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Die Erfindung betrifft einen Schaltring für einen Stator einer elektrischen Rotationsmaschine.
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Eine elektrische Maschine ist eine in der elektrischen Energietechnik eingesetzte Maschine und stellt eine Form von Energiewandler dar. Es wird zwischen rotierenden elektrischen Rotationsmaschinen, dazu zählen Elektromotoren und elektrische Generatoren, und ruhenden elektrischen Maschinen, zu denen Transformatoren zählen, unterschieden.
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Derartige elektrische Rotationsmaschinen weisen, unabhängig davon ob sie motorisch oder generatorisch betrieben werden, einen Stator und einen Rotor auf. Der Stator (auch Ständer genannt) ist der feststehende, unbewegliche Teil der elektrischen Rotationsmaschine, während der Rotor der sich drehende bzw. rotierende Teil der elektrischen Rotationsmaschine ist.
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Der Stator kann dazu verwendet werden, um ein magnetisches Drehfeld mit fester und variabler Frequenz bereitzustellen, das dann eine Rotation des Rotors bewirkt, wenn die elektrische Maschine generatorisch betrieben wird. Hierzu weist der Stator eine Mehrzahl von Wicklungen auf, die entlang des Umfangs des Stator angeordnet sind und einzeln oder in Gruppe mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden können, um das magnetische Drehfeld zu erzeugen.
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Aus der
DE 10 2008 054523 A1 ist ein Schaltring für einen Stator einer elektrische Rotationsmaschine mit einer Mehrzahl von Eingangsanschlüssen bekannt, wobei mit jedem der Mehrzahl der Eingangsanschlüsse eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen elektrisch leitend verbunden sind, wobei je ein Flachleiter je einen der Eingangsanschlüsse mit der jeweiligen Mehrzahl der Ausgangsanschlüsse verbindet. Dabei sind die Ausgangsanschlüsse an Schneidklemmen ausgebildet.
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Jedoch ist es mit derartigen Schneidklemmen aufwändig, Litzenkabel, wie Einzeldrähte oder Drahtbündel, elektrisch leitend zu verbinden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schaltring bereitzustellen, bei der das Anschließen von Litzenkabeln, wie Einzeldrähte oder Drahtbündel, einfacher ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Schaltring für einen Stator einer elektrische Rotationsmaschine mit einer Mehrzahl von Eingangsanschlüssen, wobei mit jedem der Mehrzahl der Eingangsanschlüsse eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Ausgangsanschlüsse zum Kontaktieren von einem Einzeldraht oder einem Drahtbündel ausgebildet sind, wobei je ein Flachleiter je einen der Eingangsanschlüsse mit der jeweiligen Mehrzahl der Ausgangsanschlüsse verbindet, wobei der Flachleiter Hülsenabschnitte bildend geformt ist, um die Ausgangsanschlüsse zu bilden.
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Dabei wird unter einem Flachleiter ein Stableiter verstanden, dessen Breite größer als seine Dicke ist. Mit anderen Worten, der Flachleiter weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Ein derartiger Flachleiter mit Hülsenabschnitte vereinfacht das Verbinden mit einem Litzenkabel.
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Bevorzugt sind die Hülsenabschnitte durch Umformen der Flachleiter gebildet sind. Dabei wird unter Umformen verstanden, dass ein Metall, wie z.B. Kupfer, gezielt plastisch in eine andere Form gebracht wird, wobei der Werkstoff seine Masse und seinen Zusammenhalt bei der Umformung behält.
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Die durch Umformen gebildeten Hülsenabschnitte erlauben ein einfaches Herstellen einer Verbindung mit einem Litzenleiter mit einem Einzeldraht oder einem Drahtbündel, z.B. durch Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung, wie einer Schweißverbindung, die mittels Widerstandschweißen gebildet wird. Dabei sind die Flachleiter jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet.
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Bevorzugt sind die Flachleiter ringförmig geformt. Somit wird eine elektrische Kontaktierung mit minimalen Leiterlängen möglich, was ohmsche Verluste minimiert.
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Bevorzugt sind die Hülsenabschnitte entlang des Umfangs der Flachleiter gleichmäßig beabstandet angeordnet. Auch so wird eine elektrische Kontaktierung mit minimalen Leiterlängen möglich, was ebenfalls ohmsche Verluste minimiert.
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Bevorzugt erstrecken die Hülsenabschnitte sich radial einwärts und/oder auswärts. So kann ein Schaltring bereitgestellt werden, der besonders wenig Bauraum in Anspruch und somit es erlaubt, elektrische Rotationsmaschinen besonders kompakt auszubilden.
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Bevorzugt sind die Flachleiter in einem ringförmigen Kunststoffgehäuse aufgenommen. Das Kunststoffgehäuse kann zweiteilig ausgebildet sein mit einem Basisteil mit einem U-förmigen Querschnitt und einem Deckel zum Verschließen des Aufnahmeraums, der durch den U-förmigen Querschnitt gebildet wird. Ferner weist das Kunststoffgehäuse, z.B. das Basisteil, Durchgänge auf, durch die sich Abschnitt der Flachleiter erstrecken, die Hülsenabschnitte bilden.
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Bevorzugt sind zwischen den Flachleitern Kunststoffringe zur elektrischen Isolierung angeordnet. So kann auf eine Isolierung der jeweiligen Flachleiter verzichtet werden, was die Montage vereinfacht.
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Ferner gehören zur Erfindung ein Stator mit einem derartigen Schaltring und eine elektrische Rotationsmaschine mit einem derartigen Stator.
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Es wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Schaltrings.
- 2 einen Abschnitt des in 1 gezeigten Schaltrings.
- 3 einen Abschnitt eines zu einem Hülsenabschnitt umgeformten Flachleiters, verbunden mit einer Litzenleitung.
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Es wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen.
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Dargestellt ist ein Schaltring 1 für einen Stator einer elektrischen Rotationsmaschine.
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Der Schaltring 1 ist dazu ausgebildet, eine Mehrzahl von gewickelten Drahtspulen eines Stators mit den drei Phasen U, V, W eines Drehstromnetzes zu verbinden, wobei mehrere Drahtspulen mit jeweils einer der drei Phasen U, V, W elektrisch leitend verbunden sind. Ferner ist der Schaltring 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet alle Drahtspulen elektrisch leitend miteinander zu verbinden, um z.B. einen Sternpunkt eines Drehstromnetzes zu bilden.
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Hierzu weist der Schaltring 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Eingangsanschlüsse 2a, 2b, 2c für jede der drei Phase U, V, W auf.
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Mit jedem der drei Eingangsanschlüsse 2a, 2b, 2c ist jeweils eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen 3a, 3b, 3b elektrisch leitend verbunden. An jeden Ausgangsanschluss 3a, 3b, 3c kann jeweils eine Drahtspule des Stators elektrisch leitend angeschlossen werden. Hierzu sind die Ausgangsanschlüsse 3a, 3b, 3c zum Kontaktieren von einem Einzeldraht oder einem Drahtbündel ausgebildet. Ferner weist der Schaltring 1 Ausgangsanschlüsse 3d auf, die alle untereinander elektrisch leitend miteinander verbunden sind, aber nicht mit einem der Eingangsanschlüsse 2a, 2b, 2c, um z.B. den Sternpunkt eines Drehstromnetzes zu bilden.
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Die drei Eingangsanschlüsse 2a, 2b, 2c sind jeweils über einen Flachleiter 4a, 4b, 4c mit der jeweiligen zugeordneten Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen 3a, 3b, 3c angeschlossen. Ein weiterer Flachleiter 4d verbindet die Ausgangsanschlüsse 3d miteinander. Dabei wird unter einem Flachleiter 4a, 4b, 4c, 4d ein Stableiter verstanden, dessen Breite größer als seine Dicke ist. Mit anderen Worten, die Flachleiter 4a, 4b, 4c, 4d weisen jeweils einen rechteckförmigen Querschnitt auf.
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Die Flachleiter 4a, 4b, 4c, 4d sind in einem im Wesentlichen ringförmigen Kunststoffgehäuse 6 aufgenommen, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Basisteil 7 und einen Deckel 8 aufweist (siehe 2). Das Basisteil 7 und der Deckel 8 können Kunststoffspritzgussteile sein aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, wie z.B. Polyamid (PU). Das Basisteil 7 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen U-förmigen Querschnitt auf, der einen Aufnahmeraum für die drei Flachleiter 4a, 4b, 4c, 4d definiert. Neben den Flachleitern 4a, 4b, 4c, 4d sind in dem Aufnahmeraum auch Kunststoffringe, z.B. ebenfalls aus Polyamid (PA). Die Kunststoffringe sind zwischen den jeweiligen Flachleitern 4a, 4b, 4c, 4d angeordnet und bewirken so eine elektrische Isolierung der Flachleiter 4a, 4b, 4c, 4d.
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Das Basisteil 7 des Kunststoffgehäuses 6 weist für jeden Ausgangsanschluss 3a, 3b, 3c einen Durchgang 9 auf. Die Durchgänge 9 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel entlang des Umfangs der Basisteils 7 gleichmäßig beabstandet angeordnet, und zwar sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite.
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Durch jeden Durchgang 9 erstreckt sich ein Abschnitt des jeweiligen Flachleiters 4a, 4b, 4c, 4d, der jeweils einen Hülsenabschnitt 5a, 5b, 5c bildend geformt ist. Die durch z.B. Umformen gebildeten Hülsenabschnitte 5a, 5b, 5c, 5d erlauben ein einfaches Herstellen einer Verbindung mit einem Litzenleiter 10 mit einem Einzeldraht oder einem Drahtbündel, z.B. durch Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung, wie einer Schweißverbindung, die mittels Widerstandschweißen gebildet wird (siehe 3). Dabei sind die jeweiligen Flachleiter 4a, 4b, 4c, 4d mit ihren Hülsenabschnitten 5a, 5b, 5c, 5d jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Entsprechend der Anordnung der Durchgänge 9 entlang des Umfangs des Basisteils 7 sind die Hülsenabschnitte 5a, 5b, 5c, 5d entlang des Umfangs der jeweiligen Flachleiter 4a, 4b, 4c, 4d gleichmäßig beabstandet angeordnet und erstrecken sich radial einwärts oder auswärts.
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Zur Montage werden die jeweiligen Hülsenabschnitte 5a, 5b, 5c, 5d mit den jeweiligen Litzenleitern stoffschlüssig durch Widerstandschweißen, was das Anschließen von den Litzenkabeln 10 vereinfacht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltring
- 2a
- Eingangsanschluss
- 2b
- Eingangsanschluss
- 2c
- Eingangsanschluss
- 3a
- Ausgangsanschluss
- 3b
- Ausgangsanschluss
- 3c
- Ausgangsanschluss
- 3d
- Ausgangsanschluss
- 4a
- Flachleiter
- 4b
- Flachleiter
- 4c
- Flachleiter
- 4d
- Flachleiter
- 5a
- Hülsenabschnitt
- 5b
- Hülsenabschnitt
- 5c
- Hülsenabschnitt
- 5d
- Hülsenabschnitt
- 6
- Kunststoffgehäuse
- 7
- Basisteil
- 8
- Deckel
- 9
- Durchgang
- 10
- Litzenleiter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008054523 A1 [0005]
