DE102023127956A1

DE102023127956A1 - Stator für eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102023127956A1
Application number: DE102023127956.4A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Streck
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2023-10-12
Filing date: 2023-10-12
Publication date: 2025-04-17

Abstract

Ein Stator (1, 1') für eine elektrische Maschine (2) umfasst: eine erste Platte (10A), eine zweite Platte (10B), eine zwischen der ersten Platte (10A) und der zweiten Platte (10B) verlaufende elektrische Spule (11), ein erstes Halteteil (12A) und ein zweites Halteteil (12B), welche jeweils an der ersten Platte (10A) und an der zweiten Platte (10B) befestigt sind und zwischen denen die Spule (11) gehalten ist, wobei zumindest eines der Halteteile (12A, 12B) in Bezug auf eine zwischen den Platten (10A, 10B) verlaufende Mittellinie (M1) asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich insbesondere auf einen Stator für eine elektrische Maschine, auf eine elektrische Maschine, auf ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Stators.
Bei Elektromotoren und anderen elektrischen Maschinen wird eine immer weitere Verbesserung der Zielgrößen Energieeffizienz, Leistungsgewicht, Zuverlässigkeit und Lebensdauer angestrebt. Ferner sollen elektrische Maschinen eine möglichst geringe Ausfallrate und eine lange Lebensdauer aufweisen. Zugleich ist es wünschenswert, elektrische Maschinen in möglichst einfacher und verlässlicher Weise herzustellen. Diese Zielvorstellungen stehen mitunter in Konflikt miteinander.
Es besteht die Aufgabe, eine möglichst einfach herstellbare elektrische Maschine zu ermöglichen.
Gemäß einem Aspekt wird ein Stator für eine elektrische Maschine angegeben. Der Stator umfasst eine erste Platte, eine zweite Platte, eine zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte verlaufende elektrische Spule, ein erstes Halteteil und ein zweites Halteteil, welche jeweils an der ersten Platte und an der zweiten Platte befestigt sind und zwischen denen die Spule gehalten ist. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eines der Halteteile in Bezug auf eine zwischen den Platten verlaufende Mittellinie asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet ist.
Dies basiert auf der Erkenntnis, dass die Herstellung einer elektrischen Maschine wesentlich vereinfacht werden kann, da die beschriebene Anordnung ein erleichtertes Zusammenstecken der Platten mit den Halteteilen erlaubt. In der DE 10 2022 109 871 A1 ist beispielsweise eine elektrische Maschine beschrieben, die C-förmige Halteteile umfasst, welche die Spule beidseitig einfassen. Die Halteteile sind dort symmetrisch in Bezug auf eine Mittellinie zwischen den Platten angeordnet und ermöglichen eine zwischen den Platten symmetrisch zentrierte Halterung der Spule. Das Einstecken der Halteteile in Öffnungen in den Platten ist allerdings mühsam und nimmt verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch. Die hierin vorgeschlagene Lösung erlaubt einen vereinfachten Zusammenbau und damit kürzere Herstellungszeiten. Die Mittellinie verläuft z.B. parallel zu den Platten. Die Mittellinie verläuft z.B. innerhalb einer parallel zu den Platten und in der Mitte zwischen den Platten verlaufenden Mittelebene. Das zumindest eine der Halteteile ist z.B. auch in Bezug auf die Mittelebene asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet. Die Halteteile können gleichzeitig als Eisenkerne der elektrischen Maschine dienen und somit eine Doppelfunktion erfüllen.
Beide Halteteile können in Bezug auf die Mittellinie asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet sein. So wird eine weitere Vereinfachung der Herstellung ermöglicht.
Eines der Halteteile oder beide Halteteile weist/weisen z.B. (jeweils) einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, die in einem Winkel zueinander verlaufen. Die Abschnitte verlaufen also nicht parallel zueinander. Der Winkel ist z.B. ein stumpfer Winkel. So kann die Spule gut eingefasst werden.
Die beiden Platten verlaufen z.B. parallel zueinander. Der erste Abschnitt von einem der Halteteile oder der jeweilige erste Abschnitt beider Halteteile kann senkrecht zu den Platten ausgerichtet sein. Das erlaubt bei der Herstellung ein besonders einfaches, geradliniges Einstecken.
Der erste Abschnitt von einem der Halteteile oder der jeweilige erste Abschnitt beider Halteteile kann sich über die Mittellinie hinweg erstrecken. So kann die Spule sicher zentriert zwischen den Platten gehalten werden.
Der erste Abschnitt des ersten Halteteils kann senkrecht in eine Öffnung in der zweiten Platte eingesteckt sein ferner kann der erste Abschnitt des zweiten Halteteils senkrecht in eine Öffnung in der ersten Platte eingesteckt sein. Das ermöglicht ein einfaches geradliniges Einstecken bei der Herstellung.
Die Halteteile können baugleich oder spiegelverkehrt zueinander ausgebildet sein. Das erlaubt eine besonders einfache Herstellung einer großen Anzahl an Halteteilen, was besonders deshalb von Bedeutung ist, weil der Stator eine Vielzahl von ersten und zweiten Halteteilen umfassen kann.
Beispielsweise sind die Halteteile jeweils L-förmig oder V-förmig ausgebildet. Dadurch können sowohl ein einfacher Zusammenbau als auch eine sichere Halterung der Spule erzielt werden.
Die Halteteile können die Spule jeweils abschnittsweise umgreifen, um die Spule sicher zu arretieren.
Zwischen den Halteteilen ist z.B. ein viereckiger, insbesondere rautenförmiger Freiraum gebildet. In dem Freiraum kann die Spule angeordnet sein. Diese Form des Freiraums ermöglicht die Fixierung der Spule in alle senkrecht zur Spule verlaufenden Richtungen.
Der Stator kann eine Vielzahl von Paaren aus jeweils einem ersten Halteteil und einem zweiten Halteteil umfassen. So kann die Spule entlang ihrer Länge sicher gehalten werden.
Der Stator kann ferner Folgendes umfassen: eine dritte Platte, eine vierte Platte, eine zwischen der dritten Platte und der vierten Platte verlaufende weitere elektrische Spule, ein drittes Halteteil und ein viertes Halteteil, welche jeweils an der dritten Platte und an der vierten Platte befestigt sind, und zwischen denen die weitere Spule gehalten ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest eines des dritten und vierten Halteteils in Bezug auf eine zwischen der dritten und der vierten Platte verlaufende Mittellinie asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet ist, und/oder dass zumindest eines des dritten und vierten Halteteils senkrecht in eine Öffnung in einer der dritten und vierten Platte eingesteckt ist. Die weitere Spule kann unabhängig von der erstgenannten Spule betrieben werden, sodass die elektrische Maschine mit dem Stator selbst bei einem Ausfall von einer der beiden Spulen noch betriebsfähig ist.
Die vier Platten können allesamt parallel zueinander angeordnet sein. Ferner können die vier Platten allesamt entlang einer Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sein. Die Axialrichtung entspricht z.B. einer Drehachse eines am Stator gelagerten Rotors. Die Formgebung des Stators gibt diese Drehachse vor. Die vier Platten sind z.B. alle an unterschiedlichen Positionen entlang der Axialrichtung angeordnet. Das erlaubt einen kompakten Aufbau.
Gemäß einem Aspekt wird ein Stator für eine elektrische Maschine angegeben, insbesondere nach einer beliebigen der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen. Der Stator umfasst eine erste Platte, eine zweite Platte, eine zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte verlaufende elektrische Spule, ein erstes Halteteil und ein zweites Halteteil, welche jeweils an der ersten Platte und an der zweiten Platte befestigt sind, und zwischen denen die Spule gehalten ist, wobei zumindest eines der Halteteile senkrecht in eine Öffnung in einer der Platten eingesteckt ist. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die obigen Angaben Bezug genommen.
Gemäß einem Aspekt wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, z.B. für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Luftfahrzeug. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator nach einer beliebigen der hierin beschriebenen Ausgestaltungen und einen relativ zum Stator drehbaren Rotor.
Es kann vorgesehen sein, dass der Rotor den Stator außen umgibt. Bei der elektrischen Maschine kann es sich folglich um einen Außenläufer handeln. Alternativ dazu ist die elektrische Maschine als Innenläufer ausgebildet.
Die elektrische Maschine kann in Form einer Transversalflussmaschine ausgebildet sein, alternativ dazu als Axialflussmaschine oder als Radialflussmaschine. Eine Transversalflussmaschine ermöglicht eine niedrige Bauhöhe und zudem verhältnismäßig geringe Drehzahlen bei zugleich großem Drehmoment.
Der Rotor kann dazu eingerichtet sein, einen Propeller anzutreiben (oder durch einen Propeller angetrieben zu werden). Bei der elektrischen Maschine handelt es sich z.B. um einen Flugzeugantrieb.
Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrzeug, insbesondere Luftfahrzeug, angegeben, umfassend die elektrische Maschine nach einer beliebigen der hierin beschriebenen Ausgestaltungen.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines Stators, insbesondere nach einer beliebigen der hierin beschriebenen Ausgestaltungen, angegeben. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer ersten Platte, an welcher ein erstes Halteteil befestigt ist und welche eine Öffnung aufweist; das Bereitstellen einer zweiten Platte, an welcher ein zweites Halteteil befestigt ist und welche eine Öffnung aufweist; das Anordnen einer elektrischen Spule am ersten Halteteil oder am zweiten Halteteil; und das Bewegen der ersten Platte geradlinig auf die zweite Platte zu, bis das erste Halteteil in die Öffnung der zweiten Platte und das zweite Halteteil in die Öffnung der ersten Platte eingesteckt sind. So kann in besonders einfacher Weise der Stator hergestellt werden.
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben; in den Figuren zeigen:

1 ein Luftfahrzeug mit mehreren elektrischen Maschinen zum Antrieb mehrerer Propeller;
2 eine aufgeschnittene Ansicht einer der elektrischen Maschinen des Luftfahrzeugs gemäß 1 mit einem Stator und einem Rotor;
3 einen Teil des Stators der elektrischen Maschine gemäß 2;
4 Platten und Halteteile des Stators gemäß 3 in einer schematischen Seitenansicht;
5 einen Teil eines Stators für die elektrische Maschine gemäß 2;
6 Platten und Halteteile des Stators gemäß 5 in einer schematischen Seitenansicht; und
7 ein Verfahren zur Herstellung eines Stators.

1 zeigt ein Luftfahrzeug 3 in Form eines Flugtaxis. Das Luftfahrzeug 2 umfasst eine Kabine 30 und mehrere, hier vier, elektrische Maschinen 2, jeweils in Form eines Elektromotors. Jede der elektrischen Maschinen 2 treibt einen Propeller 21 an. Hierzu ist jeder der Propeller 21 mit einem Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine 2 wirkverbunden (z.B. daran befestigt). Eine Batterie 31 liefert elektrischen Strom zum Betrieb der elektrischen Maschinen 2. Bei den elektrischen Maschinen 2 handelt es sich vorliegend um Direktantriebe.
2 veranschaulicht den grundsätzlichen Aufbau der im Beispiel gemäß 1 untereinander gleich aufgebauten elektrischen Maschinen 2.
Die elektrische Maschine 2 umfasst einen Stator 1 und einen um eine Drehachse D relativ zum Stator 1 drehbaren Rotor 20. Der Rotor 20 ist mittels Lagern 22, hier in Form von Kugellagern, alternativ z.B. Gleitlagern, am Stator drehbar gelagert. Die elektrische Maschine 2 ist hier beispielhaft als Außenläufer ausgebildet. Der Rotor 20 umgibt den Stator 1. Der Stator 1 ist innerhalb des Rotors 20 angeordnet. Der Stator 1 ist mit einem Befestigungsbereich 14, hier in Form eines Flansches, an einer tragenden Struktur des Luftfahrzeugs 3 montierbar und im Zustand gemäß 1 montiert.
Der Rotor 20 umfasst einen Wellenflansch 200, an welchem eine Welle montierbar ist und im Zustand gemäß 1 montiert ist. Der Rotor 20 treibt den Propeller 21 dann über die Welle an.
Der Stator 1 weist ferner eine Basis 15 auf. Die Basis 15 weist Halterungen 150 auf, an welchen Spulen des Stators 1 montiert sind (diese sind in 2 lediglich aus Gründen der vereinfachten Darstellung nicht eingezeichnet, sondern stattdessen separat in 3 veranschaulicht.
Wie in 3 zu erkennen, umfasst der Stator der elektrischen Maschine 2 eine erste Platte 10A und eine zweite Platte 10B. Die erste Platte 10A und die zweite Platte 10B sind eben und parallel zueinander ausgerichtet. Die erste und die zweite Platte 10A, 10B sind voneinander beabstandet. Zwischen der ersten Platte 10A und der zweiten Platte 10B verläuft eine elektrische Spule 11. Wird die Spule 11 bestromt, entsteht ein Magnetfeld, welches mit Permanentmagneten des Rotors 20 wechselwirken und so den Rotor 20 in eine Drehung relativ zum Stator 1 versetzen.
Der Stator 1 umfasst ferner ein erstes Halteteil 12A und ein zweites Halteteil 12B, welche jeweils an der ersten Platte 10A und an der zweiten Platte 10B befestigt sind. Hierbei ist im gezeigten Beispiel vorgesehen, dass die erste Platte 10A Öffnungen 100, 102 aufweist, hier beispielhaft in Form von Durchgangsöffnungen, in welche die Halteteile 12A, 12B jeweils eingesteckt sind. Auch die weite Platte 10B weist Öffnungen 101, 103 auf, hier beispielhaft ebenso in Form von Durchgangsöffnungen, in welche die Halteteile 12A, 12B jeweils eingesteckt sind. Ein Ende eines jeweiligen Halteteils 12A, 12B ist folglich in die eine Platte 10A, 10B gesteckt und das jeweils andere Ende der Halteteile 12A, 12B ist in die andere Platte 10A, 10B gesteckt. Beispielsweise sind die Halteteile 12A, 12B in den Öffnungen 100-103 mit den Platten 10A, 10B verschweißt.
Die Halteteile 12A, 12B erstrecken sich jeweils von der ersten Platte 10A zur zweiten Platte 10B. Die Halteteile 12A, 12B stehen jeweils mit der ersten Platte 10A und mit der zweiten Platte 10B in Eingriff.
Die Halteteile 12A, 12B sind z.B. aus Eisen gefertigt. Die Halteteile 12A, 12B können eine ferromagnetische Metalllegierung umfassen oder daraus bestehen. Die Halteteile 12A, 12B können auch als Eisenkerne oder Magnetkerne bezeichnet werden. Die Halteteile 12A, 12B weisen die Form von Haltestegen auf. Die Halteteile 12A, 12B bilden vorliegend zusammen mit der Spule 11 eine Induktivität. Die Halteteile 12A, 12B leiten den magnetischen Fluss der Spule 11. Somit weisen die Halteteile 12A, 12B zwei Funktionen auf, eine elektromagnetische und eine mechanische, nämlich die Halterung der Spule 11. Die Halteteile 12A, 12B sind vorliegend aus Blech hergestellt.
Zwischen den Platten 10A, 10B ist die Spule 11 mittels der Halteteile 12A, 12B gehalten. Die Platten 10A, 10B sind zueinander ähnlich oder gleich ausgebildet.
Die Windungen der Spule 11 verlaufen radial näher an der Drehachse D gelegen konzentrisch einen Drittelkreis um die Drehachse D, sind dann radial nach außen gewunden und verlaufen radial weiter von der Drehachse D entfernt um einen Drittelkreis konzentrisch um die Drehachse D zurück. Die Spule 11 wird dann mit einer der drei Phasen einer Drehphasenwechselspannung beaufschlagt. Drei solcher Phaseneinheiten sind im Stator 1 zu einem Kreis angeordnet. So wird ein effizienter und flacher Aufbau ermöglicht. Die Platten 10A, 10B beschreiben jeweils einen Teil einer Kreisscheibe. Vorliegend beschreiben die Platten 10A, 10B, von denen in 3 eine aufgeschnittene Ansicht dargestellt ist, jeweils ein Drittel einer Kreisscheibe.
Der radial innere Windungsteil der Spule 11 wird von mehreren Paaren der beschriebenen Halteteile 12A, 12B eingefasst. Dabei ist der elektrische Leiter der Spule 11 in einem Verguss 16 vergossen, welcher in Berührung mit den Halteteilen 12A, 12B steht. Auch der radial äußere Windungsteil der Spule 11 wird von mehreren Paaren der beschriebenen Halteteile 12A, 12B eingefasst. Auch dort ist der elektrische Leiter der Spule 11 in einem Verguss 16 vergossen, welcher in Berührung mit den entsprechenden Halteteilen 12A, 12B steht.
In Umfangsrichtung um die Drehachse D betrachtet, wechseln sich die ersten und zweiten Haltetele 12A, 12B ab. Die ersten und zweiten Halteteile 12A, 12B sind in Umfangsrichtung jeweils versetzt zueinander angeordnet.
Mit Bezug auf 4 werden nun weitere Details des Stators 1 erläutert.
Vorliegend ist vorgesehen, dass zumindest eines der Halteteile 12A, 12B in Bezug auf eine zwischen den Platten 10A, 10B verlaufende Mittellinie M1 asymmetrisch ausgebildet und angeordnet ist. Anhand von 4 ist zu erkennen, dass beide Halteteile 12A, 12B in Bezug auf die zwischen den Platten 10A, 10B verlaufende Mittellinie M1 asymmetrisch ausgebildet und angeordnet sind. Die Halteteile 12A, 12B sind auch in Bezug auf jede der Platten 10A, 10B asymmetrisch angeordnet.
Vorliegend sind beide Halteteile 12A, 12B als Gleichteile ausgebildet und mit der umgekehrten Ausrichtung zwischen den Platten 10A, 10B montiert.
Die Halteteile 12A, 12B weisen jeweils einen ersten Abschnitt 120 und einen zweiten Abschnitt 121 auf. Der jeweilige erste Abschnitt 120 und der jeweilige zweite Abschnitt 121 stehen in einem Winkel α von mehr als 90 Grad und weniger als 180 Grad zueinander, insbesondere einen Winkel von zwischen 100 und 170 Grad. Hier ist beispielhaft ein Winkel α von (etwa) 120 Grad vorgesehen.
Der jeweilige erste Abschnitt 120 erstreckt sich ausgehend von der jeweiligen Platte 10A, 10B senkrecht dazu. Der jeweilige erste Abschnitt 120 erstreckt sich ausgehend von der jeweiligen Platte 10A, 10B bis über die Mittellinie M1 hinaus. Die Mittellinie M1 verläuft parallel zu den Platten 10A, 10B und auf halbem Weg dazwischen. Der jeweilige erste Abschnitt 120 kreuzt die Mittellinie M1 daher im rechten Winkel.
Der jeweilige erste Abschnitt 120 ist gerade in die jeweilige Öffnung 100, 101 der entsprechenden Platte 10A, 10B eingesteckt.
Der jeweilige zweite Abschnitt 121 ist in die schräg zur Oberfläche der jeweiligen Platte 10A, 10B in die Platte eingebrachte Öffnung 102, 103 eingesteckt.
Der jeweilige erste Abschnitt 120 und der jeweilige zweite Abschnitt 120 sind jeweils geradlinig ausgebildet und sind über eine Biegung miteinander verbunden. Die Halteteile 12A, 12B sind vorliegend V-förmig ausgebildet, hier mit dem stumpfen Winkel α, könnten alternativ dazu aber auch L-förmig ausgebildet sein.
Zwischen den Halteteilen 12A, 12B ist ein rautenförmiger Freiraum gebildet, in welchem der jeweilige Abschnitt der Spule 11 angeordnet ist, wobei die Halteteile 12A, 12B die Spule 11 jeweils abschnittsweise umgreifen.
5 veranschaulicht einen Stator 1', der ähnlich aufgebaut ist wie der vorstehend beschriebene Stator 1, wobei statt zwei vier Platten 10A-10D vorgesehen sind.
Die erste und zweite Platte 10A, 10B mit der dazwischen durch die Halteteile 12A, 12B gehaltenen Spule 11 sind ausgebildet wie oben beschrieben. Zwischen einer dritten Platte 10C und einer vierten Platte 10D ist eine weitere elektrische Spule 13 angeordnet und mittels einer Vielzahl von Paaren aus jeweils einem dritten Halteteil 12C und einem vierten Halteteil 12D gehalten. Die Einheit aus der dritten und vierten Platte 10C, 10D, der weiteren Spule 13 und den dritten und vierten Halteteilen 12C, 12D ist vorliegend spiegelbildlich zur Einheit aus der ersten und zweiten Platte 10A, 10B, der Spule 11 und den ersten und zweiten Halteteilen 12A, 12B angeordnet.
Entsprechend ist vorgesehen, dass die dritten und vierten Halteteile 12C, 12D in Bezug auf eine zwischen der dritten und der vierten Platte 10C, 10D verlaufende Mittellinie M2 asymmetrisch ausgebildet und angeordnet sind und dass die dritten und vierten Halteteile 12C, 12D jeweils senkrecht in eine Öffnung 100, 101 in einer der dritten und vierten Platten 10C, 10D eingesteckt ist.
Am Rotor 20' sind Halterungen 201 vorgesehen, an welchen zu Ringen angeordnete Permanentmagnete 202 montiert sind. Die Permanentmagnete 202 sind den jeweiligen Platten 10A-10D zugewandt, sodass ein Stromfluss in den Spulen 11, 13 den Rotor 20' in eine Drehung versetzt. Im Fall des Stators 1 gemäß 2-4 sind ebenso zu Ringen angeordnete Permanentmagnete an Halterungen des Rotors 20 montiert, jedoch nicht in vier Ebenen wie in 5 gezeigt, sondern nur in zwei.
5 veranschaulicht ferner einen Wechselrichter 23 der elektrischen Maschine mit dem Stator 1' und dem Rotor 20'. Der Wechselrichter 23 ist z.B. an die Batterie 31 elektrisch angeschlossen und weist zwei Wechselrichtereinheiten 230A, 230B auf. Eine der Wechselrichtereinheiten 230A, 230B versorgt die Spule 11 (und zwei weitere in derselben Ebene liegende Phaseneinheiten) mit Strom (einer Phase eines Dreiphasenwechselstroms). Die andere der Wechselrichtereinheiten 230A, 230B versorgt die weitere Spule 13 (und zwei weitere in derselben Ebene liegende Phaseneinheiten) mit Strom (einer Phase eines Dreiphasenwechselstroms).
6 veranschaulicht die Anordnung der Halteteile 12A-12D relativ zu den Platten 10A-10D. Die dritten und vierten Halteteile 12C, 12D sind dabei spiegelbildlich (in Bezug auf eine zu den dritten und vierten Platten 10C, 10D senkrechte Ebene) angeordnet im Vergleich mit den ersten und zweiten Halteteilen 12A, 12B. Hierdurch kann der geneigten Rautenform ein ausgeglichenes Drehmoment erzielt werden.
Alternativ sind die dritten und vierten Halteteile 12C, 12D nicht spiegelbildlich, aber in die andere Richtung von der Senkrechten (zur jeweiligen Platte 10C, 10D aus) geneigt.
Die vier Platten 10A-10D sind allesamt parallel zueinander und allesamt entlang einer Axialrichtung parallel zur Drehachse D versetzt zueinander angeordnet.
7 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung eines Stators 1, 1', insbesondere eines der vorstehend beschriebenen Statoren 1, 1'.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte, die auch in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden können als angegeben, oder alternativ in genau der angegeben Reihenfolge.
Bereitstellen einer ersten Platte 10A, an welcher ein erstes Halteteil 10A befestigt ist und welche eine Öffnung 100 aufweist, und einer zweiten Platte 10B, an welcher ein zweites Halteteil 10B befestigt ist und welche eine Öffnung 101 aufweist; Anordnen einer elektrischen Spule 11 am ersten Halteteil 12A oder am zweiten Halteteil 12B; und Bewegen der ersten Platte 10A geradlinig auf die zweite Platte 10B zu (siehe der Pfeil in 7), bis das erste Halteteil 12A in die Öffnung 101 der zweiten Platte 10B und das zweite Halteteil 12B in die Öffnung 100 der ersten Platte 10A eingesteckt sind.
Die beschriebene Ausgestaltung erlaubt dabei das geradlinige Einstecken, wodurch verhindert werden kann, dass der Verguss 16 oder gar die Spule 11, 13 während des Zusammenbaus beschädigt werden. Zudem wird somit eine einfache und schnelle Montage ermöglicht.
Es versteht sich, dass die Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Beliebige der Merkmale können separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale, die hier beschrieben werden, aus und umfasst diese.
Bezugszeichenliste

1, 1': Stator
10A-10D: erste, zweite, dritte, vierte Platte
100-103: Öffnung
11: Spule
12A-12D: erstes, zweites, drittes, viertes Halteteil
120: erster Abschnitt
121: zweiter Abschnitt
13: weitere Spule
14: Befestigungsbereich
15: Basis
150: Halterung
16: Verguss
2: elektrische Maschine
20, 20': Rotor
200: Wellenflansch
201: Halterung
202: Permanentmagnet
21: Propeller
22: Lager
23: Wechselrichter
230A, 230B: Wechselrichtereinheit
3: Luftfahrzeug
30: Kabine
31: Batterie
α: Winkel
D: Drehachse
M1, M2: Mittellinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10 2022 109 871 A1 [0005]

Claims

Stator (1, 1') für eine elektrische Maschine (2), umfassend: - eine erste Platte (10A), - eine zweite Platte (10B), - eine zwischen der ersten Platte (10A) und der zweiten Platte (10B) verlaufende elektrische Spule (11), - ein erstes Halteteil (12A) und ein zweites Halteteil (12B), welche jeweils an der ersten Platte (10A) und an der zweiten Platte (10B) befestigt sind und zwischen denen die Spule (11) gehalten ist, wobei zumindest eines der Halteteile (12A, 12B) in Bezug auf eine zwischen den Platten (10A, 10B) verlaufende Mittellinie (M1) asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet ist.
Stator (1, 1') nach Anspruch 1, wobei beide Halteteile (12A, 12B) in Bezug auf die Mittellinie (M1) asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet sind.
Stator (1, 1') nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halteteile (12A, 12B) jeweils einen ersten Abschnitt (120) und einen zweiten Abschnitt (121) aufweisen, die in einem Winkel (α) zueinander verlaufen.
Stator (1, 1') nach Anspruch 3, wobei die beiden Platten (10A, 10B) parallel zueinander verlaufen und der jeweilige erste Abschnitt (120) senkrecht zu den Platten (10A, 10B) ausgerichtet ist.
Stator (1, 1') nach Anspruch 3 oder 4, wobei sich der jeweilige erste Abschnitt (120) über die Mittellinie (M1) hinweg erstreckt.
Stator (1, 1') nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der erste Abschnitt (120) des ersten Halteteils (12A) senkrecht in eine Öffnung (101) in der zweiten Platte (10B) eingesteckt ist und der erste Abschnitt (120) des zweiten Halteteils (12B) senkrecht in eine Öffnung (100) in der ersten Platte (10A) eingesteckt ist.
Stator (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halteteile (12A, 12B) baugleich oder spiegelverkehrt zueinander ausgebildet sind.
Stator (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halteteile (12A, 12B) jeweils L-förmig oder V-förmig ausgebildet sind.
Stator (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halteteile (12A, 12B) die Spule (11) jeweils abschnittsweise umgreifen.
Stator (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen den Halteteilen (12A, 12B) ein rautenförmiger Freiraum gebildet ist, in welchem die Spule (11) angeordnet ist.
Stator (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Vielzahl von Paaren aus jeweils einem ersten Halteteil (12A) und einem zweiten Halteteil (12B).
Stator (1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: - eine dritte Platte (10C), - eine vierte Platte (10D), - eine zwischen der dritten Platte (10C) und der vierten Platte (10D) verlaufende weitere elektrische Spule (13), - ein drittes Halteteil (12C) und ein viertes Halteteil (12D), welche jeweils an der dritten Platte (10C) und an der vierten Platte (10D) befestigt sind, und zwischen denen die weitere Spule (13) gehalten ist, wobei zumindest eines des dritten und vierten Halteteils (12C, 12D) in Bezug auf eine zwischen der dritten und der vierten Platte (10C, 10D) verlaufende Mittellinie (M2) asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet ist, und/oder wobei zumindest eines des dritten und vierten Halteteils (12C, 12D) senkrecht in eine Öffnung (100, 101) in einer der dritten und vierten Platte (10C, 10D) eingesteckt ist.
Stator (1, 1') nach Anspruch 12, wobei die vier Platten (10A-10D) parallel zueinander und allesamt entlang einer Axialrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Stator (1, 1') für eine elektrische Maschine (2), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: - eine erste Platte (10A), - eine zweite Platte (10B), - eine zwischen der ersten Platte (10A) und der zweiten Platte (10B) verlaufende elektrische Spule (11), - ein erstes Halteteil (12A) und ein zweites Halteteil (12B), welche jeweils an der ersten Platte (10A) und an der zweiten Platte (10B) befestigt sind, und zwischen denen die Spule (11) gehalten ist, wobei zumindest eines der Halteteile (12A, 12B) senkrecht in eine Öffnung (100, 101) in einer der Platten (10A, 10B) eingesteckt ist.
Elektrische Maschine (2), umfassend: - einen Stator (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche und - einen relativ zum Stator (1, 1') drehbaren Rotor (20, 20').
Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 15, wobei der Rotor (20, 20') den Stator (1, 1') außen umgibt.
Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 15 oder 16, ausgebildet in Form einer Transversalflussmaschine.
Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Rotor (20, 20') einen Propeller (21) antreibt.
Fahrzeug, insbesondere Luftfahrzeug (3), umfassend die elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 18.
Verfahren zur Herstellung eines Stators (1, 1'), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend: - Bereitstellen einer ersten Platte (10A), an welcher ein erstes Halteteil (10A) befestigt ist und welche eine Öffnung (100) aufweist; - Bereitstellen einer zweiten Platte (10B), an welcher ein zweites Halteteil (10B) befestigt ist und welche eine Öffnung (101) aufweist; - Anordnen einer elektrischen Spule (11) am ersten Halteteil (12A) oder am zweiten Halteteil (12B); und - Bewegen der ersten Platte (10A) geradlinig auf die zweite Platte (10B) zu, bis das erste Halteteil (12A) in die Öffnung (101) der zweiten Platte (10B) und das zweite Halteteil (12B) in die Öffnung (100) der ersten Platte (10A) eingesteckt sind.