CN113141078A - 定子的接触装置、定子及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机的定子(2)的接触装置(1)，其中，所述接触装置(1)具有由电绝缘材料制成的接触载体(4)，可被定位成远离定子(2)面对的上侧，以及至少在可被定位成远离定子(2)面对的所述上侧上，用于经由线圈导线(31)连接多个线圈(3)的导电连接导线(41)，所述导电连接导线被布置在定子(2)的圆周上。所述接触装置(1)还具有贯通开口(5)，所述线圈(3)的线圈导线(31)可被引导通过所述贯通开口，使得至少一个线圈导线(31)能够连接到连接导线(41)。所述接触载体(4)此外在所述贯通开口(5)具有固定装置(6)，所述固定装置被设计，使得至少一个线圈导线(31)在接触表面(7)接触连接导线(41)，并且所述线圈导线(31)在该接触表面(7)经由垂直于相应的导线轴线作用的力施加一种永久力作用到所述连接导线(41)，由此线圈导线(31)和连接导线(41)的相互平行的布设部分在共同接触表面(7)处彼此挤压在一起。

Description

定子的接触装置、定子及电机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电机的定子的接触装置，以及一种定子和一种电机。
背景技术
电动机具有三相定子，例如作为三相电机，以及因此至少三相导线或相绕组，电流在每种情况下具有相移地施加到所述三相导线或相绕组，以产生旋转磁场，通常设置有永久磁铁的转子或电枢在所述旋转磁场中旋转。相绕组的相端被引导到电机电子设备，从而经由相连接控制电动机。线圈以适当的方式经由相绕组的线圈端部彼此连接。由旋转磁场绕组的绕组图案决定了互连线圈端的方式。
安置在定子端面上的接触装置通常用于引导和互连线圈端部。例如，这种接触装置具有其上可密封的布线环和连接环，待互连的线圈端部布设在所述布线环和连接环之间。
例如，将接触装置设计为模块化组件，使得不同的接触装置根据应用安置在定子上，并且已经考虑了所需的互连，以便实际上适当且柔性地连接不同的绕组模式。特别地，在需要旋转磁场绕组以与单一或多个冗余连接的应用中，这种模块化接触装置具有很高的空间要求。
印刷文献EP 2 606 558 A1公开了一种电机定子中的接触装置，其具有一种由电绝缘材料制成的环形接触载体以及用于接触定子的线圈的诸多导电路径。导电路径经由成形的紧固元件被保持在接触载体上。
此外，从印刷文件DE 10 2016 224 526 A1中知晓一种具有定子叠片叠层的电机的定子。一种相关联的接触装置包括安置在定子叠片叠层的端面上的布线元件以及用于在定子端面处将线圈端部连接到相连接的连接元件。线圈端部垂直地突出通过布线元件中的贯通开口，并且每个都以径向成角度的方式沿布线元件的导向槽被引导。在导向槽的接触点处，这些线圈端部通过以导电方式耦合到连接元件的接触元件而接触和轴向地固定。这些导向槽每个都具有沿轴向方向的窄点，其将在每种情况下引导的线圈端部固定在导向槽中，以防轴向地滑出。
发明内容
本发明基于的目的是研发一种用于电机的定子的接触装置。
通过权利要求1关于接触装置、权利要求9关于定子以及权利要求10关于电机的特征再现了本发明。进一步相关的权利要求涉及本发明的有利构造和研发。
本发明包括一种电机的定子的接触装置，其中，所述接触装置具有由电绝缘材料制成的接触载体，可被定位成远离定子面对的上侧，以及至少在远离定子面对的所述上侧上，用于经由线圈导线接触多个线圈的导电连接导线，所述导电连接导线被布置在定子的圆周上。所述接触装置此外具有贯通开口，所述线圈的线圈导线可被引导通过所述贯通开口，使得至少一个线圈导线能够连接到连接导线。特别地，可以将相应的线圈导线连接到相应的连接导线。此外，所述接触载体在所述贯通开口具有固定装置，所述固定装置被设计，使得至少一个线圈导线在接触表面接触连接导线，并且所述线圈导线在该接触表面经由垂直于相应的导线轴线作用的力施加永久力作用到所述连接导线。因此可能的是，线圈导线和连接导线的相互平行的布设部分，特别地线圈导线和连接导线的相互平行的布设端，在共同接触表面处彼此挤压在一起。
根据本发明的接触装置优选地可用于电机，诸如发电机或电动机的定子中。例如，应用领域为在汽车领域，或在通用机器结构以及在驾驶技术应用中的电机。例如，在伺服电动机，驱动电动机或车辆中的辅助装置中。
在这种情况下，本发明首先考虑由绝缘材料制成的接触载体可以安置在定子的端面上并且连接到定子壳体。因此，接触载体一方面用于将接触装置紧固到定子，另一方面用作连接导线的导电路径的载体。由于接触载体的设计方式，由电绝缘材料制成的不同导电路径在接触载体上彼此电绝缘。尽管通常已经以非常复杂的方式构造了接触载体，但是原则上，其上布置有连接导线的导电路径的单一环形接触载体也是足够的。
经由接触装置，定子中的线圈可经由线圈导线进行电连接。所述接触装置包括由电绝缘材料制成的通常环形接触载体，以及作为连接导线用于接触线圈的绕组线的导电路径。导电路径、线圈的绕组线以及线圈导线可具有垂直于其导线轴线的圆形、椭圆矩形甚至方形横截面。
为了将线圈的线圈导线连接到用于电接触的连接导线，有利的是，这些在连接点都具有相似类型的矩形或甚至方形横截面。线圈导线和连接导线因此在平坦和最大化的接触表面彼此接触。
在该接触表面的区域中，线圈导线以导电且优选地材料配合的方式连接到连接导线。在相应端部彼此布设的线圈导线和连接导线的合适材料配合连接例如为焊接连接或钎焊连接。
当布线和连接导线端时，优选地以环形设计的由电绝缘材料制成的接触载体主要用作定位元件。为此，线圈导线被推动通过这些贯通开口。贯通开口具有固定装置，其至少通过摩擦配合和/或材料配合来保持这些连接导线。换句话说：固定装置是被布置在贯通开口中的弹性变形窄通道点。当线圈导线通过接触装置的连接导线接触时，例如通过插入式连接或通过焊接或钎焊连接与材料配合而接触时，窄点的弹性性质导致保持。对于焊接或钎焊连接，线圈导线的保持导致线缆端部在焊接或钎焊过程之前已经固定到位，由此相应的线圈导线和相应的连接导线彼此相对精确地定位，以产生接合连接。
线圈导线在接触表面对连接导线施加永久力作用，并且已经可以产生安全的电连接，可能无需进一步的保持装置。为了产生该力作用，接触载体在贯通开口处配备有固定装置，这使两个导线端能够彼此相对地特定定位。彼此平行布放的导线部分，特别地导线端，因此在共同接触表面通过垂直于相应导线轴线作用的力彼此挤压在一起。这种力作用特别地存在于接合过程中，从而产生良好的电接触，并且有利地也被构造，使得在连接导线端之后继续保持这种力作用。
一种特别的优点在于，仅仅由于线圈导线和连接导线彼此挤压在一起而已经存在不受张应力引起的应变影响的可靠和持续的电接触。
在本发明的优选构造中，接触载体可在贯通开口处设计有固定装置，使得这些固定装置相对于轴向移动至少沿一个方向阻止这些线圈导线。为了组装目的，这些线圈的线圈导线被推动通过贯通开口。所述固定装置被优选地设计，使得至少与插入方向相反地，通过摩擦配合或材料配合保持这些线圈导线。插入方向是从面对线圈的接触载体底面开始，到定位有连接导线的上侧的方向。在这种情况下，弹性变形窄通道点形成为固定装置，其可靠地抵消了相应导线端的反向运动。在线圈导线连接到接触装置的连接导线之前，例如通过插入式连接或通过焊接或钎焊连接与材料配合连接，窄点的弹性性质已经导致固定作用。
所述固定装置可以有利地由保持凸耳形成。因此，多个弹性和/或塑性变形的保持凸耳形成窄点，其开口宽度小于线圈导线的直径。这些使横截面变窄，使得固定装置以夹紧机构的方式将相应导线端固定到位。由于弹性或塑性变形材料，仅在导线端穿过时，开口宽度才被加宽，并且因此产生垂直于导线的轴向方向的保持力和/或同时产生轴向保持力。合适材料为具有相应弹性或塑性特性的塑料材料。特别地，保持凸耳也可以由与接触载体相同的材料制成。
原则上，也有利的是，多个保持凸耳可被布置在至少一个贯通开口中。在这种情况下，这些保持凸耳可被布置在通道平面中和/或它们也可以通过接触载体，沿通道开口的轴向方向交错和/或偏移地布置。在保持凸耳的整体影响下，保持凸耳被布置，使得它们在共同的接触表面处最终施加线圈导线的永久性力作用到连接导线。就其整体而言，保持凸耳还可防止与插入方向相反的相应导线端的反向移动。对于方形或矩形导线横截面，从四个导线表面上的四个保持凸耳开始是有利的。
由静摩擦引起的力配合通常在固定装置以及穿过贯通开口的导线部分之间形成。然而，也考虑了单独或彼此结合的其他固定机构。
因此，在本发明的一个有利实施例中，保持凸耳与线圈导线形成形状配合连接。为此，穿过贯通开口的导线部分可在其表面上具有合适的粗糙度或替代结构，所述粗糙度或替代结构在每种情况下与保持凸耳一起形成形状配合。结构上有利的是在线圈导线的导线表面上的槽口、凹槽或齿，其中可以接合有保持凸耳。
替代地或组合地，在本发明的进一步有利实施例中，所述保持凸耳与所述线圈导线一起形成材料配合连接。为此，可以使用热连接工艺，例如焊接或钎焊。由于在电接触的生产过程中靶向的热输入，足够的热量可以沿线圈导线流到固定装置用于使后者热熔化或熔融，并且因此形成稳定的材料配合。
在本发明的进一步有利构造中，所述固定装置可沿线圈导线的插入方向被布置在贯通开口的输出侧端。在这种情况下，在安装过程中，首先将导线端引入贯通开口，并且已经在输出侧端处以足够稳定用于其穿过固定装置的方式被引导。
所述贯通开口可有利地沿线圈导线的插入方向成圆锥形地变细。所述贯通开口的锥形形式在输入侧上导致更大的开口，线圈导线的导线端可很容易地插入到所述开口内，其中，所述导线端在安装过程中通过该变细的锥形长度被引导到输出侧端。在这些贯通开口中，将固定装置直接地布置在输出侧端是有利的。导线端因此被直接地引入到固定装置内。
本发明的进一步方面包括一种电机的定子，其具有根据本发明的接触装置。
本发明的进一步方面包括一种具有根据本发明的定子的电机。具有根据本发明的接触单元的上述定子可以是电机的独立模块单元。
附图说明
参考示意图更详细地解释了本发明的示例性实施例，其中：
图1是现有技术，示出了电机定子的示意图，其接触装置安装在端面上，
图2示出了接触装置在线圈导线与连接导线的接触点区域中的详细视图，
图3示出了接触装置的一个分段的平面图，
图4示出了沿图3的线A-A的横截面，
图5示出了接触装置的一个分段的横截面，以及
图6是图5的固定装置的详细视图。
附图标记列表
1 接触装置
2 定子
3 线圈
31 线圈导线
4 接触载体
41 连接导线
5 贯通开口
6 固定装置
61 保持凸耳
7 接触表面
8 输出侧端
9 输入侧端
具体实施方式
在所有附图中，用相同的附图标记表示彼此对应的部件。
在图1中，图解地示出了一种具有被安置在端面上的接触装置1的定子2。布置在接触载体4的上侧上的连接触头被组装在连接器中，所述连接器将连接到电连接。该接触装置1在图2中示出为局部细节。
图2示出了接触装置1在线圈导线31与连接导线41的接触点区域中的示意性详细视图。线圈3在图2中并未更详细地示出，而沿箭头方向布置。线圈导线31和连接导线41具有与它们的相应导线轴线垂直的矩形横截面。由于这些矩形横截面，线圈导线31和连接导线41在共同接触表面7处彼此接触。线圈导线31的端部穿过接触载体4中的贯通开口。在贯通开口的输出侧端形成具有保持凸耳61的固定装置6。在这种情况下，存在四个弹性变形的保持凸耳61，其每个都抵靠矩形线圈导线31的表面。这些保持凸耳61使横截面变窄，使得固定装置6以夹紧机构的方式作用于相应的线圈导线31。在这种情况下，保持凸耳61也由与接触载体4相同的材料制成。
在线圈导线31的装配过程中，这些导线被推动通过由固定装置6确定的窄点，并且因此使保持凸耳61与原来一样受到预张力。这产生力作用，通过所述力作用，线圈导线31在共同接触表面7处施加永久力作用到连接导线41。线圈导线31和连接导线41已经由于接触压力的作用以导电方式连接，并且至少在分段中或在整体共同接触表面7上例如经由焊接或钎焊连接进行材料配合连接。对于插入式接触，在线圈导线31和连接导线41之间的接触压力也可用于产生可靠的电接触。
图3示出了接触装置1的分段的平面图。图4示出了沿图3的线A-A的横截面。线圈导线31和连接导线41在共同接触表面7处彼此接触。可在该接触表面7处实现接合连接。线圈导线31的端部穿过接触载体4中的贯通开口5。贯通开口5在输入侧端9处具有与在输出侧端8处相比更大的开口宽度，并且因此沿线圈导线31的插入方向锥形地逐渐变细。由于贯通开口5的圆锥形，线圈导线31的导线端可以更容易地被引入通过贯通开口5，其中，在安装过程中，通过到输出侧端8的逐渐变细的锥形长度，导线端被引导到固定装置6中。固定装置6与其保持凸耳61一起被直接地布置在输出侧端8处。相应线圈导线31的导线端因此特定地被引导通过固定装置6，直到其定位在连接导线41上。
图5示出了接触装置1的分段的横截面。图6示出了图5的固定装置6的详细视图。布置在输出侧端8处的固定装置6的保持凸耳61通过推入式线圈导线31沿插入方向弹性地变形并受到预张力。这些向上弯曲的保持凸耳61抵消了线圈导线31的相应导线端的反向移动。在相关联的连接导线41通过焊接或钎焊连接进行材料配合连接到线圈导线31之前，窄点的弹性性质已经导致了固定作用。

Claims (10)

1.一种电机的定子(2)的接触装置(1)，其中，所述接触装置(1)具有由电绝缘材料制成的接触载体(4)，可被定位成远离定子(2)面对的上侧，以及至少在可被定位成远离定子(2)面对的所述上侧上，用于经由线圈导线(31)接触多个线圈(3)的导电连接导线(41)，所述导电连接导线被布置在定子(2)的圆周上，
其中，所述接触装置(1)还具有贯通开口(5)，所述线圈(3)的线圈导线(31)可被引导通过所述贯通开口，使得至少一个线圈导线(31)能够连接到连接导线(41)，其特征在于，所述接触载体(4)在所述贯通开口(5)具有固定装置(6)，所述固定装置被设计，使得至少一个线圈导线(31)在接触表面(7)接触连接导线(41)，并且所述线圈导线(31)在该接触表面(7)经由垂直于相应的导线轴线作用的力施加永久力作用到所述连接导线(41)，由此线圈导线(31)和连接导线(41)的相互平行的布设部分在共同接触表面(7)处彼此挤压在一起。
2.根据权利要求1所述的接触装置(1)，其特征在于，所述固定装置(6)被设计，使得这些固定装置相对于至少沿一种方向的轴向移动阻止所述线圈导线(31)。
3.根据权利要求1或2所述的接触装置(1)，其特征在于，所述固定装置(6)由保持凸耳(61)形成。
4.根据权利要求3所述的接触装置(1)，其特征在于，多个保持凸耳(61)布置在至少一个贯通开口(5)中。
5.根据权利要求3或4所述的接触装置(1)，其特征在于，所述保持凸耳(61)与所述线圈导线(31)形成一起形成形状配合连接。
6.根据权利要求3至5任一项所述的接触装置(1)，其特征在于，所述保持凸耳(61)与所述线圈导线(31)形成材料配合连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的接触装置(1)，其特征在于，所述固定装置(6)沿所述线圈导线(31)的插入方向布置在所述贯通开口(5)的输出侧端(8)处。
8.根据权利要求1至7任一项所述的接触装置(1)，其特征在于，所述贯通开口(5)沿所述线圈导线(31)的插入方向锥形地变细。
9.一种电机的转子，其具有根据权利要求1至8任一项所述的接触装置(1)。
10.一种电机，具有根据权利要求9所述的定子(2)。
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