Stator (2) und der Statorperipherie (3) angeordnet ist und/oder dass das mindestens eine Axialdämpfungselement axial zwischen dem Stator (2) und der Statorperipherie (3) angeordnet ist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Radialdämpfungselement (5, 51) oder wobei das mindestens eine Radialdämpfungselement (5, 51) und das mindestens eine Axialdämpfungselement derart mit dem Stator (2) als auch mit der Statorperipherie (3) verbunden sind, dass axial wirkende Kräfte, hervorgerufen durch eine axiale Bewegung des Stators (2) mittels des mindestens einen Radialdämpfungselements (5, 51) oder mittels des mindestens einen Radialdämpfungselements (5, 51) und des mindestens einen Axialdämpfungselements aufnehmbar sind.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stator (2) mittels einer oder mehrerer Statorverbindungen (6) mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement (5, 51) und/oder mit dem mindestens einen Axialdämpfungselement verbunden ist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Statorperipherie (3) mittels einer oder mehrerer Statorperipherieverbindungen (7) mit dem mindestens einen Radialdämpfungselement (5, 51) und/oder mit dem mindestens einen Axialdämpfungselement verbunden ist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das mindestens eine Radialdämpfungselement (5, 51) und/oder das mindestens eine Axialdämpfungselement einteilig mit der Statorperipherie (3) und/oder dem Stator (2) ausgebildet ist.
Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das mindestens eine Radialdämpfungselement (5, 51) und/oder das mindestens eine Axialdämpfungselement vorgespannt ist bzw. sind.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steifigkeit des mindestens einen Radialdämpfungselements (5, 51) in Umfangsrichtung (12c) des Stators (2) höher ist als in radiale Richtung.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stator (2) in Umfangsrichtung des Stators (2) verteilt mehrere radiale Erstreckungen (4) aufweist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stator (2) durch das mindestens eine Radialdämpfungselement (5, 51) radial gelagert ist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stator (2) durch das mindestens eine Radialdämpfungselement (5, 51) und/oder durch das mindestens eine Axialdämpfungselement axial gelagert ist.
Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stator (2) gegenüber der Statorperipherie (3) mittels einer Axialführung axial geführt ist.