CN106663983A - 用于电机的线圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机定子的线圈(10)，包括：绕线模(20、60)，该绕线模具有绕线区域(22、62)，该绕线区域通过绕线支架(24、64)和两个限定绕线区域(22、62)并且与绕线支架(24、64)连接的侧板(30、40；70、80)形成，并且其中，至少一个侧板(40)具有第一线材引导区域(42a、42b)；布置在绕线模(20、60)上的、由绕组线(82d)形成的线圈绕组(82)，该线圈绕组具有绕组始端区域(84a)和绕组末端区域(84b)以及分别从绕组始端区域(84a)和绕组末端区域(84b)延伸的线圈端部(82a、82e)，其中，线圈端部(82a、82e)布置在第一线材引导区域(42a、42b)处并且在此处从线圈(10)离开。提出，位于绕组始端区域(84a)或绕组末端区域(84b)和第一线材引导区域(42a、42b)之间的线圈端部(82a、82e)形成有线材自由区段(86)，绕组线(82d)在该线材自由区段中无支撑地铺设。

Description

用于电机的线圈

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于电机的线圈。

背景技术

由文献DE 198 50 818 A1已知这种类型的线圈，该线圈具有由塑料制成的绕线模，该绕线模具有绕线区域以用于容纳线材绕组，并且其中，绕线区域分别通过设置成贴靠在电机定子叠片组上的绕线支架和两个限定绕线区域并且与绕线支架连接的侧板形成。线圈端部在此处通过直接相邻的连接组件的多个共同的环形导体例如连接成三角形电路或星形电路并且因此机械地固定，其中，线圈端部以尽可能短的路径引导至其连接点。

这种组件承受由运行所决定地、尤其在与内燃机的相互作用中在车辆传动系中出现的振动。在此可出现相对运动和线圈绕组与连接组件的持久的交变载荷，其中，尤其线圈端部受载。结果，绕组线的绝缘外套可受损，并且可在处于不同电势上的导体元件之间产生短路。在最不利的情况下，可在该区域中出现线材断裂，这可导致功率受限或电机失效。

发明内容

基于所提到的现有技术，本发明的目的在于提供一种开头提及类型的线圈，其在振动的影响下提供更大的抵抗能力和更大的功能可靠性。

该目的通过这种类型的具有权利要求1的特征部分的特征的线圈来实现。由从属权利要求得到本发明的有利的设计方案和改进方案。

在此提出的线圈，尤其用于电机定子的线圈，首先包括绕线模，该绕线模具有绕线区域，该绕线区域通过绕线支架和两个限定绕线区域并且与绕线支架连接的侧板形成，并且其中，至少一个侧板具有第一线材引导区域。线圈还包括布置在绕线模上的、由绕组线形成的线圈绕组，该线圈绕组具有绕组始端区域和绕组末端区域以及分别从绕组始端区域和绕组末端区域延伸的线圈端部，其中，线圈端部布置在第一线材引导区域上并且在此处从线圈离开。

绕组始端区域或绕组末端区域应理解为线圈绕组的这样的部分，在该部分处绕组线进入到环绕的缠绕的线圈绕线方向中或从该线圈绕线方向离开，并且在此相对于环绕地缠绕为线圈的线材改变方向。换言之，绕组始端区域和绕组末端区域为线圈绕组的最始端或最末端。这些区域必要时可附加地通过将自粘漆包线用作绕组线经由烘烤与其余绕组机械地固定。

线材引导区域应理解为在侧板上实施的措施，其主要在侧板的预定位置处限制绕组线或线圈端部的运行自由并且至少在一个方向上引导线圈端部，其中，可实现一定程度的无间隙性。显然还可在两个或所有的三个独立的空间方向上限制运动自由。线圈线材还可在没有改变方向的情况下经过第一线材引导区域，这结合一定程度的无间隙性实现几乎不受阻碍地穿引至线圈连接组件，线圈端部固定或可固定在该线圈连接组件处。

根据本发明，线圈的特征尤其在于，线圈端部在绕组始端区域或绕组末端区域与第一线材引导区域之间具有线材自由区段，绕组线在该线材自由区段中无支撑地铺设。基本思想可在于，使形成在线圈处的线圈端部能够自由运动，尤其是自由振动，而不是如现有技术公开的那样，在其整个长度上固定在线圈本身处。例如，在由于因运行所引起的振动而出现构件扭曲时，将由此迫使产生的线材变形引入到相对更大的长度区段中，因而每单位长度的变形变得更小。可通过以下方式最大程度地避免绕组线的到目前为止反复出现的并且最终导致脆断的塑性变形，即，绕组线至少主要机械地在其弹性变形区域中受载并且由此导致断裂的破坏机理无关紧要。

线圈端部可通过直线路径、即以几乎最短的路径在产生某种程度的振动自由的情况下铺设在绕组始端区域和/或绕组末端区域与第一线材引导区域之间。在一种改进方案中，线材自由区段具有的长度可有利地大于绕组始端区域或绕组末端区域与第一线材引导区域的间距。由此还可进一步减小每单位长度作用的外力，其中，还降低了线材自由区段的固有振动频率。因此，线圈端部的更长的长度引起更好的相对于机械干扰因素的运动补偿。

进一步有利地，绕线模可在与第一线材引导区域相对而置的侧板上具有第二线材引导区域，绕组始端区域和/或绕组末端区域布置在该第二线材引导区域上。第二线材引导区域一方面用于线材从线材绕线方向朝相对而置的侧板的方向换向，并且另一方面引起减轻绕组线在绕组始端区域和绕组末端区域处的拉力负荷。为此目的，例如可在结构上在侧板上构造榫头、凸出部、换向槽等等。因此，线材自由区段在第一线材引导区域和第二线材引导区域之间延伸。

在这里原则性地提出的解决方案的范围中，线材自由区段可具有近似U形的弯，其例如可近似构造在线圈绕组的绕线平面中或可垂直于绕线平面来构造。通过构造这种弯可以简单的方式实现显著地延长线材自由区段。该措施可尤其用在如下这样的线圈中，在其中绕组始端区域和/或绕组末端区域在空间上相邻于侧板构造有第一线材引导区域，绕组线通过该第一线材引导区域离开线圈。

根据上文所阐述的设计方案的替代设计方案或附加设计方案，为了能够实现削减从外部引入的振动能量，线材自由区段还可至少部分地螺旋形地构造。这种实施方案可尤其用在、然而不仅仅用在如下线圈中，在该线圈中绕组始端区域和/或绕组末端区域在空间上构造成远离具有第一线材引导区域的侧板，绕组线通过该第一线材引导区域离开线圈，并且其中，在另一侧板上借助于第二线材引导区域引导绕组线。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施方式示例性地阐述本发明。

其中：

图1a、图1b示出了用于电机定子的单齿线圈的两个不同的图示，单齿线圈具有在形成线材自由区段的情况下固定在绕线模的侧板上的两个线圈端部；

图2a－图2d示出了用于电机定子的单齿线圈的不同的图示，单齿线圈具有在形成线材自由区段的情况下固定在绕线模的两个侧板上的两个线圈端部。

相同的对象、功能单元或相似的部件在附图中用相同的附图标记来表示。此外，总括性的附图标记用于在实施例或图示中多次出现、然而在一个或多个特征方面一起进行说明的部件和对象。通过相同或总括性的附图标记说明的部件或对象可在单个、多个或所有特征方面(例如其尺寸)相同地、然而必要时也可不同地实施，只要说明书中没有明确或暗含地给出不同解释。

具体实施方式

图1a、图1b和图2a－2d分别示出了线圈10，其尤其用于布置在电机的在此未示出的定子(例如永久励磁的同步电机的定子)的齿上。

线圈10包括两个可在端侧作为端盖布置在定子齿上的、由塑料制成的绕线模20、60，绕线模分别具有绕线区域22、62。绕线区域22、62通过确定成贴靠在定子齿上的绕线支架24、64和两个限定绕线区域22、62并且与绕线支架24、64连接的侧板30、40；70、80形成。总地来看，绕线模20相应于已经已知的绕线模。在绕线模20、60之间在两侧构造有另一绕线区域12a，其在线圈10装配于定子上的状态中在一个定子齿上延伸。

在绕线模20、60上布置有由能弯曲的形状相对稳定的绕组线82d、尤其漆包铜线形成的线材绕组82或者说线圈绕组82。因此，线材绕组82占据由绕线区域12a、22和62形成的空间。可看出的是，线圈10具有两个自由的线圈端部82a、82e或者说绕组端部82a、82e，这两个端部固定在绕线模20上或在此处受引导，并且此外还一起固定在侧板40上或在此处受引导。从外面来看，在线圈10处，线圈端部82a、82e过渡至绕组始端区域84a和绕组末端区域84e。

绕组始端区域84a或绕组末端区域84e应理解为线圈绕组82的这样的部分：在该部分处，绕组线82d进入到环绕的缠绕的线圈绕线方向中或从该线圈绕线方向离开，并且在此相对于环绕地绕为线圈10的线材82d改变方向。换言之，绕组始端区域84a和绕组末端区域84e为线圈绕组82的最始端和最末端。

为了引导线圈端部82a、82e，在此在侧板40上设置槽状或切口状实施的第一线材引导区域42，绕组线82d嵌入该线材引导区域中，绕组线在此处有一定间隙地在三个侧面处受到引导，并且其中，线圈线材82d可在不改变方向的情况下几乎不受阻碍地朝在此未示出的线圈连接组件的方向穿过。

通过附图标记42a表示线材引入区域，并且通过附图标记42b表示线材引出区域。绕组端部82a、82e的固定或引导一方面用于获得线材绕组82的形状，另一方面应由此使自由的线圈端部或绕组端部82a、82e以预定的方式在空间上定向，以便因此为例如通过熔焊、钎焊、压接或类似的方式连接在位于线圈10之外的位置处做好准备。

通过图1a、图1b、图2a－2d示出的所有线圈10是一致的，从而线圈端部82a、82e在绕组始端区域84a或绕组末端区域84e与第一线材引导区域42(即，线材引入区域42a和线材引出区域42b)之间具有线材自由区段86a－86m，绕组线82d在所述线材自由区段中无支撑地铺设。由于这些线材自由区段86，线圈端部82a、82e可在外部振动的影响下自由运动并且因此无干扰地削减引入的能量。

此外，在用图示出的所有实施例中，线材自由区段86具有的长度长于绕组始端区域84a或绕组末端区域84e和第一线材引导区域42的距离。在图1a和图1b中，线材自由区段86a－86d附加地分别具有U形的弯88，其在图1a中大致形成在线圈绕组82的绕线平面中，而在图1b中垂直于绕线平面形成。绕线平面在此可理解为在线圈绕组82处通过绕组线82d的环绕而限定的平面。在通过图1a、图1b示出的线圈10中，绕组始端区域84a和绕组末端区域84b构造成在空间上与具有第一线材引导区域42的侧板40相邻，绕组线82d穿过该第一线材引导区域离开线圈10。

在通过图2a－2d示出的实施例中，绕线模20在与第一线材引导区域42相对而置的侧板30上具有第二线材引导区域44；44a、44b，绕组始端区域84a和绕组末端区域84e布置在该第二线材引导区域上。第二线材引导区域44一方面用于线材从线材绕线方向换向到相对而置的侧板40的方向上，并且另一方面引起减轻绕组线82d在绕组始端区域84a和绕组末端区域84e处的拉力负荷。为此目的，在图2a中的第二线材引导区域44包括两个从侧板30突出的榫头45a、45b，并且在图2b－2d中分别包括突出的钩子46a、46b。因此，线材自由区段86e－86m相应在第一线材引导区域42和第二线材引导区域44之间延伸。

在图2a中的线材自由区段86e、86f以最短的路径在线材引导区域42和44之间伸延，而在图2b中的线材自由区段86g、86h具有弯88，尤其是扩开的U形弯，该弯在此构造成近似垂直于线圈绕组82的绕线平面。

在通过图2c和图2d示出的线圈10中，为了能够实现削减从外部引入的振动，线材自由区段86i、86k；86l、86m具有螺旋形区域90、92，这些区域在绕线模20处具有不同的定向。在此，在图2c中区域90盘绕一圈并且形成有垂直于线圈10的绕线平面布置的盘绕平面。图2d中的区域92盘绕多圈，其中，其盘绕平面近似与线圈10的绕线平面重合。就此而言，盘绕平面应理解为在绕组线82d环绕时得到的中间平面。

附图标记：

10 线圈

12a 绕线区域

20 绕线模

22 绕线区域

62 绕线区域

24 绕线支架

30 侧板

40 侧板

42 第一线材引导区域

42a 线材引入区域

42b 线材引出区域

44、44a、44d 第二线材引导区域

45a、45b 榫头

46a、46b 钩子

60 绕线模

64 绕线支架

70 侧板

80 侧板

82 线材绕组

82a、82e 线圈端部、绕组端部

82d 绕组线

84a 绕组始端区域

84e 绕组末端区域

86a－86m 线材自由区段

88 弯

90、92 螺旋形区域

Claims (5)

1.一种用于电机定子的线圈(10)，包括：

－绕线模(20、60)，其具有绕线区域(22、62)，该绕线区域通过绕线支架(24、64)和两个限定所述绕线区域(22、62)并且与所述绕线支架(24、64)连接的侧板(30、40；70、80)形成，并且其中，至少一个侧板(40)具有第一线材引导区域(42a、42b)，

－线圈绕组(82)，其布置在所述绕线模(20、60)上、由绕组线(82d)形成，该线圈绕组具有绕组始端区域(84a)和绕组末端区域(84e)以及分别从所述绕组始端区域(84a)和所述绕组末端区域(84e)延伸的线圈端部(82a、82e)，其中

－线圈端部(82a、82e)布置在所述第一线材引导区域(42a、42b)处并且在此处从所述线圈(10)离开，

其特征在于，线圈端部(82a、82e)在所述绕组始端区域(84a)或所述绕组末端区域(84e)和所述第一线材引导区域(42a、42b)之间具有线材自由区段(86)，所述绕组线(82d)在该线材自由区段中无支撑地铺设。

2.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于，所述线材自由区段(86)具有的长度长于绕组始端区域(84a)或绕组末端区域(84e)和所述第一线材引导区域(42a、42b)的间距。

3.根据权利要求1或2所述的线圈，其特征在于，所述绕线模(20)在与所述第一线材引导区域(42a、42b)相对而置的侧板(30)上具有第二线材引导区域(44a、44b)，所述绕组始端区域(84a)和/或所述绕组末端区域(84e)布置在该第二线材引导区域上，并且其中，所述线材自由区段(86)在所述第一线材引导区域(42a、42b)和所述第二线材引导区域(44a、44b)之间延伸。

4.根据权利要求2或3所述的线圈，其特征在于，所述线材自由区段(86)具有U形弯(88)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的线圈，其特征在于，所述线材自由区段(86)具有螺旋形区域(90、92)。