CN111727543A - 电动马达及其切换单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动马达(2),电动马达具有切换单元(8),切换单元具有布置成用于定子绕组的线圈端部的互连环(22)的若干接触线材(24),并且具有呈环形的框架部分(28),框架部件具有若干插槽(30),具有在两个切夹式接线支脚(54)之间的切夹式接线缝(52)的切夹式接线接触部(14)分别插入或能插入到插槽中,以用于夹紧接触接触线材(24)的至少一个线材端部(26),其中,插槽(30)在相对置的槽壁(36)上分别具有槽缝(38),槽缝与插入到该插槽(30)中的切夹式接线接触部(14)的切夹式接线缝(52)对齐,并且其中,各个插槽(30)的两个槽壁(36)分别具有探伸到槽缝(38)中的用于每个容纳在槽缝(38)中的线材端部(26)的第一夹紧轮廓(42)。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动马达,该电动马达具有切换单元,该切换单元具有布置成用于定子绕组的线圈端的互连环的若干接触线材,以及具有呈环形的框架部分,框架部分具有若干插槽,切夹式接线接触部分别能插入到插槽中。此外,本发明还涉及这种切换单元和具有此类的切换单元的机动车辆的无刷式油泵马达。
背景技术
无刷式电动马达具有带若干例如呈星形的定子齿的定子,定子齿承载有呈单个定子线圈形式的定子电绕组(马达绕组),定子绕组本身由绝缘线材缠绕。线圈以其线圈端部配属于各支线,并且经由切换单元的连接导体以预定的方式依次互连,其中,连接导体例如被构造为呈环形地布置成互连环的接触线材。
在作为三相交流电机的无刷式电动马达的情况下,定子具有三个支线,并且因此具有至少三个连接导体,它们分别相位错开地被加载电流,以便产生交变磁场,通常设有永磁体的转子或动子在该交变磁场中旋转。连接导体被引导到马达电子器件上以用于驱控电动马达。定子绕组的线圈借助连接导体以特定的方式彼此互连。互连的类型由定子绕组的缠绕方案来确定,其中,作为缠绕方案常见的是线圈的星形连接或三角形连接。
由DE 101 52 006 A1公知有一种具有呈环形的定子轭的定子,在定子轭上布置有具有线圈端部的定子线圈和具有连接导体的互连装置。此外,在定子上构造有用于连接导体联接部的容纳元件,这些容纳元件分别具有被构造为缝的针对线圈端部的容纳器件。连接导体的联接部在此被实施为切夹式接线端,并且在所配属的容纳元件上成对地与线圈端部形成切夹式电连接部。
由WO 2016/124636 A1公知有一种具有切换单元的电动马达,该切换单元具有若干接触线材并且具有呈环形的框架部分,其中,接触线材布置成用于定子绕组的线圈端部的互连环,并且接触线材的线材端部与切夹式接线接触部连接。切夹式接线接触部分别具有两个彼此间隔开以形成切夹式接线缝的切夹式接线支脚,以用于连接其中至少两个线材端部,其中,切换单元的框架部分具有与切夹式接线接触部的数量相当的数量的用于容纳切夹式接线接触部的插槽。
与切夹式接线接触部待连接的接触线材设有绝缘的护套(绝缘部)。在建立此类的切夹式连接时,线材或其线材端部被压入到切夹式接线接触部的缝中,从而使切夹式接线接触部的置于缝侧翼的刀状的切夹式接线支脚在相应的位置处割断绝缘部,并在周向侧对线材切槽。在此可能的是,在压入期间,例如由于线材弯曲而导致线材并未居中地被放入在缝中,从而在压入切夹式接线接触部时,线材的一侧被切槽得相对较少,或者甚至仅在一侧剥开线材绝缘部。因此,只有相对较小的线材面积用于接触。
在将一个以上的线材端部与切夹式接线接触部连接时,这些线材可能尤其是基于其拉伸而具有不同的直径。因此,在将线材相继压入时,促使了线材的非居中取向,因此又可能使相对较小的线材面积被用于接触。
容纳切夹式接线接触部的插槽在此在其彼此相对置的槽壁上分别具有槽缝以用于容纳线材。由DE 10 2013 114 688 A1和DE 20 2010 016 199 U1中公知的是,在两个槽壁中的一个上布置有针对相应的线材端部的保持轮廓。由DE 10 2013 114 688 A1还公知的是,在槽缝的撑托面的端部区域中构造有定心棱柱,以用于线材取向。
发明内容
本发明的任务是说明一种电动马达,其中,建立起电动马达的接触线材的特别可靠的连接和接触。此外应说明一种用于电动马达的相应的切换单元,以及一种尤其是机动车辆的无刷式油泵马达,其具有这种切换单元。
关于电动马达,根据本发明,该任务利用具有权利要求1的特征来解决,关于切换单元,利用具有权利要求9的特征来解决,并且就油泵马达方面利用具有权利要求10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。在此,与电动马达结合的实施方案按意义地也适用于切换单元,并且反之亦然。
为此,电动马达包括切换单元,切换单元具有布置成用于定子绕组的线圈端部的互连环的若干接触线材,并且具有呈环形的框架部分。在此,框架部件具有若干插槽,具有在两个切夹式接线支脚之间的切夹式接线缝的切夹式接线接触部分别插入或能插入到插槽中,以用于夹紧接触接触线材的至少一个线材端部,换句话说,切夹式接线接触部或每个切夹式接线接触部分别具有两个相互间隔开的切夹式接线支脚,以用于形成切夹式接线缝,其中,切夹式接线缝在自由端部侧对于切夹式接线支脚来说是敞开的。此外,插槽在相对置的槽壁上分别具有槽缝,槽缝与插入到该插槽中的切夹式接线接触部的切夹式接线缝对齐。切夹式接线缝以及槽缝适宜地轴向延伸,也就是说相对于马达轴平行地延伸。在此,槽壁包括夹紧容纳部,在装配过程中,切夹式接线接触部容纳在夹紧容纳部中或处于容纳状态。插槽或切夹式接线接触部的数量特别优选地相当于电动马达的相联接端的数量。
此外,根据本发明,各个插槽的两个具有槽缝的槽壁分别具有探伸到槽缝中用于每个容纳在槽缝中的线材端部的第一夹紧轮廓。
切夹式接线支脚在彼此相对置的侧上具有至少一个刀状地实施的区域,从而使从缝开口导入到切夹式接线缝中的线材端部被切槽和/或切开,并且因此割断其线材绝缘部。尤其是弯曲弹性的切夹式接线支脚在此将类似弹簧的夹紧力施加到各个线材端部(各个线材)上。在线材或线材端部的切夹式接线状态下,切夹式接线支脚的刀刃几乎相对通常大致呈圆形的线材直径切向地延伸。
优选地在装配过程中,当将切夹式接线接触部插入到所配属的插槽中时,一个待接触的线材端部(线材)或多个待接触的线材端部(线材)就已经被引入到槽缝中。特别有利地,以该方式,借助夹紧轮廓使容纳在槽缝中的线材端部或每个线材端部以如下方式取向并固定,使得插入的线材端部基本上垂直于由夹紧容纳部限定(展开)的平面定向,并且避免或至少减少了线材端部在插槽中的弯曲。由于两个槽壁分别具有第一夹紧轮廓,改善了线材端部或每个线材端部的这种取向,或者进一步减少了其弯曲。以该方式,借助相应的切夹式接线接触部的两个切夹式接线支脚实现了各个线材在其两个侧翼上的相对均匀和可靠的接触。
在此,固定一个线材端部或多个线材端部的(夹紧)力不应大到使得在装配过程中妨碍切夹式接线接触部的压入并且/或者在引入到插槽中时尤其是在缠绕时使线材端部不变弯。一个线材端部或多个线材端部尤其是基于包围线材的绝缘部的和线材端部本身的至少轻微的可变形性而被夹入到第一夹紧轮廓中。夹紧力在此尤其通过第一夹紧轮廓的形状并通过其伸入至槽缝中的深度以及取决于线材直径和线材端部的绝缘部的厚度来确定或能由它们确定。
根据有利的改进方案,各个槽壁的第一夹紧轮廓布置在槽壁的两个置于槽缝侧翼的夹紧侧上。换句话说,第一夹紧轮廓布置在各个槽壁的两个夹紧侧上。夹紧侧应被理解为槽壁的如下那些侧,其尤其沿着缝纵向方向邻接槽缝,并且因此也邻接引入到缝中的一个或多个线材端部。以该方式,使得容纳在缝中的线材端部或每个线材端部相对于槽缝居中取向。因此,一个线材端部或多个线材端部也相对于切夹式接线缝居中布置,切夹式接线缝借助切夹式接线支脚形成。因此,有利地,将一个线材端部或多个线材端部相对均匀地剥开绝缘部并切槽,由此又提高了接触的可靠性。
根据有利的实施方式,在其中一个槽壁的外侧上布置有具有拱顶缝的拱顶状隆起的突起部,拱顶缝与槽缝对齐。外侧在此是槽壁的与夹紧容纳部背对的一侧。在合适的实施方案中,置于拱顶缝侧翼的一侧具有第二夹紧轮廓,该第二夹紧轮廓例如具有类似于第一夹紧轮廓的形状。因此,线材端部或每个线材端部借助突起部的置于拱顶缝侧翼的一侧进行附加取向和固定。以该方式,进一步减少了线材端部或每个线材端部在夹槽中弯曲。
根据合适的设计方案,第一夹紧轮廓和附加或替选地第二夹紧轮廓被构造为肋或肋副,该肋或肋副沿槽缝的纵向方向延伸。在替选的实施方案中,夹紧轮廓具有菱形或蜂窝形状,其在与置于相应的缝侧翼的一侧或多侧上延伸。
特别适宜地,至少两个线材端部容纳在其中一个槽缝中并且与相应的切夹式接线接触部连接。以该方式,使得尤其是两个或更多个接触线材借助相应的切夹式接线接触部接触,也就是彼此电连接,从而使所有配属的接触线材可以仅借助其中一个切夹式接线接触部与电动马达的相联接端连接或处于连接中。
为此,切夹式接线接触部或每个切夹式接线接触部的切夹式接线缝在缝纵向方向上具有与支脚自由端部侧的缝开口联接的第一缝区域和与该第一缝区域联接的扩宽的第二缝区域。例如,第二缝区域菱形或六面体形地加宽。
在装配过程中,第一线材端部在接触时首先被挤入切夹式接线接触部中并被切槽。在此,线材端部的线材直径在切夹式接线棱边的区域中减小。切夹式接线缝的扩宽的第二区域具有有利的目的是,使得一旦第二线材端部到达在切夹式接线接触部的构造为刀刃的切夹式接线支脚之间的与缝开口联接的、优选相对短或窄的第一(切割)区域中,就容纳在切夹式接线缝中首先被切槽的线材端部。由于在该定位中第一线材端部位于切夹式接线缝的扩宽的区域中,因此在朝向缝开口前置的切割区域中,两个切夹式接线支脚的所需的切夹力将作用到第二线材端部上。引入到切夹式接线缝中的另外的线材端部类似地适用于此。在此,线材端部或每个线材端部相对切夹接触部的缝平面法向地定向。此外,在此,在第一线材端部之后引入到切夹式接线缝中的那个线材端部的线材直径依次地分别以很小的量被切槽或减小了很小的量。换句话说,被考虑用于接触的线材面积依次缩小。
根据有利的改进方案,各个切夹式接线接触部的切夹式接线支脚或每个切夹式接线支脚在支脚外侧,即在其背离切夹式接线缝的侧上具有至少一个隆起的拼接轮廓。该拼接轮廓优选与相应的插槽的没有开缝的两个槽壁协同作用。拼接轮廓(根据它们的形状而定地)以有利的方式能够实现切夹式接线接触部在插槽内部的力锁合(kraftschlüssig)和/或形状锁合(formschlüssig)的安置。例如,为此,在切夹式接线支脚上成形有槽、肋、钩和/或榫舌,如通过冲压技术引入,它们优选与布置在所配属的槽壁上的相应的对应件能够实现力锁合和/或形状锁合。
就切换单元方面而言,该切换单元具有若干接触线材,以用于将定子绕组的线圈与相联接端互连。这些相联接端在此分别借助切夹式接线接触部形成或包括切夹式接线接触部,其中,这些切夹式接线接触部插入或能插入在框架部分的各一个插槽中。例如,设置并相互等距地布置有三个切夹式接线接触部,用于相联接端的接触。
为了利用所配属的切夹式接线接触部与接触线材的一个相应的线材端部或多个相应的线材端部进行接触,线材端部或每个线材端部容纳在插槽的彼此相对置的槽壁的槽缝中。在此,线材端部或每个线材端部借助两个槽壁的两个第一夹紧轮廓来固定,尤其用于建立相对可靠的接触。
机动车辆的无刷式油泵马达具有其中一个上述变型方案中的电动马达。因此,油泵马达尤其具有带有框架部分的切换单元,该框架部分又包括若干用于容纳切夹式接线接触部的插槽,插槽在对置的槽壁上分别具有槽缝。在此,插槽或每个插槽的两个槽壁中的每个槽壁具有探伸到槽缝中的第一夹紧轮廓。
附图说明
下面参照附图更详细地解释本发明的实施例。其中:
图1以透视图示出具有定子、转子以及电子器件的电动马达,该定子上安坐有切换单元,该电子器件借助切夹式接线接触部与互连环连接;
图2以透视图示出切换单元,该切换单元具有呈环形的框架部分以及互连环,其中,该互连环具有多个呈圆形布置的接触线材,并且其中,互连环的两个线材端部分别与插入到框架部分的插槽中的切夹式接线接触部连接;
图3a以俯视图示出根据现有技术的插槽,其中,插槽的相对彼此对置的槽壁中的两个槽壁分别具有槽缝,线材端部相对于槽缝不居中地容纳到槽缝中;
图3b以俯视图示出根据本发明构成的插槽,插槽的具有槽缝的槽壁分别具有探伸到相应的槽缝中的第一夹紧轮廓,以及具有布置在其中一个槽壁的外侧上呈拱顶状的突起部,该突起部的拱顶缝与相应的槽缝对齐;
图3c以俯视图示出根据图3b的插槽,其具有容纳在其中的线材端部;
图3d以前视图示出根据图3b的插槽,其具有两个容纳在其中的两个线材端部,这些线材端部与其中一个切夹式接线接触部接触;并且
图4以透视图示出切夹式接线接触部,其具有在两个切夹式接线接触部侧翼的切夹式接线缝,切夹式接线缝具有扩宽的缝区域。
在所有附图中,彼此对应的部分设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了作为用于机动车辆的优选无刷式油泵马达的电动马达2。电动马达2具有转子4和马达轴6以及设有切换单元8的定子10。此外,电动马达2具有电路板(电子器件)12,该电路板经由其接触头16与三个切夹式接线接触部14接触。在装配状态下,接触头16被插入到例如作为冲压弯曲部分由扁平线材制成的接触部(扁平接触部)或接触区段20的作为(根据该实施例)压接板状的插塞容纳部18中。在图1中,在此为了改善可视性,以分解图的形式将接触头16从相应的插塞容纳部18中移出地示出。切夹式接线接触部14形成用于对定子绕组或者说马达绕组三相通电的相联接端。
图2示出了具有互连环22的切换单元8。该切换单元具有多个呈圆形布置的接触线材24。在此,接触线材24的两个线材端部26分别与三个等距布置的切夹式接线接触部14中的一个接触。
此外,切换单元8具有呈环形的框架部分28,该框架部分例如由塑料形成。该框架部分又在各个切夹式接线接触部14的区域中具有插槽30以用于容纳切夹式接线接触部14。
此外,在图2中示出了具有完全的闭合的线圈盒32的切换单元8,这些线圈盒成形在切换单元8的框架部件28上。在电动马达2的装配状态下,线圈盒容纳电动马达的定子齿,并且以未进一步示出的方式卷绕有定子绕组的各线圈。
图3a示出了根据现有技术的插槽30。该插槽具有夹紧容纳部34,相应的切夹式接线接触部被容纳到夹紧容纳部中或者说处于容纳状态。在此,夹紧容纳部34在周向侧被槽壁36包围,其中,在两个对置的槽壁36上分别布置有槽缝38,线材端部26容纳在槽缝38中。在此,两个槽缝38彼此对齐。所容纳的线材端部26具有弯曲部,并且相对于槽缝38不居中地布置。
图3b示出了根据本发明的插槽30,其具有夹紧容纳部34,该夹紧容纳部被槽壁36包围。两个彼此对置的槽壁36分别具有槽缝38。在此,相应的槽壁36的置于槽缝38侧翼的夹紧侧40分别具有第一夹紧轮廓42。
此外,在具有其中一个槽缝38的其中一个槽壁36上,在外侧布置有拱顶状隆起的突起部44,根据该实施例,该突起部被成形到该槽壁36上。该突起部44又具有与槽缝38对齐的拱顶缝46,其中,置于拱顶缝46侧翼的侧48分别具有第二夹紧轮廓50。在此,第一夹紧轮廓42和第二夹紧轮廓50被构造为肋,这些肋沿着槽缝38的或者说拱顶缝48的纵向方向L(图3d)延伸。在图3b和3c中,纵向方向L延伸进入到图面中。
图3c示出了图3b的插槽30,其中,接触线材24的其中一个线材端部26容纳在该插槽中。与图3a相比可以看到,线材端部26借助第一夹紧轮廓42并且附加地借助第二夹紧轮廓50相对于彼此对齐的两个槽缝38居中地取向并固定,尤其是被夹紧(卡入)。因此,也避免了或至少相当大程度地降低了线材端部26的弯曲。
根据图3d,两个线材端部26被容纳在插槽30中并且与相应的切夹式接线接触部14接触。在此,在切夹式接线接触部14装配在该插槽30中的状态下,形成在切夹式接线接触部14的两个切夹式接线支脚54之间(图4)的切夹式接线缝52与插槽的槽缝38和拱顶缝46对齐。有利地,于是基于两个线材端部26居中地固定到槽缝38中,在压入所配属的切夹式接线接触部14时,在其装配过程中使线材端部26均匀地被刀状构成的切夹式接线支脚52切槽,并且以此实现了线材端部26与切夹式接线接触部14的特别可靠的接触。
根据本发明的插槽的未进一步示出的另外的变型方案,在该插槽上未布置突起部44。于是仅借助第一夹紧轮廓42来固定线材端部26。
根据未进一步示出的另外的变型方案,在图2中示出的框架部分28的插槽30分别具有突起部44,该突起部具有根据图3b至3d的第二夹紧轮廓50。
图4中示出了其中一个具有切夹式接线缝52的切夹式接线接触部14,该切夹式接线缝的侧翼是切夹式接线接触部14的两个切夹式接线支脚54,也就是该切夹式接线缝位于这两个切夹式接线支脚54之间或形成在其之间。切夹式接线接触部14优选是冲压件。切夹式接线接触部14的切夹式接线支脚54过渡成优选设有贯通开口(贯通孔)56的接触头16。在切夹式接线支脚54的外侧地在其上成形或冲入有拼接轮廓58(槽、榫舌)。
切夹式接线缝52在切夹式接线支脚54的支脚自由端部的区域中具有缝开口60。在缝纵向方向S上与该缝开口联接有相对较短的第一缝区域62。第一缝区域在缝纵向方向S上过渡成扩宽的第二缝区域64。第二缝区域优选是菱形的。与该区域64再次联接有相对较长的第三切夹式接线区域,但是至少是夹紧区域66。该夹紧区域终止于与支脚自由端部对置的端部,也就是说终止于切夹式接线支脚54的过渡区域68。
基于该接触部几何形状,使得不仅可以可靠地接触或连接一个线材端部,而且可以可靠地接触或连接两个或更多个线材端部。这些线材端部相继地在缝纵向方向S上被导入或压入到切夹式接线缝52中,并再次在周向侧(按方位角地)被切槽。切割深度在此大于或等于该线材端部或每个线材端部的绝缘部(绝缘的包套)的厚度。为此,切夹式接线支脚54的彼此朝向的棱边在切夹式接线缝52的区域中刀状地实施为刀刃68。
本发明并不限于上述实施例。而是,本领域技术人员也可以从中推断出本发明的其他的变型方案,而不脱离本发明的主题。尤其地,此外在不脱离本发明的主题的情况下,结合实施例描述的所有单个特征也可以以其他方式彼此组合。
附图标记列表
2 电动马达
4 转子
6 马达轴
8 切换单元
10 定子
12 电路板
14 切夹式接线接触部
16 切夹式接线接触部的接触头
18 插塞容纳部
20 接触区段
22 互连环
24 接触线材
26 线材端部
28 框架部分
30 插槽
32 线圈盒
34 夹紧容纳部
36 槽壁
38 槽缝
40 夹紧侧
42 第一夹紧轮廓
44 拱顶状的突起部
46 拱顶缝
48 置于拱顶缝侧翼的侧
50 第二夹紧轮廓
52 切夹式接线缝
54 切夹式接线支脚
56 贯通开口
58 拼接轮廓
60 缝开口
62 第一缝区域
64 第二缝区域
66 切夹区域
68 刀刃
L 槽缝的纵向方向
S 缝纵向方向
Claims (10)
1.电动马达(2),所述电动马达具有切换单元(8),所述切换单元具有布置成用于定子绕组的线圈端部的互连环(22)的若干接触线材(24),并且具有呈环形的框架部分(28),
-其中,所述框架部件(28)具有若干插槽(30),具有在两个切夹式接线支脚(54)之间的切夹式接线缝(52)的切夹式接线接触部(14)分别插入或能插入到所述插槽中,以用于夹紧接触所述接触线材(24)的至少一个线材端部(26),并且
-其中,所述插槽(30)在相对置的槽壁(36)上分别具有槽缝(38),所述槽缝与插入到所述插槽(30)中的切夹式接线接触部(14)的切夹式接线缝(52)对齐,
其特征在于,
-各个插槽(30)的两个槽壁(36)分别具有探伸到所述槽缝(38)中的用于每个容纳在所述槽缝(38)中的线材端部(26)的第一夹紧轮廓(42)。
2.根据权利要求1所述的电动马达(2),
其特征在于,
各个槽壁(36)的第一夹紧轮廓(42)布置在所述槽壁的两个置于所述槽缝(38)侧翼的夹紧侧(40)上。
3.根据权利要求1或2所述的电动马达(2),
其特征在于,
在其中一个槽壁(36)外侧上布置有具有拱顶缝(46)的拱顶状隆起的突起部(44),所述拱顶缝与所述槽缝(38)对齐。
4.根据权利要求3所述的电动马达(2),
其特征在于,
所述突起部(44)在其置于所述拱顶缝(46)侧翼的一侧(48)上具有第二夹紧轮廓(50)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动马达(2),
其特征在于,
所述第一夹紧轮廓(42)和/或所述第二夹紧轮廓(50)被构造为肋或肋副,所肋或所述肋副在所述槽缝(38)的纵向方向(L)上延伸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动马达(2),
其特征在于,
至少两个线材端部(26)容纳在其中一个槽缝(38)中并且与相应的切夹式接线接触部(14)连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动马达(2),
其特征在于,
切夹式接线接触部或每个切夹式接线接触部(14)的切夹式接线缝(52)在缝纵向方向(S)上具有与支脚自由端部侧的缝开口(60)联接的第一缝区域(62)和与所述第一缝区域联接的扩宽的第二缝区域(64)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动马达(2),
其特征在于,
各个切夹式接线接触部(14)的切夹式接线支脚或每个切夹式接线支脚(54)在支脚外侧具有至少一个隆起的拼接轮廓(58)。
9.用于电动马达(2)的切换单元(8),所述切换元件具有用于互连定子绕组的线圈的若干接触线材(24)以及相联接端,所述相联接端由相应数量的切夹式接线接触部(14)形成或包括相应数量的切夹式接线接触部,
-其中,所述切夹式接线接触部(14)插入或能插入到框架部分(28)的插槽(30)中,以用于接触所述接触线材(24)的至少一个线材端部(26),并且
-其中,所述接触线材(24)的线材端部(26)容纳在布置于相应的插槽(30)的相对置的槽壁(36)上的槽缝(38)中,并且借助两个槽壁(36)的各自的第一夹紧轮廓(42)固定。
10.机动车辆的无刷式油泵马达,所述无刷式油泵马达具有根据权利要求9所述的切换单元(8)。
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