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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung eine rotierende elektrische Maschine.
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Rotierende elektrische Maschinen weisen in der Regel ein Aktivteil (Stator oder Rotor) auf, das ein Blechpaket mit Nuten und eine Spulenanordnung mit Spulen, deren Windungen durch die Nuten des Blechpakets verlaufen, aufweist. Eine derartige Spulenanordnung wird auch als Spulenwicklung bezeichnet, auch wenn die Spulenanordnung nicht immer durch ein Wickeln im eigentlichen Wortsinn hergestellt wird. Die Spulenanordnung weist meist eine relativ komplexe dreidimensionale Geometrie auf und ihre Herstellung ist dementsprechend aufwändig und zeitintensiv. Spulenanordnungen werden beispielsweise aus Leitern wie Drähten und/oder Leiterstäben gefertigt, die nach ihrer Herstellung in die Nuten eingezogen beziehungsweise eingelegt und an den Enden der Spulenanordnung, die auch als Wickelköpfe bezeichnet werden, miteinander zu Spulen verschaltet werden. Die Fertigung umfasst verschiedene Fertigungsschritte wie das Ziehen, Lackieren, Isolieren, Befestigen, thermische Anbinden, Biegen und/oder elektrische Kontaktieren von Spulenteilen. Zum Verschalten der Leiter werden beispielsweise Leiterenden der Leiter durch Löten oder Schweißen direkt oder über Verbindungsleiter miteinander elektrisch verbunden.
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Durch die Vielzahl und Komplexität der Fertigungsschritte können bei der Fertigung auch eine Vielzahl von Problemen und Fehlern auftreten wie Drahtdehnungen und Beschädigungen der Isolierung der Spulen, mangelnde thermische Anbindungen von Spulenteilen an Temperatursenken oder Probleme beim Positionieren und Kontaktieren von Spulenteilen. Ferner sind Produktionsanlagen hinsichtlich der Größen und Ausführungen der herzustellenden Maschinen (z. B. hinsichtlich deren Durchmesser, Geometrie und Zahnanzahl) limitiert, und die Herstellungstechnik bestimmt eine Untergrenze der Größe der herstellbaren Maschinen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine rotierende elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Aktivteil einer rotierenden elektrischen Maschine hergestellt. Dabei wird wenigstens ein Leitersegment für eine Spulenanordnung des Aktivteils gefertigt, wobei jedes Leitersegment einen elektrisch isolierenden Grundkörper und durch den Grundkörper verlaufende elektrische Leiter aufweist. Ferner wird ein Blechpaket hergestellt, das zwischen verschiedenen Leitersegmenten und/oder zwischen verschiedenen Leitersegmentabschnitten eines Leitersegments angeordnete Blechpaketabschnitte aufweist, und Leiterenden der Leiter werden zu Spulen der Spulenanordnung elektrisch verschaltet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere eine vereinfachte Herstellung der Spulenanordnung des Aktivteils, bei der kein aufwändiges Herstellen und Einziehen von Wicklungssegmenten erforderlich ist. Eine separate Isolierung der Leiter eines Leitersegments ist nicht erforderlich, da die Leiter durch den Grundkörper gegeneinander isoliert sind. Ferner ermöglicht das Verfahren eine Erhöhung der Robustheit der Spulenanordnung durch den Grundkörper eines Leitersegments und eine Verkürzung der Wertschöpfungskette bei der Herstellung rotierender elektrischer Maschinen durch eine vereinfachte Herstellung der Spulenanordnungen. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Spulenanordnungen für sehr kleine Motoren (Mikromotoren), für die herkömmliche Wickeltechniken aufgrund deren Platzbedarf ungeeignet sind. Insbesondere vereinfacht das erfindungsgemäße Verfahren das Verschalten von Leitern so genannter verteilter Wicklungen, bei denen jeweils zwei Leiter miteinander verbunden werden, die durch Nuten verlaufen, zwischen denen wenigstens eine weitere Nut angeordnet ist. Die Herstellung verteilter Wicklungen durch herkömmliche Verfahren ist besonders aufwändig; beispielsweise werden Leiterenden der Leiter dabei gebogen oder gebogen ausgeführt und aufwändig voneinander isoliert. Außerdem ermöglicht die Erfindung vorteilhaft einen flexiblen und modularen Aufbau der Spulenanordnung des Aktivteils aus mehreren Leitersegmenten.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Blechpaket als ein Bauteil vorgefertigt, in das das wenigstens eine Leitersegment formschlüssig eingesetzt wird. Alternativ wird ein Leitersegment mit einem ringförmigen Grundkörper gefertigt, der Ausnehmungen für die Blechpaketabschnitte aufweist, in die die Blechpaketabschnitte als vorgefertigte Bauteile formschlüssig eingesetzt werden oder die in einem Urformverfahren mit einem die Blechpaketabschnitte bildenden Material ausgefüllt werden. Diese Ausgestaltungen der Erfindung vereinfachen die Montage beziehungsweise Herstellung des Aktivteils durch ein formschlüssiges Verbinden des Blechpakets mit wenigstens einem Leitersegment oder einem Anformen des Blechpakets beziehungsweise von Blechpaketabschnitten an ein Leitersegment.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Leiterenden der Leiter verschaltet, indem sie in einem Urformverfahren miteinander elektrisch verbunden werden, beispielsweise durch Spritzgießen, durch 3D-Druck oder galvanotechnisch. Die Verschaltung durch Spritzgießen ermöglicht beispielsweise vorteilhaft insbesondere eine einfache serienmäßige Verschaltung der Leiter gleichartiger Spulenanordnungen durch ein Spritzgießwerkzeug zum Verbinden von Leiterenden der Leiter. Die Verschaltung durch 3D-Druck eignet sich vorteilhaft insbesondere für die Verschaltung der Leiter von Spulenanordnungen bei kleinen Stückzahlen herzustellender Spulenanordnungen oder Einzelanfertigungen von Spulenanordnungen, und/oder für die Herstellung geometrisch komplexer Verschaltungen der Leiter von Spulenanordnungen. Ein galvanotechnisches Verschalten nutzt aus, dass die Leiter elektrisch leitfähig sind und durch ein elektrisch leitfähiges Material miteinander verbunden werden müssen und somit insbesondere galvanotechnisch miteinander elektrisch verbunden werden können.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zum Verschalten von Leiterenden der Leiter ein Verschaltungselement mit einer Leiterstruktur hergestellt und Leiterenden werden mit der Leiterstruktur elektrisch verbunden. Beispielsweise wird als Verschaltungselement eine Leiterplatte mit eine Leiterstruktur bildenden Leiterbahnen hergestellt. Die Leiterplatte kann mit wenigstens einem elektrischen Bauelement bestückt sein, beispielsweise mit einem Leistungshalbleiter (z. B. einem MOSFET oder einem IGBT), einem Shunt, einem Sensor, einem Treiber, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem Widerstand, einer Diode und/oder einem Kondensator. Alternativ oder zusätzlich kann als Verschaltungselement eine Stanzgitteranordnung hergestellt werden. Die Stanzgitteranordnung kann beispielsweise Einpressstifte aufweisen und ein Einpressstift kann durch Einpressen in ein Leiterende mit dem Leiterende elektrisch verbunden werden. Bei der Verwendung einer Leiterplatte kann vorteilhaft bekannte Technologie zur Leiterplattenherstellung eingesetzt werden, um zum Verschalten der Leiter benötigte Leiterstrukturen zu erzeugen. Durch die Bestückung der Leiterplatte mit wenigstens einem elektrischen Bauelement kann die Funktionalität der Leiterplatte erhöht werden. Die Verschaltung mit einer Einpressstifte aufweisenden Stanzgitteranordnung ermöglicht insbesondere ein Verschalten mit der so genannten Press-Fit-Technologie ohne Löten.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Leiterenden der Leiter durch Bonden verschaltet. Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich insbesondere zur Verschaltung von Leiterenden sehr kleiner elektrischer Maschinen.
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Alle vorgenannten Verschaltungstechniken (Urformen von Verbindungsleitern, Verschaltungselemente mit einer Leiterstruktur, Bonden) ermöglichen ferner eine kompaktere Bauweise einer Spulenanordnung gegenüber einer Spulenanordnung mit herkömmlich hergestellten Wickelköpfen, da Leiterenden durch flachere Strukturen als durch herkömmliche Wickelköpfe verbunden werden können.
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Eine erfindungsgemäße rotierende elektrische Maschine weist ein Aktivteil auf, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Insbesondere kann das Aktivteil ein Stator der elektrischen Maschine sein. Beispielsweise ist die elektrische Maschine ein bürstenloser Gleichstrommotor.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die mit den Zeichnungen illustriert sind. Dabei zeigen:
- 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine,
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine in einer Schnittdarstellung,
- 3 ein Leitersegment des in 2 dargestellten Aktivteils,
- 4 das Blechpaket des in 2 dargestellten Aktivteils,
- 5 ein axiales Ende des in 2 dargestellten Aktivteils in einer Schnittdarstellung,
- 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine,
- 7 das Leitersegment des in 6 dargestellten Aktivteils,
- 8 das Leitersegment des in 6 dargestellten Aktivteils mit an einem axialen Ende verschalteten Leiterenden,
- 9 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine,
- 10 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine,
- 11 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine,
- 12 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils einer rotierenden elektrischen Maschine,
- 13 eine rotierende elektrische Maschine.
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Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 (1) zeigt ein Ablaufdiagramm 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Verfahrensschritten 101, 102, 103 zur Herstellung eines Aktivteils 50 einer rotierenden elektrischen Maschine 40.
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In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird wenigstens ein Leitersegment 1 für eine Spulenanordnung 3 des Aktivteils 50 gefertigt. Dazu wird für jedes Leitersegment 1 ein elektrisch isolierender Grundkörper 5 mit Durchlöchern 7 hergestellt und es werden durch die Durchlöcher 7 verlaufende Leiter 9 gefertigt, wobei die Durchlöcher 7 mit einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial, beispielsweise mit Kupfer, Aluminium oder einer Kupfer oder Aluminium enthaltenden Legierung, ausgefüllt werden.
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Der Grundkörper 5 wird durch ein Urformverfahren hergestellt. Beispielsweise wird der Grundkörper 5 durch Spritzgießen, durch Trockenpressen oder pulvermetallurgisch aus einem keramischen Material, einem Verbundwerkstoff, der ein keramisches Material enthält, oder einem Kunststoff, beispielsweise aus einem Polyamid, Epoxidharz oder einem anderen Kunststoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit oder mit Beimischungen von Komponenten mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, hergestellt.
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Die Durchlöcher 7 werden mit dem Leitermaterial beispielsweise durch Spritzgießen, durch Trockenpressen oder pulvermetallurgisch ausgefüllt.
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Alternativ werden die Durchlöcher 7 mit dem Leitermaterial galvanotechnisch ausgefüllt. Dazu werden die Wandungen der Durchlöcher 7 beispielsweise zunächst chemisch mit einer elektrisch leitenden Bekeimungsschicht bekeimt, und die Durchlöcher 7 werden anschließend elektrochemisch mit dem Leitermaterial ausgefüllt.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird ein Blechpaket 30 hergestellt, das zwischen verschiedenen Leitersegmenten 1 und/oder Leitersegmentabschnitten 21 eines Leitersegments 1 angeordnete Blechpaketabschnitte 35 aufweist.
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Beispielsweise wird das Blechpaket 30 als ein Bauteil vorgefertigt, in das das wenigstens eine Leitersegment 1 formschlüssig eingesetzt wird.
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Alternativ weist das in dem ersten Verfahrensschritt 101 hergestellte Leitersegment 1 einen ringförmigen Grundkörper 5 mit Ausnehmungen auf, in die die Blechpaketabschnitte 35 als vorgefertigte Bauteile formschlüssig eingesetzt werden oder die in einem Urformverfahren mit einem die Blechpaketabschnitte 35 bildenden Material ausgefüllt werden.
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In einem dritten Verfahrensschritt 103 werden Leiterenden 17 der Leiter 9 des Leitersegments 1 oder der Leitersegmente 1 zu Spulen der Spulenanordnung 3 elektrisch verschaltet. Dazu werden Leiterenden 17 der Leiter 9 in einem Urformverfahren miteinander elektrisch verbunden, oder es wird ein Verschaltungselement 23, 25 mit einer Leiterstruktur hergestellt und Leiterenden 17 der Leiter 9 werden mit der Leiterstruktur elektrisch verbunden, oder Leiterenden 17 der Leiter 9 werden durch Bonden miteinander elektrisch verbunden. Die genannten Verbindungsmethoden können auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise werden einige Leiterenden 17, z. B. Leiterenden 17 an einem ersten axialen Ende der Spulenanordnung 3, durch ein Urformverfahren miteinander elektrisch verbunden und andere Leiterenden 17, z. B. Leiterenden 17 an einem zweiten axialen Ende der Spulenanordnung 3, werden durch die Leiterstruktur eines Verschaltungselements 23, 25 oder durch Bonden miteinander elektrisch verbunden. Oder einige Leiterenden 17, z. B. Leiterenden 17 an einem ersten axialen Ende der Spulenanordnung 3, werden durch Bonden miteinander elektrisch verbunden und andere Leiterenden 17, z. B. Leiterenden 17 an einem zweiten axialen Ende der Spulenanordnung 3, werden durch die Leiterstruktur eines Verschaltungselements 23, 35 miteinander elektrisch verbunden.
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Geeignete Urformverfahren zum Verbinden von Leiterenden 17 sind beispielsweise Spritzgießen, galvanotechnische Verfahren oder 3D-Druck.
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Geeignete Verschaltungselemente zum Verbinden von Leiterenden 17 sind beispielsweise Leiterplatten 23 (siehe die 5, 9 und 10) oder Stanzgitteranordnungen 25 (siehe 11).
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2 (2), 3 (3), 4 (4) und 5 (5) zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils 50 einer rotierenden elektrischen Maschine 40. Dabei zeigt 2 eine Schnittdarstellung des Aktivteils 50, 3 zeigt ein Leitersegment 1 des Aktivteils 50 in einer perspektivischen Darstellung, 4 zeigt das Blechpaket 30 des Aktivteils 50 in einer perspektivischen Darstellung und 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines axialen Endes des Aktivteils 50.
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Jedes Leitersegment 1 weist einen Grundkörper 5 mit Durchlöchern 7 auf, die parallel zueinander in einer axialen Richtung 11 durch den Grundkörper 5 verlaufen. Der Grundkörper 5 weist einen entlang der axialen Richtung 11 konstanten Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11 auf, wobei der Querschnitt eine im Wesentlichen trapezförmige Außenkontur 13 mit abgerundeten Ecken und einer Ausbuchtung 15 in einer Grundseite aufweist.
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Die Leiter 9 weisen beidseitig aus den Durchlöchern 7 ragende Leiterenden 17 auf. Die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 haben jeweils einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11.
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Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 kann in mehrfacher Hinsicht zu anderen Ausführungsbeispielen abgewandelt werden. Beispielsweise kann das Leitersegment 1 statt eines Querschnitts mit einer trapezförmigen Außenkontur 13 einen Querschnitt mit einer anderen Außenkontur 13, beispielsweise mit einer rechteckigen Außenkontur 13, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausbuchtung 15 entfallen. Auch die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 können einen anderen Querschnitt als in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 aufweisen, beispielsweise einen Querschnitt mit der Form eines Vielecks. Ferner brauchen die Leiterenden 17 nicht aus dem Grundkörper 5 herausragen.
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Das Blechpaket 30 ist ringförmig um eine Ringachse 31 ausgebildet. Das Blechpaket 30 weist für jedes Leitersegment 1 eine Nut 33 auf. Die Nuten 33 verlaufen jeweils parallel zu der Ringachse 31, sind äquidistant entlang eines Kreises um die Ringachse 31 herum verteilt und jeweils zu der Ringachse 31 hin offen. Jede Nut 33 hat einen entlang der Ringachse 31 konstanten Querschnitt senkrecht zu der Ringachse 31 mit einer zu der Außenkontur 13 eines Leitersegments 1 korrespondierenden Kontur, wobei die Ausbuchtung 15 der Außenkontur 13 zu der Öffnung der Nut 33 korrespondiert.
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In jede Nut 33 ist ein Leitersegment 1 formschlüssig eingesetzt. Die axialen Richtungen 11 der Leitersegmente 1 sind parallel zu der Ringachse 31, so dass auch alle Leiter 9 der Leitersegmente 1 parallel zu der Ringachse 31 verlaufen.
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Die Leiterenden 17 der Leiter 9 sind zu Spulen einer Spulenanordnung 3 des Aktivteils 50 verschaltet. 5 zeigt die Verschaltung von Leiterenden 17 an einem axialen Ende des Aktivteils 50. Die Leiterplatte 23 weist eine Leiterstruktur auf, die von Leiterbahnen 24 gebildet wird. Jede Leiterbahn 24 verbindet zwei Leiterenden 17 von Leitern 9 verschiedener Leitersegmente 1 und wird mit diesen Leiterenden 17 beispielsweise durch Löten verbunden. Die Leiterplatte 23 ist mehrlagig mit in verschiedenen Ebenen verlaufenden Leiterbahnen 2 ausgeführt.
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Die Leiterplatte 23 kann außerdem mit wenigstens einem elektrischen Bauelement 28 bestückt sein, beispielsweise mit einem Leistungshalbleiter (z. B. einem MOSFET oder einem IGBT), einem Shunt, einem Sensor, einem Treiber, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem Widerstand, einer Diode und/oder einem Kondensator.
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6 (6), 7 (7) und 8 (8) zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Aktivteils 50 einer rotierenden elektrischen Maschine 40. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Aktivteil 50 nur ein Leitersegment 1 auf. Dabei zeigt 6 das Aktivteil 50 in einer perspektivischen Darstellung, 7 zeigt das Leitersegment 1 in einer ersten perspektivischen Darstellung und 8 zeigt das Leitersegment 1 mit an einem axialen Ende des Leitersegments 1 verschalteten Leiterenden 17 in einer zweiten perspektivischen Darstellung.
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Der Grundkörper 5 des Leitersegments 1 ist ringförmig um eine Ringachse 31 ausgebildet, die eine axiale Richtung 11 definiert. Der Grundkörper 5 weist einen hohlzylinderförmig um die Ringachse 31 verlaufenden Zylinderabschnitt 19 auf, von dem auf einer Seite axial Segmentabschnitte 21 abstehen, die äquidistant voneinander beabstandet entlang eines Kreises um die Ringachse 31 angeordnet sind. Jedes Durchloch 7 durch den Grundkörper 5 verläuft in der axialen Richtung 11 durch einen Segmentabschnitt 21 und den Zylinderabschnitt 19. Die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 haben jeweils einen rechteckigen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11. Abgesehen von der Form und Anzahl der Durchlöcher 7 ist jeder Segmentabschnitt 21 wie der Grundkörper 5 des in 3 gezeigten Leitersegments 1 ausgebildet, das heißt jeder Segmentabschnitt 21 weist einen entlang der axialen Richtung 11 konstanten Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11 auf, wobei der Querschnitt eine im Wesentlichen trapezförmige Außenkontur 13 mit abgerundeten Ecken und einer Ausbuchtung 15 in einer Grundseite aufweist. Dabei ist sind die Ausbuchtungen 15 aller Segmentabschnitte 21 der Ringachse 31 zugewandt.
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Auch das in 7 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 kann in mehrfacher Hinsicht zu anderen Ausführungsbeispielen abgewandelt werden. Beispielsweise können die Segmentabschnitte 21 jeweils statt eines Querschnitts mit einer trapezförmigen Außenkontur 13 einen Querschnitt mit einer anderen Außenkontur 13, beispielsweise mit einer rechteckigen Außenkontur 13, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die Ausbuchtungen 15 entfallen. Auch die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 können einen anderen Querschnitt als in dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 aufweisen. Ferner brauchen die Leiterenden 17 nicht aus dem Grundkörper 5 herausragen.
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Das Blechpaket 30 des in 6 gezeigten Aktivteils 50 ist wie das in 4 gezeigte Blechpaket 30 ausgebildet. Das Blechpaket 30 weist Nuten 33 auf, deren Anzahl mit der Anzahl der Segmentabschnitte 21 des Leitersegments 1 übereinstimmt und deren Querschnitte jeweils zu dem Querschnitt eines Segmentabschnitts 21 des Leitersegment 1 senkrecht zu der Ringachse 11 korrespondieren. Das Leitersegment 1 wird formschlüssig mit dem Blechpaket 30 verbunden, so dass jeder Segmentabschnitt 21 des Leitersegments 1 in einer Nut 33 des Blechpakets 30 angeordnet ist.
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An einer von den Segmentabschnitten 21 abgewandten Seite des Zylinderabschnitts 19 des Leitersegments 1 sind (in den 6 und 8 nicht sichtbare) Leiterenden 17 der Leiter 9 durch Verbindungsleiter 22 verschaltet. Jeder Verbindungsleiter 22 verbindet zwei Leiter 9 zweier benachbarter Segmentabschnitte 21 elektrisch miteinander. Die Verbindungsleiter 22 sind durch ein Urformverfahren, beispielsweise durch Spritzgießen, galvanotechnisch oder durch 3D-Druck, aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder einer Kupfer oder Aluminium enthaltenden Legierung, auf den Zylinderabschnitt 19 und die jeweiligen Leiterenden 17 der Leiter 9 aufgebracht. Von dem Zylinderabschnitt 19 abgewandte Leiterenden 17 der Leiter 9 ragen jeweils aus einem Segmentabschnitt 21 heraus und werden ebenfalls verschaltet, beispielsweise ebenfalls durch in einem Urformverfahren hergestellte Verbindungsleiter 22 oder analog zu einer der 5, 9, 10, 11 oder 12.
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9 (9) zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils 50 einer rotierenden elektrischen Maschine 40 in einer Frontansicht. Das Aktivteil 50 umfasst ein Leitersegment 1, das sich von dem in 7 gezeigten Leitersegment 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass durch jeden Segmentabschnitt 21 des Grundkörpers 5 vier Leiter 9 statt nur zwei Leiter 9 verlaufen. Das Blechpaket 30 des Aktivteils 50 ist wie das Blechpaket 30 des in 6 gezeigten Aktivteils 50 ausgebildet. Die Leiterplatte 23 weist eine Leiterstruktur auf, die von Leiterbahnen 24 gebildet wird. Jede Leiterbahn 24 verbindet zwei Leiterenden 17 von Leitern 9 verschiedener Segmentabschnitte 21 und ist mit diesen Leiterenden 17, beispielsweise durch Löten, elektrisch verbunden. Im Unterschied zu 5 ist die Leiterplatte 23 nicht mehrlagig ausgeführt.
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10 (10) zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils 50 einer rotierenden elektrischen Maschine 40 in einer Schnittdarstellung im Bereich eines axialen Endes des Aktivteils 50 vor dem Verschalten der Leiter 9 an diesem Ende. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Leiterplatte 23 an den Enden der Leiterbahnen 24 angeordnete Lotperlen 32 aufweist. Die Lotperlen 32 werden zum Verschalten der Leiter 9 mit Leiterenden 17 der Leiter 9 in Kontakt gebracht und aufgeschmolzen, um sie jeweils mit einem Leiterende 17 zu verbinden.
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11 (11) zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils 50 einer rotierenden elektrischen Maschine 40 in einer Schnittdarstellung im Bereich eines axialen Endes des Aktivteils 50. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Leiter 9 durch eine Stanzgitteranordnung 25 elektrisch verschaltet. Die Stanzgitteranordnung 25 umfasst Stanzgitterabschnitte 26, mit denen jeweils zwei Leiter 9 elektrisch verbunden sind. Die Leiterenden 17 der Leiter 9 ragen nicht aus dem Grundkörper 5 heraus und weisen jeweils eine Vertiefung 29 auf. Zum Verbinden mit Leitern 9 weist ein Stanzgitterabschnitt 26 Einpressstifte 27 auf. Um einen Stanzgitterabschnitt 26 mit einem Leiter 9 elektrisch zu verbinden, wird ein Einpressstift 27 des Stanzgitterabschnitts 26 in ein Leiterende 17 des Leiters 9 eingepresst. Die Vertiefung 29 in dem Leiterende 17 erleichtert das Einpressen des Einpressstifts 27. Abgesehen davon ist das Aktivteil 50 wie das in den 6 bis 8 gezeigte Aktivteil 50 ausgebildet.
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12 (12) zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Aktivteils 50 einer rotierenden elektrischen Maschine 40 in einer Schnittdarstellung im Bereich eines axialen Endes des Aktivteils 50. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Leiter 9 durch Bonddrähte 34 elektrisch verschaltet, die jeweils zwei Leiterenden 17 von Leitern 9 verschiedener Segmentabschnitte 21 miteinander verbinden. Abgesehen davon ist das Aktivteil 50 wie das in den 1 bis 5 gezeigte Aktivteil 50 ausgebildet.
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13 (13) zeigt eine rotierende elektrische Maschine 40 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die elektrische Maschine 40 weist als Stator ein Aktivteil 50 auf, das wie das in einer der 2, 6 oder 9 bis 12 gezeigte Aktivteil 50 ausgebildet ist. Ferner weist die elektrische Maschine 40 einen Rotor 60 auf, der an einer Welle 61 angeordnet ist, die entlang der Ringachse 31 des Aktivteils 50 verläuft. Beispielsweise weist der Rotor 60 (nicht näher dargestellte) Permanentmagneten auf und die rotierende elektrische Maschine 40 ist als ein so genannter bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leitersegment
- 3
- Spulenanordnung
- 5
- Grundkörper
- 7
- Durchloch
- 9
- Leiter
- 11
- axiale Richtung
- 13
- Außenkontur
- 15
- Ausbuchtung
- 17
- Leiterende
- 19
- Zylinderabschnitt
- 21
- Segmentabschnitt
- 22
- Verbindungsleiter
- 23
- Leiterplatte
- 24
- Leiterbahn
- 25
- Stanzgitteranordnung
- 26
- Stanzgitterabschnitt
- 27
- Einpressstift
- 28
- elektrisches Bauelement
- 29
- Vertiefung
- 30
- Blechpaket
- 31
- Ringachse
- 32
- Lotperle
- 33
- Nut
- 34
- Bonddraht
- 35
- Blechpaketabschnitt
- 40
- elektrische Maschine
- 50
- Aktivteil
- 60
- Rotor
- 61
- Welle
- 100
- Ablaufdiagramm
- 101, 102, 103
- Verfahrensschritt
