CN1638232A - 用于一个电动机的定子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于一个电动机的一个定子。该定子具有一个带有许多定子齿的环形的定子叠片。在定子叠片的端侧面上设有一个环形的布线单元。该单元包括有转向元件。布线单元有一个支承构件，该支承构件设有一个空腔并有缝隙。在空腔里设有多个相互电绝缘的配电环，该配电环各具有穿过所述缝隙向外引导的接触元件。

Description

用于一个电动机的定子

技术领域

本发明涉及一种用于一个电动机的定子。

背景技术

为了保证电动机的功能还必须使属于电动机定子的线圈以某种方式相互电路连接起来。这种布线的种类和方式由定子的卷绕图来规定，并确定了基于电动机的作用原理。例如所述绕组简图可以说明线圈的一种星形接法或者线圈的一种三角形接法。属于定子的有许多相互要布线的线圈，因而所述布线很费事，因为各个线圈都必须通过单根导线以一定的方式相互连接起来。

由DE 100 45 471 A1已知有一种用于电动机的定子。在该定子中将一个由多个绕组线路所形成的定子绕组纳入到一个定子芯的定子槽里。所述绕组线路离开缝隙的导线端头和导线末端直接引导向至少一个固定在定子芯上的接触装置并与该装置连接。导线的所有接头末端都离开各自槽底处的定子槽。此外在定子上设有一个布线载体。该布线载体用于将导线的接头末端引导至接触装置。布线载体具有一个布置于定子芯上的、基本成圆环形的布线板，该布线板设有转向元件或引导元件，例如钩子和桥形接片。此外，布线载体包含有成型于布线板上的汇集成插接部位的触点腔室。所述插接部位的一个第一部位设计成插座用来形成电动机的外接头。这种插接部件的第二部件与第一插接部件对置地布置在布线板上，该第二部件用于各个绕组线路的内部的电连接。同样在这样的背景技术中，线圈或者绕组线路通过单根的导线相互连接起来。

另外由文献EP 0777 312 A2已知一种电动机用的定子，它具有一个布置在一个端侧面上的用于定子绕组的布线系统。该布线系统具有一个绝缘部件，该绝缘部件具有槽形腔室，用于接纳相互电绝缘的用于连接定子绕组的绕组导线末端的连接导线。

布线系统设置在以前完全装入的定子绕组的绕组头部上，并通过轴颈或其它绝缘部件与定子连接。

因此形成了一个附加的结构高度，在此结构高度上也必须布置线圈导线用于与连接导线接触。

发明内容

本发明的任务是提出一种用于一个电动机的定子，其中改进了线圈的布线，尤其是也通过短的布线距离和线圈导线末端规定的引导用于接触。

该任务通过一个具有权利要求1所述特征的定子来解决。本发明有利的设计方案和改进方案可以见从属权利要求。

本发明的优点尤其在于：定子结构与背景技术相相比已经简化了。尤其是不必应用单根导线对各个线圈进行复杂的布线。以前通常用的工艺技术方面的困难的钎焊或者导线的其它型式的连接都取消了。而通过一种简单的电阻焊接来取代。

本发明的另一个优点在于：定子的端侧面侧的结构高度减小了，这是因为根据本发明所规定的接触借助于配电环(Schaltring)不必还使松散的导线捆起来。定子的最大尺寸可以精确地规定。松散导线的危险通过准确规定的焊接位置和转向元件而差不多被排除了。通过规定的精确的导线引导，在卷绕和焊接时就保证了定子制造时的工艺过程的安全性。大大减少了产生短路的的危险。

为此采用了一种终端环(Terminationsring)作为所述的布线单元(Verschaltungseinheit)，该布线单元由一个环形的塑料支承构件和装入其中的配电环组成。对于该终端环来说最好是一个整体式的、以压力注塑方法制成的环形塑料成型件，该塑料成型件具有装入或插入在其中的配电环，该配电环通过伸入到空腔里的、布置在配电环之间的分隔壁相互绝缘。在其内侧面上该支承构件设有绕组支承元件，该元件直接紧靠着定子叠片的定子齿(Statorzahn)并与该定子齿一起被各自的单齿绕组包围住。这样一种塑料成型件可以以简单的方式借助于一种塑料压力注塑方法制成。

附图说明

本发明的其它有利的特性可以由根据附图对发明的举例的说明而得出。附图示出：

图1按照本发明的一个定子的立体视图；

图2定子的未绕线的环形定子叠片的俯视简图；

图3用来表明一个按本发明的布线单元的组成部分的一个图；

图4一个配电环的立体视图；

图5表示出配电环装入支承部件空腔里的示意图；

图6一个已设置绕组的定子的俯视图。

具体实施方式

图1表示了按本发明的一个定子的立体视图。所示的定子具有一种环形的定子叠片1，该定子叠片设有许多伸向里面的定子齿。在所述定子齿中图中有一些采用了附图标记4表示。每个这种定子齿都承载有一个单齿绕组5。此外所示的定子在其前端面上有一个环形布线单元2，其构造见后面的图3所示。该布线单元2还有一个支承构件11，该支承构件设有转向元件6和许多缝隙，穿过这些缝隙使接触元件7和8向外引导。此外，布线单元2有一个导线引导元件9。该引导元件设有两个切口，该切口用于容纳绕组导线的开头和末端。此外所示的定子在其后端侧面上有一个绝缘环3或者在另一种方案中、例如在星形布线时，设置另外一种布线单元。

图2表示了定子的尚未绕线的环形定子叠片1的俯视简图。可见，所示的定子叠片有一个环形的支架10，从支架出发向里伸出定子齿。一些定子齿用附图标记4标注出。在所示的实施例中共有15个定子齿4。借助于这样一种定子叠片例如可以实现定子线圈的三角形接法，其中如尚要说明的那样，当应用配电环12、13和14时就实现了定子绕组5的电接触，这些配电环布置在支承构件11的一个空腔里并且其具有图1中所示的接触元件7和8。

图3表示了用来说明布置在定子叠片的前端侧面上的布线单元2的组成部分的一个简图。所示的布线单元2具有一个支承构件11、一个第一个配电环12、一个第二个配电环13、一个第三个配电环14和一个盖15。

支承构件11是一个整体的塑料成型件，它可以借助于一种塑料压力注塑方法制成。支承构件11在其远离定子叠片的端侧面上具有转向元件，其中在图3中有一些转向元件已标有附图标记22、23、24、25和26。此外，支承构件11在每个转向元件附近都有一个缝隙，该缝隙用于使一个配电环的一个接触元件穿过去。在图3中一些缝隙用附图标记16、17、18、19、20和21标注。此外，支承构件11具有一个导线引导元件9，该引导元件具有两个切口。这些切口用于容纳或引导绕组导线的导线开头和导线末端。最后，支承构件11在其内侧面上具有向里伸出的绕组支承元件，这些元件中有一些在图3中用附图标记27、28、29和30标注。该绕组支承元件在装配的定子中紧靠着定子叠片1的定子齿4并且与这些定子齿一起在堆放绕组时被绕组包围住。这些绕组支承元件也用作槽绝缘元件。此外，它们阻止了绕组从各自的定子齿上滑脱下来并支承一种规律的绕组结构，以便最佳地充分利用用于导线的空间，因而提高了填充率。

另外所述在图3中所表示的支承构件11还设有定向连接板56和57。这些连接板用于使终端环正确地定位在定子叠片上。

支承构件11还在其对着定子叠片的端侧面上具有一个空腔，在该空腔里装入了图3所示的配电环12、13和14。这些配电环由导电材料、例如镀锡的铜制成。在支承构件11的空腔内这些配电环相互电绝缘，如在下面结合图5还要说明的那样。这种电绝缘在所示的实施例中通过分隔壁来实现，该分隔壁是作为塑料成型件而实现的支承构件11的组成部分。

每个配电环12、13、14具有接触元件，它们在装入到支承构件11中的配电环中穿过在支承构件11的端侧面上的缝隙，例如缝隙16-21而向外伸出。同时区分开第一接触元件8和第二接触元件7。第一接触元件8用于内部接触，也就是用于使定子的一个绕组5与定子的另一个期望的绕组5进行电接触。第一接触元件8作成接触钩。第二接触元件7用于外部接触，也就是用于使各个配电环12、13和14与一个外部电子装置或者一个外部供电设备接触。第二接触元件7设计成插接舌片。

由图3可见，配电环12具有第一接触元件31、32、33、34和35并且还设有一个设计成插接舌片的第二接触元件36。配电环13包含有第一接触元件37、38、39、40和另一个在图3中被支承构件11盖住的第一接触元件。配电环13还设有一个作成插接舌片的第二接触元件41。配电环14具有第一接触元件42、43、44、45和46并且还设有一个作成插接舌片的第二接触元件47。

如果配电环12、13、14装入到支承构件11的空腔中，那就借助所述盖15将该空腔封闭住。为此目的，所述作成一种塑料成型件的盖具有夹子48、49、50、51和52，该夹子在封闭布线单元2时都卡入到支承构件11的各自所附属的槽里。盖15用于使布线单元2相对于定子叠片1实现电绝缘并附带地用于加固整个布线单元2。

图4表示了已在图3中表示出的配电环12的一个立体视图，其中该配电环为了更好地表示清楚再次单独地用图表示。由图尤其可见，第一接触元件31、32、33、34和35是钩形的。通过这些钩(如在下面还要结合图6加以说明的那样)分别对一根绕组导线进行引导。在绕组导线中的电导体与各个钩、即由导电材料制成的配电环12的组成部分之间的所期望的电接触通过使用一种电阻焊接过程来实现。同时将绕组导线的包皮熔化产生一种焊接连接，这种连接就在绕组导线的导体和接触元件之间建立起所想要的电触点。

图4所示的钩34是一种双钩，通过该钩使总共两根绕组导线进行引导，其中是指定子绕组的绕组开头和绕组末端。这两个绕组线圈同样也借助于一种电阻焊接过程与钩34并因而与配电环12进行电连接。

由图4还可以看到配电环12的作成插接舌片的第二接触元件36，该接触元件用于使配电环或者定子进行外部接触。

图5是一个简图，用于从底部表示装入支承构件11的空腔55里的配电环12、13和14。空腔55侧面被支承构件11的外侧壁11a和内侧壁11b限定位。支承构件的绕组支承元件就从内侧壁11b起向里伸展。一些绕组支承元件在图5中用附图标记27、28、29和30标注。在空腔55内部设有由不导电材料、最好是塑料材料制成的分隔壁53和54。该分隔壁平行于支承构件11的侧壁11a和11b，并最好与支承构件一起构成一个整体的塑料成型件，该成形件可用压力注塑方法制成。配电环12、13和14通过所述的分隔壁53和54相互电绝缘。

图6是一个已设有绕组的定子的俯视图。所有由图6可见的线圈由一根唯一的导线卷绕而成。导线开头从外面进来，穿过终端环的导线引导元件9的切口进行引导，并且然后经过接触元件34而卷绕在位于那里的定子齿上，这样就形成了线圈A1。线圈A1的导线末端通过一个设置在终端环上的第一接触元件8和一个紧随着的转向元件6进行引导，并因此形成了线圈B1的导线开头，该线圈B1通过将导线卷绕在相邻的定子齿上而形成。线圈B1的导线末端通过另外一个第一接触元件8和一个紧随的转向元件6进行引导，并然后形成了线圈C1的导线开头，等等。线圈C5的导线末端最后通过导线引导元件9的另外的切口又向外引导。因此定子的所有绕组都可以借助于一根唯一的绕组导线而制成。定子线圈所期望的电接触则通过在各自第一接触元件部位里的一个电阻焊接过程来实现。

在所示的实施例中所述线圈形成一种三角形接法，其中线圈A1、A2、A3、A4、和A5形成了三角形的一个侧面，线圈B1、B2、B3、B4和B5形成了三角形的第二侧面，而线圈C1、C2、C3、C4和C5形成三角形的第三侧面。线圈通过第一接触元件8实现内部布线，该接触元件分别是一个布置在支承构件11的空腔里的配电环的组成部分。外部布线则通过插接舌片7来实现，其中每个插接舌片是所述配电环中的一个的组成部分。

上面实施例的另一种方案也可以实现另外类型的电路布线，例如线圈的一种星形布线、线圈的一种串联布线或线圈的一种并联布线。为此只是需要适当地选择配电环的数量、使配电环设置有接触元件的取决于布线类型的数量和定位、并且在支承构件11里根据所期望的布线类型来定位所述缝隙。

如果所需的内部布线的数量很大，那么可以在定子的后端侧面上设置另外一个布线单元来代替一种用于槽绝缘的绝缘环3。

按照本发明的定子可以按照所有这一切以简单的方式构成。不需要通过单个导线使各个线圈进行复杂的布线。在已知的解决方案中所需的、工艺技术方面比较困难的导线连接就取消了，并用一种简单的电阻焊接来替代。

在应用配电环时由于内部的线圈接触而使定子的端面侧的结构高度大大减小，这是因为不必再将松开的导线捆起来。定子的最大尺寸可以准确地规定。松开导线的危险则通过准确地设定所规定的焊接位置和导线转向位置而几乎排除了。

通过在卷绕和焊接时准确的导线引导就改善了在定子制造时的工艺过程的安全可靠性。也大大减小了短路的危险。

本发明所用的配电环可以通过一种冲压工艺和紧接着的弯曲来制成。同时必须注意到：开卷的精确性是至关重要的。紧接着的准确定位是通过支承构件11里的缝隙来确保的。

所必需的塑料构件、也就是支承构件11、盖15和绝缘件3则最好用压力注塑方法制成。这涉及一种经过实践验证的方法，该方法用较低的成本保证了较高的工艺过程安全可靠性。

配电环12、13、14的外形尺寸可以根据需要依据所出现的电流和电压比值来合适地选择。配电环12、13、14在上面的实施例中设计成“立于”定子轭(Statorjoch)上，也就是布置成轴向平行于电机轴线。在另一种方案中，可以很容易地使配电环“平躺”地布置在定子轭上，也就是与电机轴线成直角。

使用定子形成的电机不易受机械冲击和振动。对氧化作用的易受侵蚀性由于缺少导线交叉部位中的储污槽(Schmutztasch)而减小了。

由于应用铜作为配电环的材料可以减小欧姆的损失电阻。

配电环的结构设计如此进行，使得由定子圆周上对称的绕组结构可以不对称地与集成在驱动装置里的电子机构相接触。尽管朝向电子机构的不对称的接口，但因此可以通过将配电环设计成铜构件而有效地避免在驱动装置工作时的电流不对称性。

所述线圈的内部布线并没有显著地降低效率。这尤其在低压应用和大电流应用时是必要的，这样可以使驱动装置的总效率保持在一个所要求的范围内。这种应用的一个实例就是在汽车中，其车载电压为12V。

一种电机的装配例如按如下述叙进行：装有定子的电机外壳通过定子的插接舌片与外部电子装置或外部供电装置的相应连接点接触，其中外部电子装置可以固定在电机盖里。在应用插接舌片时这种连接可以按有利的方式在需要时快速、简单和无损伤地松开。这简化了修理和修复工作，而且比以前所已知的解决方案更好地适应于更新的环境要求。

Claims (10)

1.用于一个电动机的定子，该定子具有

-一个环形的定子叠片(1)，该定子叠片具有许多向内延伸的带有单齿绕组(5)的定子齿(4)，

-一个布置在定子叠片(1)的一个端侧面上的环形布线单元(2)，该布线单元在其放置定子叠片的端侧面上设有转向元件(6)，其中

-环形布线单元(2)具有一个由不导电材料制成的支承构件(11)，

-该支承构件(11)设有一个空腔(55)，在该空腔里布置了多个相互电绝缘的配电环(12，13，14)，以及

-每个配电环具有接触元件(7，8；31-47)，

其特征在于，

-配电环的接触元件穿过支承构件(11)里的缝隙(16-21)向外引导，并且

-支承构件(11)具有向内延伸的绕组支承元件(27-30)，该元件紧邻定子齿(4)，构成为槽绝缘元件并具有阻止单齿绕组(5)从各个定子齿(4)上滑脱的成型机构。

2.按权利要求1所述的定子，其特征在于，所述支承构件(11)是一个塑料成型件，该塑料成形件具有向内到达其空腔(55)里的分隔壁(53，54)，通过该分隔壁使配电环(12，13，14)相互电绝缘。

3.按权利要求1或2所述的定子，其特征在于，每个配电环都具有第一接触元件(18，31-35，37-40，42-46)，该接触元件用于对装于定子齿(4)上的绕组(5)进行内部布线。

4.接权利要求3所述的定子，其特征在于，一个绕组的绕组末端总是通过转向元件(6，22-26)中的一个来引导，并形成相邻绕组的开头。

5.按权利要求4所述的定子，其特征在于，穿过支承构件的一个缝隙向外引导的第一接触元件中的一个元件对应配属于每个转向元件；通过转向元件引导的绕组导线也通过所述配属于转向元件的第一接触元件而引导；而且第一接触元件与位于导线内部中的导电体通过一个电阻焊接过程建立起电接触。

6.按权利要求3-5中任意一项所述的定子，其特征在于，第一接触元件(18，31-35，37-40，42-46)具有钩子。

7.按上述权利要求之一所述的定子，其特征在于，每个配电环(12，13，14)具有一个第二接触元件(36，41，47)，该接触元件用于与一个外部电子装置或者一个外部供电装置连接。

8.按权利要求7所述的定子，其特征在于，所述第二接触元件(36，41，47)是插接舌片。

9.按上述权利要求之一所述的定子，其特征在于，环形的布线单元(2)在其对着定子叠片(1)的端侧面上设有一个由非导电材料制成的盖(15)。

10.按上述权利要求之一所述的定子，其特征在于，该定子在远离所述布线单元的端侧面上具有一个绝缘环(3)或一个第二个布线单元。

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