Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement zur Kontaktierung mindestens eines Wicklungsdrahts. The invention relates to a contact element for contacting at least one winding wire.
Bei Elektromotoren müssen die Wicklungsdrähte der Wicklungsanordnung kontaktiert werden, um z.B. eine Verbindung zwischen mehreren Wicklungsdrähten oder eine Verbindung zwischen einem Wicklungsdraht und einer Endstufe herzustellen. For electric motors, the winding wires of the winding assembly must be contacted to make e.g. to make a connection between a plurality of winding wires or a connection between a winding wire and an output stage.
Insbesondere bei sicherheitskritischen Anwendungen wie z.B. bei einem Elektromotor für die Lenkunterstützung bei einem Personenkraftwagen (PKW) werden hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Elektromotors gestellt, und dieser muss auch starke Erschütterungen aushalten, wie sie in einem Fahrzeug vorkommen können. Hierzu ist eine gute Kontaktierung der Wicklungsdrähte erforderlich. Especially in safety-critical applications, such as in an electric motor for the steering assistance in a passenger car (passenger car) high demands are placed on the reliability of the electric motor, and this must withstand strong shocks, as they may occur in a vehicle. For this purpose, a good contact of the winding wires is required.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein neues Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung mindestens eines Wicklungsdrahts bereit zu stellen. It is therefore an object of the invention to provide a new contact element for electrically contacting at least one winding wire.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Mit einem solchen Kontaktelement kann eine definierte Deformation des mindestens einen Wicklungsdrahts erreicht werden, und dies ermöglicht eine gute und sichere Kontaktierung des mindestens einen Wicklungsdrahts. Es hat sich zudem gezeigt, dass mit dem Kontaktelement ein vergleichsweise großer Bereich an Drahtstärken kontaktiert werden kann und auch die Anzahl der zu verschweißenden Wicklungsdrähte variabel ist. According to the invention, this object is achieved by the subject matter of claim 1. With such a contact element, a defined deformation of the at least one winding wire can be achieved, and this allows a good and secure contacting of the at least one winding wire. It has also been found that with the contact element, a comparatively large range of wire thicknesses can be contacted and also the number of winding wires to be welded is variable.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt: Further details and advantageous developments of the invention will become apparent from the hereinafter described and illustrated in the drawings, in no way as a limitation of the invention to be understood embodiments, and from the dependent claims. It shows:
1 einen Elektromotor 10 mit zwei erfindungsgemäßen Kontaktelementen 30, 1 an electric motor 10 with two contact elements according to the invention 30 .
2 eine raumbildliche Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kontaktelements 30 von innen (bezüglich des Elektromotors), 2 a three-dimensional view of a first embodiment of a contact element according to the invention 30 from the inside (with respect to the electric motor),
3 eine raumbildliche Darstellung des Kontaktelements 30 von 2 von außen, 3 a spatial representation of the contact element 30 from 2 from the outside,
4 eine Seitenansicht des Kontaktelements 30 von 2 von innen, 4 a side view of the contact element 30 from 2 from the inside,
5 einen Schnitt durch das Kontaktelement 30 von 4 entlang der Linie V-V, 5 a section through the contact element 30 from 4 along the line VV,
6 eine Seitenansicht auf das Kontaktelement 30 von 2 von unten, 6 a side view of the contact element 30 from 2 from underneath,
7 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf das Kontaktelement 30 von 2, gesehen von oben, 7 a partially sectioned plan view of the contact element 30 from 2 , seen from above,
8 einen Schnitt durch das Kontaktelement 30 von 7, entlang der Linie VIII-VIII von 7, 8th a section through the contact element 30 from 7 along the line VIII-VIII of 7 .
9 einen Schnitt durch das Kontaktelement 30 von 7, entlang der Linie IX-IX von 7, 9 a section through the contact element 30 from 7 , along the line IX-IX of 7 .
10 einen Schnitt durch das Kontaktelement 30 von 7, entlang der Linie X-X von 7, 10 a section through the contact element 30 from 7 , along the XX line of 7 .
11 ein Stanzblech zur Herstellung des Kontaktelements 30 von 2, 11 a punching plate for the production of the contact element 30 from 2 .
12 einen Schnitt durch das Stanzteil von 11 entlang der Linie XII-XII von 11, 12 a section through the stamped part of 11 along the line XII-XII of 11 .
13 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelements, 13 A second embodiment of a contact element according to the invention,
14 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelements, 14 A third embodiment of a contact element according to the invention,
15 ein erfindungsgemäßes Kontaktelement mit eingelegten Wicklungsdrähten und einer schematisch angedeuteten Schweißzange, 15 an inventive contact element with inserted winding wires and a schematically indicated welding tongs,
16 das Kontaktelement von 15 nach der Kontaktierung der Wicklungsdrähte, 16 the contact element of 15 after contacting the winding wires,
17 ein Kontaktelement 230, welches keinen Vorsprung aufweist, 17 a contact element 230 which has no projection,
18 ein Schliffbild von einem Kontaktelement 230 gemäß 17 mit zwei kontaktierten Wicklungsdrähten, 18 a microsection of a contact element 230 according to 17 with two contacted winding wires,
19 ein Schliffbild durch das Kontaktelement 30 von 2 mit zwei mit dem Kontaktelement verbundenen Wicklungsdrähten, und 19 a microsection through the contact element 30 from 2 with two connected to the contact element winding wires, and
20 ein Schliffbild durch das Kontaktelement von 2 mit drei kontaktierten Wicklungsdrähten. 20 a microsection through the contact element of 2 with three contacted winding wires.
Überblick und Anwendungsbeispiel Overview and application example
1 zeigt beispielhaft einen Elektromotor 10 mit einem Stator 12 und einem schematisch angedeuteten Rotor 14. 1 shows an example of an electric motor 10 with a stator 12 and a schematically indicated rotor 14 ,
Der Stator 12 hat ein Blechpaket 16 mit Polen 18, auf einer ersten Stirnseite des Blechpakets 16 ist eine erste Isolierscheibe 20 mit Polabdeckungen 22 angeordnet und auf der gegenüber liegenden Stirnseite ist eine zweite Isolierscheibe 21 mit entsprechenden Polabdeckungen angeordnet. Eine Wicklungsanordnung 24 hat Wicklungen (Spulen) 25, welche um die Pole 18 und die Isolierscheiben 20, 21 herum angeordnet sind. Ein Wicklungsdraht 26 und ein Wicklungsdraht 26' der Wicklungsanordnung 24 sind schematisch dargestellt. The stator 12 has a laminated core 16 with Poland 18 , on a first end face of the laminated core 16 is a first insulating washer 20 With terminal covers 22 arranged and on the opposite end face is a second insulating 21 arranged with corresponding pole covers. A winding arrangement 24 has windings (coils) 25 which around the poles 18 and the insulating washers 20 . 21 are arranged around. A winding wire 26 and a winding wire 26 ' the winding arrangement 24 are shown schematically.
Drei Kontaktelemente 30 sind an der Isolierscheibe 20 angeordnet und dienen zur Kontaktierung des Wicklungsdrahts 26, 26', um z. B. bei einer Wicklungsanordnung 24 mit Sternschaltung eine Mehrzahl von Wicklungsdrähten 26, 26' (z.B. drei Wicklungsdrähte) eines Sternpunkts miteinander zu verbinden, oder z.B. bei einer Wicklungsanordnung 24 mit Sternschaltung oder Dreieckschaltung jeweils einen Wicklungsdraht 26, 26' eines Wicklungsendes zu kontaktieren, um z.B. eine Verbindung der Wicklungsenden mit einer – in 2 dargestellten – Endstufe zu ermöglichen. Die Verschaltung der Wicklungsanordnung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel an der ersten Isolierscheibe 20. In der Darstellung sind die Wicklungsdrähte 26, 26' von außen kommend in einen Haken des Kontaktelements 30 eingelegt, es hat aber noch keine Kontaktierung stattgefunden. Three contact elements 30 are on the insulating disk 20 arranged and serve for contacting the winding wire 26 . 26 ' to B. in a winding arrangement 24 with star connection a plurality of winding wires 26 . 26 ' (For example, three winding wires) to connect a star point with each other, or eg in a winding arrangement 24 with star connection or delta connection one winding wire each 26 . 26 ' a winding end to contact, for example, a compound of the coil ends with a - in 2 shown - to enable power amplifier. The interconnection of the winding arrangement takes place in this embodiment on the first insulating 20 , In the illustration, the winding wires 26 . 26 ' coming from the outside in a hook of the contact element 30 but no contact has taken place yet.
Kontaktelement contact element
2 bis 10 zeigen das Kontaktelement aus verschiedenen Richtungen und in verschiedenen Schnitten. 7 ist zur Verdeutlichung auf der rechten Seite teilweise geschnitten. 2 to 10 show the contact element from different directions and in different sections. 7 is partially cut for clarity on the right side.
Das Kontaktelement 30 hat ein Basisteil 40 mit einer ersten Seite 41 und einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite 42. Ein Haken 43 hat einen Bogen 44 und einen Arm 46, wobei der Arm 46 über den Bogen 44 am Basisteil 40 befestigt ist, so dass der Arm 46 der ersten Seite 41 des Basisteil 40 gegenüber liegt. Auf der ersten Seite 41 des Basisteils 40 ist ein Vorsprung 48, der auch als Erhebung oder Erhöhung bezeichnet werden kann, derart angeordnet, dass der Arm 46 des Hakens 43 in Kontakt mit dem Vorsprung 48 bringbar ist, wie dies durch den Pfeil 50 angedeutet ist. Der Arm 46 kann z. B. durch Verbiegen des Hakens 43 in Kontakt mit dem Vorsprung 48 gebracht werden. Das Kontaktelement 30 ist dazu ausgebildet, mindestens einen Wicklungsdraht 26, 26', 26'' zwischen der ersten Seite 41 des Basisteils und dem Haken 43 aufzunehmen. Um eine sichere Verbindung der Wicklungsdrähte 26 mit dem Kontaktelement 30 zu bewirken, kann anschließend der Arm 46 des Hakens 43 zum Vorsprung 48 hin gebogen werden, wobei bevorzugt eine Verschweißung zwischen dem Arm 46 und dem Vorsprung 48 und weiter bevorzugt eine Deformierung des mindestens einen Wicklungsdrahts 26 und noch weiter bevorzugt zusätzlich eine Verschweißung des mindestens einen Wicklungsdrahts 26 mit dem Kontaktelement 30 erfolgt. The contact element 30 has a base part 40 with a first page 41 and a second side opposite the first side 42 , A catch 43 has a bow 44 and an arm 46 , where the arm 46 over the bow 44 at the base part 40 is attached, leaving the arm 46 the first page 41 of the base part 40 is opposite. On the first page 41 of the base part 40 is a lead 48 , which can also be called elevation or elevation, arranged such that the arm 46 of the hook 43 in contact with the projection 48 Can be brought, as indicated by the arrow 50 is indicated. The arm 46 can z. B. by bending the hook 43 in contact with the projection 48 to be brought. The contact element 30 is designed to at least one winding wire 26 . 26 ' . 26 '' between the first page 41 the base part and the hook 43 take. For a secure connection of the winding wires 26 with the contact element 30 can then cause the arm 46 of the hook 43 to the lead 48 bent, preferably a weld between the arm 46 and the lead 48 and further preferably a deformation of the at least one winding wire 26 and even further preferably additionally welding the at least one winding wire 26 with the contact element 30 he follows.
Das Basisteil 40 ist bevorzugt flächig ausgebildet. Dabei ist es bevorzugt eben, es kann aber auch eine leichte Krümmung aufweisen. Es kann auch nicht flächig ausgebildet sein. The base part 40 is preferably flat. It is preferably flat, but it may also have a slight curvature. It can not be designed flat.
Der Bogen 44 ist bevorzugt zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet. Er kann auch eine Mehrzahl von geraden Abschnitten aufweisen, die mit einem Winkel zueinander ausgebildet sind, um so eine (zusätzliche) Krümmung zu bewirken. The arc 44 is preferably formed curved at least partially. It may also have a plurality of straight sections which are formed at an angle to each other so as to cause an (additional) curvature.
Kontaktelement-Ausgestaltung des Vorsprungs Contact element configuration of the projection
Der Vorsprung 48 dient dazu, im Bereich zwischen dem Vorsprung 48 und dem Bogen 44 einen Abstand zwischen dem Arm 46 und dem Basisteil 40 zu bewirken. Hierzu steht der Vorsprung bevorzugt zumindest gegenüber einem Teilbereich 41' der ersten Seite 41 des Basisteils 40 hervor, der sich von dem Vorsprung 48 zum Bogen 44 hin erstreckt, vgl. 16. Auf der vom Bogen 44 abgewandten Seite der ersten Fläche muss der Vorsprung nicht zwingend wieder abfallen. The lead 48 serves to be in the area between the projection 48 and the bow 44 a distance between the arm 46 and the base part 40 to effect. For this purpose, the projection is preferably at least opposite a partial area 41 ' the first page 41 of the base part 40 which stands out from the lead 48 to the bow 44 extends, cf. 16 , On the bow 44 facing away from the first surface of the projection does not necessarily fall off again.
Der Vorsprung 48 hat bevorzugt an seinem freien Ende eine Kontaktfläche 49, welche zum Kontakt des Vorsprungs 48 mit dem Arm 46 dient, vgl. 2 und 15. Die Kontaktfläche 49 ist bevorzugt nach Art eines Plateaus abgeflacht. Die abgeflachte Kontaktfläche 49 ist bevorzugt eben (8) oder leicht gekrümmt, insbesondere leicht konvex gekrümmt (12), was man auch als linsenförmig bezeichnen kann. Eine solche leicht konvexe Krümmung entsteht z.B. bei einer Prägung des Vorsprungs 48, wenn auf der ersten Seite 41 eine Prägeform angeordnet ist, die zwar den Rand des Vorsprungs 48 definiert, nicht jedoch dessen Tiefe. Wenn der Arm 46 mit der Schweißzange auf eine leicht konvex gekrümmte Kontaktfläche 49 gedrückt wird, führt dies dazu, dass durch Nachgeben des Materials des Arms 46 oder des Vorsprungs 48 die im Wesentlichen gesamte Kontaktfläche 49 Kontakt zum Arm 46 hat, vgl. z.B. 19. Die konvexe Krümmung der Kontaktfläche hat zusätzlich den Vorteil, dass bei einer Schweißung, bei der der Strom bereits vor der Endposition des Arms 46 zu fließen beginnt, anfangs durch die Mitte der Kontaktfläche 49 des Vorsprungs 48 fließt und dort zu einer Erhitzung führt. The lead 48 preferably has a contact surface at its free end 49 which leads to the contact of the projection 48 with the arm 46 serves, cf. 2 and 15 , The contact surface 49 is preferably flattened in the manner of a plateau. The flattened contact surface 49 is preferably even ( 8th ) or slightly curved, in particular slightly convexly curved ( 12 ), which can also be described as lenticular. Such a slightly convex curvature arises, for example, when embossing the projection 48 if on the first page 41 an embossing mold is arranged, although the edge of the projection 48 defined, but not its depth. If the arm 46 with the welding tongs on a slightly convex curved contact surface 49 is pressed, this causes by yielding the material of the arm 46 or the projection 48 the substantially entire contact surface 49 Contact to the arm 46 has, cf. eg 19 , The convex curvature of the contact surface also has the advantage that in a weld, in which the current already before the end position of the arm 46 begins to flow, initially through the center of the contact surface 49 of the projection 48 flows and leads to a heating there.
Der Vorsprung 48 ist besonders bevorzugt als Noppe ausgebildet, er hat also wie die Noppen an einem Lego-Baustein auf allen Seiten abfallende Flanken 51, vgl. 15. Die Flanken 51 können dabei gegenüber der ersten Seite 41 zumindest bereichsweise senkrecht abfallen, vgl. mittlerer Bereich in 15. Die Flanken 51 können aber auch ganz oder bereichsweise mit einer Steigung zum freien Ende 49 hin ansteigen, vgl. oberer und unterer Bereich in 15. Bevorzugt ist die Steigung größer als 0 ° und kleiner als 90 °, so dass kein Überstand auftritt. The lead 48 is particularly preferably designed as a knob, so he has like the knobs on a Lego module on all sides sloping edges 51 , see. 15 , The flanks 51 can do so over the first page 41 at least partially fall vertically, cf. middle area in 15 , The flanks 51 But also in whole or in places with a slope to the free The End 49 rise, cf. upper and lower area in 15 , Preferably, the slope is greater than 0 ° and less than 90 °, so that no supernatant occurs.
Der Querschnitt des Vorsprungs 48 in einem Querschnitt parallel zur ersten Seite 41 des Basisteils 40 im Bereich um den Vorsprung 48 ist bevorzugt rund bzw. kreisförmig. Er kann aber z.B. auch viereckig oder allgemein vieleckig ausgebildet sein. The cross section of the projection 48 in a cross section parallel to the first side 41 of the base part 40 in the area around the projection 48 is preferably round or circular. But it can also be designed, for example, quadrangular or general polygonal.
Bevorzugt bedeckt der Arm 46, dass er bei einem Kontakt mit der Kontaktfläche 49 diese vollständig bedeckt, insbesondere auf allen Seiten über diese übersteht. Dies führt bei einer ungenauen Positionierung dazu, dass trotzdem der Querschnitt im Bereich der Verbindung von dem Querschnitt der Kontaktfläche bestimmt wird und so beim Schweißvorgang ein definierter Strom durch diesen Bereich fließen kann. Preferably, the arm covers 46 that he is in contact with the contact surface 49 this completely covered, in particular on all sides over these stands. In the case of inaccurate positioning, this nevertheless results in the cross section in the area of the connection being determined by the cross section of the contact area, and thus a defined current can flow through this area during the welding process.
16 zeigt das Kontaktelement 30 nach der Kontaktierung der Drähte 26, 26'. Das Basisteil 40 und der Haken 43 definieren einen Kontaktierbereich 58, durch welchen sich die Wicklungsdrähte 26, 26' hindurch erstrecken. Die Wicklungsdrähte 26, 26' haben im undeformierten Zustand außerhalb des Kontaktierbereichs 58 bzw. vor der Kontaktierung durch das Kontaktelement 30 einen ersten Durchmesser D0, vgl. 15. Die Höhe des Vorsprungs 48 hat bevorzugt einen Wert H, der im Bereich von 30 % bis 95 % des ersten Durchmessers D0 liegt, weiter bevorzugt im Bereich von 40 % bis 80 %. Hierdurch wird im Kontaktierbereich 58 beim Verbinden des Arms 46 mit dem Vorsprung 48 eine Deformierung des Wicklungsdrahts 26, 26' bewirkt, und der Durchmesser D1 gemäß 16, der dem Abstand zwischen dem Arm 46 und dem Basisteil 40 an der entsprechenden Stelle entspricht, ist kleiner als der Durchmesser D0 des undeformierten Wicklungsdrahts. 16 shows the contact element 30 after contacting the wires 26 . 26 ' , The base part 40 and the hook 43 define a contact area 58 through which the winding wires 26 . 26 ' extend through. The winding wires 26 . 26 ' have in the undeformed state outside the Kontaktierbereichs 58 or before contacting by the contact element 30 a first diameter D0, cf. 15 , The height of the projection 48 preferably has a value H which is in the range of 30% to 95% of the first diameter D0, more preferably in the range of 40% to 80%. This will be in Kontaktierbereich 58 when connecting the arm 46 with the lead 48 a deformation of the winding wire 26 . 26 ' causes, and the diameter D1 according to 16 that is the distance between the arm 46 and the base part 40 corresponding to the corresponding position is smaller than the diameter D0 of the undeformed winding wire.
Formung des Vorsprungs durch Prägen bzw. Stanzen Forming the projection by embossing or punching
Wie in 6, 8 und 9 zu sehen ist, hat das Basisteil 40 bevorzugt auf der zweiten Seite 42 eine Vertiefung 52, welche dem Vorsprung 48 auf der ersten Seite gegenüber liegt und bevorzugt eine Grundform hat, die annähernd der negativen Form des Vorsprungs 48 entspricht. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, da sie die Formung des Vorsprungs 48 durch einen Stempel ermöglicht, der von der zweiten Seite 42 her auf das Basisteil 40 drückt und so den Vorsprung 48 aus Material bildet, das ursprünglich im Bereich der Vertiefung 52 war. Dies wird als Prägen oder Stanzen bezeichnet. Der Vorsprung 48 ist somit bevorzugt als Prägung ausgebildet. As in 6 . 8th and 9 can be seen, has the base part 40 preferably on the second page 42 a depression 52 which the lead 48 on the first side, and preferably has a basic shape, which is approximately the negative shape of the projection 48 equivalent. This embodiment is advantageous because it allows the formation of the projection 48 by a stamp made possible by the second page 42 forth on the base part 40 presses and so the lead 48 Made of material that was originally in the area of the recess 52 was. This is called stamping or punching. The lead 48 is thus preferably formed as an embossing.
Hierdurch ist es beispielsweise möglich, das Kontaktelement 30 als Stanzbiegeteil aus einem Blech mit konstanter Dicker herzustellen. This makes it possible, for example, the contact element 30 produced as a stamped and bent part from a sheet of constant thickness.
Bevorzugt hat das Basisteil 40 im Bereich des Vorsprungs 48 eine Dicke D_48 und im Bereich 41' (vgl. 16) um den Vorsprung herum eine Dicke D_40, und die Dicke D_48 liegt im Bereich von 80 % bis 120 % der Dicke D_40, weiter bevorzugt im Bereich von 90% bis 110 % der Dicke D_40. Dies hat den Vorteil, dass der Vorsprung durch den beschriebenen Prägevorgang ausgebildet werden kann. Preferably, the base part 40 in the area of the projection 48 a thickness D_48 and in the range 41 ' (see. 16 ) around the protrusion has a thickness D_40, and the thickness D_48 is in the range of 80% to 120% of the thickness D_40, more preferably in the range of 90% to 110% of the thickness D_40. This has the advantage that the projection can be formed by the embossing process described.
In 8 ist die Tiefe der Vertiefung 52 mit T bezeichnet, die Basisteildicke des Basisteils 40 um die Vertiefung 52 herum ist mit D_40 bezeichnet. Bevorzugt liegt der Wert der Tiefe T der Vertiefung 52 im Bereich von 20 % bis 85 % der Basisteildicke D_40. Dies hat den Vorteil, dass die Tiefe T der Vertiefung 52 so groß ist, dass ein ausreichender Steg 54 zwischen dem Basisteil 40 und dem Vorsprung 48 vorhanden ist, vgl. 8. In 8th is the depth of the depression 52 denoted by T, the base part thickness of the base part 40 around the depression 52 around is labeled D_40. The value of the depth T of the depression is preferably located 52 in the range of 20% to 85% of the base part thickness D_40. This has the advantage that the depth T of the recess 52 so big is that a sufficient jetty 54 between the base part 40 and the lead 48 is present, cf. 8th ,
Der Querschnitt des Vorsprungs 48 ist bevorzugt rund, da dies die Ausbildung des Vorsprungs erleichtert. The cross section of the projection 48 is preferably round, as this facilitates the formation of the projection.
Bevorzugte weitere Elemente des Kontaktelements 50 Preferred further elements of the contact element 50
Bevorzugt hat das Kontaktelement 30 mindestens eine Kontaktfahne 80 und mindestens ein Bein 82. Preferably, the contact element 30 at least one contact flag 80 and at least one leg 82 ,
Die Kontaktfahne 80 steht von der ersten Seite 41 des Basisteils 40 ab und ist dazu ausgebildet, eine elektrische Verbindung des Kontaktelements 30 mit einer in 2 schematisch dargestellten Endstufe 81 zu ermöglichen. Die Verbindung mit der Endstufe 81 erfolgt bevorzugt durch eine Steckverbindung oder durch eine Schweißverbindung. Für eine Kontaktierung von zwei Wicklungsdrähten 26, 26' ist keine Kontaktfahne 80 erforderlich, und diese kann dann entfallen. The contact flag 80 is from the first page 41 of the base part 40 and is adapted to an electrical connection of the contact element 30 with an in 2 schematically illustrated output stage 81 to enable. The connection with the power amplifier 81 is preferably carried out by a plug connection or by a welded connection. For contacting two winding wires 26 . 26 ' is not a contact flag 80 required, and this can then be omitted.
Das mindestens eine von der zweiten Seite 42 des Basisteils 40 abstehende Bein 82, 82' ermöglicht eine Befestigung des Kontaktelements 30 am Stator 12, wobei die Befestigung bevorzugt an der Isolierscheibe 20 aus 1 erfolgt. Hierzu sind bevorzugt an dem mindestens einen Bein 82, 82' Aussparungen 84, 84' vorgesehen, welche einen Widerhaken bilden. Wird ein solches Kontaktelement 30 bspw. in eine Isolierscheibe 20 aus Kunststoff hineingepresst, so sichern die Aussparungen 84, 84' das Kontaktelement 30 im Kunststoff der Isolierscheibe 20. The at least one of the second page 42 of the base part 40 protruding leg 82 . 82 ' allows attachment of the contact element 30 at the stator 12 , wherein the attachment preferably on the insulating 20 out 1 he follows. For this purpose, preference is given to the at least one leg 82 . 82 ' recesses 84 . 84 ' provided, which form a barb. Will such a contact element 30 For example, in an insulating 20 pressed in plastic, so secure the recesses 84 . 84 ' the contact element 30 in the plastic of the insulating pane 20 ,
13 zeigt ein Kontaktelement 30', welches nur einen Haken 43 hat, der in diesem Ausführungsbeispiel zentral angeordnet ist. Es ist keine Kontaktfahne zur Kontaktierung mit der Endstufe vorgesehen, und wenn eine solche Kontaktierung erforderlich ist, kann sie direkt mit dem Basisteil 40 erfolgen, z.B. mit einer Schweißverbindung. 13 shows a contact element 30 ' which only has a hook 43 has, which is centrally located in this embodiment. No contact lug is provided for contacting the output stage, and if such contacting is required is, she can go directly to the base part 40 done, eg with a welded joint.
14 zeigt ein Kontaktelement 30'', das im Gegensatz zum Kontaktelement 30' keine Kontaktfahne aufweist. 14 shows a contact element 30 '' , in contrast to the contact element 30 ' has no contact lug.
Herstellung des Kontaktelements 30 Production of the contact element 30
11 zeigt das Kontaktelement 30 in ungebogenem Zustand, bei dem also die Haken 43, 43', die Kontaktfahne 80 und die Beine 82, 82' noch nicht gebogen sind, wie dies nach dem Stanzen des Kontaktelements 30 aus einem Blech der Fall ist. Die Vorsprünge 48, 48' sind jedoch erzeugt, wie dies in dem Schnitt aus 12 zu sehen ist. Bevorzugt wird das Kontaktelement 30 aus einem Blech mit konstanter Dicke ausgestanzt, wobei die in 12 an den äußeren Enden der Kontaktfahne 80 und der Beine 82 zu sehenden Abflachungen bevorzugt durch das Stanzwerkzeug geformt werden. Da der Vorsprung 48 durch einen Stempel erzeugt werden kann, ist es möglich, das Kontaktelement 30 kostengünstig aus einem Blech von konstanter Dicke herzustellen. 11 shows the contact element 30 in unbent state, so with the hook 43 . 43 ' , the contact flag 80 and the legs 82 . 82 ' not yet bent, as is the case after punching the contact element 30 from a sheet metal is the case. The projections 48 . 48 ' however, are generated as in the cut out 12 you can see. The contact element is preferred 30 punched out of a sheet of constant thickness, the in 12 at the outer ends of the contact lug 80 and the legs 82 flats to be seen are preferably formed by the punching tool. Because the lead 48 can be generated by a stamp, it is possible, the contact element 30 inexpensive to produce from a sheet of constant thickness.
Das Kontaktelement weist bevorzugt ein Metall auf, um eine elektrische Leitfähigkeit zu bewirken. Bevorzugt ist das Kontaktelement aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. The contact element preferably comprises a metal to effect electrical conductivity. Preferably, the contact element is formed of a metallic material.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde ein Blech mit einem Substrat verwendet, welches bevorzugt eine Legierung aufweist, welche Kupfer und Zinn enthält. Bevorzugt wird z.B. CuSn 0,15 R250 verwendet. Auf der Oberfläche des Substrats war im vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens bereichsweise eine Beschichtung angeordnet ist, die Zinn (Sn) mit einem Massenanteil von mindestens 0,60, bevorzugt von mindestens 0,90, aufweist. Die Beschichtung hat eine Dicke von 2 bis 5 µm gehabt. In the present embodiment, a sheet was used with a substrate, which preferably comprises an alloy containing copper and tin. It is preferred, e.g. CuSn 0.15 R250 used. In the present exemplary embodiment, a coating has been arranged on the surface of the substrate at least in regions, which has tin (Sn) with a mass fraction of at least 0.60, preferably of at least 0.90. The coating had a thickness of 2 to 5 microns.
Bevorzugt weist das Substrat Kupfer mit einem Massenanteil von mindestens 0,70 auf. The substrate preferably has copper with a mass fraction of at least 0.70.
Bei kleinen Kontaktelementen kann auch Silber oder Gold verwendet werden. For small contact elements, silver or gold can also be used.
Die Dicke des Kontaktelements bzw. die Dicke des Blechs betrug im Ausführungsbeispiel 1 mm. Bei dieser Dicke ist ein Verbiegen des Hakens 43 ohne Werkzeug bereits schwierig. Die Dicke wird bevorzugt in Abhängigkeit vom Durchmesser des Wicklungsdrahts gewählt. Bevorzugte Werte für die Dicke liegen im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm. The thickness of the contact element or the thickness of the sheet was in the exemplary embodiment 1 mm. At this thickness is a bending of the hook 43 already difficult without a tool. The thickness is preferably selected as a function of the diameter of the winding wire. Preferred values for the thickness are in the range of 0.5 mm to 3 mm.
Kontaktierung des Wicklungsdrahts mit Vorsprung Contacting of the winding wire with projection
15 zeigt die Kontaktierung von zwei Wickeldrähten 26, 26' am Kontaktelement 30. 15 shows the contacting of two winding wires 26 . 26 ' on the contact element 30 ,
Eine Schweißzange 110 hat eine erste Backe 111 und eine zweite Backe 112, und eine Stromquelle 114 ist über zwei Leitungen 116, 118 mit der ersten Backe 111 und der zweiten Backe 112 verbunden ist. Die zweite Backe 112 wird auf der Außenseite des Basisteils 40 positioniert, und die erste Backe 111 wird in Richtung zur zweiten Backe 112 hin bewegt bzw. verfahren, wie dies durch den Pfeil 113 angedeutet ist. Durch die Bewegung der ersten Backe 111 wird der Arm 46 des Hakens 43 in Richtung zum Basisteil 40 gebogen, bis es in Kontakt mit dem Vorsprung 48 kommt, vgl. 18. Anschließend fließt mit Hilfe der steuerbaren Stromquelle 114, der ersten Backe 111 und der zweiten Backe 112 ein elektrischer Strom durch das Kontaktelement 30 und die Wicklungsdrähte 26, 26', und durch den elektrischen Widerstand des Materials des Kontaktelements 30 und der Wicklungsdrähte 26, 26' entsteht Wärme, die zu einer Schweißverbindung zwischen dem Arm 46 und dem Vorsprung 48 und bevorzugt auch zwischen den Wicklungsdrähten 26, 26' und dem Kontaktelement 30 führt. Es kann eine Schweißzange mit zueinander parallelen Backen 111, 112 verwendet werden. A welding tongs 110 has a first cheek 111 and a second cheek 112 , and a power source 114 is over two wires 116 . 118 with the first cheek 111 and the second cheek 112 connected is. The second cheek 112 is on the outside of the base part 40 positioned, and the first cheek 111 becomes towards the second cheek 112 moved or moved, as indicated by the arrow 113 is indicated. By the movement of the first cheek 111 becomes the arm 46 of the hook 43 towards the base part 40 bent until it is in contact with the projection 48 comes, cf. 18 , Then flows with the help of the controllable current source 114 , the first cheek 111 and the second cheek 112 an electric current through the contact element 30 and the winding wires 26 . 26 ' , and by the electrical resistance of the material of the contact element 30 and the winding wires 26 . 26 ' creates heat, which leads to a welded connection between the arm 46 and the lead 48 and preferably also between the winding wires 26 . 26 ' and the contact element 30 leads. It can be a welding gun with parallel jaws 111 . 112 be used.
Als Wicklungsdraht 26, 26', 26'' wird üblicherweise ein elektrisch isolierter Draht verwendet, um bei den Wicklungen 25 (1) eine benachbarte Anordnung der Wicklungsdrähte 26, 26', 26'' ohne Kurzschluss zu ermöglichen. Bevorzugt wird ein Lackdraht verwendet, insbesondere ein Kupferlackdraht. Durch den mechanischen Druck bei der Kontaktierung und durch die bei der Schweißung entstehende Hitze wird der Lack des Lackdrahts entfernt und ein elektrischer Kontakt zwischen dem Wicklungsdraht 26, 26', 26'' und dem Kontaktelement 30 bewirkt. As a winding wire 26 . 26 ' . 26 '' Usually, an electrically insulated wire is used to wind at the windings 25 ( 1 ) an adjacent arrangement of the winding wires 26 . 26 ' . 26 '' without short circuit. Preferably, an enameled wire is used, in particular a copper enameled wire. Due to the mechanical pressure during contacting and the heat generated during welding, the paint of the enameled wire is removed and an electrical contact between the winding wire 26 . 26 ' . 26 '' and the contact element 30 causes.
16 zeigt das Kontaktelement 30 und die Wicklungsdrähte 26, 26' nach der Kontaktierung. Da die Höhe H des Vorsprungs 48 (15) geringer gewählt ist als der Durchmesser der Wicklungsdrähte 26, 26', werden die Wicklungsdrähte 26, 26' beim Zusammendrücken des Hakens 43 verformt, insbesondere etwas platt gedrückt. Diese Deformierung der Wicklungsdrähte 26, 26' ist erwünscht, da sie zum einen einem Herausziehen der Wicklungsdrähte 26, 26' aus dem Kontaktelement 30 mechanisch entgegen wirkt. Zum anderen entsteht beim Zusammendrücken des Hakens 43 ein guter Kontakt zwischen den Wicklungsdrähten 26, 26' und dem Kontaktelement 30, und hierdurch wird einerseits der elektrische Kontakt verbessert, und zusätzlich fließt bei der Kontaktierung mehr Strom durch die Wicklungsdrähte 26, 26', und dies führt bevorzugt zu einer Verschweißung der Wicklungsdrähte 26, 26' mit dem Kontaktelement 30. 16 shows the contact element 30 and the winding wires 26 . 26 ' after contacting. Since the height H of the projection 48 ( 15 ) is less than the diameter of the winding wires 26 . 26 ' , the winding wires become 26 . 26 ' when squeezing the hook 43 deformed, in particular a little flattened. This deformation of the winding wires 26 . 26 ' is desirable because it on the one hand to pull out the winding wires 26 . 26 ' from the contact element 30 mechanically counteracts. On the other hand arises when squeezing the hook 43 good contact between the winding wires 26 . 26 ' and the contact element 30 , and thereby on the one hand, the electrical contact is improved, and in addition more current flows through the winding wires during contacting 26 . 26 ' , and this preferably leads to a welding of the winding wires 26 . 26 ' with the contact element 30 ,
Wie in 1 zu sehen ist, ist das Kontaktelement 30 bevorzugt derart am Stator 12 befestigt ist, dass dessen Vorsprung radial weiter innen liegt als dessen Bogen 44, um eine Anordnung einer Schweißzange im Bereich des Vorsprungs (48) zu ermöglichen. As in 1 can be seen, is the contact element 30 preferably on the stator 12 is fixed, that the projection is located radially further inward than the arc 44 to provide an arrangement of a welding gun in the region of the projection ( 48 ).
Versuch Kontaktierung des Wicklungsdrahts ohne Vorsprung Attempt contacting the winding wire without projection
17 zeigt ein Kontaktelement 230, das entgegen der Erfindung keinen Vorsprung 48 aufweist, ansonsten jedoch gleich ausgebildet ist. 17 shows a contact element 230 which, contrary to the invention, does not have a projection 48 has, but otherwise is the same.
18 zeigt eine graphische Darstellung eines tatsächlich durchgeführten Schliffs durch das Kontaktelement 230, nachdem der Haken 243 mit zwei darin angeordneten Wicklungsdrähten 26, 26' durch eine Schweißzange zusammengedrückt und verschweißt wurde. 18 shows a graphical representation of an actual cut through the contact element 230 after the hook 243 with two winding wires arranged therein 26 . 26 ' was compressed by welding tongs and welded.
Der Arm 246 ist auf das Basisteil 240 herunter gebogen (Abstand 0). Der Wicklungsdraht 26, der sich im Bereich des Bogens 244 befindet, ist nur wenig deformiert. Der zweite Wicklungsdraht 26', der auf der vom Bogen 244 abgewandten Seite des ersten Wicklungsdrahts 26 angeordnet ist, ist jedoch durch den geringen Abstand zwischen dem Arm 246 und dem Basisteil 240 sehr stark deformiert. Der Kontaktbereich zwischen dem Arm 246 und dem Basisteil 240 ist durch den Schweißvorgang so gut verbunden, dass man im Schliffbild keine Materialgrenze wischen den beiden Teilen erkennen kann. The arm 246 is on the base part 240 bent down (distance 0). The winding wire 26 that is in the area of the bow 244 is only slightly deformed. The second winding wire 26 ' on the bow 244 opposite side of the first winding wire 26 is arranged, however, by the small distance between the arm 246 and the base part 240 deformed very much. The contact area between the arm 246 and the base part 240 is so well connected by the welding process that you can see no material boundary between the two parts in the microsection.
Eine zu geringe Deformation wie beim Wicklungsdraht 26 wird als negativ angesehen, da der Wicklungsdraht 26 durch eine Deformation zum einen mechanisch gehalten wird und zum anderen auch für eine Schweißverbindung zwischen dem Wicklungsdraht 26 und dem Kontaktelement 230 vorteilhaft ist. Der Wicklungsdraht 26' ist dagegen extrem stark deformiert, und dies kann dazu führen, dass der Wicklungsdraht 26' durch diese Quetschung abgeschert wird, also unterbrochen wird. Die Untersuchung hat zum Ergebnis geführt, dass die Kontaktierung der Wicklungsdrähte 26, 26' qualitativ nicht gut ist. Too little deformation as with the winding wire 26 is considered negative because of the winding wire 26 is held mechanically by a deformation on the one hand and on the other hand also for a welded joint between the winding wire 26 and the contact element 230 is advantageous. The winding wire 26 ' On the other hand, it is extremely deformed and this can cause the winding wire to deform 26 ' is sheared off by this pinch, so is interrupted. The investigation has led to the result that the contacting of the winding wires 26 . 26 ' not good quality.
Versuch Kontaktierung des Wicklungsdrahts mit Vorsprung Attempt contacting the winding wire by a projection
19 zeigt eine graphische Darstellung eines tatsächlich durchgeführten Schliffs durch ein Kontaktelement 30, nachdem dieses mit zwei sich durch das Kontaktelement 30 erstreckenden Wicklungsdrähten 26, 26' mit der Schweißzange (vgl. 15) geschlossen wurde. 19 shows a graphical representation of an actual performed grinding through a contact element 30 After this with two itself through the contact element 30 extending winding wires 26 . 26 ' with the welding tongs (cf. 15 ) has been closed.
Es ist zusehen, dass der Raum zwischen dem Arm 46 und dem Basisteil 40 einerseits und zwischen dem Bogen 44 und dem Vorsprung 48 andererseits über den gesamten Bereich eine Mindesthöhe aufweist. Hierdurch kann eine definierte Deformation der Wicklungsdrähte 26, 26' erfolgen. Der Wicklungsdraht 26, der am Bogen 44 angeordnet ist, ist im vorliegenden Schliffbild zwar deformiert, die Deformation könnte allerdings etwas stärker sein. Dies ist z. B. durch eine Verringerung der Höhe des Vorsprungs für diesen Wicklungsdraht möglich. Der Wicklungsdraht 26' ist gut deformiert. It is to be seen that the space between the arm 46 and the base part 40 on the one hand and between the bow 44 and the lead 48 on the other hand has a minimum height over the entire area. This allows a defined deformation of the winding wires 26 . 26 ' respectively. The winding wire 26 who is bowing 44 is arranged, is indeed deformed in the present microsection, the deformation could, however, be slightly stronger. This is z. B. by reducing the height of the projection for this winding wire possible. The winding wire 26 ' is well deformed.
Zwischen dem Vorsprung 48 und dem Arm 46 ist ganz schwach eine Materialgrenze 98 erkennbar. Die Schweißverbindung ist insgesamt gut. Between the projection 48 and the arm 46 is very weak a material limit 98 recognizable. The weld is good overall.
In den Schliffbildern ist der gequetschte Durchmesser der Wicklungsdrähte 26, 26' eingezeichnet, und aus dem Verhältnis der Länge dieses gequetschten Durchmessers zum ursprünglichen Durchmesser des Wicklungsdrahts wird der Grad der Deformierung und damit die Qualität der Kontaktierung bestimmt. In the micrographs is the crimped diameter of the winding wires 26 . 26 ' is drawn, and from the ratio of the length of this crushed diameter to the original diameter of the winding wire, the degree of deformation and thus the quality of the contact is determined.
Es werden auch Versuche durchgeführt, bei denen der Arm 46 und das Basisteil 40 auseinander gerissen werden. Wenn dabei ein Teil des Wicklungsdrahts 26, 26' am Arm 46 hängen bleibt, wird von einer guten Schweißverbindung des Wicklungsdrahts 26, 26' mit dem Kontaktelement 30 ausgegangen. There are also experiments in which the arm 46 and the base part 40 be torn apart. If doing a part of the winding wire 26 . 26 ' on the arm 46 gets stuck, is from a good weld of the winding wire 26 . 26 ' with the contact element 30 went out.
20 zeigt eine Darstellung eines Schliffbilds eines tatsächlich durchgeführten Schliffs durch ein Kontaktelement 30 entsprechend 19, wobei sich drei Wicklungsdrähte 26, 26', 26'' durch den Bereich zwischen dem Arm 46 und dem Basisteil 40 erstrecken. 20 shows a representation of a micrograph of an actual cut through a contact element 30 corresponding 19 , where there are three winding wires 26 . 26 ' . 26 '' through the area between the arm 46 and the base part 40 extend.
Alle drei Wicklungsdrähte 26 (am Bogen 44), 26' (in der Mitte) und 26'' (am Vorsprung 48) sind ausreichend deformiert, und die Maße des Kontaktelements 30, insbesondere die Höhe des Vorsprungs 48 sind für den verwendeten Wicklungsdraht 26, 26', 26'' gut geeignet. All three winding wires 26 (at the bow 44 ) 26 ' (in the middle) and 26 '' (at the lead 48 ) are sufficiently deformed, and the dimensions of the contact element 30 , in particular the height of the projection 48 are for the winding wire used 26 . 26 ' . 26 '' well suited.
Das für die Herstellung des Kontaktelements 30 verwendete Blech hatte insbesondere an der ersten Seite 41 eine etwas hellere Schicht 99. Es ist im Schliffbild gut zu sehen, dass diese hellere Schicht 99 im Bereich des Vorsprungs 48 nach oben versetzt ist, und dass sie im den Bogen 44 herum zum Arm 46 hin verläuft, so dass sie im Bereich der Schweißverbindung zwischen dem Arm 46 und dem Vorsprung 48 nebeneinander liegt. That for the production of the contact element 30 used sheet metal had especially on the first page 41 a slightly lighter layer 99 , It is good to see in the microsection that this lighter layer 99 in the area of the projection 48 is offset to the top, and that they are in the bow 44 around to the arm 46 runs down so that they are in the area of the welded joint between the arm 46 and the lead 48 next to each other.
Naturgemäß sind im Rahmen der Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich. Naturally, many modifications and modifications are possible within the scope of the invention.
