CN107210641B - 电马达以及用于该电马达的开关单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电马达(28)，电马达具有开关单元(21)，开关单元具有若干接触电线(19)并且具有环形框架件(22)，其中接触电线(19)被布置成用于定子绕组的线圈端部的接线环(18)，而且接触电线的电线端部(20)与切夹接触部(1)连接，切夹接触部(1)中的每个都具有两个在形成切夹缝隙(2)的情况下彼此间隔开的切夹腿(3)，切夹腿用于连接电线端部(20)中的至少两个，而且其中开关单元(21)的框架件(22)具有与切夹接触部(1)的数目相对应的数目的插槽(23)，插槽用于容纳切夹接触部(1)。

Description

电马达以及用于该电马达的开关单元

技术领域

本发明涉及一种电马达，尤其是机动车的散热器风扇马达，电马达具有用于电马达的马达绕组或定子绕组的线圈端部的开关单元。此外，本发明还涉及一种这样的开关单元。

背景技术

无刷电马达具有定子，定子具有若干例如星形布置的定子齿，定子齿承载呈单个的定子线圈的形式的电定子绕组(马达绕组)，定子线圈就其而言由绝缘线绕成。线圈以其线圈端部配属给各个支路，而且彼此间以预先确定的方式通过开关单元的连接导体接线。

在无刷电马达作为三相交流电机的情况下，定子具有三个支路并且因此具有至少三个连接导体，连接导体分别相位错开地加载电流，以便产生旋转磁场，在旋转磁场中，通常配设永磁体的转子或转动件进行旋转。连接导体为了操控电马达而被引导到马达电子装置上。定子绕组的线圈借助连接导体以确定的方式彼此接线。接线的方式通过定子绕组的绕组方案来确定，其中作为绕组方案常见的是线圈的星形线路或三角形线路。

US 2011/0057524 A1公开了一种用于无刷电磁马达的电插拔连接系统。无刷电磁马达包括三相定子绕组，三相定子绕组在每个相都具有若干绕组，绕组要么并联要么串联。插拔连接系统包括：环形引线元件，其用于容纳绕组的端部；以及呈三个环形连接轨形式的连接容纳部，环形连接轨分别具有电缆接线夹作为末端。此外，连接轨还具有轴向扩展的接线柱，接线柱用于确保三个经过引线元件的缝隙的相的电接触。

从US 2005/0088049 A1公知一种用于具有环形定子组的电动马达的定子，定子组具有多个定子齿。环形连接单元安装在定子的端侧或者端面上。环形连接单元包括偏转元件以及承载元件，承载元件配备有容纳部和缝隙。一排相对彼此绝缘的连接环位于容纳部中，连接环中的每个都具有接触元件，接触元件通过缝隙向外引导。

从DE 10 2009 036 128 A1公知一种具有带十二个定子绕组的定子的电马达，十二个定子绕组局部串联并且最终接线成星形线路。为了进行接线，设置有承载元件和由四个电线构成的迹线结构，四根电线由承载元件容纳，其方式是电线被修剪到承载元件中。电线形成完整的环或者局部地形成环区段，其中这种电线作为完整的环与定子绕组的线圈端部相关地构造星形线路。承载元件具有线圈端部的轴向导向装置，其中在线圈端部与各自的电线之间的电连接通过钎焊、熔焊或者热填缝来实现。

具有由圆电线组成的用于连接和接触电线圈端部的接触电线的线路单元从US 7,948,130 B2公知并且由DE 102 61 611 A1公知。在由圆电线组成的接触电线的情况下，借助常用的电阻焊实现的与线圈端部的接触是有问题的，这是由于线圈端部以及各自的接触电线的圆形电线横截面，这些圆形电线横截面导致在借助平滑的或平面的电极进行焊接的情况下使得所参与的电线易于倾斜。电线的这种倾斜由于频繁的错误焊接而导致不希望地高的次品。

发明内容

因而，本发明所基于的任务在于，说明一种电马达，电马达具有特别适合于绕组线圈的简单且可靠的连接和接触的开关单元。此外，还应该说明一种开关单元，开关单元具有若干优选环形地布置成接线环的用于给线圈接线的接触电线，接触电线的电线端部以特别适合的方式和方法彼此导电连接或者能彼此导电连接和/或与马达绕组的相接线端子连接或者能连接。

按照本发明，关于电马达，该任务利用权利要求1的特征来解决，而在开关单元方面，该任务利用权利要求9的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

为此，电马达具有开关单元，开关单元具有若干接触电线并且具有如下的环形框架件，该环形框架件具有若干缝隙式的插槽。在此，接触电线布置成用于定子绕组的线圈端部的接线环。优选地配设有绝缘外套(绝缘部)的接触电线(铜电线)的电线端部与切夹(Scneid-Klemm)接触部连接，也就是说彼此导电接触。切夹接触部或者每个切夹接触部都具有两个在形成具有自由端部侧的缝隙开口的切夹缝隙的情况下彼此间隔开的切夹腿，切夹腿用于分别连接电线端部中的至少两个，其中切夹接触部在装配状态下插装到开关单元的框架件的插槽中。为此，适当地，框架件的各自的插槽具有与插入到该插槽中的切夹接触部的切夹缝隙对齐的缝隙。适宜地，切夹接触部以及框架件侧的插槽的缝隙轴向地、也就是说关于电马达的装配状态沿轴向方向地延伸。

切夹接触部通常是连接元件，以便使插头元件与电线(例如配设绝缘部的电线)连接。这样的切夹接触部通常被设置和构造用于各个电线的切夹接触。

与此相应，按照本发明的切夹接触部被构造用于将两个或者更多个电线(铜电线)连接成持久的连接。因而，在有利的设计方案中，切夹接触部的切夹缝隙和/或切夹腿被构造成，使得至少两个沿缝隙纵向方向相继插送到切夹缝隙中并且在那里沿至少一个腿侧的切割边缘引导的电线端部可靠地夹持接触。

按照一个适宜的改进方案规定：切夹接触部的或每个切夹接触部的切夹缝隙沿缝隙纵向方向具有连到腿自由端部侧的缝隙开口的第一缝隙区域和连到第一缝隙区域的、尤其是钻石形或菱形地展开的第二缝隙区域。适当地，各自的切夹接触部的腿或每个腿都在腿外侧具有至少一个凸起的接合轮廓。

附加地或可替换地，一个适合的设计方案规定，切夹接触部的或每个切夹接触部的切夹缝隙在沿缝隙纵向方向背离腿自由端部侧的缝隙开口的缝隙端部区域中具有优选圆形的留空部轮廓，留空部轮廓形成用于切夹腿的指定弯曲部位(德语，Soll-Biegestelle，中文，指定-弯曲部位)。

按照切夹腿的指定弯曲部位的适宜的改进方案，留空部轮廓构造成使切夹缝隙变窄的贴靠轮廓，被插送到切夹缝隙中的第一电线端部在贴靠轮廓上受止挡。于是，电线端部实际上形成用于插送到切夹缝隙中的第二电线端部的止挡部。

适当地，关于用于这种优选是无刷电马达的开关单元(该开关单元具有若干用于对定子绕组或马达绕组的线圈进行接线的接触电线)，切夹接触部形成相对应的数目的相接线端子，例如在三相电马达或三相马达绕组的情况下的三个相接线端子。在此，优选被布置成接线环的接触电线的电线端部的借助切夹接触部建立的连接也可以被使用于或应用于多相马达绕组或定子绕组的相接线端子。

切夹接触部具有两个腿(切夹腿)。在腿之间形成缝隙(切夹缝隙)，缝隙在腿自由端部敞开并且在对置的腿端部闭合。相互对置的腿边缘被构造成使得从缝隙开口插送到缝隙中的电线(导体)在下文被称作切割边缘的腿边缘(周向侧地)被切开和/或被切出口，而且在此电线绝缘部被切断。在此，有弯曲弹性的腿向各自的电线(各自的电线端部)施加弹性的夹持力。在电线或电线端部的切夹状态下，切夹腿的切割边缘一定程度上相切于通常比如是圆形的电线直径地延伸。

在此，切夹接触部的剪切边缘或切割边缘和/或缝隙几何形状是如下这样的，即，使得沿缝隙纵向方向，不仅第一电线(电线端部)而且至少一个第二电线(电线端部)都在同一切夹接触部的切夹缝隙中可靠地夹持接触。

在此，尤其是，电线(电线端部)的剪切深度与电线直径的确定的、预先给定的和/或所选择的比例借助切割边缘布置方案和/或轮廓来建立。在此，几何形状或切割边缘轮廓和/或缝隙几何形状是如下这样的，即，首先使得第一电线(电线端部)在进行接触时被压入到切夹接触部中并且在切割边缘或两个在缝隙两侧的切割边缘处被切开。在此，电线与切夹接触部的缝隙平面垂直地来定向。在切夹边缘的区域中，电线直径例如降低20％到25％，而随后在进行接触时切开的电线在其电线直径方面在剪切边缘的范围中被切开了例如10％到<20％的较小的数值。在此，电线或每个电线与切夹接触部的缝隙平面垂直地来定向。

在一个特别有利的设计方案中，缝隙几何形状是如下这样的，从缝隙开口出发，首先优选将比较短的第一剪切区域连到该缝隙开口上，并且所扩展的第二区域连到该第一剪切区域上，而且优选又将比较长的第三剪切区域连到第二区域上。所展开的区域例如是钻石形的，其方式是大致V形的锁止部分别安装到其中的两个对置的腿中。因为切夹接触部优选是冲裁件，所以不仅该几何形状而且呈现出被展开的区域的另外的几何形状或轮廓都是可设想的。在被展开的区域中，腿的面朝彼此的边缘不一定必须被实施为切割边缘。

优选与被展开的区域对置地将局部凸起的轮廓适当地在外侧成形到切夹腿上。此外，适当地，在外侧沿着切夹腿成形有或以冲裁技术安装有其它接合轮廓(栓和/或凹槽)。

缝隙的被展开的区域具有有利的目的以及适合的功能，一旦另外的(第二)电线在连到缝隙的插送开口处的、比较短或窄的剪切区域中到达彼此对置地布置的腿的切割边缘之间，就首先容纳在缝隙中被切开的(第一)电线。因为第一电线在该位置位于缝隙的被展开的区域中，在朝向缝隙开口前置的剪切区域中，两个腿的所需的切夹力对第二电线起作用。以这种方式，两个电线相继被切开并且随后可以通过被展开的区域以夹持接触的方式沿缝隙纵向方向继续延伸或继续挤压到连到被展开的区域上的切夹区域中，切夹区域作为夹持区域是尤其有效的。

按照另一有利的设计方案，切夹接触部和与其外轮廓、尤其是在其腿的区域中的外轮廓匹配的容纳槽共同起作用。适当地，容纳槽同样开有缝隙，其中彼此对置的槽侧的缝隙在切夹接触部的安装状态下与切夹接触部的缝隙对齐。在外侧被成形到切夹接触部上的接合轮廓能够实现切夹接触部在接合槽或容纳槽内部的牢固的力锁合(kraftschlüssig)和/或形状锁合(formschlüssig)的配合，由此使得优选通过腿对被接触的电线或每个被接触的电线施加可靠的和/或附加的力。在插槽或容纳槽中，如果切夹接触部被压入到附加的部分的接合槽中，那么在插槽或容纳槽的缝隙区域中已经可以插放要进行接触的电线。可替换地，也可以随后将已经与两个电线切夹接触的接触部插入到槽中。有利地，接合槽或者每个接合槽都是开关单元的(环形)框架件的组成部分，以用于电马达(尤其是机动车的散热器风扇马达)的定子或马达绕组的接触电线、线圈端部和/或相接线端子的以电路技术方式预先给定的接触。

例如，为了接触相侧的接线端子，三个这种类型的具有配属给切夹接触部的接合槽或插槽的切夹接触部被设置在开关单元的框架件(接线环或终止环)中并且例如彼此等距地来布置。此外适当地，优选圆环形的框架件容纳被设置用于定子绕组线圈的接线的接触电线，接触电线与相应的线圈端部和/或相接线端子接触。

附图说明

下面，依据附图进一步阐述本发明的实施例。其中：

图1a和1b示出了切夹接触部，其带有在没有或者具有在腿外侧布置的缝隙开口的接合轮廓的情况下的两个切夹腿两侧的切夹缝隙中的一个；

图2示出了切夹接触部的切夹腿中的一个，具有在腿过渡区中的制造指定弯曲部位的圆形的留空部；

图3以示意图示出了具有多个布置成圆形的接触电线和三个等距地布置的切夹接触部的接线环；

图4以按照图3的图示示出了具有这种类型的接线环并且具有环形框架件的开关单元；

图5示出了按照图4的开关单元，没有接线环并且朝向插槽观看地没有被插入的切夹接触部；

图6以按照图5的图示示出了具有关闭的线圈箱的开关单元的实施方式；

图7以立体图示出了具有安设的开关单元的定子；

图8以立体图示出了具有安设的开关单元的定子和转子以及电马达的与切夹接触部连接的电子装置(印刷电路板)；并且

图9以立体图示出了作为用于机动车的散热器风扇马达的包括开关单元和电子装置在内的电马达。

具体实施方式

图1a和1b示出了下文被简化地称作接触部的切夹接触部1，其具有下文也被简化地称作缝隙2的切夹缝隙，切夹接触部1的两个下文被简化地称作腿3的切夹腿在切夹缝隙两侧，即，切夹缝隙位于或形成在两个腿3之间。接触部1优选地是冲裁件。接触部1的腿3过渡到优选配设有贯穿孔(贯穿钻孔)4的接触头部5中。在腿3外侧，接合轮廓6(凹槽、栓)被成形或冲裁到腿3上。

在腿3的腿自由端部的区域中，缝隙2具有缝隙开口7。沿缝隙纵向方向8，比较短的第一切夹轮廓9连到缝隙开口7上。第一切夹轮廓9沿缝隙纵向方向8过渡到被展开的区域10中。被展开的区域优选地是钻石形的。在区域10上又连有另外的比较长的切夹区域，至少是夹持区域11。夹持区域11在与腿自由端部对置的端部上、也就是说在腿3的过渡区12上结束。

由于上述的接触几何形状能够实现一个电线的以及两个或更多个电线的可靠的接触或连接。电线依次地沿缝隙纵向方向8插送或压入到缝隙2中并且在此在周向侧地(方位角地)被切开。在此，剪切深度大于或等于电线或每个电线的绝缘部(绝缘外套)的厚度。对此，腿3的面朝彼此的腿边缘在缝隙2的区域中以切割方式实施为切割边缘13。在缝隙2中被切开的第一电线的直径减小例如大约22％，而在缝隙2中被切开的另外的电线的直径减小例如大约16％，涉及具有例如1.12mm的直径和例如0.003mm的电线绝缘部(即大约1.15mm到1.16mm的总电线直径)的铜电线。

在切夹接触部1(在其中仅仅示出了左侧的切夹腿3)的在图2中所示出的实施方式中，钻石形的区域10在面朝缝隙开口7的侧具有尖形延伸的、比较显著的剪切轮廓10a。在腿3的过渡区12中或者在腿3的过渡区12上，设置有在该实施例中圆形的留空部轮廓12a。留空部轮廓12a导致腿3的腿宽度b与按照图1a和图1b的切夹接触部1(在过渡区12中没有这样的留空部轮廓)的腿宽度相比至少稍微降低。

如果腿3在用20表示的电线或电线端部插送到接触部1的切夹缝隙2中时向外弯曲，那么留空部轮廓12a限定了用于腿3的指定弯曲部位12b。此外，留空部轮廓12a形成了使切夹缝隙2变窄的贴靠边缘12c，例如呈扇形的超出部的形式的贴靠边缘12c，作为用于电线端部20的缝隙内部的止挡部。

图3示出了接线环18，其具有多个布置成圆形的接触电线19和三个等距地布置的切夹接触部1，切夹接触部1分别与两个电线或电线端部20切夹接触。

图4示出了具有这种类型的接线环18的开关单元21。开关单元21具有环形框架体(框架件)22，环形框架体(框架件)优选由塑料构成。在各自的切夹接触部1的区域中，环形框架体又具有容纳槽(插槽/接合槽)23，容纳槽用于容纳切夹接触部1。

图5示出了按照图4的具有两个插装到所配属的插槽23中的切夹接触部1的开关单元21或框架件22，而能在附图正面看到的插槽23在没有切夹接触部1的情况下能被看到。被引入到插槽23中的、在端侧又配设有缝隙开口24的缝隙25与各自的切夹接触部1的缝隙2对齐。在此，各自的框架侧的缝隙开口24位于与切夹接触部1的缝隙开口7对置的缝隙侧上，即，位于各自的插槽23的插送或插入侧上。

如在图3和4中识别出的那样，被接触的电线端部20垂直于由缝隙2撑出的缝隙平面地延伸。

图6示出了具有完整的关闭的线圈箱26的开关单元的另外的实施方式，线圈箱26成形到开关单元21的框架件22上。在电马达28的图7中示出的定子27的安装状态下，线圈箱26分别容纳电马达28的定子齿，而且以未进一步示出的方式和方法利用定子绕组的各个线圈被缠绕。

图8示出了按照图7的配设开关单元21的定子27，包括转子29和马达轴30以及包括电子装置(印刷电路板)31以及电子装置31与切夹接触部1经由切夹接触部1的接触头部5进行的接触部。这些接触头部5例如被插入到例如作为冲裁弯曲部位的由扁平电线制造的接触部(扁平接触部)或者接触区段33的压接板式的插槽32中，并且在这种情况下形成相接线端子，相接线端子用于定子或马达绕组的三相通电。

图9示出了作为机动车的散热器风扇马达的包括定子27、开关单元21和风扇叶轮34的被安装或被组合的电马达28。

附图标记列表

1 切夹接触部

2 切夹缝隙

3 切夹腿

4 贯穿孔/贯穿钻孔

5 接触头部

6 接合轮廓

7 缝隙开口

8 缝隙纵向方向

9 切夹轮廓

10 区域

11 切夹区域

12 过渡区

12a 留空部轮廓

12b 指定弯曲部位

12C 贴靠边缘/止挡部

13 切割边缘

18 接线环

19 接触电线

20 电线/电线端部

21 开关单元

22 框架件/框架体

23 容纳槽/插槽/接合槽

24 缝隙开口

25 缝隙

26 线圈箱

27 定子

28 电马达

29 转子

30 马达轴

31 电子装置/印刷电路板

32 插槽

33 接触部/接触区段

34 风扇叶轮

Claims (7)

1.一种电马达(28)，所述电马达具有开关单元(21)，所述开关单元具有若干用于定子绕组的线圈的接线的接触电线(19)并且具有环形框架件(22)，

-其中所述接触电线(19)被布置成用于线圈端部的接线环(18)，而且所述接触电线的电线端部(20)与切夹接触部(1)连接，所述切夹接触部中的每个都具有两个在形成切夹缝隙(2)的情况下彼此间隔开的切夹腿(3)，而且

-其中所述框架件(22)具有与所述切夹接触部(1)的数目相对应的数目的插槽(23)，所述插槽用于容纳所述切夹接触部(1)，

其特征在于，

所述开关单元(21)具有若干相接线端子，所述相接线端子由所述切夹接触部(1)形成或者包括这些切夹接触部，

每个切夹接触部(1)容纳并连接所述电线端部(20)中的至少两个，其中所述切夹接触部(1)的或每个切夹接触部(1)的切夹缝隙(2)和/或切夹腿(3)如下地构造，即，使得至少两个沿缝隙纵向方向(8)相继插送到所述切夹缝隙(2)中并且在那里沿至少一个腿侧的切割边缘(13)引导的电线端部(20)可靠地夹持接触，

所述切夹接触部(1)的或每个切夹接触部(1)的切夹缝隙(2)沿缝隙纵向方向(8)具有连到腿自由端部侧的缝隙开口(7)的带切夹轮廓(9)的第一缝隙区域和连到第一缝隙区域的、展开的第二缝隙区域(10)，其中，所述第二缝隙区域(10)连到所述第一缝隙区域的区域在面朝所述缝隙开口(7)的侧具有尖形延伸的剪切轮廓(10a)，并且

所述展开的第二缝隙区域(10)被设置并配置成用于，一旦第二电线端部(20)在连到的缝隙开口(7)处的第一缝隙区域中到达彼此对置地布置的切夹腿(3)的切夹轮廓(9)的切割边缘之间，就容纳首先被容纳到所述切夹缝隙(2)中的第一电线端部(20)。

2.根据权利要求1所述的电马达(28)，

其特征在于，

所述框架件(22)的各自的插槽(23)具有与被插入到所述插槽(23)中的切夹接触部(1)的切夹缝隙(2)对齐的缝隙(25)。

3.根据权利要求1所述的电马达(28)，

其特征在于，

所述切夹接触部(1)的或每个切夹接触部(1)的切夹缝隙(2)的第二缝隙区域(10)是钻石形或菱形的。

4.根据权利要求1所述的电马达(28)，

其特征在于，

所述切夹接触部(1)的或每个切夹接触部(1)的切夹缝隙(2)在沿缝隙纵向方向(8)背离腿自由端部侧的缝隙开口(7)的缝隙端部区域(11)中具有留空部轮廓(12a)，所述留空部轮廓形成用于所述切夹腿(3)的指定弯曲部位。

5.根据权利要求4所述的电马达(28)，

其特征在于，

用作指定弯曲部位的所述留空部轮廓(12a)是圆形的。

6.根据权利要求4所述的电马达(28)，

其特征在于，

用作指定弯曲部位的留空部轮廓(12a)构造成使所述切夹缝隙(2)变窄的贴靠轮廓(12c)，所述贴靠轮廓作为用于所述电线端部(20)或每个电线端部(20)的止挡部。

7.根据权利要求1所述的电马达(28)，

其特征在于，

各自的切夹接触部(1)的腿(3)或每个腿(3)都在腿外侧具有至少一个凸起的接合轮廓(6)。