CN115088161A - 定子的接触设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定子(2)的接触设备(5)，接触设备具有环状的互连壳体(11)，互连壳体容纳有一定数量的用于将定子绕组(3)的线圈端部(10)与一定数量的相端子(4)互连起来的汇流条(16)，其中，互连壳体(11)具有环状环绕的基座区段(21)和数量与相端子(4)的数量相当的载体区段(18)，载体区段从基座区段(21)出发轴向延伸，其中，各自的相端子(4)具有轴向延伸的接触区段(4a)和与该接触区段正交地延伸的连接区段(4b)，并且其中，各自的相端子(4)被置入到所配属的载体区段(18)中，使得各自的相端子(4)的接触区段(4a)朝基座区段(21)方向的轴向运动被阻止，而朝相反方向的轴向运动被允许。

Description

定子的接触设备

技术领域

本发明涉及定子的接触设备。本发明还涉及电动马达的定子，尤其是机动车的电子换向的转向马达的定子，以及涉及具有这种定子的电动马达。

背景技术

如今，机动车通常具有一定数量的调节部分，例如转向部、座椅调节部、能操纵的锁、车窗升降器、可调节的滑动车顶，它们能借助分别配属的电动马达式的驱动器来调节或能在不同调节定位之间移位。

作为交流电机的尤其是无刷式的电动马达通常具有定子，定子具有一定数量的例如呈星形布置的定子齿，定子齿承载有形式为单个线圈的旋转电场绕组或定子电绕组，这些线圈本身由绝缘线缠绕而成。线圈以其线圈端部(绕组线端部)被配属给各个支线或相，并相互间以预定的方式互连，以及被引导到相端子用于对旋转场绕组通电。

在作为三相电子换向的交流电机的无刷式的电动马达的情况下，定子具有三个相，并因此具有至少三个相导体或相绕组，其分别以相移的方式被加载电流，以便产生旋转磁场，通常设有永磁体的转子或动子在旋转磁场中旋转。相绕组的相端被引导到马达电子器件以用于驱控电动马达。旋转场绕组的线圈在此以星形接法或三角形接法互连并与三个相端子电接触。

为了引导和互连线圈端部，常见的是将接触设备作为互连系统或切换单元，它们被放置在定子的端侧或放置在定子叠片组上。这种接触设备尤其被用于以导电方式连接形成线圈绕组的绕组线区段的线圈端部，从而使各个线圈端部彼此电连接(短接)，并因此使线圈绕组或相绕组能串联通电。

这种接触设备通常具有一定数量的集成或经包封的导体迹线或汇流条作为连接导体，以用于连接或接触线圈端部。在装配电动马达或定子时，线圈端部与汇流条接触，从而使得配属于共同的相的线圈绕组经由接触设备彼此连接。线圈端部与汇流条的接触通常借助材料锁合连接部来实现，例如借助钎焊或焊接、尤其是激光焊接来实现。

由DE 102016 121 119 A1已知一种用于电动马达的母线单元，电动马达具有带一定数量的线圈的定子。在定子的端侧处提供的母线单元具有围绕中央(定子)轴线环状的由电绝缘材料制成的母线支座和一定数量的与线圈连接的分别具有轴向定向的相端子的母线。该相端子被置入到具有(轴向)缝隙的载体区段中，经由缝隙使得相应母线的弹性作用的支腿从载体区段引出。相端子具有经冲出且弯曲的锁止器，它与载体区段的凸起部嵌接，使得虽然相端子朝母线支座方向的轴向运动是被允许的，但相端子朝相反方向的轴向运动却被阻止。

发明内容

本发明是任务是说明一种特别合适的接触设备。优选地，接触设备应被设立成用于对尤其是由于运行所造成的温度变化而在接触设备的相端子与马达电子器件之间发生的相对运动进行补偿，优选借助夹式或绝缘刺破式接触部将相端子与该马达电子器件的通电触点电连接起来。以适当的方式，还应防止相端子与马达电子器件的所配属的触点的优选通过夹式或绝缘刺破式连接建立起的接触部的不期望的松脱。此外，还应说明一种特别合适的具有这种接触设备的定子和一种特别合适的具有这种定子的电动马达。

该任务，关于接触设备方面利用权利要求1的特征来解决，关于定子方面利用权利要求9的特征来解决，以及关于电动马达方面利用权利要求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。所列举的有关接触设备方面的优点和设计方案按意义也能转移到定子和/或电动马达，并且反之亦然。

接触设备、尤其是用于电动马达的定子的接触设备具有环状的互连壳体，互连壳体被放置或能被放置到沿定子轴线延伸的优选实施为定子叠片组的定子基体的端侧上。接触设备还具有一定数量的用于将定子绕组的线圈端部与一定数量的相端子互连起来的汇流条。汇流条至少区段式容纳在其中的互连壳体由电绝缘材料构成并且优选实施为汇流条的塑料包封部。

互连壳体具有环状环绕的基座区段和数量与相端子的数量相当的载体区段，载体区段从基座区段出发轴向延伸。适当地，载体区段被模制到互连壳体的基座区段上。

各自的相端子具有轴向延伸的接触区段和与接触区段正交地延伸的搭板式或悬臂式的连接区段。参照接触设备或其互连壳体的周向方向，各自的相端子的接触区段的宽度适宜地大于连接区段的宽度。换句话说，接触区段的横截面积适宜地大于连接区段的横截面积。相端子的接触区段特别优选地被构造为绝缘刺破式触点，或者在自由端部侧具有这样的绝缘刺破式触点。

各自的相端子被置入到所配属的载体区段中，使得各自的相端子的接触区段朝基座区段方向的轴向运动被阻止，而朝相反方向的轴向运动被允许。

由此实现了对例如由于运行所造成的温度变化而在接触设备的相端子与马达电子器件之间发生的相对运动进行补偿。当相端子与马达电子器件的相对应的配合触点优选借助夹式或绝缘刺破式接触部连接时，这是特别有利的。此外，在建立该绝缘刺破式连接后就可以可靠地防止接触连接部的不期望的松脱。

在一个有利的设计方案中，载体区段具有轴向的纵向缝隙，纵向缝隙的两侧被区段棱边限界，区段棱边局部围嵌各自的相端子的接触区段。各自的相端子的连接区段经由纵向缝隙从载体区段引出。换句话说，相端子的接触区段尤其是以能沿其中一个轴向方向移动方式被放入在载体区段中，而连接区段在载体区段的底足处，即在过渡到互连壳体的基座区段的过渡部处经由纵向缝隙从载体区段引出。在此，各自的相端子的连接区段适当地贴靠在基座区段上。由此防止了以接触区段容纳到载体区段中的相端子朝接触设备的互连壳体的基座区段的方向发生轴向运动。

在另外的有利的设计方案中，要与相端子连接的汇流条具有接合端部，接合端部穿过相端子的连接区段的相对应的、优选呈矩形的留空部。适宜地，要与相端子连接的汇流条具有接合端部(固定端部)，该接合端部穿过相端子的连接区段的相对应的留空部。

适当地，汇流条的接合端部在与相端子的连接(接合连接)中发生变形或改形，以形成至少局部覆盖留空部的例如呈蘑菇头状的固定头。特别优选地，该连接作为焊接连接适宜地借助激光焊接来建立。

根据本发明的定子适用且被设立成用于电动马达。定子具有定子叠片组，定子叠片组具有一定数量的径向指向的定子齿，定子齿设有多相的定子绕组的线圈。每个线圈具有沿轴向方向定向的第一和第二线圈端部。上述的接触设备被放置到定子叠片组的端侧上，借助接触设备，使得线圈的线圈端部互连成相支线或马达相，并与相端子接触。通过接触设备，使得定子的接触和互连得到显著简化，从而实现了特别合适的、廉价的且能易于制造的定子。

在一个优选的应用中，上述的定子是机动车的电动马达的一部分。根据本发明的电动马达在此优选是用于机动车的转向部的转向马达，其例如包括传动装置。

附图说明

下面参照图示更详细地解释本发明的实施例。其中：

图1示出机动车的电动马达的示意性且简化了的图示；

图2示出定子和放置在其端侧的接触设备的透视图，接触设备具有互连壳体和从该互连壳体伸出的相端子和汇流条的接触接片；

图3示出接触设备的透视图，接触设备没有互连壳体，但在各个汇流条的接合端部与相端子的连接区段之间具有接合连接部；并且

图4示出接触设备在其中一个相端子的区域中的截段的透视图。

彼此相应的部分和尺寸在所有的附图中总是设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了用于使用在机动车中的电动马达1的示意性且简化了的图示。电动马达1具有定子2，定子具有多相的旋转场绕组或定子绕组3，旋转场绕组或定子绕组借助接触设备5(图2至图4)的下文也被称为相触点的相端子4与马达电子器件6连接用于通电。在通电状态下，定子绕组3产生旋转磁场，旋转磁场驱动电动马达1的未详细示出的转子。电动马达1尤其是机动车的电子换向的转向马达。

在所示的实施例中，定子绕组3尤其是三相地实施成具有三个(马达)相U、V、W，每个相U、V、W由相绕组形成，相绕组基本上分别由定子绕组3的至少一个线圈(线圈绕组)7互连而形成。在该实施例中，相U、V、W以三角形接法彼此互连。

图2示出了针对定子2的接触设备或切换单元5的透视图。在装配状态下，接触设备5被放置在定子2的端侧上或其被实施为定子叠片组的定子基体8的端侧上，定子基体沿定子轴线A延伸并因此在轴向方向上(轴向)延伸。该定子基体或定子2的定子叠片组例如包括12个向内指向的定子齿，在定子齿上安置有电动马达1的定子绕组或旋转场绕组3。

在实施例中，线圈7被缠绕到绝缘的绕组载体或线圈载体9上，并与该绕组载体或线圈载体一起放置到定子基体8的定子齿上。其中每个框架状的绕组载体9在此承载作为定子绕组3的一部分的线圈7。线圈7分别具有两个轴向指向的线圈端部10。线圈7及其线圈端部10在图2中仅示例性地设有附图标记。

线圈7的线圈端部10借助放置在定子2端侧上的接触设备5互连成本实施例中的三相(3相)定子绕组或旋转场绕组3。在电动马达式运行中，定子绕组3的经通电的绕组产生定子侧的磁场，该磁场与无刷式电动马达1的围绕中央的定子或马达轴线A旋转的转子的永磁体交互作用。

接触设备5具有由电绝缘材料制成的圆环形的互连壳体11。线圈7的线圈端部10被穿引过互连壳体11的径向内侧的轴向的贯通开口12并且在互连壳体1的上侧上与接触接片13接触以用于互连。贯通开口12和接触接片13在附图中仅示例性地设有附图标记。

接触设备5借助互连壳体11的轴向锁舌14形状锁合和/或力锁合地紧固或能紧固在定子基体8上。锁舌14在此在外周上分布并布置在互连壳体11的朝向定子基体8的一侧(下侧)上。定子基体8在此在其外周上具有轴向延伸的槽15，锁舌14以夹紧的方式嵌入到槽中以用于紧固。布置在定子2的相应的端侧上的接触设备5可松开地锁定或夹固在定子基体8上。

如结合图3可以看出，接触设备5具有一定数量的汇流条16作为连接导体以用于将线圈端部10或其接触接片13与相端子4互连。互连壳体11被实施为汇流条16的塑料包封部，汇流条16至少区段式相互同中心延伸地容纳到该互连壳体中。在此，汇流条16的端侧的接触接片13以及按照规定被设置用于与相端子4连接的汇流条16中的一些的接合端部17是能接近的，即至少区段式地未被互连壳体11包围。在实施例中的六个相端子4为由线圈7及其互连而形成的三相的定子绕组或旋转场绕组3的相U、V、W提供了三个端子对。其中每个端子对与三个相U、V、W形成定子绕组3，从而使得该定子绕组是冗余的。

轴向指向的接合端部17被设置成与所配属的相端子4连接的接触部位，并一体式、即一件式或整体地模制到相应的汇流条16上。同样地，轴向指向的接触接片13作为用于与分别配属的线圈端部10接触或导电连接的接触部位是汇流条16的一体式的组成部分。接触接片13尤其实施为用于与尤其是绝缘的线圈端部10焊接连接、优选激光焊接连接的焊接接片。汇流条16及其接合端部17和接触接片13在此例如实施为由铜材料制成的冲弯件。

在该实施方式中，相端子4被实施为冲弯件形式的大致呈矩形的接触接片。各自的相端子4的纵向侧在此在轴向方向A上定向，其中，窄侧则大致径向定向。各自的相端子4在承载互连壳体11的定子端侧处轴向竖立。为了支撑和稳定，在电动马达1的装配或接合状态下，相端子4被放入在接触设备5的互连壳体11的下文被称为载体区段18的保持容纳部中。相端子4被设置为绝缘刺破式触点，并且为此在自由端部侧设有用于马达电子器件6的各自的刀式触点的容纳缝隙19。

如从图3和图4可以比较清楚地看到，各自的相端子4具有轴向延伸的接触区段4a和与其正交延伸的连接区段4b，在连接区段中引入了未详细标记、优选呈矩形的留空部。要与各自的相端子4连接的汇流条16利用接合端部17穿过相端子4的连接区段4b的相对应的留空部。相应的汇流条16的要与各自的相端子4连接的接合端部17被实施为汇流条16在其朝向各自的相端子4的轨道端部或连接端部上的横截面减少部或变窄部20。优选地，接合端部17大致呈L形，其中，竖直的L侧边形成变窄部20。变窄部20的横截面积在此小于接合端部17的与之邻接的区段的横截面积。接合端部17在变窄部20的区域中的横截面积小于相端子4的悬臂式连接区段4b中的留空部的横截面积。

在所示的接合状态下，汇流条16的接合端部17与相端子4的连接区段4b之间建立了形状锁合和材料锁合的连接部23，适宜地借助激光焊接尤其是建立焊接连接部。该连接部的建立在建立好接合连接部并且接触设备5的部件(汇流条16和/或相端子4)被包封，即互连壳体11已经完成时被执行。然后，该互连壳体具有优选平坦的、环状的基座区段21。在该状态下，接合端部17穿过互连壳体11中的开口22到互连壳体的由基座区段21形成的上侧。汇流条16的接合端部17或其变窄部20在借助激光焊接与相端子4建立的连接部(形状锁合的和材料锁合的接合连接部)中发生变形。这些连接部在汇流条16的相应区段被包封之后是能接近的。

相端子4的连接区段4b相对于互连壳体11的环状的基座区段21在周向方向上或切向延伸，而要与相端子4联接的汇流条16的接合端部17轴向定向。以该方式，使得汇流条侧的接合端部17可以穿过相端子侧的留空部20。

如从图4中可以比较清楚地看到，用于汇流条侧的接触接片13的贯通开口12具有钥匙孔状的几何形状，其具有用于线圈端部10的圆形的开口12a和通入到开口中的用于将线圈端部引导到所配属的接触接片13的引导缝隙12b，在这里进行各自的线圈端部10与所配属的接触接片13的焊接连接。汇流条16的接触接片13相对于相端子4的连接区段4b及其与汇流条16的连接部位定位在互连壳体11的径向内部的区域中。

图4以更大的比例示出了图1的在其中一个相端子4的区域中的截段。可以看到接触设备5的互连壳体11的环状的基座区段21和从该基座区段轴向竖立的载体区段18。相端子4与其轴向延伸的接触区段4a一起放入在载体区段18中。该载体区段具有轴向的纵向缝隙23，纵向缝隙延伸直到基座区段21。载体区段18在周向侧包围相端子4的接触区段4a，使得接触区段4a在后侧和侧向被包夹，并且被在两侧形成轴向的纵向缝隙侧翼的缝隙棱边或区段棱边24局部围嵌。

除纵向缝隙23之外周向侧闭合的载体区段18内部的净宽I与相端子4的接触区段4a的宽度a相当。相端子4的与接触区段4a正交延伸的搭板式或悬臂式的连接区段4b的宽度b小于接触区段4a的宽度(a>b)。换句话说，接触区段4a的横截面积大于连接区段4b的横截面积。在实施例中，连接区段4b的宽度b还至少略小于载体区段18的纵向缝隙23的缝隙宽度s。

以该方式，使得相端子4一方面在其装配过程中可以从上面以连接区段4b先导地插入到载体区段18中，在此期间连接区段4b沿着纵向缝隙23地并在其外部被引导直到贴靠在基座区段21上。另一方面，使得相端子4在载体区段18中可靠地、但以能沿图4用A标记的箭头方向(即相对于图4中的图示向上)轴向移动的方式保持。因此，相端子4的接触区段4a以能沿其中一个轴向方向A移动的方式放入在载体区段21中，而连接区段4b在载体区段18的底足处、即在到互连壳体11的基座区段21的过渡部处经由纵向缝隙23从载体区段18引出。

换句话说，各自的相端子4以如下方式被置入到所配属的载体区段18中，即，使得接触区段4a朝基座区段21的方向的轴向运动被阻止，而沿相反方向的轴向运动被允许。由此对例如由于运行所造成的温度变化而在接触设备5的相端子4与马达电子器件6之间发生的相对运动进行补偿。当相端子4借助夹式或绝缘刺破式接触部与马达电子器件6的对应的、未示出的配合触点连接时，这是特别有利的。此外，在接触设备5的相端子4与马达电子器件6的触点优选通过插塞式或绝缘刺破式接触部建立连接的情况下，当在建立接触连接时作用到相端子4和马达电子器件6的相对应的触点上的(轴向)接合力减少或完全消除时，能够实现相端子4的回弹(松弛)，由此又可靠地防止了接触连接部的不期望的松脱。

总之，定子2的根据本发明的接触设备5具有互连壳体11，互连壳体容纳用于将定子绕组3的线圈端部10与相端子4互连的汇流条16，其中，互连壳体11具有环状环绕的基座区段21和数量上与相端子4数量相当的、从基座区段21出发轴向延伸的载体区段18，其中，各自的相端子4具有轴向延伸的接触区段4a和与该接触区段正交地延伸的连接区段4b，并且其中，各自的相端子4置入到所配属的载体区段18中，使得各自的相端子4的接触区段4a朝基座区段21的方向的轴向运动被阻止，而沿相反方向的轴向运动被允许。

本发明不限于上述的实施例。相反，本发明的其他变体也可以由本领域技术人员在不偏离本发明的主题的情况下推导出来。尤其地，在不偏离本发明主题的情况下，所有与实施例有关的所描述的单个特征也能以其他方式彼此结合。

此外，本发明不仅可以用于具体示出的应用情况中，还可以以类似实施方案用于其他的机动车应用中，例如车门和尾盖系统、车窗升降器、车锁、可调节的座椅和内部空间系统，以及电驱动器、控制部、传感器及其在车辆中的布置中。

附图标记列表

1 电动马达

2 定子

3 定子绕组

4 相端子/相触点

4a 接触区段

4b 连接区段

5 接触设备

6 马达电子器件

7 线圈

8 定子基体/定子叠片组

9 线圈载体/绕组载体

10 线圈端部

11 互连壳体

12 贯通开口

12a 开口

12b 引导缝隙

13 接触接片

14 锁舌

15 槽

16 汇流条

17 接合端部

18 载体区段/保持容纳部

19 容纳缝隙

20 变窄部

21 基座区段

22 开口

23 纵向缝隙

24 缝隙棱边/区段棱边

a 接触区段的宽度

b 连接区段的宽度

I 净宽

s 缝隙宽度

A 定子轴线/轴向方向

U、V、W 相

Claims (10)

1.定子(2)的接触设备(5)，所述接触设备具有环状的互连壳体(11)，所述互连壳体被放置或能被放置到沿定子轴线(A)延伸的定子基体(8)的端侧上，并且容纳有一定数量的用于将定子绕组(3)的线圈端部(10)与一定数量的相端子(4)互连起来的汇流条(16)，

-其中，所述互连壳体(11)具有环状环绕的基座区段(21)和数量与所述相端子(4)的数量相当的载体区段(18)，所述载体区段从基座区段(21)出发轴向延伸，

-其中，各自的相端子(4)具有轴向延伸的接触区段(4a)和与所述接触区段正交地延伸的连接区段(4b)，并且

-其中，各自的相端子(4)被置入到所配属的载体区段(18)中，使得各自的相端子(4)的接触区段(4a)朝基座区段(21)方向的轴向运动被阻止，而朝相反方向的轴向运动被允许。

2.根据权利要求1所述的接触设备(5)，

其特征在于，

所述载体区段(18)模制到所述互连壳体(11)的基座区段(21)上。

3.根据权利要求1或2所述的接触设备(5)，

其特征在于，

参照所述互连壳体(11)的周向方向，所述接触区段(4a)的宽度(a)大于各自的相端子(4)的连接区段(4b)的宽度(b)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的接触设备(5)，

其特征在于，

所述载体区段(18)具有轴向的纵向缝隙(23)，所述纵向缝隙的两侧由区段棱边(24)限界，所述区段棱边局部地围嵌各自的相端子(4)的接触区段(4a)。

5.根据权利要求4所述的接触设备(5)，

其特征在于，

各自的相端子(4)的连接区段(4b)经由所述纵向缝隙(23)从所述载体区段(18)引出。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的接触设备(5)，

其特征在于，

各自的相端子(4)的连接区段(4b)贴靠在所述互连壳体(11)的基座区段(21)上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的接触设备(5)，

其特征在于，

各自的相端子(4)的接触区段(4a)被构造为夹式或绝缘刺破式触点。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的接触设备(5)，

其特征在于，

要与所述相端子(4)连接的汇流条(16)具有接合端部(17)，所述接合端部穿过所述相端子(4)的连接区段(4b)的相对应的留空部。

9.电动马达(1)的定子(2)，所述定子具有定子基体(8)，所述定子基体具有多相的定子绕组(3)的一定数量的线圈(7)，其中，每个线圈(7)具有轴向定向的第一和第二线圈端部(10)，并且具有布置在所述定子基体(8)端侧上的根据权利要求1至8中任一项所述的接触设备(5)。

10.机动车的电动马达(1)，所述电动马达具有根据权利要求9所述的定子(2)。

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