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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, wobei die elektrische Maschine wenigstens eine aus einem Maschinengehäuse der elektrischen Maschine herausgeführte Anschlussleitung aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine.
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Die elektrische Maschine liegt beispielsweise in Form eines Elektromotors oder eines Generators vor. Sie ist über die Anschlussleitung elektrisch kontaktierbar, bevorzugt ist die elektrische Maschine über die Anschlussleitung elektrisch an ein Steuergerät und/oder eine Leistungselektronik, beispielsweise einen Wechselrichter, insbesondere einen Pulswechselrichter, angeschlossen. Zum Beispiel ist die elektrische Maschine mehrphasig ausgeführt und weist insoweit mehrere Anschlussleitungen auf. Vorzugsweise ist jeder Phase der elektrischen Maschine eine derartige Anschlussleitung zugeordnet, sodass in anderen Worten mindestens ebenso viele Anschlussleitungen wie Phasen vorliegen.
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Zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Maschine kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Kabelschuh mit der Anschlussleitung verkrimpt wird, insbesondere auf ein der elektrischen Maschine abgewandtes Ende der Anschlussleitung aufgekrimpt wird. Anschließend wird die Anschlussleitung über den Kabelschuh elektrisch mit einer Klemmschiene verbunden. Hierzu wird der Kabelschuh beispielsweise in die Klemmschiene eingesteckt oder mit ihr verschraubt. Hieraus resultiert jedoch eine vergleichsweise große Anordnung aus Anschlussleitung und Kabelschuh, sodass eine derartige Ausgestaltung hinsichtlich des benötigten Bauraums nachteilig ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn eine Dichtung zwischen der elektrischen Maschine und dem Steuergerät beziehungsweise der Leistungselektronik vorgesehen ist. In diesem Fall muss die Anschlussleitung durch die Dichtung hindurchgeführt werden. Erst auf der der elektrischen Maschine abgewandten Seite der Dichtung kann der Kabelschuh an die Anschlussleitung angebracht werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere zum einen einfach und kostengünstig umsetzbar ist und zum anderen die Realisierung einer äußerst kompakten elektrischen Anbindung der elektrischen Maschine ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass eine erste Kontakthülse auf ein Ende der Anschlussleitung aufgeschoben und mit der Anschlussleitung verkrimpt wird und anschließend eine in einer Klemmschiene gehaltene und elektrisch mit einem an der Klemmschiene angeordneten Anschlusskontakt verbundene zweite Kontakthülse auf die erste Kontakthülse aufgeschoben und mit der ersten Kontakthülse verkrimpt wird.
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Die realisierte Vorgehensweise ist mehrstufig, wobei zwei aufeinanderfolgende Verkrimpungsschritte vorgesehen sind. Zunächst wird die erste Kontakthülse mit der Anschlussleitung verkrimpt und anschließend die zweite Kontakthülse mit der ersten Kontakthülse. Dies hat den Vorteil, dass bei dem Verkrimpen der ersten Kontakthülse mit der Anschlussleitung der Hauptaugenmerk auf eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen der ersten Kontakthülse und der Anschlussleitung gerichtet werden kann. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn die Anschlussleitung flexibel ist und hierzu beispielsweise in Form einer Litze vorliegt, also in Form eines aus einer Vielzahl von Einzeldrähten vorliegenden Leiters. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass zwischen die erste Kontakthülse und die Anschlussleitung ein Kontaktmittel eingebracht wird. Zum Beispiel wird die erste Kontakthülse zusätzlich zum Verkrimpen mit der Anschlussleitung verlötet.
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Nach dem elektrischen Verbinden der ersten Kontakthülse mit der Anschlussleitung wird die zweite Kontakthülse mit der ersten Kontakthülse elektrisch verbunden. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass die zweite Kontakthülse von der Anschlussleitung selbst beabstandet angeordnet ist und insoweit lediglich mittelbar über die erste Kontakthülse elektrisch mit dieser verbunden ist. Beispielsweise ist hierzu die Anschlussleitung in Umfangsrichtung bezüglich ihrer Längsmittelachse vollständig von der ersten Kontakthülse umgriffen. Die Anschlussleitung liegt insoweit in der ersten Kontakthülse vor.
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Die zweite Kontakthülse umgreift wiederum in Umfangsrichtung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, die erste Kontakthülse, sodass im Längsschnitt bezüglich der Längsmittelachse gesehen die zweite Kontakthülse auf der der Anschlussleitung abgewandten Seite der ersten Kontakthülse vorliegt. Die zweite Kontakthülse ist in der Klemmschiene gehalten, vorzugsweise unlösbar. Die zweite Kontakthülse ist elektrisch mit dem Anschlusskontakt verbunden, welcher bevorzugt beabstandet von der zweiten Kontakthülse an der Klemmschiene vorliegt. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Anschlusskontakt einstückig und/oder materialeinheitlich mit der zweiten Kontakthülse ausgebildet ist. Die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusskontakt und der zweiten Kontakthülse liegt vorzugsweise permanent vor. Die Klemmschiene besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Auch eine Ausgestaltung aus Metall kann jedoch vorgesehen sein.
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Die beschriebene Vorgehensweise ist von besonderem Vorteil, wenn mehrere Anschlussleitungen aus dem Maschinengehäuse der elektrischen Maschine herausgeführt sind, welche jeweils mit der Klemmschiene verbunden werden sollen. Hierzu sind an der Klemmschiene mehrere zweite Kontakthülsen vorgesehen, sodass jeder der Anschlussleitungen wenigstens eine zweite Kontakthülse zugeordnet ist. Im Falle der mehreren Anschlussleitungen wird auf das Ende jeder der Anschlussleitungen jeweils eine erste Kontakthülse aufgeschoben und mit der entsprechenden Anschlussleitung verkrimpt.
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Anschließend wird die Klemmschiene, welche mehrere zweite Kontakthülsen aufweist, derart angeordnet, dass jede der ersten Kontakthülsen jeweils in einer der zweiten Kontakthülsen aufgenommen ist. Hierbei werden die zweiten Kontakthülsen, die alle in der Klemmschiene gehalten sind, gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig auf die ersten Kontakthülsen aufgeschoben. Anschließend werden die zweiten Kontakthülsen mit den ersten Kontakthülsen verkrimpt. Dieses Verkrimpen kann sequentiell, teilweise parallel oder vollständig parallel erfolgen. Im Falle des sequentiellen Verkrimpens werden die zweiten Kontakthülse nacheinander mit den ersten Kontakthülsen verkrimpt. Bei dem teilweise parallelen Verkrimpen werden wenigstens zwei zweite Kontakthülse mit den entsprechenden ersten Kontakthülsen gleichzeitig verkrimpt. Besonders vorteilhaft ist es selbstverständlich, wenn das Verkrimpen vollständig parallel erfolgt, sodass alle zweiten Kontakthülsen gleichzeitig mit den ersten Kontakthülsen verkrimpt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Kontakthülse mit der Anschlussleitung heiß verkrimpt wird. Die erste Kontakthülse wird also durch Heißkrimpen mit der Anschlussleitung elektrisch verbunden. Das Heißkrimpen ist eine Form des Widerstandsschweißens. Während des Heißkrimpens wird zum einen die erste Kontakthülse mechanisch verformt, nämlich in Richtung der Anschlussleitung, sodass die Anschlussleitung nachfolgend klemmend in ihr gehalten ist. Zum anderen erfolgt durch das Anlegen eines elektrischen Stroms ein Verschweißen von erster Kontakthülse und Anschlussleitung.
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Insbesondere aufgrund des Verschweißens werden die erste Kontakthülse und die Anschlussleitung erwärmt, beispielsweise auf eine Temperatur von mindestens 500 °C, mindestens 600 °C, mindestens 700 °C, mindestens 750 °C oder mehr. Durch das Verformen der ersten Kontakthülse einerseits und das Verschweißen der ersten Kontakthülse und der Anschlussleitung andererseits ist, insbesondere auch bei Verwendung einer Litze als Anschlussleitung, eine zuverlässige elektrische Kontaktierung sichergestellt. Das Heißkrimpen erfolgt beabstandet von der Klemmschiene, sodass diese durch die während des Verschweißens auftretende hohe Temperatur nicht beeinträchtigt wird. Die Klemmschiene besteht üblicherweise aus Kunststoff.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die zweite Kontakthülse mit der ersten Kontakthülse in einem Krimpbereich der zweiten Kontakthülse kalt verkrimpt wird. Das Verbinden der zweiten Kontakthülse mit der ersten Kontakthülse erfolgt also mittels Kaltkrimpen. Dieses unterscheidet sich von dem Heißkrimpen durch den Entfall des Verschweißens. Während des Kaltverkrimpens werden die zweite Kontakthülse und/oder die erste Kontakthülse mechanisch verformt, sodass sie nachfolgend klemmend aneinander beziehungsweise ineinander gehalten sind, nämlich derart, dass eine elektrische Verbindung zwischen ihnen vorliegt. Aufgrund des entfallenden Verschweißens tritt während des Kaltkrimpsens keine oder lediglich eine geringe Temperaturerhöhung auf, sodass eine Beeinträchtigung der Klemmschiene zuverlässig vermieden wird. Die elektrische Kontaktierung zwischen der ersten Kontakthülse und der zweiten Kontakthülse ist in jedem Fall aufgrund der definierten Eigenschaften der Kontakthülsen zuverlässig mittels Kaltkrimpen herstellbar.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verkrimpen derart erfolgt, dass die erste Kontakthülse einen mit der Anschlussleitung verkrimpten ersten Bereich und einen mit der zweiten Kontakthülse verkrimpten zweiten Bereich aufweist, wobei der erste Bereich von einem Innenumfang der zweiten Kontakthülse beabstandet ist. Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Anschlussleitung in der ersten Kontakthülse und die erste Kontakthülse wiederum in der zweiten Kontakthülse angeordnet ist.
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Die erste Kontakthülse weist zumindest den ersten Bereich und den zweiten Bereich auf, welche beispielsweise in axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse der ersten Kontakthülse nebeneinander angeordnet sind. Beispielsweise sind die beiden Bereiche in axialer Richtung beabstandet voneinander angeordnet. Alternativ können sie unmittelbar aneinander angrenzen. In dem ersten Bereich ist die erste Kontakthülse mit der Anschlussleitung verkrimpt, sodass also in dem ersten Bereich die erste Kontakthülse an der Anschlussleitung anliegt. In dem zweiten Bereich ist die Verkrimpung zwischen der ersten Kontakthülse und der zweiten Kontakthülse vorgesehen, sodass die zweite Kontakthülse an dem zweiten Bereich der ersten Kontakthülse anliegt und mit diesem verkrimpt ist.
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Es ist nun vorgesehen, dass der erste Bereich von dem Innenumfang der zweiten Kontakthülse beabstandet ist, wohingegen der zweite Bereich aufgrund der Verkrimpung an diesem anliegt. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die erste Kontakthülse in dem zweiten Bereich von der Anschlussleitung beabstandet ist, also nicht mit dieser in Verbindung steht. Mit einer derartigen Ausgestaltung wird die Verkrimpung zwischen der zweiten Kontakthülse und der ersten Kontakthülse nicht durch die Verkrimpung zwischen der ersten Kontakthülse und der Anschlussleitung beeinträchtigt, sodass eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen der Anschlussleitung und der zweiten Kontakthülse realisiert ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an der Klemmschiene eine Aussparung ausgebildet wird, sodass der Krimpbereich aus einer Außenumgebung zugänglich ist. In dem Krimpbereich ist die zweite Kontakthülse mit der ersten Kontakthülse verkrimpt. Insbesondere greift zum Verkrimpen der beiden Kontakthülsen ein Krimpwerkzeug an dem Krimpbereich der zweiten Kontakthülse an. Aufgrund der Ausbildung der Aussparung an der Klemmschiene ist der Krimpbereich auf einfache Art und Weise zugänglich, sodass die Verkrimpung zwischen den beiden Kontakthülsen umstandslos realisierbar ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an der Klemmschiene eine Dichtung angeordnet oder ausgebildet wird. Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, dass zwischen der elektrischen Maschine und dem Steuergerät beziehungsweise der Leistungselektronik vorzugsweise eine Dichtung vorliegt, welche die elektrische Maschine von dem Steuergerät beziehungsweise der Leistungselektronik fluidtechnisch separiert. Diese Dichtung kann an der Klemmschiene angreifen oder an ihr ausgebildet werden, insbesondere einstückig und/oder materialeinheitlich. Beispielsweise weist die Klemmschiene wenigstens eine Dichtungsaufnahme auf, in welche die Dichtung zum Abdichten eingreift.
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Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens eine aus dem Maschinengehäuse herausgeführte weitere Anschlussleitung vorliegt, wobei eine weitere erste Kontakthülse auf ein Ende der weiteren Anschlussleitung aufgeschoben und mit der weiteren Anschlussleitung verkrimpt wird, und wobei eine in der Klemmschiene gehaltene und elektrisch mit einem an der Klemmschiene angeordneten weiteren Anschlusskontakt verbundene weitere Kontakthülse auf die weitere erste Kontakthülse aufgeschoben und mit der weiteren ersten Kontakthülse verkrimpt wird. In anderen Worten liegen nicht nur eine Anschlussleitung, sondern vielmehr mehrere Anschlussleitungen vor. Jede der Anschlussleitungen wird jeweils mit einer ersten Kontakthülse versehen, welche anschließend jeweils mit einer zweiten Kontakthülse verkrimpt wird. Die zweiten Kontakthülsen sind bevorzugt alle in derselben Klemmschiene gehalten. Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung wurde vorstehend bereits hingewiesen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine, insbesondere hergestellt mittels des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, die wenigstens eine aus einem Maschinengehäuse der elektrischen Maschine herausgeführte Anschlussleitung aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass eine erste Kontakthülse auf ein Ende der Anschlussleitung aufgeschoben und mit der Anschlussleitung verkrimpt und eine in einer Klemmschiene gehaltene und elektrisch mit einem an der Klemmschiene angeordneten Anschlusskontakt verbundene zweite Kontakthülse auf die erste Kontakthülse aufgeschoben und mit der ersten Kontakthülse verkrimpt ist.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der elektrischen Maschine beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die elektrische Maschine als auch das Verfahren zu ihrer Herstellung können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Anschlusskontakt ein Anschlussgewinde aufweist. Das Anschlussgewinde ist besonders bevorzugt als Innengewinde ausgestaltet, sodass ein Anschlussstift in den Anschlusskontakt einschraubbar ist. Dies ermöglich eine einfache und zuverlässige elektrische Kontaktierung.
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Weiterhin kann es im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zweite Kontakthülse mit der ersten Kontakthülse in einem Krimpbereich verkrimpt und an der Klemmschiene eine Dichtung ausgebildet ist, wobei der Anschlusskontakt auf der dem Krimpbereich bezüglich der Dichtung abgewandten Seite angeordnet ist. Mittels der Dichtung ist also die Anschlussleitung fluidtechnisch von dem Anschlusskontakt separiert. Dies ermöglicht eine zuverlässige fluidtechnische Trennung zwischen der elektrischen Maschine und dem Steuergerät beziehungsweise der Leistungselektronik.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Längsschnittdarstellung durch einen Bereich einer elektrischen Maschine in einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine schematische Längsschnittdarstellung der elektrischen Maschine in einer zweiten Ausführungsform, sowie
- 3 eine schematische Darstellung der elektrischen Maschine in der zweiten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Bereichs einer elektrischen Maschine 1. Gezeigt ist ein Schnitt entlang der Längsmittelachse einer Anschlussleitung 2, die aus einem nicht näher dargestellten Maschinengehäuse der elektrischen Maschine 1 herausgeführt ist. Zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Maschine 1 über die Anschlussleitung 2 ist eine erste Kontakthülse 3 auf die Anschlussleitung 2 aufgeschoben und mit ihr verkrimpt. Die erste Kontakthülse 3 liegt dabei an einem dem Maschinengehäuse abgewandten Ende der Anschlussleitung 2 vor.
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Die erste Kontakthülse 3 weist einen ersten Bereich 4 und einen zweiten Bereich 5 auf. In dem ersten Bereich 4 ist die erste Kontakthülse 3 mit der Anschlussleitung 2 verkrimpt. In dem zweiten Bereich 5 ist sie hingegen mit einer zweiten Kontakthülse 6 verkrimpt, die an einer Klemmschiene 7 angeordnet ist. Die zweite Kontakthülse 6 ist elektrisch mit einem Anschlusskontakt 8 verbunden, welche ebenfalls an der Klemmschiene 7 vorliegt. Der Anschlusskontakt 8 weist ein hier nicht näher dargestelltes Anschlussgewinde auf und ist insoweit als Schraubkontakt auf. Das Anschlussgewinde liegt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Innengewinde vor.
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An der Klemmschiene 7 ist wenigstens eine Dichtungsaufnahme 9 zur Aufnahme einer Dichtung ausgebildet. Die Dichtung dient der fluidtechnischen Trennung der elektrischen Maschine 1 und des Anschlusskontakts 8. Insoweit liegt die Dichtung beispielsweise zwischen der elektrischen Maschine 1 und einem Steuergerät der elektrischen Maschine 1 beziehungsweise einer Leistungselektronik vor. Das Steuergerät beziehungsweise die Leistungselektronik dienen der Ansteuerung der elektrischen Maschine 1 und sind hierzu elektrisch mit dieser verbunden, nämlich über die Anschlussleitung 2. Dazu ist das Steuergerät beziehungsweise die Leistungselektronik an den Anschlusskontakt 8 angeschlossen.
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Bei der Herstellung der elektrischen Maschine 1 wird zunächst die erste Kontakthülse 3 auf die Anschlussleitung 2 aufgeschoben. Anschließend wird sie, insbesondere in dem ersten Bereich 4, mit der Anschlussleitung 2 verkrimpt, nämlich bevorzugt heiß verkrimpt. Anschließend wird die bereits in der Klemmschiene 7 angeordnete zweite Kontakthülse 6 auf die erste Kontakthülse 3 aufgeschoben und mit der ersten Kontakthülse 3 verkrimpt. Hierzu verfügt die Klemmschiene 7 über eine Aussparung 10, durch welche ein Krimpbereich 11 der zweiten Kontakthülse 6 aus einer Außenumgebung der Klemmschiene 7 zugänglich ist.
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Aufgrund des Verkrimpens der ersten Kontakthülse 3 mit der Anschlussleitung 2 und dem anschließenden Verkrimpen der zweiten Kontakthülse 6 mit der ersten Kontakthülse 3 liegt ein mehrstufiges Vorgehen vor. Dies hat den Vorteil, dass ein Heißverkrimpen zwischen der ersten Kontakthülse 3 und der Anschlussleitung 3 ohne Beeinträchtigung der Klemmschiene 7 ohne weiteres realisierbar ist.
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Die 2 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung durch die elektrische Maschine 1. Die zweite Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, sodass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede hingewiesen werden. Diese liegen darin, dass die Klemmschiene 7 kompakter aufgebaut ist. Hierzu ist der Anschlusskontakt 8 unmittelbar an der zweiten Kontakthülse 6 ausgebildet, insbesondere einstückig und/oder materialeinheitlich mit dieser. Um ein zuverlässiges Verkrimpen der zweiten Kontakthülse 6 mit der ersten Kontakthülse 3 zu gewährleisten, liegt zudem der zweite Bereich 5 der ersten Kontakthülse 3 - anders als bei der ersten Ausführungsform - an der Anschlussleitung 2 an.
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Die 3 zeigt eine weitere Darstellung der zweiten Ausführungsform der elektrischen Maschine 1. Es wird deutlich, dass zusätzlich zu der Anschlussleitung 2 eine weitere Anschlussleitung vorliegt. Diese ist über eine weitere erste Kontakthülse 3 elektrisch mit einer weiteren zweiten Kontakthülse 6 und über diese mit einem weiteren Anschlusskontakt der Klemmschiene 7 elektrisch verbunden. Mithilfe der Klemmschiene 7 können insoweit mehrere Anschlussleitungen 2 auf einfache Art und Weise aus der elektrischen Maschine 1 herausgeführt werden.
