DE102018126776A1

DE102018126776A1 - Electric motor with compact busbar unit

Info

Publication number: DE102018126776A1
Application number: DE102018126776.2A
Authority: DE
Inventors: Kazunori TATEGATA
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-04-30
Also published as: CN111106694A; CN111106694B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Drehachse (100) drehbargelagert ist, und einem den Rotor außen umgebenden Stator 6, der einen Statorkern (7) und auf dem Statorkern (7) angeordnete Wicklungen (8) aufweist, wobei die Wicklungen (8) aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten (12) gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte (12) elektrisch mit wenigstens drei Sammelschienen (3,4,5) stirnseitig kontaktiert sind, wobei die wenigstens drei Sammelschienen (3,4,5) Spulenverbindungsanschlusselemente (14), Leistungsquellenverbindungsanschlusselementen (13) und ringsegmentartige Basisabschnitte (30,40,50) aufweisen, wobei die Basisabschnitte (30,40,50) die Spulenverbindungsanschlusselemente (14) und die Leistungsquellenverbindungsanschlusselement (13) verbinden und wobei eine erste Sammelschiene (3) und eine zweite Sammelschiene (5) in Umfangsrichtung um die Drehachse (100) voneinander beabstandet sind und die Basisabschnitte (30,50) in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Drehachse (100) angeordnet sind, und wobei eine dritte Sammelschiene (4) in Umfangsrichtung um die Drehachse zwischen der ersten Sammelschiene (3) und der zweiten Sammelschiene (5) angeordnet ist und der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene (40) in einer Ebene senkrecht zur Drehachse zwischen einer Stirnseite des Stators und der von den Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschiene (30,50) aufgespannten Ebene angeordnet ist.The invention relates to an electric motor with a rotor, which is rotatably mounted about an axis of rotation (100), and a stator 6, which surrounds the outside of the rotor, and which has a stator core (7) and windings (8) arranged on the stator core (7) Windings (8) are formed from a winding wire with winding wire end sections (12) and the winding wire end sections (12) are electrically contacted on the end face with at least three busbars (3, 4, 5), the at least three busbars (3, 4, 5) coil connection connection elements ( 14), power source connection connection elements (13) and ring segment-like base sections (30, 40, 50), the base sections (30, 40, 50) connecting the coil connection connection elements (14) and the power source connection connection element (13), and wherein a first busbar (3) and a second busbar (5) are spaced apart from one another in the circumferential direction about the axis of rotation (100) and the base sections (30, 50) in a common plane is arranged perpendicular to the axis of rotation (100), and a third busbar (4) is arranged circumferentially about the axis of rotation between the first busbar (3) and the second busbar (5) and the base section of the third busbar (40) is arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation between an end face of the stator and the plane spanned by the base sections of the first and second busbars (30, 50).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to an electric motor with the features of the preamble of claim 1.

Bürstenlose Gleichstrommotoren der hier relevanten Bauart werden als Innenläufer bezeichnet und weisen einen Rotor auf, der mit einer Motorwelle verbunden ist und in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Rotor ist mit Permanentmagneten versehen. Um den Motor herum ist ein Stator angeordnet, der auf einem Eisenkern eine Anzahl von Wicklungen trägt. Bei geeigneter Ansteuerung erzeugen die Wicklungen ein Magnetfeld, das den Rotor zur Rotation antreibt. Die Wicklungen werden üblicherweise dreiphasig gewickelt und werden dementsprechend mit drei elektrischen Anschlüssen versehen, über die die Wicklungen mit einer Steuereinheit (ECU) verbunden werden können. Bei geringen Leistungen können die Stromschienen als Leiterbahnfolien ausgeführt werden. Bei höheren Leistungen, wie sie hier angenommen werden, werden die Wicklungsanschlussdrähte über Sammelschienen aus Kupferblech kontaktiert.Brushless DC motors of the type relevant here are referred to as internal rotors and have a rotor which is connected to a motor shaft and is rotatably mounted in a housing. The rotor is equipped with permanent magnets. A stator is arranged around the motor and carries a number of windings on an iron core. With appropriate control, the windings generate a magnetic field that drives the rotor to rotate. The windings are usually wound in three phases and are accordingly provided with three electrical connections via which the windings can be connected to a control unit (ECU). If the power is low, the conductor rails can be designed as conductor foil. At higher powers, as they are assumed here, the winding connection wires are contacted via copper busbars.

Zum Zwecke der geometrischen Beschreibung des Elektromotors wird zum einen die Drehachse des Motors als Mittelachse und Symmetrieachse angenommen. Der Stator ist konzentrisch mit der Drehachse und dem Rotor angeordnet. Die Drehachse definiert gleichzeitig eine Axialrichtung, in der die Dicke des Statorpakets und die axiale Länge des Motors angegeben werden. Außerdem wird bezüglich der Mittelachse von einer Radialrichtung gesprochen, die den Abstand von der Mittelachse angibt, sowie von einer Umfangsrichtung, die tangential zu einem bestimmten in Radialrichtung angeordneten Radius ausgezeichnet ist. Die Anschlussseite des Stators, an der die Wicklungsdrähte mit der Stromschienenanordnung verbunden werden, wird als Oberseite des Stators beschrieben.For the purpose of the geometric description of the electric motor, the axis of rotation of the motor is assumed to be the central axis and the axis of symmetry. The stator is arranged concentrically with the axis of rotation and the rotor. The axis of rotation also defines an axial direction in which the thickness of the stator core and the axial length of the motor are specified. In addition, reference is made to a radial direction with respect to the central axis, which indicates the distance from the central axis, and to a circumferential direction which is marked tangentially to a specific radius arranged in the radial direction. The connection side of the stator at which the winding wires are connected to the busbar arrangement is described as the top of the stator.

Bei den hier besprochenen Elektromotoren sind neben den Leistungsdaten und dem Gewicht auch die Abmessungen wesentlich, insbesondere dann, wenn die Motoren in Kraftfahrzeugen als Stellantriebe eingesetzt werden sollen. Der Bauraum in Kraftfahrzeugen ist generell limitiert, und die Vorgaben der Kraftfahrzeughersteller sind zu beachten. Deshalb ist es eine ständige Anforderung an die Konstruktion von Elektromotoren, beispielsweise eine bestimmte axiale Länge in Richtung der Mittelachse nicht zu überschreiten. Dabei bestimmen die Leistungsdaten, die von dem Elektromotor gefordert werden, im Wesentlichen die axiale Länge des Statorpakets sowie des Rotors mit den daran angeordneten Elektromagneten. Die Sammelschieneneinheit, die zur Kontaktierung der Wicklungsanschlussdrähte des Stators erforderlich sind, trägt zu der axialen Länge bei.In the case of the electric motors discussed here, in addition to the performance data and the weight, the dimensions are also important, in particular when the motors are to be used as actuators in motor vehicles. The installation space in motor vehicles is generally limited and the specifications of the motor vehicle manufacturers must be observed. It is therefore a constant requirement for the design of electric motors, for example not to exceed a certain axial length in the direction of the central axis. The performance data required by the electric motor essentially determine the axial length of the stator pack and of the rotor with the electromagnets arranged thereon. The busbar unit, which is required for contacting the winding connection wires of the stator, contributes to the axial length.

So ist aus der JP 2014-158421 A ein Elektromotor bekannt, bei dem eine Sammelschieneneinheit mit drei Stromschienen axial oberhalb des Statorpakets angeordnet und mit den Wicklungsanschlussdrähten verbunden ist. Die Sammelschieneneinheit umfasst eine Anzahl von Sammelschienen, die teilkreisförmig konzentrisch zu der Mittelachse angeordnet sind. Mehrere Sammelschienen sind dabei in Axialrichtung übereinander gestapelt angeordnet. Die mehreren Sammelschienen und die dazwischen erforderliche elektrische Isolation tragen dabei zur axialen Länge des Statorpakets bei, da sie oberhalb der Wicklungspakete auf dem Stator angeordnet sind.So is from the JP 2014-158421 A an electric motor is known in which a busbar unit with three busbars is arranged axially above the stator package and connected to the winding connection wires. The busbar unit comprises a number of busbars which are arranged in the shape of a circle concentrically to the central axis. Several busbars are stacked one above the other in the axial direction. The multiple busbars and the electrical insulation required between them contribute to the axial length of the stator pack, since they are arranged above the winding packs on the stator.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor so weiterzubilden, dass die axiale Erstreckung des Statorpakets und damit auch die Bauhöhe des Elektromotors in Axialrichtung reduziert werden.It is an object of the present invention to develop an electric motor in such a way that the axial extent of the stator pack and thus also the overall height of the electric motor are reduced in the axial direction.

Diese Aufgabe wird von einem Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an electric motor with the features of claim 1.

Demnach ist ein Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbargelagert ist, und einem den Rotor außen umgebenden Stator, der einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen aufweist, vorgesehen, wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte elektrisch mit wenigstens drei Sammelschienen stirnseitig kontaktiert sind, wobei die wenigstens drei Sammelschienen Spulenverbindungsanschlusselemente, Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente und ringsegmentartige Basisabschnitte aufweisen, und wobei die Basisabschnitte die Spulenverbindungsanschlusselemente und die Leistungsquellenverbindungsanschlusselement verbinden. Eine erste Sammelschiene und eine zweite Sammelschiene sind in Umfangsrichtung um die Drehachse voneinander beabstandet angeordnet und die Basisabschnitte erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Drehachse, und wobei eine dritte Sammelschiene in Umfangsrichtung um die Drehachse zwischen der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene angeordnet ist und der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in einer Ebene senkrecht zur Drehachse zwischen einer Stirnseite des Stators und der von den Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschiene aufgespannten Ebene angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Sammelschienen parallel zueinander orientiert. Sie erstrecken sich bevorzugt senkrecht zur Drehachse. Dadurch, dass die Basisabschnitte nicht alle auf einer Axialhöhe angeordnet sind, kann eine Orientierung der Sammelschienen gewählt werden, die eine geringe axiale Erstreckung ermöglicht.Accordingly, an electric motor is provided with a rotor which is rotatably mounted about an axis of rotation and a stator which surrounds the outside of the rotor and which has a stator core and coils wound on the stator core, the windings being formed from a winding wire with winding wire end sections and the winding wire end sections being electrical are contacted on the face side with at least three busbars, the at least three busbars having coil connection connection elements, power source connection connection elements and ring segment-like base sections, and wherein the base sections connect the coil connection connection elements and the power source connection connection element. A first busbar and a second busbar are spaced apart circumferentially about the axis of rotation and the base sections extend in a common plane perpendicular to the axis of rotation, and a third busbar is arranged circumferentially about the axis of rotation between the first busbar and the second busbar and the base section of the third busbar is arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation between an end face of the stator and the plane spanned by the base sections of the first and second busbars. The busbars are preferably oriented parallel to one another. They preferably extend perpendicular to the axis of rotation. Because the base sections are not all arranged at an axial height, the busbars can be oriented be chosen that allows a small axial extent.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in Radialrichtung bezogen auf die Drehachse außerhalb der Spulen und die Basisabschnitte der ersten Sammelschiene und zweiten Sammelschiene überdecken die Spulen in Radialrichtung zumindest teilweise. Die dritte Sammelschiene kann somit in einem Freiraum zwischen Statorkern und Statoroberseite auf der Außenseite der Spulen liegen, was Bauraum einspart.In a preferred embodiment, the base section of the third busbar lies outside the coils in the radial direction with respect to the axis of rotation and the base sections of the first busbar and second busbar at least partially cover the coils in the radial direction. The third busbar can thus lie in a free space between the stator core and the top of the stator on the outside of the coils, which saves installation space.

Vorzugsweise weisen die Basisabschnitte der ersten Sammelschiene und zweiten Sammelschiene denselben Radius auf und sind bevorzugt in einem Sammelschienenhalter entlang eines gemeinsamen Umfangs angeordnet. Der Sammelschienenhalter wird bevorzugt an der Oberseite des Stators befestigt. The base sections of the first busbar and second busbar preferably have the same radius and are preferably arranged in a busbar holder along a common circumference. The busbar holder is preferably attached to the top of the stator.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Spulen in Richtung des Radius gesehen auf der Außenseite von einem Positionierungsmittel umgeben, an dem der Sammelschienenhalter gehalten ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in Radialrichtung bezogen auf die Drehachse außerhalb der Positionierungsmittel liegt.In a preferred embodiment, the coils, viewed in the direction of the radius, are surrounded on the outside by a positioning means on which the busbar holder is held. It is advantageous if the base section of the third busbar lies outside the positioning means in the radial direction with respect to the axis of rotation.

Die Spulenverbindungsanschlusselemente weisen vorzugsweise eine im Wesentlichen U-förmige oder V-förmige Gestalt auf und erstrecken sich in einer Ebene senkrecht zur Drehachse, so dass sie bevorzugt einen im Wesentlichen parallel zur Drehrichtung verlaufenden Wicklungsdrahtendabschnitt umgreifen können.The coil connection connection elements preferably have a substantially U-shaped or V-shaped shape and extend in a plane perpendicular to the axis of rotation, so that they can preferably encompass a winding wire end section running essentially parallel to the direction of rotation.

Die Sammelschienen weisen Abkantungen von der Statoroberseite wegweisend auf, an deren Ende sich die Spulenverbindungsanschlusselemente befinden.The busbars have bends pointing from the top of the stator, at the end of which the coil connection connection elements are located.

In einer vorteilhaften Ausbildungsform ist der Abstand in Radialrichtung zwischen dem Basisabschnitt der dritten Sammelschiene und den Basisabschnitten der ersten Sammelschiene und zweiten Sammelschiene so groß gewählt, dass zwischen dem Basisabschnitt der dritten Sammelschiene und den Basisabschnitten der ersten Sammelschiene und zweiten Sammelschiene jeweils ein Spulenverbindungsanschlusselement aufgenommen werden kann.In an advantageous embodiment, the distance in the radial direction between the base section of the third busbar and the base sections of the first busbar and second busbar is chosen so large that a coil connecting connection element can be accommodated between the base section of the third busbar and the base sections of the first busbar and second busbar .

Die Sammelschienen sind bevorzugt so zueinander orientiert, das die dritte Sammelschiene teilweise von der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene überdeckt ist.The busbars are preferably oriented toward one another such that the third busbar is partially covered by the first busbar and the second busbar.

Vorzugsweise weisen die Sammelschienen in Richtung der Statoroberseite weisende Abkantungen auf, an deren Ende sich die Leistungsquellenverbindungsanschlusselement befinden, die sich mit ihrer kurzen Seite parallel zur Drehachse erstrecken.Preferably, the busbars have bevels pointing in the direction of the upper side of the stator, at the end of which there are the power source connection connection elements, the short side of which extends parallel to the axis of rotation.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

1: eine perspektivische Darstellung einer Sammelschieneneinheit von oben,
2: eine perspektivische Darstellung der Sammelschieneneinheit von unten,
3: eine perspektivische Darstellung eines Stators mit der Sammelschieneneinheit, sowie
4: eine perspektivische Darstellung der Sammelschienen.

A preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Components of the same type or having the same function are designated in the figures with the same reference symbols. Show it:

1 : a perspective view of a busbar unit from above,
2nd : a perspective view of the busbar unit from below,
3rd : a perspective view of a stator with the busbar unit, and
4th : a perspective view of the busbars.

Die 1 und 2 zeigen eine Sammelschieneneinheit 1 für einen Stator eines Elektromotors in Ansicht von oben und in Ansicht von unten. Die Sammelschieneneinheit 1 umfasst einen Sammelschienenhalter 2 und drei an dem Sammelschienenhalter 2 montierte Sammelschienen 3,4,5. Die Sammelschienen 3,4,5 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt, vorzugsweise Metall, insbesondere Kupfer. Der Sammelschienenhalter 2 besteht wenigstens zum Teil oder vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material, so dass Kurzschlüsse zwischen den Sammelschienen 3,4,5 effektiv verhindert werden können. Der Sammelschienenhalter 2 ist bevorzugt durch Spritzgießen hergestellt und erstreckt sich über einen Teil der Sammelschienen 3,4,5. Auf diese Weise kann eine feste und wohldefinierte physische Verbindung zwischen dem Sammelschienenhalter 2 und den Sammelschienen 3,4,5 bereitgestellt werden. Der Sammelschienenhalter 2 ist dazu eingerichtet, auf einer axialen Seite des Stators (Oberseite) positioniert zu werden.The 1 and 2nd show a busbar unit 1 for a stator of an electric motor in top view and in bottom view. The busbar unit 1 includes a busbar holder 2nd and three on the busbar holder 2nd assembled busbars 3rd , 4th , 5 . The busbars 3rd , 4th , 5 are made of an electrically conductive material, preferably metal, especially copper. The busbar holder 2nd consists at least partially or completely of an electrically insulating material, so that short circuits between the busbars 3rd , 4th , 5 can be effectively prevented. The busbar holder 2nd is preferably made by injection molding and extends over part of the busbars 3rd , 4th , 5 . This allows a firm and well-defined physical connection between the busbar holder 2nd and the busbars 3rd , 4th , 5 to be provided. The busbar holder 2nd is designed to be positioned on an axial side of the stator (top side).

3 zeigt einen Stator 6 mit montiertem, im Wesentlichen ringförmigen, Sammelschienenhalter 2. Der Stator 6 weist einen Statorkern 7 auf, welcher sich koaxial zu einer Längsachse 100 erstreckt und eine Mehrzahl von nicht dargestellten Statorkernsegmenten aufweist, um welche herum jeweils Spulen 8 gewickelt sind. Die Spulen 8 sind lediglich schematisch dargestellt. Die Spulen 8 werden in Richtung des Radius gesehen, auf der Außenseite von einem Positionierungsmittel 9 umgeben. Die Positionierungsmittel 9 können aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sein, um Kurzschlüsse zwischen Wicklungsdrähten unterschiedlicher Phasen zu vermeiden. Die Statorkernsegmente sind aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung des Stators 6 angeordnet. Die Statorkernsegmente können wenigstens teilweise aus einem ferromagnetischen Material, wie etwa aus ferromagnetischem Stahl, hergestellt sein. Der Stator 6 wird fest innerhalb eines Gehäuses eines Elektromotors montiert und ist dazu eingerichtet, ein zeitveränderliches Magnetfeld mittels der Spulen 8 zu erzeugen. Ein nicht dargestellter magnetisierter Rotor wird dabei in der zentralen Öffnung 10 des Stators 6 montiert. Er ist dazu eingerichtet, durch eine Wechselwirkung mit dem von den Spulen 6 erzeugten zeitveränderlichen Magnetfeld gedreht zu werden. Die Sammelschieneneinheit 1 ist dazu eingerichtet, die Spulen 8 des Stators mittels der Sammelschienen 3,4,5 elektrisch zu kontaktieren. Die Sammelschieneneinheit 1 weist in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete Arme 11 auf, die an ihrem Ende abgewinkelt sind und mit dem Ende in Anlage mit dem Positionierungsmittel 9 zur Befestigung an dem Stator 6 liegen und bevorzugt geclippt werden. Die Spulen 8 sind in drei Phasengruppen U, V, W gruppiert. Die Spulen der jeweiligen Phasengruppen U, V, W sind durch einen Wicklungsdraht gebildet, welcher um die entsprechenden Statorkernsegmente des Statorkerns 7 gewickelt ist und welcher mit einer Leistungsquelle mittels Wicklungsdrahtendabschnitten 12 verbunden werden kann. 3rd shows a stator 6 with mounted, essentially ring-shaped busbar holder 2nd . The stator 6 has a stator core 7 on which is coaxial to a longitudinal axis 100 extends and has a plurality of stator core segments, not shown, around each of which coils 8th are wrapped. The spools 8th are only shown schematically. The spools 8th are seen in the direction of the radius, on the outside by a positioning means 9 surround. The positioning means 9 can be made of an electrically insulating material to avoid short circuits between winding wires of different phases. The stator core segments are consecutive in the circumferential direction of the stator 6 arranged. The stator core segments can at least partially made of a ferromagnetic material, such as ferromagnetic steel. The stator 6 is permanently mounted within a housing of an electric motor and is set up to generate a time-varying magnetic field using the coils 8th to create. A magnetized rotor, not shown, is in the central opening 10th of the stator 6 assembled. It is designed to interact with that of the coils 6 generated time-varying magnetic field to be rotated. The busbar unit 1 is set up the coils 8th the stator by means of the busbars 3rd , 4th , 5 to contact electrically. The busbar unit 1 has circumferentially evenly spaced arms 11 which are angled at their end and with the end in contact with the positioning means 9 for attachment to the stator 6 lie and are preferably clipped. The spools 8th are grouped into three phase groups U, V, W. The coils of the respective phase groups U, V, W are formed by a winding wire which extends around the corresponding stator core segments of the stator core 7 is wound and which with a power source by means of winding wire end portions 12th can be connected.

4 zeigt die drei Sammelschienen 3,4,5. Jede der Sammelschienen 3,4,5 weist ein Leistungsquellenverbindungsanschlusselement 13 auf, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und zwei Spulenverbindungsanschlusselemente 14, die dazu eingerichtet sind, mit einer Spule des Stators 8 elektrisch verbunden zu werden, auf. 4th shows the three busbars 3rd , 4th , 5 . Each of the bus bars 3rd , 4th , 5 has a power source connector 13 which is configured to be electrically connected to a power source and two coil connection connection elements 14 which are set up with a coil of the stator 8th to be electrically connected.

Die Spulenverbindungsanschlusselemente 14 weisen eine im Wesentlichen U-förmige oder V-förmige Gestalt auf und erstrecken sich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse 100. In anderen Worten, die Spulenverbindungsanschlusselemente 14 weisen ein im Querschnitt zur Längsachse 100 U-förmiges oder V-förmiges Profil auf und umgreifen jeweils einen im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung verlaufenden Wicklungsdrahtendabschnitt 12. Alle Öffnungen der Spulenverbindungsanschlusselemente 14 zur Einführung der Wicklungsdrahtendabschnitte 12 zeigen dabei in Umfangsrichtung bis auf eine Öffnung eines Spulenverbindungsanschlusselemente 14', die entgegengesetzt orientiert ist. Die axiale Höhe der Spulenverbindungsanschlusselemente h kann dadurch gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden, aus dem bekannt ist, dass die Spulenverbindungsanschlusselemente von oben auf die sich radial erstreckenden Wicklungsdrahtendabschnitte greifen. Die Spulenverbindungsanschlusselemente 14 sind bevorzugt als Crimpelemente ausgebildet, die um die Wicklungsdrahtendabschnitte 12 gecrimpt werden. Auf diese Weise könne die Wicklungsdrahtendabschnitte 12 elektrisch mit den Sammelschiene 3,4,5 einfach durch eine mechanische Verformung der jeweiligen Spulenverbindungsanschlusselemente 14 elektrisch verbunden werden. Der Sammelschienenhalter 2 weist eine in den 1 und 2 dargestellte Statorfläche 15 auf, die in Anlage mit der Stirnseite des Stators (Oberseite) steht. Die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 13 stehen über die Statorfläche des Sammelschienenhalters 15 in Radialrichtung hinaus vor. Auf diese Weise wird die axiale Erstreckung des Stators nicht wesentlich durch die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 13 erhöht. Zur Ausbildung der Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 13 weisen die Sammelschienen vorzugsweise eine Abkantung zur Oberseite des Stators hin auf. Die rechteckigen Leistungsquellenverbindungsanschlusselement haben eine kurze und eine lange Seite und eine gewisse Dicke. Die kurze Seite erstreckt sich somit in Längsrichtung und die lange Seite in Radialrichtung. Alle drei Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 13 liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Längsachse 100.The coil connector fittings 14 have a substantially U-shaped or V-shaped shape and extend in a plane perpendicular to the longitudinal axis 100 . In other words, the coil connection terminals 14 have a cross-section to the longitudinal axis 100 U-shaped or V-shaped profile and each encompass a winding wire end section running essentially parallel to the longitudinal direction 12th . All openings of the coil connection connection elements 14 for the introduction of the winding wire end sections 12th show in the circumferential direction except for an opening of a coil connection connection elements 14 ' that is oppositely oriented. The axial height of the coil connection connection elements h can thereby be reduced compared to the prior art, from which it is known that the coil connection connection elements engage the radially extending winding wire end sections from above. The coil connector fittings 14 are preferably designed as crimping elements, which around the winding wire end portions 12th be crimped. In this way, the winding wire end sections 12th electrically with the busbar 3rd , 4th , 5 simply by mechanical deformation of the respective coil connection connection elements 14 be electrically connected. The busbar holder 2nd has one in the 1 and 2nd Stator area shown 15 which is in contact with the front of the stator (top). The power source connector fittings 13 stand over the stator surface of the busbar holder 15 in the radial direction. In this way, the axial extension of the stator does not become essential due to the power source connector elements 13 elevated. To form the power source connector elements 13 the busbars preferably have a bend towards the top of the stator. The rectangular power source connector elements have short and long sides and a certain thickness. The short side thus extends in the longitudinal direction and the long side in the radial direction. All three power source connectors 13 preferably lie in a common plane perpendicular to the longitudinal axis 100 .

Die drei Sammelschienen 3,4,5 sind entlang des Umfangs überlappend angeordnet. Jede Sammelschiene 3,4,5 weist einen Basisabschnitt 30,40,50 auf, welcher die Spulenverbindungsanschlusselemente 14 mit den jeweiligen Leistungsquellenverbindungsanschlusselementen 13 verbindet. Eine erste Sammelschiene 3 und eine zweite Sammelschiene 5 liegen beabstandet voneinander und mit ihren Basisabschnitten 30,50 in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Längsachse. Die Basisabschnitte 30,50 dieser beiden Sammelschienen 3,5 weisen eine ringsegmentartige Gestalt auf, welche zu Abschnitten der ringförmigen Gestalt des Sammelschienenhalters korrespondiert. Die Ringsemente der beiden Sammelschienen 30,50 weisen denselben Radius auf. Im montierten Zustand überdecken diese beiden Ringelemente teilweise die Stirnseiten der Spulen 8. In Umfangsrichtung zwischen diesen beiden Sammelschienen 3,5 ist eine dritte, mittlere Sammelschiene 4 angeordnet, die von der ersten und zweiten Sammelschiene 3,5 teilweise in Umfangsrichtung überdeckt wird. Der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40 weist ebenfalls eine ringsegmentartige Gestalt auf. Der Radius ist dabei allerdings größer als der Radius der ersten und zweiten Sammelschiene, so dass sich entlang des Radius ein Abstand a zwischen der ersten und zweiten Sammelschiene 3,5 und der dritten Sammelschiene 4 ausbildet. Die Spulenverbindungsanschlusselemente der dritten Sammelschiene liegen dabei in Radialrichtung bevorzugt zwischen den Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschiene 30,50 und dem Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40. Der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40 liegt in einer anderen Ebene senkrecht zur Längsachse als die anderen beiden Basisabschnitte 30,50. Der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40 liegt im montierten Zustand zwischen dem Stator 6 und den Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschienen 30,50. Der Radius des Basisabschnitts der dritten Sammelschiene 40 ist so gewählt, dass dieser Basisabschnitt 40 in Radialrichtung außerhalb der Spulen 8 und des Positionierungsmittels 9 liegt. Da die Spulen 8 und das Positionierungsmittel 9 in Längsrichtung über die Außenseite des Statorkerns 7 überstehen, kann der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in den bestehenden Freiraum oberhalb des Statorkerns 7 gelegt werden. Die dritte Sammelschiene 4 hat dadurch einen geringeren Axialenüberstand über die Stirnseite des Stators. Das ermöglicht einen Elektromotor mit einer geringen axialen Höhe bereitzustellen. Der Stator 6 mit Sammelschieneneinheit 1 kann in einen nicht gezeigten Elektromotor eingebaut werden. Der Elektromotor wird bevorzugt im Automotive-Bereich eingesetzt, insbesondere in einer Pumpe, bevorzugt einer elektrischen Wasserpumpe.The three busbars 3rd , 4th , 5 are arranged overlapping along the circumference. Every busbar 3rd , 4th , 5 has a base portion 30, 40, 50, which the coil connection terminal elements 14 with the respective power source connector elements 13 connects. A first busbar 3rd and a second busbar 5 are spaced apart from one another and with their base sections 30, 50 in a common plane perpendicular to the longitudinal axis. The base sections 30.50 of these two busbars 3rd , 5 have an annular segment-like shape, which corresponds to sections of the annular shape of the busbar holder. The ring elements of the two busbars 30, 50 have the same radius. When assembled, these two ring elements partially cover the end faces of the coils 8th . In the circumferential direction between these two busbars 3rd , 5 is a third, middle busbar 4th arranged by the first and second busbars 3rd , 5 is partially covered in the circumferential direction. The base section of the third busbar 40 also has a ring segment-like shape. However, the radius is larger than the radius of the first and second busbars, so that there is a distance along the radius a between the first and second busbars 3rd , 5 and the third busbar 4th trains. The coil connection connection elements of the third busbar preferably lie in the radial direction between the base sections of the first and second busbars 30, 50 and the base section of the third busbar 40 . The base section of the third busbar 40 lies in a different plane perpendicular to the longitudinal axis than the other two base sections 30, 50. The base section of the third busbar 40 is in the assembled state between the stator 6 and the base portions of the first and second bus bars 30, 50. The radius of the base section of the third busbar 40 is chosen so that this base section 40 in the radial direction outside the coils 8th and the positioning means 9 lies. Because the coils 8th and the positioning means 9 in the longitudinal direction over the outside of the stator core 7 the base section of the third busbar can protrude into the existing free space above the stator core 7 be placed. The third busbar 4th This means that there is less axial overhang on the front of the stator. This enables an electric motor with a small axial height to be provided. The stator 6 with busbar unit 1 can be installed in an electric motor, not shown. The electric motor is preferably used in the automotive sector, in particular in a pump, preferably an electric water pump.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP 2014158421 A [0005]

Claims

Electric motor with a rotor which is rotatably supported about an axis of rotation (100) and a stator 6 which surrounds the outside of the rotor and which has a stator core (7) and coils (8) wound on the stator core (7), the windings consisting of a winding wire are formed with winding wire end sections (12) and the winding wire end sections (12) are electrically contacted at the end with at least three busbars (3, 4, 5), the at least three busbars (3, 4, 5) coil connection connection elements (14), power source connection connection elements (13) and have ring segment-like base sections (30, 40, 50), the base sections (30, 40, 50) connecting the coil connection connection elements (14) and the power source connection connection element (13), and wherein a first busbar (3) and a second busbar (5) in Are circumferentially spaced about the axis of rotation (100) from each other and the base portions (30,50) in a common plane perpendicular to Axis of rotation (100) are arranged, and wherein a third busbar (4) is arranged circumferentially around the axis of rotation between the first busbar (3) and the second busbar (5), characterized in that the base section of the third busbar (40) in a plane perpendicular to the axis of rotation between an end face of the stator and the plane spanned by the base sections of the first and second busbars (30, 50).

Electric motor after Claim 1 , characterized in that the base section of the third busbar (40) lies outside the coils (8) in the radial direction with respect to the axis of rotation (100) and the base sections of the first busbar (30) and second busbar (40) the coils (8) in At least partially cover the radial direction.

Electric motor after Claim 1 or 2nd , characterized in that the base sections of the first busbar (30) and second busbar (40) have the same radius.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the busbars (3, 4, 5) are at least partially received in a busbar holder (2) which is fastened to the top of the stator (6).

Electric motor after Claim 4 , characterized in that the coils (8), viewed in the direction of the radius, are surrounded on the outside by a positioning means (9) on which the busbar holder (2) is held.

Electric motor after Claim 5 , characterized in that the base section of the third busbar (40) lies outside the positioning means (9) in the radial direction with respect to the axis of rotation (100).

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the coil connection connection elements (14) have a substantially U-shaped or V-shaped shape and extend in a plane perpendicular to the axis of rotation (100).

Electric motor after Claim 7 , characterized in that the coil connection connection elements (14) each encompass a winding wire end section (12) running essentially parallel to the longitudinal direction.

Electric motor according to one of the Claims 7 or 8th , characterized in that the coil connection connection elements (14) have a bend in the busbars away from the top of the stator.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance in the radial direction between the base section of the third busbar (40) and the base sections of the first busbar (30) and second busbar (40) is chosen to be so large that between the base section of the third Busbar (40) and the base sections of the first busbar (30) and second busbar (40) each a coil connection connection element (14) can be received.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the third busbar (4) is partially covered by the first busbar (3) and the second busbar (5).

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the power source connection connection element (13) has a bend in the busbars in the direction of the top of the stator and extends parallel to the axis of rotation.