DE102016205633A1 - Contact device for a stator of an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung für einen Stator, insbesondere einen segmentierten Stator, einer elektrischen Maschine, mit einem elektrisch isolierenden Kontaktträger, der sich konzentrisch um eine Achse erstreckt, mit ersten elektrischen Leitern zum Verschalten von Spulenwicklungsenden nach einem Wickelschema, zweiten elektrischen Leitern zum Anschließen der Spulenwicklungen an eine elektrische Spannungsquelle, und elektrischen Verbindungsmitteln zum elektrischen Verbinden der Spulenwicklungsenden mit den ersten und/oder zweiten elektrischen Leitern, wobei die ersten elektrischen Leiter an einer Unterseite des Kontaktträgers und die zweiten elektrischen Leiter an einer Oberseite des Kontaktträgers angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere einen segmentierten Stator, mit einer solchen Kontakteinrichtung, eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor, mit einem solchen Stator sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators.The present invention relates to a contactor for a stator, in particular a segmented stator, an electric machine, with an electrically insulating contact carrier, which concentrically extends about an axis, with first electrical conductors for interconnecting coil winding ends according to a winding scheme, second electrical conductors for connection the coil windings to an electrical voltage source, and electrical connection means for electrically connecting the coil winding ends with the first and / or second electrical conductors, wherein the first electrical conductors are arranged on a lower side of the contact carrier and the second electrical conductors on an upper side of the contact carrier. The present invention further relates to a stator for an electric machine, in particular a segmented stator, with such a contact device, an electric machine, in particular an electric motor, with such a stator and a method for producing such a stator.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung für einen Stator einer elektrischen Maschine, mit einem elektrisch isolierenden Kontaktträger, der sich konzentrisch um eine Achse erstreckt, mit ersten elektrischen Leitern zum Verschalten von Spulenwicklungsenden nach einem Wickelschema, zweiten elektrischen Leitern zum Anschließen der Spulenwicklungen an eine elektrische Spannungsquelle, und elektrischen Verbindungsmitteln zum elektrischen Verbinden der Spulenwicklungsenden mit den ersten und/oder zweiten elektrischen Leitern. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Stator mit der Kontakteinrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen des Stators.The present invention relates to a contactor for a stator of an electric machine, comprising an electrically insulating contact carrier concentrically extending about an axis, having first electrical conductors for interconnecting coil winding ends according to a winding scheme, second electrical conductors for connecting the coil windings to an electrical voltage source , and electrical connection means for electrically connecting the coil winding ends to the first and / or second electrical conductors. The present invention further relates to a stator with the contact device and a method for producing the stator.
Aus der Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Kontakteinrichtung zu schaffen, die sehr schnell und leicht montierbar ist und einen guten Überblick über die elektrischen Verbindungen zu den Spulenwicklungen ermöglicht.Object of the present invention is to provide an alternative contact device, which is very fast and easy to install and allows a good overview of the electrical connections to the coil windings.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Kontakteinrichtung für einen Stator einer elektrischen Maschine, vorzugsweise für einen segmentierten Stator. Die Kontakteinrichtung weist einen elektrisch isolierenden Kontaktträger auf, der sich konzentrisch um eine Achse erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kontaktträger ringförmig ausgebildet, so dass er eine mittige Ausnehmung zur Durchführung eines Rotors und/oder einer Welle aufweist. Besonders bevorzugt ist er als Spritzgussteil aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, insbesondere Kunststoff wie beispielsweise Polyethylen, hergestellt.The object is achieved with a contact device for a stator of an electrical machine, preferably for a segmented stator. The contact device has an electrically insulating contact carrier which extends concentrically around an axis. In a preferred embodiment, the contact carrier is annular, so that it has a central recess for the passage of a rotor and / or a shaft. It is particularly preferred as an injection molded part made of an electrically insulating material, in particular plastic such as polyethylene.
Die Kontakteinrichtung weist erste elektrische Leiter zum Verschalten von Spulenwicklungsenden des Stators, insbesondere nach einem Wickelschema, auf. Weiterhin weist sie zweite elektrische Leiter zum Anschließen der Spulenwicklungen an eine elektrische Spannungsquelle auf. Zum elektrischen Verbinden der Spulenwicklungsenden mit den ersten und/oder zweiten elektrischen Leitern weist sie zudem elektrische Verbindungsmittel auf.The contact device has first electrical conductors for interconnecting coil winding ends of the stator, in particular according to a winding scheme. Furthermore, it has second electrical conductors for connecting the coil windings to an electrical voltage source. For electrically connecting the coil winding ends with the first and / or second electrical conductors, it also has electrical connection means.
Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten elektrischen Leiter an einer Unterseite des Kontaktträgers, und die zweiten elektrischen Leiter an einer Oberseite des Kontaktträgers angeordnet sind.It is characterized in that the first electrical conductors are arranged on an underside of the contact carrier, and the second electrical conductors are arranged on an upper side of the contact carrier.
Durch diese funktionale Trennung wird die Verdrahtung der Spulenwicklungen für den Monteur sehr überschaubar. Die Montage der zweiten elektrischen Leiter kann unabhängig von der Montage der ersten elektrischen Leiter erfolgen, insbesondere im Rahmen einer Vorkonfektionierung des Kontaktträgers. Und die Montage der ersten elektrischen Leiter kann nach verschiedenen Wickelschemata erfolgen, insbesondere mit herkömmlichem Leitungsdraht. Insgesamt ist die Montage sehr schnell, kostengünstig und fehlerunanfällig möglich. Die Herstellung des Kontaktträgers aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff stellt eine elektrische Isolierung zwischen den ersten und den zweiten elektrischen Leitern sicher.Due to this functional separation, the wiring of the coil windings for the installer is very manageable. The assembly of the second electrical conductor can be carried out independently of the assembly of the first electrical conductor, in particular in the context of a pre-assembly of the contact carrier. And the assembly of the first electrical conductors can be carried out according to various winding schemes, in particular with conventional conductor wire. Overall, the assembly is very fast, inexpensive and error-prone possible. The manufacture of the contact carrier made of an electrically insulating material ensures electrical insulation between the first and the second electrical conductors.
Die ersten elektrischen Leiter sind bevorzugt aus Drahtleitern gebildet, insbesondere aus Rundleitern oder aus Flachleitern. Die Verwendung von Flachleitern für die ersten elektrischen Leiter und/oder die mit ihnen zu verbindenden Statorenden hat den Vorteil, dass diese gut aneinander anliegen, ohne sich voneinander abzuwälzen, und der elektrische Kontakt daher sehr gut ist. Dabei sind Volldrahtleiter bevorzugt. Besonders bevorzugt sind die ersten elektrischen Leiter in Rast- und/oder Schnappelementen des Kontaktträgers verrastet. Sie sind ganz besonders bevorzugt elektrisch isoliert, vorzugsweise gelackt. Bevorzugt ist aber auch die Verwendung von kunststoff- oder mit anderen Werkstoffen isolierten elektrischen Leitern.The first electrical conductors are preferably formed of wire conductors, in particular of round conductors or of flat conductors. The use of flat conductors for the first electrical conductors and / or the stator ends to be connected to them has the advantage that they abut each other well, without rolling away from each other, and the electrical contact is therefore very good. In this case, full-wire conductors are preferred. Particularly preferably, the first electrical conductors are latched in latching and / or snap elements of the contact carrier. They are very particularly preferably electrically isolated, preferably lacquered. But is also preferred the use of plastic or other materials insulated electrical conductors.
Zum Durchführen der ersten elektrischen Leiter von der Unterseite zur Oberseite sind im Kontaktträger bevorzugt erste Durchgangsbohrungen vorgesehen. Die ersten elektrischen Leiter sind weiterhin bevorzugt durch die ersten Durchgangsbohrungen auf die Oberseite des Kontaktträgers geführt. Fluchtend zu den ersten Durchgangsbohrungen sind bevorzugt die Verbindungsmittel angeordnet. Die ersten elektrischen Leiter sind daher durch die ersten Durchgangsbohrungen den Verbindungsmitteln zuführbar, insbesondere in die Verbindungsmittel einführbar.For performing the first electrical conductor from the bottom to the top, first through-holes are preferably provided in the contact carrier. The first electrical conductors are furthermore preferably guided through the first through-holes onto the upper side of the contact carrier. Escaping to the first through-holes, the connecting means are preferably arranged. The first electrical conductors can therefore be fed through the first through-holes to the connecting means, in particular into the connecting means insertable.
Es ist ganz besonders bevorzugt, abgelängte und vorgebogene Drahtleiter zu nutzen. Bei dieser Ausführungsform sind die vorgefertigten Drahtleiter durch Einführen in einer Montagerichtung in die ersten Durchgangsbohrungen montierbar.It is particularly preferred to use cut to length and pre-bent wire conductors. In this embodiment, the prefabricated wire conductors can be mounted in the first through-holes by insertion in a mounting direction.
Besonders bevorzugt sind die Verbindungsmittel hülsenförmig gebildet. Weiterhin bevorzugt sind sie als Krimphülsen oder als Schweißhülsen ausgebildet. Dabei ist die Verwendung von Schweißhülsen ganz besonders bevorzugt. Durch das Schweißen kann, auch bei isolierten, insbesondere gelackten, Drahtleitern, ein Abisolieren entfallen.Particularly preferably, the connecting means are formed sleeve-shaped. Further preferred they are designed as Crimpers or as welding sleeves. The use of welding sleeves is very particularly preferred. By welding, even with insulated, especially lacquered, wire conductors, a stripping can be omitted.
Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel in Aufnahmen des Kontaktträgers, insbesondere werkzeugfrei, einsteckbar und/oder verankerbar. Zum Verankern in den Aufnahmen können sie beispielsweise Kraft- und/oder Formschlussmittel wie beispielsweise hakenförmige Anformungen aufweisen. Weiterhin ist es bevorzugt, dass sie zur Aufnahme von zumindest zwei elektrischen Leitern, insbesondere einem ersten elektrischen Leiter sowie einem Spulenwicklungsende, ausgebildet sind.Preferably, the connecting means in receptacles of the contact carrier, in particular tool-free, can be inserted and / or anchored. For anchoring in the recordings, they may, for example, have force and / or positive locking means, such as hook-shaped projections. Furthermore, it is preferred that they are designed to accommodate at least two electrical conductors, in particular a first electrical conductor and a coil winding end.
Es ist zudem bevorzugt, dass die ersten Durchgangsbohrungen radial außen am Kontaktträger angeordnet sind. Dadurch sind axial außen austretende Spulenwicklungsenden unmittelbar in die Verbindungsmittel einführbar. Bei radial außen austretenden Spulenwicklungsenden können diese nach einem Biegen in die Verbindungsmittel eingeführt werden. Die ersten Durchgangsbohrungen sind dafür bevorzugt trichterförmig ausgebildet, so dass sie sich in Montagerichtung verjüngen. Dadurch werden die in die ersten Durchgangsbohrung in Montagerichtung eingeführten ersten elektrischen Leiter und/oder Spulenwicklungsenden in das Zentrum der ersten Durchgangsbohrung geführt.It is also preferred that the first through-holes are arranged radially on the outside of the contact carrier. As a result, axially outside coil winding ends can be inserted directly into the connecting means. In the case of radially outwardly emerging coil winding ends, these can be introduced into the connecting means after bending. The first through holes are preferably funnel-shaped, so that they taper in the mounting direction. As a result, the first electrical conductors and / or coil winding ends introduced into the first through-hole in the mounting direction are guided into the center of the first through-hole.
Die Positionierung radial außen hat zudem den Vorteil, dass sie Verbindungsmittel leicht zugänglich sind und daher leicht verkrimpbar, verlötbar und/oder verschweißbar sind.The positioning radially outside also has the advantage that they are easily accessible connecting means and therefore are easily crimped, soldered and / or welded.
Zum Verrasten der Kontakteinrichtung am Stator sind bevorzugt an der Unterseite des Kontaktträgers Schnappmittel vorgesehen. Die Schnappmittel sind bevorzugt quer zu einer Ebene, die der Kontaktträger aufspannt, angeordnet. Dadurch ist die Kontakteinrichtung auf den Stator aufschiebbar und verrastbar.For latching the contact device on the stator snap means are preferably provided on the underside of the contact carrier. The snap means are preferably arranged transversely to a plane which spans the contact carrier. As a result, the contact device can be pushed onto the stator and latched.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere einem segmentierter Stator, mit einer solchen Kontakteinrichtung. Die Spulenwicklungen des Stators sind aufgrund der Verwendung der Kontakteinrichtung leicht, insbesondere nach dem Wicklungsschema, schnell und übersichtlich montierbar.The object is also achieved with a stator for an electrical machine, in particular a segmented stator, with such a contact device. The coil windings of the stator are due to the use of the contact device easily, in particular according to the winding scheme, quickly and clearly mounted.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer elektrischen Maschine, insbesondere mit einem Elektromotor, mit einem solchen Stator. Die elektrische Maschine wird bevorzugt für einen Verstellantrieb oder eine Handwerkzeugmaschine genutzt.The object is further achieved with an electric machine, in particular with an electric motor, with such a stator. The electric machine is preferably used for an adjustment or a hand tool.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen eines Stators mit einer solchen Kontakteinrichtung. Das Verfahren umfasst bevorzugt die Schritte:
- – Ablängen und Biegen der ersten elektrischen Leiter; und
- – Durchführen der ersten elektrischen Leiter in eine Montagerichtung durch die ersten Durchgangsbohrungen in die Verbindungsmittel, sowie Verrasten der ersten elektrischen Leiter in den Rast- und/oder Schnappelementen an der Unterseite des Kontaktträgers.
- - cutting and bending the first electrical conductor; and
- - Performing the first electrical conductor in a mounting direction through the first through-holes in the connecting means, as well as latching of the first electrical conductor in the locking and / or snap elements on the underside of the contact carrier.
Als elektrische Leiter sind dafür herkömmliche Drahtleiter verwendbar. Bevorzugt weisen die Drahtleiter eine elektrisch isolierende Ummantelung, insbesondere einen Isolierlack auf. Die Montage der ersten elektrischen Leiter ist dadurch sehr kostengünstig und mit herkömmlichen Verfahren, insbesondere nach verschiedenen Wicklungsschemata, möglich.As electrical conductors for conventional wire conductors are used. The wire conductors preferably have an electrically insulating sheathing, in particular an insulating lacquer. The assembly of the first electrical conductor is thereby very cost and with conventional methods, in particular according to different winding schemes, possible.
Das Verfahren umfasst bevorzugt die weiteren Schritte:
- – Einführen der Spulenwicklungsenden in Montagerichtung in die Verbindungsmittel; und
- – Verkrimpen, Verlöten und/oder Verschweißen der ersten Verbindungsmittel mit den ersten elektrischen Leitern und den Spulenwicklungsenden.
- - Inserting the coil winding ends in the mounting direction in the connecting means; and
- Crimping, soldering and / or welding the first connection means to the first electrical conductors and the coil winding ends.
Ein vorkonfektionierter Kontaktträger mit bereits montierten zweiten elektrischen Leitern ist anschließend gegen die Montagerichtung auf einen Grundkörper des Stators aufschiebbar und verrastbar.A prefabricated contact carrier with already mounted second electrical conductors is then pushed against the mounting direction on a main body of the stator and latched.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.In the following the invention will be described with reference to figures. The figures are merely exemplary and do not limit the general idea of the invention.
Dafür weist die Kontakteinrichtung
An seiner Unterseite
Aufgrund der Trennung der ersten und zweiten elektrischen Leiter
Die ersten elektrischen Leiter
Weiterhin sind die ersten elektrischen Leiter
Die Kontakteinrichtung
Um ein leichtes Einführen der ersten elektrischen Leiter
Zum Anschließen der zweiten elektrischen Leiter
An der Oberseite
Die zweiten elektrischen Leiter
Die montierte Kontakteinrichtung
Beim Aufschieben der Kontakteinrichtung
Das Einführen der ersten elektrischen Leiter
An der Hülse
Die Hülse
Die Hülsen
Die Hülse
Durch Wahl der geeigneten Hülse
Die Verwendung solcher Verbindungsmittel
Die Verbindungsmittel
Dadurch kann im Bereich der Überkreuzungen ein Abstand, vorzugsweise von etwa 0,1–0,4 mm, zwischen den ersten elektrischen Leitern
Die Leiterführungsmittel
In den
In der
Bei den
Zum Befestigen der Steckkontakte
Die Verbindungsmittel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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