DE102013211968A1 - Electric machine, in particular electric motor - Google Patents
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Abstract
Eine elektrische Maschine weist zur Stromversorgung Stromkabel auf, deren Enden in einem Halterteil aufgenommen sind und auf Kontakt mit Kontaktschienen im Halterteil liegen. Die Kontaktschienen berühren Kontaktfahnen, die mit Wicklungen in der elektrischen Maschine verbunden sind.An electric machine has power cables for power supply, the ends of which are accommodated in a holder part and lie in contact with contact rails in the holder part. The contact rails touch tabs that are connected to windings in the electrical machine.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electrical machine, in particular an electric motor, according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Bekannt sind Elektromotoren, an deren Motorgehäuse-Innenseite über den Umfang verteilt bestrombare Spulen angeordnet sind, welche um einen innen liegenden Rotor gruppiert sind. Die Spulen werden über Stromkabel mit Strom versorgt, die zwischen der Stirnseite des Motorgehäuses und einem stirnseitig aufgesetzten Lagerschild in das Gehäuseinnere geführt sind. Bei der Montage des Elektromotors müssen die Leiter der Stromkabel mit Kontaktfahnen im Gehäuseinneren verbunden werden, über die die Spulen mit Strom versorgt werden.Are known electric motors, at the motor housing inside distributed around the circumference bestrombare coils are arranged, which are grouped around an inner rotor. The coils are powered by power cables, which are guided between the front side of the motor housing and a frontally mounted end shield in the housing interior. When installing the electric motor, the conductors of the power cables must be connected to tabs inside the housing, through which the coils are supplied with power.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine elektrische Maschine so auszubilden, dass Stromkabel, welche zur Stromversorgung der Spulen dienen, in einfacher Weise an der elektrischen Maschine montiert und elektrisch mit Kontaktelementen in der elektrischen Maschine verbunden werden können.The invention is based on the object with simple constructive measures an electrical machine in such a way that power cables, which serve to power the coils mounted in a simple manner to the electric machine and can be electrically connected to contact elements in the electric machine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Die elektrische Maschine, die beispielsweise als Stellmotor oder als Generator in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann, weist ein Motorgehäuse und einen stirnseitig auf das Motorgehäuse aufsetzbaren Lagerschild auf, über den die elektrische Maschine mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise der Karosserie eines Fahrzeugs oder einem Getriebegehäuse verbunden werden kann. In die elektrische Maschine sind Wicklungen bzw. Spulen eingesetzt, welche über Stromkabel mit Spannung versorgt werden. Die Spulen sind insbesondere Teil des Stators der elektrischen Maschine und befinden sich an der Innenwand des Motorgehäuses. Die Spulen können sich gegebenenfalls auch auf einem rotierenden Anker in der elektrischen Maschine befinden, wobei in diesem Fall die Stromkabel mit einer Kommutierungseinrichtung zur Stromübertragung und -wendung elektrisch verbunden sind und über die Kommutierungseinrichtung die Spulen auf dem Anker mit Strom versorgt werden.The electric machine, which can be used, for example, as a servomotor or as a generator in a motor vehicle, has a motor housing and a front side can be placed on the motor housing bearing plate, via which the electrical machine connected to another component, such as the body of a vehicle or a transmission housing can be. In the electrical machine windings or coils are used, which are powered by power cables with voltage. The coils are in particular part of the stator of the electric machine and are located on the inner wall of the motor housing. If necessary, the coils can also be located on a rotating armature in the electrical machine, in which case the power cables are electrically connected to a commutation device for power transmission and application, and the coils on the armature are supplied with current via the commutation device.
Die Enden der Stromkabel liegen auf Kontakt mit Kontaktschienen, die in einem Halterteil aufgenommen sind. Die Stromkabel bestehen jeweils aus einem Isoliermantel und einem elektrisch leitfähigen Leiter, welcher von dem Isoliermantel umschlossen ist, wobei das Ende der Leiter freiliegt und mit der Kontaktschiene im Halterteil verbunden ist. Das Halterteil ist zwischen dem Motorgehäuse und dem stirnseitig aufgesetzten Lagerschild angeordnet und befindet sich im Inneren der elektrischen Maschine. Die Kontaktschienen berühren Kontaktfahnen, die mit den Wicklungen in der elektrischen Maschine verbunden sind.The ends of the power cables are in contact with contact rails, which are accommodated in a holder part. The power cables each consist of an insulating jacket and an electrically conductive conductor, which is enclosed by the insulating jacket, wherein the end of the conductors is exposed and connected to the contact rail in the holder part. The holder part is arranged between the motor housing and the frontally mounted bearing plate and is located inside the electric machine. The contact rails touch tabs that are connected to the windings in the electrical machine.
Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der elektrische Kontakt zwischen den Leitern der Stromkabel und den Kontaktschienen im Halterteil noch vor dem Einbauen in die elektrische Maschine hergestellt werden kann. Die Kontaktschienen werden beispielsweise mit den Leiterenden der Stromkabel verschweißt. Nachdem der Verbund von Halterteil, Kontaktschienen und in den Kontaktschienen aufgenommenen Leiterenden hergestellt ist, kann der Verbund in einem nächsten Montageschritt in die elektrische Maschine eingesetzt und mit den Kontaktfahnen zur Herstellung der elektrischen Verbindung zu den Spulen bzw. Wicklungen verbunden werden. Mit dem Einsetzen des Halterteils in das Motorgehäuse erfolgt in der Regel bereits der elektrische Kontakt durch Berührung zwischen den Kontaktschienen und den Kontaktfahnen zur Stromversorgung der Spulen.This embodiment has the advantage that the electrical contact between the conductors of the power cable and the contact rails in the holder part can be made prior to installation in the electrical machine. The contact rails are welded, for example, with the conductor ends of the power cable. After the assembly of holder part, contact rails and conductor ends accommodated in the contact rails is produced, in a next assembly step the assembly can be inserted into the electrical machine and connected to the contact lugs for establishing the electrical connection to the coils or windings. With the onset of the holder part in the motor housing is usually already the electrical contact by contact between the contact rails and the contact lugs to power the coils.
Für eine dauerhafte, sichere elektrische Verbindung kann es zweckmäßig sein, die Kontaktschienen form- und/oder stoffschlüssig an die Kontaktfahnen anzuschließen. Der Formschluss wird beispielsweise durch ein Widerstandswarmstauchverfahren (hot staking) erzeugt, bei dem die Kontaktschiene oder die Kontaktschiene gemeinsam mit der Kontaktfahne bei gleichzeitiger Erwärmung verformt wird. In Betracht kommt aber auch ein Verschweißen, Verlöten oder nur ein Berühren mit einer Haltekraft, die die Kontaktschiene gegen die Kontaktfahne drückt, um einen dauerhaften Kontakt zu gewährleisten.For a permanent, secure electrical connection, it may be expedient to connect the contact rails positively and / or cohesively to the contact lugs. The positive connection is produced, for example, by a hot resistance stamping method (hot staking), in which the contact rail or the contact rail is deformed together with the contact lug with simultaneous heating. But also comes into question a welding, soldering or just a touch with a holding force that presses the contact rail against the contact lug to ensure a permanent contact.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung sind in das Halterteil Aufnahmekonturen eingebracht, die zur Aufnahme der Kontaktschienen dienen. Die Kontaktschienen werden zumindest über einen Teil ihrer Länge in die Aufnahmekonturen eingesetzt, die einteilig mit dem Halterungsteil ausgebildete Seitenwände aufweisen, zwischen denen eine Aufnahmenut zum Einsetzen der Kontaktschienen gebildet ist. Die Kontaktschienen sind quer zu den Konturseitenwänden formschlüssig in den Aufnahmekonturen aufgenommen. Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, an den Aufnahmekonturen Schnapphaken vorzusehen, welche die eingesetzten Kontaktschienen formschlüssig übergreifen. Die Schnapphaken sind vorteilhafterweise ebenfalls einteilig mit dem Halterteil ausgebildet und sind insbesondere elastisch federnd ausgeführt, wobei zum Herstellen des Formschlusses die Schnapphaken beim Einsetzen der Kontaktschienen in die Aufnahmekonturen elastisch zurückgebogen werden und anschließend die Schnapphaken durch ihre Eigenelastizität wieder in ihre Ausgangsposition zurückfedern, in der die Kontaktschienen formschlüssig von den Schnapphaken umgriffen werden. Die Schnapphaken sichern die Kontaktschienen gegen ein unerwünschtes Lösen aus den Aufnahmekonturen.According to an expedient embodiment, receiving contours are introduced into the holder part, which serve to receive the contact rails. The contact rails are inserted at least over part of their length in the receiving contours, which have integrally formed with the support member side walls, between which a receiving groove for inserting the contact rails is formed. The contact rails are received transversely to the contour side walls form fit in the receiving contours. In addition, it may be appropriate to provide snap hooks on the receiving contours, which engage over the contact rails used in a form-fitting manner. The snap hooks are advantageously also formed integrally with the holder part and are in particular designed resiliently, wherein for producing the positive connection, the snap hooks when inserting the contact rails in the receiving contours be elastically bent back and then spring back the snap hooks by their own elasticity back to their original position, in which the contact rails are positively embraced by the snap hooks. The snap hooks secure the contact rails against unwanted loosening from the receiving contours.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung weisen die Kontaktschienen einen Torbogen zur Aufnahme des Leiterendes der Stromkabel auf. Der Torbogen ist einteilig mit der Kontaktschiene ausgebildet und umgreift das Leiterende über einen Winkelbereich von mindestens 180°, um das Leiterende sicher aufzunehmen. Zur Montage wird das Leiterende in den Torbogen eingesetzt, anschließend erfolgt das Verschweißen zwischen Leiterende und Torbogen.According to a further advantageous embodiment, the contact rails on an archway for receiving the conductor end of the power cable. The archway is integrally formed with the contact rail and engages around the conductor end over an angular range of at least 180 ° to securely receive the conductor end. For assembly, the conductor end is inserted into the archway, followed by welding between the conductor end and the archway.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung weisen die Kontaktschienen einen umgebogenen Abstützbogen auf, welcher im montierten Zustand auf Kontakt zu einer der Kontaktfahnen liegt. Der Abstützbogen, welcher beispielsweise um etwa 180° am stirnseitigen Ende der Kontaktschiene umgebogen ist, befindet sich auf der dem Torbogen gegenüberliegenden Stirnseite der Kontaktschiene. Der Abstützbogen kann auf eine Kontaktlasche aufgesetzt werden, welche einteilig mit der Kontaktfahne ausgebildet ist und über den Grundkörper der Kontaktfahne übersteht. According to a further advantageous embodiment, the contact rails on a bent Abstützbogen, which is in the assembled state in contact with one of the contact lugs. The support arch, which is bent over, for example, by about 180 ° at the front end of the contact rail, located on the opposite end of the archway front side of the contact rail. The support arch can be placed on a contact tab, which is formed integrally with the contact lug and projects beyond the main body of the contact lug.
Das Halterteil nimmt vorzugsweise sämtliche Stromkabel auf, über die die Spulen der elektrischen Maschine mit Strom versorgt werden. Es kann sich hierbei um drei Stromkabel handeln, deren freiliegende Leiterenden in der vorbeschriebenen Weise mit jeweils einer Kontaktschiene im Halterteil elektrisch verbunden ist. Im Halterteil können sich gegebenenfalls zwei Kontaktschienen kreuzen, die sich jedoch nicht berühren, um einen Kurzschluss zu verhindern.The holder part preferably receives all power cables, via which the coils of the electric machine are supplied with power. This may be three power cables whose exposed conductor ends are electrically connected in the manner described above, each with a contact rail in the holder part. If necessary, two contact rails can intersect in the holder part, but they do not touch each other in order to prevent a short circuit.
Das Motorgehäuse ist als ein Metallgehäuse ausgeführt, der Lagerschild besteht beispielsweise aus Aluminium. Das Halterteil ist elektrisch isolierend ausgebildet und vorzugsweise als Kunststoffbauteil ausgebildet.The motor housing is designed as a metal housing, the bearing plate is made of aluminum, for example. The holder part is designed to be electrically insulating and is preferably designed as a plastic component.
Bei der elektrischen Maschine handelt es sich beispielsweise um einen permanenterregten Synchronmotor.The electric machine is, for example, a permanent-magnet synchronous motor.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
In
In den Lagerschild
Die Stromversorgung erfolgt über Stromkabel
Das Kabelbefestigungsteil
Die Stromkabel
Das Halterteil
Benachbart zur Stirnseite befindet sich an jeder Aufnahmekontur
Das Halterteil
Die Kontaktschienen
Auf der den Torbögen
Jeder Abstützbogen
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