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Technisches Gebiet
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Zahlreiche Ausführungsformen betreffen allgemein eine Sammelschieneneinheit für einen Stator eines Elektromotors und einen eine Sammelschieneneinheit aufweisenden Elektromotor.
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Hintergrund
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Elektromotoren sind zu wesentlichen Bestandteilen in einer großen Vielzahl von in mobilen Umgebungen, wie etwa in Fahrzeugen, eingesetzten Antriebssystemen geworden. Ein Schlüsselparameter eines Antriebssystems dieser Art, welcher Gegenstand permanenter Optimierung ist, ist dessen Volumen. Die Volumina von Elektromotoren werden unter anderem durch die detaillierte Konfiguration einer Sammelschieneneinheit bestimmt, welche zum elektrischen Verbinden der Spulen eines Stators des Elektromotors mit einer Leistungsquelle und/oder einer Steuerungseinheit verwendet wird.
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Angesichts der obigen Ausführungen ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Sammelschieneneinheit für einen Stator eines Elektromotors, welcher eine kompakte Struktur aufweist.
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Inhalt
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Gemäß zahlreichen Ausführungsformen ist eine Sammelschieneneinheit für einen Stator eines Elektromotors bereitgestellt. Die Sammelschieneneinheit kann aufweisen: einen Sammelschienenhalter, welcher wenigstens teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und dazu eingerichtet ist, auf einer axialen Seite eines Stators positioniert zu werden, wobei der Sammelschienenhalter eine Statorfläche aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einer axialen Seite eines Stators zugewandt zu sein, wenn der Sammelschienenhalter an der axialen Seite des Stators bestimmungsgemäß angeordnet ist, und wenigstens eine an dem Sammelschienenhalter montierte Sammelschiene. Die wenigstens eine Sammelschiene kann aufweisen: ein Leistungsquellenverbindungsanschlusselement, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu sein, und wenigstens ein Spulenverbindungsanschlusselement, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Spule des Stators elektrisch verbunden zu sein und welches über die Statorfläche des Sammelschienenhalters hinaus vorsteht.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen allgemein auf die gleichen Teile in den verschiedenen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern es ist vielmehr allgemein Wert darauf gelegt worden, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung durch Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
- 1 eine Perspektivansicht einer Sammelschieneneinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 2 eine Perspektivansicht einer Mehrzahl von Sammelschienen der in 1 gezeigten Sammelschieneneinheit zeigt,
- 3 eine Perspektivansicht eines Stators zeigt,
- 4 eine Perspektivansicht der Sammelschieneneinheit von 1 zeigt, welche an einer axialen Endseite des in 3 gezeigten Stators montiert ist,
- 5 eine Perspektivansicht einer Sammelschieneneinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 6 eine Perspektivansicht einer Mehrzahl von Sammelschienen der in 5 gezeigten Sammelschieneneinheit zeigt und
- 7 eine Perspektivansicht der Sammelschieneneinheit von 5 zeigt, welche an einer axialen Endseite des in 3 gezeigten Stators montiert ist.
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Beschreibung
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Die nachfolgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, welche zu Veranschaulichungszwecken spezielle Details und Ausführungsformen zeigen, in die die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann.
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Der Begriff „beispielhaft“ wird hier verwendet, um „als Beispiel, als Exemplar oder zur Veranschaulichung dienend“ zu bedeuten. Jede hier als „beispielhaft“ beschriebene Ausführungsform oder Ausgestaltung soll nicht unbedingt als bevorzugt oder von Vorteil anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen gegenüber verstanden werden.
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1 zeigt eine Sammelschieneneinheit 100 für einen Stator eines Elektromotors. Die Sammelschieneneinheit 100 kann einen Sammelschienenhalter 102 und eine Mehrzahl von an dem Sammelschienenhalter 102 montierten Sammelschienen 104, 106, 108 aufweisen. Die Sammelschienen 104, 106, 108 können aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein, wie etwa aus einem Metall, z.B. aus Kupfer. Der Sammelschienenhalter 102 kann wenigstens zum Teil oder vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sein. Die elektrische Leitfähigkeit des isolierenden Materials des Sammelschienenhalters 102 kann kleiner als 10-8 S/m sein. Mittels eines derartigen elektrisch isolierenden Materials können Kurzschlüsse zwischen den Sammelschienen 104, 106, 108 effektiv verhindert werden.
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Der Sammelschienenhalter 102 kann durch Spritzgießen hergestellt sein und kann über einen Teil der Sammelschienen 104, 106, 108 geformt sein. Auf diese Weise kann eine feste und wohldefinierte physische Verbindung zwischen dem Sammelschienenhalter 102 und den Sammelschienen 104, 106, 108 bereitgestellt werden.
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Der Sammelschienenhalter 102 kann dazu eingerichtet sein, auf einer axialen Seite eines in den 3 und 4 gezeigten Stators 110 positioniert zu sein. In 3 ist der Stator 110 alleine, d.h. ohne die Sammelschieneneinheit 100, gezeigt und in 4 ist der Stator 110 mit der an ihm montierten Sammelschieneneinheit 100 gezeigt.
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Der Sammelschienenhalter 102 kann eine Statorfläche 112 aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, einer axialen Seite 114 des Stators 110 zugewandt zu sein, wenn die Sammelschieneneinheit 100 an der axialen Seite 114 des Stators 110 bestimmungsgemäß positioniert ist. In den 1 und 4 ist die Statorfläche 112 des Sammelschienenhalters 102 die untere Fläche davon und ist nicht sichtbar in diesen Figuren.
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In der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist der Sammelschienenhalter 102 eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt auf, welche um eine zentrale Achse A zentriert ist und sich durchgehend in einer Umfangsrichtung C erstreckt.
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Wie in 3 gezeigt, kann auch der Stator 110 mit einer ringförmigen Gestalt bereitgestellt sein, welche um eine entsprechende zentrale Achse A' zentriert ist und sich kontinuierlich in einer Umfangsrichtung C' erstreckt. Wenn der Sammelschienenhalter 102 an der axialen Seite 114 des Stators 110 montiert ist, kann die zentrale Achse A des Sammelschienenhalters 102 im Wesentlichen parallel zu der zentralen Achse A' des Stators 110 sein.
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Der Stator 110 kann einen Statorkern 116 aufweisen, welcher eine Mehrzahl von Statorkernsegmenten 118 aufweist, um welche herum jeweilige Spulen 120 gewickelt sind. In den 3 und 4 sind die Spulen 120 lediglich schematisch gezeigt. Die Statorkernsegmente 118 sind aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung C' des Stators 110 angeordnet. Die Statorkernsegmente 118 können wenigstens teilweise aus einem ferromagnetischen Material, wie etwa aus ferromagnetischem Stahl, hergestellt sein.
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Der Stator 110 kann fest innerhalb des Gehäuses eines Elektromotors montiert und dazu eingerichtet sein, ein zeitveränderliches Magnetfeld mittels der Spulen 120 zu erzeugen. Ein magnetisierter Rotor (in den Figuren nicht gezeigt) kann in der zentralen Öffnung 122 des Stators 110 montiert und dazu eingerichtet sein, durch eine Wechselwirkung mit dem von den Spulen 120 erzeugten zeitveränderlichen Magnetfeld gedreht zu werden.
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Die Sammelschieneneinheit 100 ist dazu eingerichtet, die Spulen 120 des Stators 110 mittels der Sammelschienen 104, 106, 108 elektrisch zu kontaktieren. Die detaillierte Konfiguration der Sammelschienen 104, 106, 108 ist in 2 gezeigt. In dieser Figur ist der Sammelschienenhalter 102 weggelassen.
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Wie in 2 gezeigt, kann jede der Sammelschienen 104, 106, 108 aufweisen: ein Leistungsquellenverbindungsanschlusselement 104a, 106a, 108a, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und wenigstens ein Spulenverbindungsanschlusselement, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Spule 120 des Stators 110 elektrisch verbunden zu werden und welches über die Statorfläche 112 des Sammelschienenhalters 102 hinaus vorsteht. In der in den Figuren gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist jede Sammelschiene 104, 106, 108 zwei Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 auf. Die Anzahl der Spulenverbindungsanschlusselemente ist jedoch nicht auf zwei beschränkt, sondern kann gemäß der detaillierten Ausgestaltung der Spulen 120 des Stators 110 variiert werden.
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Die Spulen 120 können in eine Mehrzahl von Phasengruppen gruppiert sein, welche jeweils eine Mehrzahl von elektrisch miteinander in Reihe verbundenen Spulen 120 aufweisen. In der in den Figuren gezeigten beispielhaften Ausführungsform können die Spulen 120 in drei Phasengruppen U, V, W gruppiert sein. Die Spulen 120 der jeweiligen Phasengruppen U, V, W können durch einen Wicklungsdraht gebildet sein, welcher um jeweilige Statorkernsegmente 118 des Statorkerns 116 gewickelt ist und welcher mit einer Leistungsquelle mittels Wicklungsdrahtendabschnitten 124 verbunden werden kann, welche mit den jeweiligen Spulenverbindungsanschlusselementen 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 verbunden sind.
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Wie vorangehend erwähnt, stehen die Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 über die Statorfläche 112 des Sammelschienenhalters 102 hinaus vor, d.h. in dem in 4 gezeigten montierten Zustand in Richtung des Stators 110. Auf diese Weise wird die axiale Erstreckung des Stators 110 durch die Sammelschieneneinheit 100 nicht wesentlich vergrößert. Dementsprechend kann ein mit einer Sammelschieneneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestatteter Stator bereitgestellt werden, welcher eine geringe axiale Erstreckung aufweist. Auf diese Weise kann auch ein mit einem derartigen Stator ausgestatteter Elektromotor bereitgestellt werden, welcher eine geringe axiale Erstreckung aufweist.
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Wie in den Figuren angedeutet, können sich die Wicklungsdrahtendabschnitte 124 im Wesentlichen lediglich in der radialen Richtung R' des Stators 110 erstrecken und können aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung C' des Stators 110 in Winkelabständen angeordnet sein, welche zu den Winkelpositionen der jeweiligen Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 korrespondieren.
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Wie in den 3 und 4 angedeutet, können die Kernsegmente 118 jeweils Positionierungsmittel 126 für die Wicklungsdrahtendabschnitte 124 an einer radial äußeren Seite des Stators 110 aufweisen. Die Positionierungsmittel 126 können aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sein, um Kurzschlüsse zwischen Wicklungsdrähten unterschiedlicher Phasen zu vermeiden, und können Ausnehmungen 128 an einem axialen Ende davon aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, die Wicklungsdrahtendabschnitte 124 darin aufzunehmen. Mittels der Positionierungsmittel 126 können die Wicklungsdrahtendabschnitte 124 an definierten Positionen in der Umfangsrichtung C' des Stators 110 positioniert werden. Auf diese Weise kann eine definierte elektrische Verbindung zwischen den Wicklungsdrahtendabschnitten 124 und den jeweiligen Spulenverbindungsanschlusselementen 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 hergestellt werden.
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Wenigstens ein oder sogar alle Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 können Crimpelemente 105b-1, 105b-2, 107b-1, 107b-2, 109b-1, 109b-2 aufweisen oder als solche ausgebildet sein, welche dazu eingerichtet sind, um die Wicklungsdrahtendabschnitte 124 gecrimpt zu werden. Auf diese Weise können die Wicklungsdrahtendabschnitte 124 elektrisch mit den Sammelschienen 104, 106, 108 einfach durch eine mechanische Verformung der jeweiligen Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 elektrisch verbunden werden, d.h., dass keine zusätzlichen Verbindungsmittel für deren Verbindung mit den Spulenverbindungsanschlusselementen 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 erforderlich sind. Auf diese Weise kann eine einfache Gesamtanordnung bereitgestellt werden.
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Die Crimpelemente 105b-1, 105b-2, 107b-1, 107b-2, 109b-1, 109b-2 können eine im Wesentlichen U-förmige oder V-förmige Gestalt haben, welche an einem vorauseilenden Ende in der Vorsprungsrichtung offen sind, d. h. in der axialen Richtung A der Sammelschieneneinheit 100. Mittels dieser Konfiguration können die Crimpelemente 105b-1, 105b-2, 107b-1, 107b-2, 109b-1, 109b-2 in ihrem anfänglichen unverformten Zustand, bevor sie um die Windungsdrahtendabschnitte 124 gecrimpt werden, relativ zu den jeweiligen Wicklungsdrahtendabschnitten 124 positioniert werden, um diese teilweise zu umgeben. Anschließend können die Crimpelemente um die jeweiligen Wicklungsdrahtendabschnitte 124 durch ein Crimpwerkzeug gecrimpt werden, welches oberhalb der Sammelschieneneinheit 100 positioniert ist, d.h. auf einer Seite der Sammelschieneneinheit 100, welche der axialen Endseite 114 des Stators 110 gegenüberliegt, auf welcher die Sammelschieneneinheit 100 montiert ist. Auf diese Weise kann das Crimpen durch ein automatisiertes Verfahren unter Verwendung beispielsweise eines Crimproboters durchgeführt werden, welcher einen unbehinderten Zugang zu den Crimpelementen 105b-1, 105b-2, 107b-1, 107b-2, 109b-1, 109b-2 hat.
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Wie in den Figuren gezeigt, können die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a ebenso über die Statorfläche 112 des Sammelschienenhalters 102 hinaus vorstehen. Auf diese Weise wird die axiale Erstreckung des Stators 110 nicht wesentlich durch die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a erhöht. Dementsprechend kann ein mit einer Sammelschieneneinheit ausgestatteter Stator bereitgestellt werden, welcher eine geringe axiale Erstreckung aufweist. Auf diese Weise kann ebenso ein mit einem derartigen Stator ausgestatteter Elektromotor bereitgestellt werden, welcher eine geringe axiale Erstreckung aufweist.
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Wie in den 1 und 2 angedeutet, kann jede Sammelschiene 104, 106, 108 ferner einen Basisabschnitt 104c, 106c, 108c aufweisen, welcher sich entlang des Sammelschienenhalters 102 erstreckt und die Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 mit den jeweiligen Leistungsquellenverbindungsanschlusselementen 104a, 106a, 108a verbindet. Die Basisabschnitte 104c, 106c, 108c der jeweiligen Sammelschienen 104, 106, 108 können eine ringsegmentartige Gestalt aufweisen, welche zu Abschnitten der ringförmigen Gestalt des Sammelschienenhalters 102 korrespondiert. Auf diese Weise können die Basisabschnitte 104c, 106c, 108c der jeweiligen Sammelschienen 104, 106, 108 vollständig in den entsprechenden Sammelschienenhalter 102 eingebettet werden und können daher von der Außenumgebung der Sammelschiene 100 elektrisch isoliert werden. Dementsprechend kann eine Sammelschieneneinheit 100 mit einer kompakten Struktur auf diese Weise bereitgestellt werden, da keine zusätzlichen Isolationsmittel für die Basisabschnitte 104c, 106c, 108c erforderlich sind.
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Die Sammelschienen 104, 106, 108 können in einer sich überlappenden Konfiguration in der axialen Richtung A der Sammelschieneneinheit 110, wie in 2 angedeutet, positioniert sein. Die sich überlappenden Abschnitte der Sammelschienen 104, 106, 108 können voneinander elektrisch isoliert sein, z. B. durch eine Zwischenschicht, welche Teil des Sammelschienenhalters 102 sein kann. In einer abgewandelten Ausführungsform kann der Sammelschienenhalter 102 eine Mehrzahl von Sammelschienenhalterschichten aufweisen, welche in der axialen Richtung A der Sammelschieneneinheit gestapelt sind und jeweils wenigstens eine Sammelschiene tragen.
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Die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a können mit einer gestuften Konfiguration bereitgestellt sein, welche jeweils aufweisen: einen ersten Abschnitt 104a-1, 106a-1, 108a-1, welcher sich von dem jeweiligen Basisabschnitt 104c, 106c, 108c im Wesentlichen in der radialen Richtung R des Sammelschienenhalters 102 erstreckt, einen zweiten Abschnitt 104a-2, 106a-2, 108a-2, welcher mit dem jeweiligen ersten Abschnitt 104a-1, 106a-1, 108a-1 verbunden ist und sich in der axialen Richtung A des Sammelschienenhalters 102 erstreckt, und einen dritten Abschnitt 104a-3, 106a-3, 108a-3, welcher mit dem zweiten Abschnitt 104a-2, 106a-2, 108a-2 verbunden ist und sich in der radialen Richtung R des Sammelschienenhalters 102 erstreckt.
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Wie in 2 gezeigt, können die ersten Abschnitte 104a-1, 106a-1, 108a-1 eine größere radiale Erstreckung als die Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 aufweisen. Auf diese Weise können die zweiten Abschnitte 104a-2, 106a-2, 108a-2 und die dritten Abschnitte 104a-3, 106a-3, 108a-3 der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a radial außerhalb des Stators 110, wie in 4 gezeigt, angeordnet sein.
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Mittels dieser Konfiguration kann die Außenumfangsfläche des Statorkerns 116, welche den zweiten Abschnitten 104a-2, 106a-2, 108a-2 der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a zugewandt ist, als Stopper dienen, welcher eine Verlagerung der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a nach radial innen begrenzt, wenn eine Kraft darauf nach radial innen ausgeübt wird, z. B. während des Koppelns der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a an eine Leistungsquelle. Auf diese Weise kann die auf andere Teile der Sammelschieneneinheit 100 ausgeübte mechanische Belastung, insbesondere auf die Spulenverbindungsanschlusselemente 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2, welche um die jeweiligen Wicklungsdrahtendabschnitte 124 gecrimpt sind, verringert werden, wodurch eine Beeinträchtigung des elektrischen Kontakts zwischen den jeweiligen Spulenverbindungsanschlusselementen 104b-1, 104b-2, 106b-1, 106b-2, 108b-1, 108b-2 und den jeweiligen Wicklungsdrahtendabschnitten 124 verhindert wird.
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Die Sammelschieneneinheit 110 kann ferner eine Mehrzahl von über die Statorfläche 112 des Sammelschienenhalters 102 hinaus vorstehenden Positionierungselementen 130 aufweisen, mittels welcher der Sammelschienenhalter 102 auf der axialen Endseite 114 des Stators 110 positioniert werden kann, so dass die Statorfläche 112 des Sammelschienenhalters 102 von der axialen Endseite 114 des Stators 110 beabstandet ist.
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Wie in 1 gezeigt, können die Positionierungselemente 130 jeweils einen sich von dem Sammelschienenhalter 102 nach radial außen erstreckenden ersten Positionierungselementabschnitt 130a und einen sich von einem Ende des ersten Positionierungselementabschnitts 130a in der axialen Richtung A des Sammelschienenhalters 102 erstreckenden zweiten Positionierungselementabschnitt 130b aufweisen. Wie in 4 angedeutet, kann ein axiales Ende 132 des zweiten Positionierungselementabschnitts 130b an einem äußeren radialen Abschnitt 134 der axialen Endseite 114 des Stators 110 positioniert sein. Wie in 4 gezeigt, kann der äußere radiale Abschnitt 134 radial außerhalb der Positionierungsmittel 126 für die Wicklungsdrahtendabschnitte 124 angeordnet sein. Auf diese Weise können die Positionierungsmittel 126 auch als Positionierungsmittel zum Positionieren der Positionierungselemente 130 in der radialen Richtung des Stators 110 dienen.
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Wie ferner in 4 gezeigt, können die zweiten und dritten Abschnitte 104a-2, 106a-2, 108a-2, 104a-3, 106a-3, 108a-3 der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a radial außerhalb der Positionierungselemente 130 positioniert sein. Auf diese Weise kann das Anschließen der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a an eine Leistungsquelle durchgeführt werden, ohne von den Positionierungselementen 130 behindert zu werden.
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Die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 104a, 106a, 108a können direkt mit einer Leistungsquelle oder indirekt mittels einer dazwischengeschalteten elektronischen Steuerungsschaltung verbunden werden, welche dazu eingerichtet ist, die den einzelnen Spulen 120 zugeführte elektrische Spannung und/oder den den einzelnen Spulen 120 zugeführten elektrischen Strom zu steuern (z. B. zu regeln), um das zum Drehen eines Rotors erforderliche zeitveränderliche Magnetfeld zu erzeugen.
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Wie vorangehend diskutiert, kann die Sammelschieneneinheit 100 in einem in den Figuren nicht gezeigten Elektromotor eingebaut werden. Der Elektromotor kann als Hydraulikpumpe eingerichtet sein, welche dazu eingerichtet ist, eine Betriebsflüssigkeit in einem Fahrzeug, wie etwa ein Kühlmittel, z. B. Kühlwasser, oder Schmieröl zu fördern.
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Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben. In den 5 bis 7 werden zu Elementen in den 1 bis 4 korrespondierende Elemente mit denselben Bezugszahlen versehen werden, jedoch erhöht um die Zahl 100. Die zweite Ausführungsform wird nur insoweit beschrieben werden als sie sich von der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet.
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5 zeigt eine Perspektivansicht der Sammelschieneneinheit 200 gemäß der zweiten Ausführungsform. In 6 sind lediglich die Sammelschienen 204, 206, 208 der Sammelschieneneinheit 200 gezeigt, d.h. der in 5 gezeigte Sammelschienenhalter 202 ist in 6 weggelassen. 7 zeigt die Sammelschieneneinheit 200 gemäß der zweiten Ausführungsform, welche an einer axialen Seite des in 3 gezeigten Stators montiert ist.
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Wie in den 5 bis 7 gezeigt, unterscheidet sich die Sammelschieneneinheit 200 gemäß der zweiten Ausführungsform von der Sammelschieneneinheit 100 gemäß der ersten Ausführungsform lediglich hinsichtlich der Konfiguration der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 204a, 206a, 208a der jeweiligen Sammelschienen 204, 206, 208. Genauer gesagt sind abweichend von der in den 1 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsform die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 204a, 206a, 208a nicht als gestufte Elemente ausgebildet, sondern weisen einen einzigen geraden Abschnitt auf, welcher sich in der radialen Richtung des Sammelschienenhalters 202 erstreckt.
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Mittels dieser Konfiguration bewirkt eine auf die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 204a, 206a, 208a in der radialen Richtung des Sammelschienenhalters 202 ausgeübte Kraft keine Auslenkung der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 204a, 206a, 208a in radialer Richtung. Das bedeutet, dass die auf die Verbindungsanschlüsse einer Leistungsquelle oder auf eine zwischen der Sammelschieneneinheit und der Leistungsquelle geschaltete elektronischen Schaltung, wie etwa auf eine Steuerungseinheit, ausgeübte Kraft im Vergleich zur ersten Ausführungsform erhöht ist.
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Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die beim Anschließen der Sammelschieneneinheit an eine Leistungsquelle oder an eine elektronische Schaltung auftretenden mechanischen Kräfte durch die Gestaltung der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente genau einzustellen.
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Nachfolgend werden zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden.
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Beispiel 1 ist eine Sammelschieneneinheit für einen Stator eines Elektromotors. Die Sammelschieneneinheit kann aufweisen: einen Sammelschienenhalter, welcher wenigstens teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und dazu eingerichtet ist, auf einer axialen Seite eines Stators positioniert zu werden, wobei der Sammelschienenhalter eine Statorfläche aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einer axialen Seite eines Stators zugewandt zu sein, wenn der Sammelschienenhalter an der axialen Seite des Stators bestimmungsgemäß angeordnet ist, und wenigstens eine an dem Sammelschienenhalter montierte Sammelschiene. Die wenigstens eine Sammelschiene kann aufweisen: ein Leistungsquellenverbindungsanschlusselement, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu sein, und wenigstens ein Spulenverbindungsanschlusselement, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Spule des Stators elektrisch verbunden zu sein und welches über die Statorfläche des Sammelschienenhalters hinaus vorsteht.
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In Beispiel 2 kann der Gegenstand des Beispiels 1 optional ferner aufweisen, dass das wenigstens eine Spulenverbindungsanschlusselement ein Crimpelement aufweist, welches dazu eingerichtet ist, um einen Endabschnitt eines Spulendrahts gecrimpt zu werden.
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In Beispiel 3 kann der Gegenstand des Beispiels 2 optional ferner aufweisen, dass das Crimpelement eine im Wesentlichen U-förmige oder V-förmige Gestalt aufweist, welche an einem vorauseilenden Ende in der Vorsprungsrichtung des wenigstens einen Spulenverbindungsanschlusselements offen ist.
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In Beispiel 4 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 3 optional ferner aufweisen, dass das Leistungsquellenverbindungsanschlusselement über die Statorfläche des Sammelschienenhalters hinaus vorsteht.
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In Beispiel 5 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 4 optional ferner aufweisen, dass die wenigstens eine Sammelschiene einen Basisabschnitt aufweist, welcher sich entlang des Sammelschienenhalters erstreckt und das wenigstens eine Spulenverbindungsanschlusselement mit dem Leistungsquellenverbindungsanschlusselement verbindet.
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In Beispiel 6 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 5 optional ferner aufweisen, dass der Sammelschienenhalter eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt oder eine Ringsegmentgestalt aufweist.
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In Beispiel 7 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 6 optional ferner eine Mehrzahl von Sammelschienen aufweisen.
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In Beispiel 8 kann der Gegenstand der Beispiele 6 und 7 optional ferner aufweisen, dass der Sammelschienenhalter eine Mehrzahl von Halterschichten aufweist, welche in der axialen Richtung des Sammelschienenhalters gestapelt sind. Wenigstens eine Sammelschiene kann an jeder Halterschicht montiert sein.
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In Beispiel 9 kann der Gegenstand eines der Beispiele 6 bis 8 optional ferner aufweisen, dass das Leistungsquellenverbindungsanschlusselement einen gestuften Abschnitt aufweist, welcher aufweist: einen sich im Wesentlichen in der radialen Richtung des Sammelschienenhalters erstreckenden ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt, welcher mit dem ersten Abschnitt verbunden ist und sich in der axialen Richtung des Sammelschienenhalters erstreckt, und einen dritten Abschnitt, welcher mit dem zweiten Abschnitt verbunden ist und sich in der radialen Richtung des Sammelschienenhalters erstreckt. Der zweite und dritte Abschnitt können dazu eingerichtet sein, außerhalb eines Stators in einer radialen Richtung des Stators angeordnet zu sein.
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In Beispiel 10 kann der Gegenstand eines der Beispiele 6 bis 8 optional ferner aufweisen, dass das Leistungsquellenverbindungsanschlusselement einen einzigen geraden Abschnitt aufweist, welcher sich in der radialen Richtung des Sammelschienenhalters erstreckt.
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In Beispiel 11 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 10 optional ferner wenigstens ein Positionierungselement aufweisen, welches über die Statorfläche des Sammelschienenhalters hinaus vorsteht. Der Sammelschienenhalter kann dazu eingerichtet sein, auf einer axialen Seite eines Stators mittels des wenigstens einen Positionierungselements positioniert zu werden.
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In Beispiel 12 kann der Gegenstand der Beispiele 6 und 11 optional ferner aufweisen, dass das wenigstens eine Positionierungselement aufweist: einen sich nach radial außen von dem Sammelschienenhalter erstreckenden ersten Positionierungselementabschnitt und einen sich von einem Ende des ersten Positionierungselementabschnitts in der axialen Richtung des Sammelschienenhalters erstreckenden zweiten Positionierungselementabschnitt. Ein axiales Ende des zweiten Positionierungselementabschnitts ist dazu vorgesehen, an einem äußeren radialen Abschnitt einer axialen Seite eines ringförmigen Stators positioniert zu werden.
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In Beispiel 13 können die Gegenstände des Beispiels 9 und eines der Beispiele 11 oder 12 optional ferner aufweisen, dass der zweite und der dritte Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt radial außerhalb des wenigstens einen Positionierungselements angeordnet sind.
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Beispiel 14 ist ein Elektromotor, welcher eine Sammelschieneneinheit nach einem der Beispiele 1 bis 13 aufweist.
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Die Erfindung ist zwar mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen speziell dargestellt und beschrieben worden, trotzdem wird es für den Fachmann offenkundig sein, dass verschiedene Abänderungen bezüglich Form und Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne von dem durch die beigefügten Ansprüche definierten Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung wird somit durch die beigefügten Ansprüche definiert und alle Abänderungen, die im Sinne und Äquivalenzbereich der Ansprüche liegen, sind daher als davon umfasst zu verstehen.
