DE102021004542A1 - Electric motor with an interconnection unit and a stator and method for producing such an electric motor - Google Patents
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Abstract
Elektromotor mit einem Stator und einer Verschaltungseinheit und Verfahren zu dessen Herstellung, wobei mittels der Verschaltungseinheit einzelne Phasen einer mehrphasigen elektrischen Wicklung des Stators miteinander, insbesondere in Sternschaltung, verschaltbar und mit Phasenanschlüssen zur Stromversorgung verbindbar sind, wobei die Verschaltungseinheit einen eine Ringachse, insbesondere konzentrisch, umgebenden Trägerring und mehrere, insbesondere genau vier oder mindestens vier, voneinander beabstandete metallische Leiterelemente aufweist, welche insbesondere abschnittsweise im Wesentlichen kreisbogenförmig geformt sind, wobei der Trägerring die Leiterelemente zumindest teilweise umschließt, insbesondere zumindest abschnittsweise im Leiterelementquerschnitt vollständig und stoffschlüssig umschließt, wobei jedes Leiterelement mindestens einen Kontaktierungsabschnitt aufweist zur elektrischen Kontaktierung mit einem Abschnitt der elektrischen Wicklung, wobei jedes Leiterelement, insbesondere relativ zur Ringachse, einen Umfangswinkelbereich überdeckt, wobei der von jedem Leiterelement überdeckte Umfangswinkelbereich mit mindestens einem von einem anderen Leiterelement überdeckten Umfangswinkelbereich, insbesondere mit den überdeckten Umfangswinkelbereichen aller anderen Leiterelemente, überlappt und wobei in Richtung parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, jedes Leiterelement, insbesondere umfangswinkel- und/oder radialabschnittsweise, höchstens mit einem weiteren Leiterelement überlappt.Electric motor with a stator and a connection unit and method for its production, wherein individual phases of a multi-phase electrical winding of the stator can be connected to one another, in particular in a star connection, and to phase connections for the power supply by means of the connection unit, the connection unit having a ring axis, in particular concentrically, surrounding carrier ring and a plurality of, in particular exactly four or at least four, spaced-apart metal conductor elements, which in particular are shaped essentially in the shape of a circular arc, the carrier ring at least partially enclosing the conductor elements, in particular at least partially enclosing the conductor element cross-section completely and in a materially bonded manner, with each conductor element at least has a contacting section for making electrical contact with a section of the electrical winding, each conductor element, esp especial relative to the ring axis, covers a circumferential angle area, with the circumferential angle area covered by each conductor element overlapping with at least one circumferential angle area covered by another conductor element, in particular with the covered circumferential angle areas of all other conductor elements, and with each conductor element in a direction parallel to the ring axis, i.e. in the axial direction , in particular in circumferential angle and/or radial sections, overlaps at most with one further conductor element.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verschaltungseinheit für einen Elektromotor, einen Stator eines Elektromotors, einen Elektromotor mit dieser Verschaltungseinheit und diesem Stator sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Elektromotors.The invention relates to an interconnection unit for an electric motor, a stator of an electric motor, an electric motor with this interconnection unit and this stator, and a method for producing this electric motor.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor einen Stator aufweist, an welchem eine mehrphasige Wicklung angeordnet ist. Die Wicklung besteht dabei beispielsweise aus den drei Phasen U, V und W, wobei jede Phase aus mehreren miteinander verschalteten Spulen bestehen kann. Es sind dabei parallele oder serielle Sternschaltung sowie Dreieckschaltung bekannt. Bei der parallelen Sternschaltung sind pro Phase einzelne Spulen parallel zueinander geschaltet, wohingegen bei der seriellen Sternschaltung pro Phase die einzelnen Spulen in Serie geschaltet sind. Die Spulen bestehen gewöhnlich aus Wicklungsdrähten, welche miteinander verschaltet werden müssen. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten solcher Verschaltungen mittels Verschaltungsvorrichtungen bekannt:
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DE 10 2017 216 084 A1 - Aus der
DE 10 2012 023 477 A1 - Aus der
US 2011 057 524 A1 - Aus der
DE 10 2018 215 787 A1 - Aus der
DE 10 2017 223 519 B3 - Aus der
DE 10 2016 211 230 A1 - Aus der
DE 10 2016 206 657 A1 - Aus der
DE 10 2015 200 093 A1
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit einer Verschaltungseinheit und einem Stator sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung weiterzubilden, wobei der Fertigungsaufwand bei der Herstellung verringert ist und der Elektromotor einfacher, kostengünstiger und stabiler herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of further developing an electric motor with an interconnection unit and a stator and a method for its production, with the production effort being reduced during production and the electric motor being simpler, more cost-effective and more stable to produce.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Verschaltungseinheit nach den in Anspruch 1, bei dem Stator nach den in Anspruch 5, bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 9 und bei dem Verfahren zur Herstellung des Elektromotors nach den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved with the connection unit according to the features specified in claim 1, with the stator according to the features specified in
Wichtige Merkmale bei der Verschaltungseinheit für einen Stator eines Elektromotors mittels derer einzelne Phasen einer mehrphasigen elektrischen Wicklung des Stators miteinander, insbesondere in Sternschaltung, verschaltbar und mit Phasenanschlüssen für die Stromversorgung verbindbar sind, sind, dass die Verschaltungseinheit einen eine Ringachse, insbesondere konzentrisch, umgebenden Trägerring und mehrere, insbesondere genau vier oder mindestens vier, voneinander beabstandete metallische Leiterelemente aufweist, welche insbesondere abschnittsweise im Wesentlichen kreisbogenförmig geformt sind,
wobei der Trägerring die Leiterelemente zumindest teilweise umschließt, insbesondere zumindest abschnittsweise im Leiterelementquerschnitt vollständig und stoffschlüssig umschließt, wobei jedes Leiterelement mindestens einen Kontaktierungsabschnitt aufweist zur elektrischen Kontaktierung mit einem Abschnitt der elektrischen Wicklung, wobei jedes Leiterelement, insbesondere relativ zur Ringachse, einen Umfangswinkelbereich überdeckt, wobei der von jedem Leiterelement überdeckte Umfangswinkelbereich mit mindestens einem von einem anderen Leiterelement überdeckten Umfangswinkelbereich, insbesondere mit den überdeckten Umfangswinkelbereichen aller anderen Leiterelemente, überlappt und dass in Richtung parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, jedes Leiterelement umfangswinkelabschnittsweise höchstens mit einem weiteren Leiterelement überlappt.Important features of the connection unit for a stator of an electric motor, by means of which individual phases of a multi-phase electrical winding of the stator can be connected to one another, in particular in a star connection, and to phase connections for the power supply, are that the connection unit has a carrier ring surrounding a ring axis, in particular concentrically and has a plurality of, in particular exactly four or at least four, metallic conductor elements spaced apart from one another, which in particular are shaped essentially in the shape of a circular arc,
wherein the support ring at least partially encloses the conductor elements, in particular at least partially enclosing the conductor element cross-section completely and with a material bond, each conductor element having at least one contacting section for making electrical contact with a section of the electrical winding, each conductor element covering a circumferential angle area, in particular relative to the ring axis, with the circumferential angle area covered by each conductor element overlaps with at least one circumferential angle area covered by another conductor element, in particular with the covered circumferential angle areas of all other conductor elements, and that in the direction parallel to the ring axis, i.e. in the axial direction, each conductor element overlaps circumferential angle sections with at most one further conductor element.
Der Ausdruck „Trägerring“ soll dabei derart verstanden werden, dass dieses Teil im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist. Das bedeutet, dass der Trägerring in etwa die Form eines Rings mit zentraler Öffnung aufweist. Durch diesen Ring wird eine Ringebene und eine Ringachse definiert, was durch den Ausdruck „eine Ringachse, insbesondere konzentrisch, umgebenden Trägerring“ verdeutlicht werden soll. Der Trägerring weist also eine Ringachse auf, mittels derer bestimmte Richtungen im Raum definierbar sind. Der Ringquerschnitt des Trägerrings, also ein Schnitt senkrecht zur Ringebene und durch die Ringachse, kann beliebig geformt sein und in Umfangsrichtung auch veränderlich ausgeführt sein. Ebenso kann der Querschnitt des Trägerringes, also ein Schnitt parallel zur Ringebene, von der perfekten Kreisringform abweichen, beispielsweise durch eingebrachte Nuten, Vertiefungen, Vorsprünge oder ähnliches.The term “carrier ring” is to be understood in such a way that this part is essentially ring-shaped. This means that the carrier ring has approximately the shape of a ring with a central opening. A ring plane and a ring axis are defined by this ring, which is intended to be clarified by the expression “a ring axis, in particular concentrically, surrounding the carrier ring”. The carrier ring thus has a ring axis, by means of which specific directions in space can be defined. The ring cross-section of the carrier ring, ie a section perpendicular to the plane of the ring and through the ring axis, can be of any shape and also be designed to be variable in the circumferential direction. Likewise, the cross section of the carrier ring, ie a section parallel to the plane of the ring, can deviate from the perfect circular ring shape, for example due to introduced grooves, depressions, projections or the like.
Eine Richtung parallel zur Ringachse wird auch als „Axialrichtung“ bezeichnet. Entsprechend in Bezug auf die Ringachse sind die Richtungen „Umfangsrichtung“ und „Radialrichtung“ zu verstehen. Unter „Umfangsrichtung“ ist also eine Richtung parallel zur Ringebene und konzentrisch um die Ringachse zu verstehen, also dem Umfang eines Kreises um die Ringachse folgend. Unter „Radialrichtung“ ist also eine Richtung parallel zur Ringebene und senkrecht zur Ringachse zu verstehen, also entsprechend einem Radius eines Kreises folgend, wobei der Kreis in der Ringebene liegt und als Mittelpunkt den Schnittpunkt zwischen Ringachse und Ringebene aufweist.A direction parallel to the ring axis is also referred to as the "axial direction". The directions “circumferential direction” and “radial direction” are to be understood correspondingly in relation to the ring axis. “Circumferential direction” is therefore to be understood as a direction parallel to the plane of the ring and concentrically around the ring axis, i.e. following the circumference of a circle around the ring axis. “Radial direction” is therefore to be understood as a direction parallel to the ring plane and perpendicular to the ring axis, i.e. following a radius of a circle, with the circle lying in the ring plane and having the intersection point between the ring axis and the ring plane as its center.
Der Trägerring besteht vorzugsweise aus Kunststoff, um die in ihm enthaltenen, voneinander beabstandeten metallischen Leiterelemente gegeneinander elektrisch zu isolieren. Ein anderes elektrisch isolierendes Material ist alternativ auch denkbar. Der Ausdruck „zumindest teilweise umschließen“ soll ausdrücken, dass die Leiterelemente nicht komplett vom Material des Trägerrings umgeben sind, sondern dass bestimmte Abschnitte, insbesondere die Kontaktierungsabschnitte, aus dem Trägerring herausragen. Der Trägerring nimmt die Leiterelemente auf und sorgt so für die räumliche Anordnung der Leiterelemente zueinander. Die Leiterelemente sind daher zueinander beabstandet, sie berühren sich also nicht, stehen also nicht in direktem Kontakt miteinander.The carrier ring is preferably made of plastic in order to electrically insulate the spaced metallic conductor elements contained in it from one another. Alternatively, another electrically insulating material is also conceivable. The expression "at least partially enclose" is intended to express that the conductor elements are not completely surrounded by the material of the carrier ring, but that certain sections, in particular the contacting sections, protrude from the carrier ring. The carrier ring accommodates the conductor elements and thus ensures the spatial arrangement of the conductor elements in relation to one another. The conductor elements are therefore spaced apart from one another, ie they do not touch one another, ie are not in direct contact with one another.
Die Leiterelemente sind aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, vorzugsweise aus Metall oder Metallblech und insbesondere aus Kupferblech. Die Leiterelemente sind vorzugsweise einstückig und/oder vorzugsweise als Stanz-Biege-Teile ausgeführt. Die Herstellung ist vorteilhaft mittels Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden ausführbar.The conductor elements are made of an electrically conductive material, preferably metal or metal sheet and in particular copper sheet. The conductor elements are preferably designed in one piece and/or preferably as stamped and bent parts. The production can advantageously be carried out by means of water jet cutting or laser cutting.
Die Formulierung „wobei jedes Leiterelement mindestens einen Kontaktierungsabschnitt aufweist“ ist derart zu verstehen, dass der Kontaktierungsabschnitt ein Teil des Leiterelementes ist. Der mindestens eine Kontaktierungsabschnitt ist vorteilhafterweise einstückig mit dem Rest des jeweiligen Leiterelementes verbunden.The wording “wherein each conductor element has at least one contacting section” is to be understood in such a way that the contacting section is part of the conductor element. The at least one contacting section is advantageously connected in one piece to the rest of the respective conductor element.
Die Formulierung „wobei der von jedem Leiterelement überdeckte Umfangswinkelbereich mit mindestens einem von einem anderen Leiterelement überdeckten Umfangswinkelbereich überlappt“ ist wie folgt zu verstehen: Jedes Leiterelement überdeckt, insbesondere relativ zur Ringachse, jeweils einen bestimmten Umfangswinkelbereich, also einen Winkelbereich in Umfangsrichtung. Wenn sich der von einem ersten Leiterelement überdeckte Umfangswinkelbereich mit dem von einem zweiten Leiterelement überdeckten Umfangswinkelbereich überlappt, bedeutet das, dass für bestimmte Winkelbereiche das erste Leiterelement in Radialrichtung von der Ringachse aus gesehen vor oder hinter dem zweiten Leiterelement angeordnet ist, in dieser Projektionsrichtung also überlappt. Die beiden Leiterelemente berühren sich dennoch nicht, da sie voneinander, insbesondere in diesem überlappenden Winkelbereich, radial beabstandet sind.The wording "whereby the circumferential angular range covered by each conductor element overlaps with at least one circumferential angular range covered by another conductor element" is to be understood as follows: Each conductor element covers, in particular relative to the ring axis, a specific circumferential angular range, i.e. an angular range in the circumferential direction. If the circumferential angular range covered by a first conductor element overlaps with the circumferential angular range covered by a second conductor element, this means that for certain angular ranges the first conductor element is arranged in front of or behind the second conductor element in the radial direction from the ring axis, i.e. overlaps in this projection direction . However, the two conductor elements do not touch one another, since they are radially spaced apart from one another, particularly in this overlapping angular range.
Die Formulierung „in Richtung parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, jedes Leiterelement, insbesondere umfangswinkel- und/oder radialabschnittsweise, höchstens mit einem weiteren Leiterelement überlappt“ ist wie folgt zu verstehen: In Axialrichtung gesehen, also in Blickrichtung parallel zur Ringachse, gibt es Bereiche, in denen ein Leiterelement vor oder hinter einem anderen Leiterelement angeordnet ist, sie überlappen also in Axialrichtung. Anders ausgedrückt würden durch eine Projektion der Leiterelemente in Axialrichtung auf eine Ebene senkrecht zur Ringachse Überlappungsbereiche entstehen, welche von höchstens zwei Leiterelementen überdeckt werden. Es ist also durchaus möglich, dass ein Leiterelement von mehreren anderen Leiterelementen in Axialrichtung überlappt wird, jedoch befinden sich die jeweiligen Überlappungsbereiche dann an verschiedenen Positionen in Umfangsrichtung und/oder Radialrichtung, was durch den Ausdruck umfangswinkel- und/oder radialabschnittsweise verdeutlicht wird.The wording "in the direction parallel to the ring axis, i.e. in the axial direction, each conductor element overlaps at most with one further conductor element, in particular in circumferential angles and/or radial sections" is to be understood as follows: Seen in the axial direction, i.e. in the viewing direction parallel to the ring axis, there is Areas in which a conductor element is arranged in front of or behind another conductor element, i.e. they overlap in the axial direction. In other words, a projection of the conductor elements in the axial direction onto a plane perpendicular to the axis of the ring would result in overlapping areas which are covered by at most two conductor elements. It is therefore entirely possible for a conductor element to be overlapped by several other conductor elements in the axial direction, but the respective overlapping areas are then located at different positions in the circumferential direction and/or radial direction, which is illustrated by the term circumferential angle and/or radial section.
Von Vorteil bei der Verschaltungseinheit ist dabei, dass diese leicht vorzufertigen ist und eine einfache Verschaltung, insbesondere in Sternschaltung ermöglicht ist.The advantage of the interconnection unit is that it can be easily prefabricated and simple interconnection, in particular in a star connection, is made possible.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Trägerring genau vier Leiterelemente auf, insbesondere wobei die Leiterelemente jeweils verschiedenartig geformt sind.
Von Vorteil ist dabei, dass mit möglichst wenig Teilen eine Verschaltung in Sternschaltung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the carrier ring has exactly four conductor elements, in particular with the conductor elements each having a different shape.
The advantage here is that an interconnection in a star connection is made possible with as few parts as possible.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umschließt der Trägerring die Leiterelemente zumindest abschnittsweise im Leiterelementquerschnitt vollständig und stoffschlüssig. Das bedeutet, dass in Umfangsrichtung relativ zur Ringachse Bereiche existieren, bei denen der Querschnitt der Leiterelemente vollständig von dem Material des Trägerringes, beispielsweise Kunststoff, umgeben ist. Bevorzugt wird der Trägerring durch ein Spritzgussverfahren hergestellt, wobei die Leiterelemente vorzugsweise teilweise umspritzt, also umschlossen, werden und dadurch die stoffschlüssige Verbindung zwischen Leiterelement und Trägerring hergestellt wird.
Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Verbindung zwischen Leiterelement und Trägerring herstellbar ist.In an advantageous embodiment, the carrier ring encloses the conductor elements at least in sections in the cross section of the conductor element completely and in a material-to-material manner. This means that in the circumferential direction relative to the ring axis there are areas in which the cross section of the conductor elements is completely surrounded by the material of the carrier ring, for example plastic. The support ring is preferably produced by an injection molding process, with the conductor elements preferably partially overmoulded, i.e. enclosed, and thereby the materially bonded connection between the conductor element and the carrier ring is produced.
The advantage here is that a stable connection can be produced between the conductor element and the carrier ring.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der mindestens eine Kontaktierungsabschnitt einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt in einer Ebene parallel zur Ringachse, also in einer Tangentialebene, auf und/oder weist der mindestens eine Kontaktierungsabschnitt eine Kerbe auf, welche in Umfangsrichtung verläuft und insbesondere auf der radial nach außen weisenden Fläche des Kontaktierungsabschnittes eingebracht ist. Alternativ kann die Kerbe auch auf der radial nach innen weisenden Fläche des Kontaktierungsabschnittes eingebracht sein.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kontaktierung mit einem, insbesondere einen runden Querschnitt aufweisenden, Wicklungsdraht möglich ist und/oder dass eine sichere Kontaktierung mit einem entsprechen geformten und später genauer erläuterten Kontaktierelement möglich ist.In an advantageous embodiment, the at least one contacting section has an essentially U-shaped cross section in a plane parallel to the ring axis, i.e. in a tangential plane, and/or the at least one contacting section has a notch, which runs in the circumferential direction and in particular on the radial outwardly facing surface of the contacting section is introduced. Alternatively, the notch can also be made on the radially inward-pointing surface of the contacting section.
The advantage here is that simple contacting is possible with a winding wire, in particular one having a round cross section, and/or that reliable contacting is possible with a correspondingly shaped contacting element that will be explained in more detail later.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen drei, insbesondere genau drei, der mehreren Leiterelemente jeweils genau einen Anschlussabschnitt auf zur elektrischen Kontaktierung mit einem Phasenanschluss, insbesondere wobei diese drei Leiterelemente jeweils einen stufenartigen Versatzabschnitt, insbesondere in einer Richtung parallel zur Ringebene, und/oder jeweils zwei Kontaktierungsabschnitte aufweisen.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kontaktierung mit den Phasenschlüssen eines Wechselstromnetzes ermöglicht ist. Unter einem stufenartigen Versatzabschnitt ist ein Knick in den vorteilhafterweise abschnittsweise im Wesentlichen kreisbogenförmig geformten Leiterelementen zu verstehen. Vorteilhafterweise verläuft dieser Knick in einer Richtung parallel zur Ringebene, so dass beispielsweise ein Leiterelement zwei Kreisbogenabschnitte aufweist, welche sich im Radius unterscheiden. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompaktere Bauart erreichbar ist. Von Vorteil bei den zwei Kontaktierungsabschnitten ist, dass dadurch eine parallele Sternschaltung realisierbar ist, bei der beispielsweise jede der drei Phasen zwei parallele Spulen aufweist.In an advantageous embodiment, three, in particular exactly three, of the multiple conductor elements each have exactly one connection section for electrical contacting with a phase connection, in particular with these three conductor elements each having a step-like offset section, in particular in a direction parallel to the ring plane, and/or two contacting sections each exhibit.
The advantage here is that simple contacting with the phase shorts of an AC network is made possible. A step-like offset section is to be understood as meaning a kink in the conductor elements, which are advantageously shaped in sections essentially in the shape of a circular arc. Advantageously, this kink runs in a direction parallel to the plane of the ring, so that, for example, a conductor element has two circular arc sections which differ in radius. The advantage here is that a more compact design can be achieved. The advantage of the two contacting sections is that a parallel star connection can thereby be realized in which, for example, each of the three phases has two parallel coils.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eines, insbesondere genau eines, der mehreren Leiterelemente drei oder sechs, insbesondere genau drei oder genau sechs, Kontaktierungsabschnitte und insbesondere einen stufenartigen Versatzabschnitt, insbesondere in einer Richtung parallel zur Ringebene, auf.
Von Vorteil ist dabei, dass dadurch eine Sternschaltung ermöglicht ist. Das eine Leiterelement ist als Sternpunktelement bezeichenbar, da es die Spulen der mehrphasigen Wicklung sternpunktförmig verschaltet. Bei einer parallelen Sternschaltung (pro Phase jeweils zwei Spulen parallel) weist das Sternpunktelement sechs Kontaktierungsabschnitte auf, wohingegen bei einer seriellen Sternschaltung (pro Phase jeweils zwei Spulen in Serie) nur drei Kontaktierungsabschnitte notwendig sind.In an advantageous embodiment, one, in particular exactly one, of the plurality of conductor elements has three or six, in particular exactly three or exactly six, contacting sections and in particular a step-like offset section, in particular in a direction parallel to the plane of the ring.
The advantage here is that this enables a star connection. One conductor element can be described as a star point element, since it connects the coils of the multi-phase winding in a star point configuration. With a parallel star connection (two coils in parallel per phase), the star point element has six contacting sections, whereas with a serial star connection (two coils in series per phase) only three contacting sections are necessary.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragen alle Kontaktierungsabschnitte der mehreren Leiterelemente in Richtung parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, aus dem Trägerring hervor.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kontaktierung der Wicklungsabschnitte mit den Leiterelementen möglich ist.In an advantageous embodiment, all of the contacting sections of the plurality of conductor elements protrude from the carrier ring in a direction parallel to the ring axis, that is to say in the axial direction.
The advantage here is that simple contacting of the winding sections with the conductor elements is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind alle Kontaktierungsabschnitte auf der radial außenliegenden Seite der jeweiligen Leiterelemente angeordnet.
Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Bauweise der Verschaltungseinheit in Richtung parallel zur Ringebene ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, all contacting sections are arranged on the radially outer side of the respective conductor elements.
The advantage here is that a compact design of the interconnection unit is made possible in the direction parallel to the plane of the ring.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung schneiden alle Kontaktierungsabschnitte und/oder alle Leiterelemente mindestens eine Ebene senkrecht zur Ringachse.
Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Bauweise der Verschaltungseinheit in Axialrichtung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, all of the contacting sections and/or all of the conductor elements intersect at least one plane perpendicular to the axis of the ring.
The advantage here is that a compact design of the connection unit is made possible in the axial direction.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind alle Kontaktierungsabschnitte in Radialrichtung im Wesentlichen gleich weit von der Ringachse beabstandet.
Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Bauweise der Verschaltungseinheit in Richtung parallel zur Ringebene ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, all contacting sections are spaced essentially the same distance from the ring axis in the radial direction.
The advantage here is that a compact design of the interconnection unit is made possible in the direction parallel to the plane of the ring.
Wichtige Merkmale bei dem Stator für einen Elektromotor sind, dass Stator einen eine Statorachse umgebenden Statorkern mit einem geschlossenen Rückschlussring und mehrere vom Rückschlussring radial nach innen weisende Statorzähne aufweist, insbesondere wobei der Statorkern als Blechlamellenpaket ausgebildet ist, wobei der Stator weiterhin eine im Wesentlichen ringförmige, isolierende Endscheibe aufweist, wobei die Endscheibe derart an einem axialen Ende des Statorkerns befestigt ist, dass sowohl der Rückschlussring als auch die Statorzähne von der Endscheibe zumindest in Richtung parallel zur Statorachse, also Axialrichtung Richtung, bedeckt sind, wobei um die einzelnen von der Endscheibe bedeckten Statorzähne jeweils Wicklungsdraht einer mehrphasigen elektrischen Wicklung gewickelt ist, wobei die Endscheibe mehrere, insbesondere in Axialrichtung vorstehende, Anschlussvorsprünge zur Aufnahme von Wicklungsdrahtabschnitten aufweist, wobei in jeden Anschlussvorsprung, insbesondere in Axialrichtung, jeweils ein Kontaktierelement derart einsetzbar ist, dass jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem einsetzbaren Kontaktierelement und einem in einem jeweiligen Anschlussvorsprung aufgenommenen Wicklungsdrahtabschnitt hergestellt wird.
Von Vorteil ist dabei, die Kontaktierelemente anstelle der Wicklungsdrahtenden für spätere Verschaltungen als Anschlusspunkte dienen und diese Anschlusspunkte daher vorteilhaft ausgeformt werden können, um eine einfachere und sichere Verschaltung zu ermöglichen.Important features of the stator for an electric motor are that the stator has a stator core surrounding a stator axis with a closed yoke ring and a plurality of stator teeth pointing radially inward from the yoke ring, in particular the stator core being designed as a laminated core, the stator furthermore having a substantially ring-shaped, has an insulating end disk, the end disk being attached to an axial end of the stator core in such a way that both the yoke ring and the stator teeth are covered by the end disk at least in the direction parallel to the stator axis, i.e. the axial direction, with the individual covered by the end disk Stator teeth each winding wire of a multi-phase electrical winding is wound, the end plate having several, in particular in the axial direction projecting, connection projections for receiving winding wire sections, wherein in each Connection projection, in particular in the axial direction, in each case a contacting element can be used in such a way that an electrical connection is established between the contacting element that can be used and a winding wire section accommodated in a respective connection projection.
The advantage here is that the contacting elements serve as connection points instead of the winding wire ends for later interconnections, and these connection points can therefore be shaped advantageously in order to enable simpler and more reliable interconnection.
Die Formulierung „im Wesentlichen ringförmige, isolierende Endscheibe“ ist wie folgt zu verstehen: Die Endscheibe ist ein Teil, welches eine zentrale Öffnung aufweist und um diese Öffnung herum geschlossen ist. Daher ist sie als „im Wesentlichen ringförmig“ bezeichenbar. Die Formulierung legt dabei insbesondere nicht fest, dass der Querschnitt der Endscheibe ein perfekter Kreisring ist. Der Querschnitt kann von dieser Form abweichen, beispielsweise durch eingebrachte Nuten, Vertiefungen, Vorsprünge oder ähnliches, sowohl am radial inneren als auch am radial äußeren Umfang. Die Formulierung „Endscheibe“ soll lediglich implizieren, dass die Ausdehnung der Endscheibe in Axialrichtung geringer ist als die Ausdehnung in einer Ebene senkrecht zur Statorachse, also senkrecht zur Axialrichtung.The phrase "substantially annular, insulating end plate" is to be understood as follows: The end plate is a part which has a central opening and is closed around this opening. Therefore, it can be described as "substantially ring-shaped". In particular, the wording does not stipulate that the cross section of the end disk is a perfect circular ring. The cross section can deviate from this shape, for example due to the introduction of grooves, depressions, projections or the like, both on the radially inner and on the radially outer circumference. The wording "end plate" is only intended to imply that the expansion of the end plate in the axial direction is less than the expansion in a plane perpendicular to the stator axis, i.e. perpendicular to the axial direction.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kontaktierelemente als Schneidklemmkontakte ausgebildet, so dass die elektrische Verbindung zwischen den jeweiligen Kontaktierelementen und den jeweiligen Wicklungsdrahtabschnitten mittels einer Schneidklemmverbindung erfolgt
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und sichere Verbindung mit dem Wicklungsdraht ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the contacting elements are designed as insulation displacement contacts, so that the electrical connection between the respective contacting elements and the respective winding wire sections is made by means of an insulation displacement connection
The advantage here is that a simple and secure connection to the winding wire is made possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kontaktierelemente jeweils vollständig in den jeweiligen Anschlussvorsprung einsetzbar.
Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Bauweise des Stators erreichbar ist. Die Formulierung „vollständig einsetzbar“ bedeutet, dass das ganze Kontaktierelement in den Anschlussvorsprung eingesetzt werden kann und daher insbesondere in Axialrichtung nicht aus dem Anschlussvorsprung herausragt. Dies verdeutlicht, dass das Kontaktierelement ein im Vergleich zum vorstehend genannten Leiterelement separates Teil ist. Das Kontaktierelement ist also insbesondere nicht Teil der Verschaltungseinheit. Der Vorteil an separaten Kontaktierelementen, welche Teil des Stators sind, ist, dass der Stator als eigene Baueinheit mit kontaktierten Drähten insbesondere automatisch vorgefertigt werden kann und die Kontaktierelemente dann als Anschlusspunkte für die Leiterelemente der Verschaltungseinheit dienen. Die Verschaltungseinheit kann ebenfalls als eigene Baueinheit vorgefertigt werden. Die Verschaltung der Spulen findet dann später dadurch statt, dass die Verschaltungseinheit auf den Stator aufgebracht wird, wobei elektrische Verbindungen zwischen den Kontaktierungsabschnitten der Verschaltungseinheit und den Kontaktierelementen des Stators entstehen.In an advantageous embodiment, the contacting elements can each be inserted completely into the respective connection projection.
The advantage here is that a compact design of the stator can be achieved. The phrase "completely insertable" means that the entire contact element can be inserted into the connection projection and therefore does not protrude from the connection projection, particularly in the axial direction. This makes it clear that the contacting element is a separate part compared to the conductor element mentioned above. The contacting element is therefore in particular not part of the interconnection unit. The advantage of separate contacting elements that are part of the stator is that the stator can be prefabricated as a separate structural unit with contacted wires, in particular automatically, and the contacting elements then serve as connection points for the conductor elements of the interconnection unit. The interconnection unit can also be prefabricated as a separate structural unit. The coils are then interconnected later by the interconnection unit being applied to the stator, with electrical connections being produced between the contacting sections of the interconnection unit and the contacting elements of the stator.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Anschlussvorsprünge zur, insbesondere vollständigen, Aufnahme eines Kontaktierelements schachtartige Gehäusekonturen auf, wobei jeweils eine schlitzartige Vertiefung in der radial innenliegenden und der radial außenliegenden Schachtwand zur Aufnahme eines Wicklungsdrahtabschnittes vorgesehen ist.
Von Vorteil ist dabei, dass eine genaue Positionierung des Wicklungsdrahtes ermöglicht ist, was die spätere elektrische Kontaktierung mit den Kontaktierelementen erleichtert.In an advantageous embodiment, the connecting projections have shaft-like housing contours for, in particular complete, receiving a contacting element, with a slot-like depression being provided in the radially inner and radially outer shaft wall for receiving a winding wire section.
The advantage here is that precise positioning of the winding wire is made possible, which facilitates subsequent electrical contacting with the contacting elements.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Endscheibe an ihrem radial äußeren Umfangsbereich in Umfangsrichtung verlaufende nutartige Vertiefungen zur Führung von Wicklungsdrahtabschnitten auf, insbesondere wobei die nutartigen Vertiefungen ausschließlich in, insbesondere höchstens drei, Ebenen senkrecht zur Statorachse verlaufen und/oder insbesondere wobei die nutartigen Vertiefungen in Umfangsrichtung abschnittsweise unterbrochen sind.
Von Vorteil ist dabei, dass bei der Bewicklung von mehreren Statorzähnen mit dem gleichen Wicklungsdraht (Durchwickeln) eine exakte Führung und Positionierung des Wicklungsdrahts ermöglicht ist, wobei dadurch auch verhindert wird, dass sich verschiedene Wicklungsdrähte gegenseitig berühren.In an advantageous embodiment, the end plate has groove-like depressions running in the circumferential direction on its radially outer circumferential region for guiding winding wire sections, in particular with the groove-like depressions running exclusively in planes, in particular at most three, perpendicular to the stator axis and/or in particular with the groove-like depressions running in the circumferential direction are partially interrupted.
The advantage here is that when several stator teeth are wound with the same winding wire (through winding), exact guidance and positioning of the winding wire is made possible, and this also prevents different winding wires from touching one another.
Wichtige Merkmale bei dem Elektromotor, insbesondere permanenterregten Synchronmotor, sind, dass der Elektromotor einen um eine Drehachse drehbar angeordneten Rotor, einen den Rotor konzentrisch umgebenden Stator und eine Verschaltungseinheit aufweist,
wobei der Stator einen eine Statorachse umgebenden Statorkern mit einem geschlossenen Rückschlussring und mehrere vom Rückschlussring radial nach innen weisende Statorzähne aufweist, insbesondere wobei der Statorkern als Blechlamellenpaket ausgebildet ist, wobei der Stator ferner eine im Wesentlichen ringförmige, isolierende Endscheibe aufweist, wobei die Endscheibe derart an einem axialen Ende des Statorkerns befestigt ist, dass sowohl der Rückschlussring als auch die Statorzähne von der Endscheibe zumindest in Richtung parallel zur Statorachse, also in Axialrichtung, bedeckt sind, wobei um die einzelnen von der Endscheibe bedeckten Statorzähne jeweils Wicklungsdraht einer mehrphasigen elektrischen Wicklung gewickelt ist, wobei die Endscheibe mehrere, insbesondere in Axialrichtung vorstehende, Anschlussvorsprünge zur Aufnahme von Wicklungsdrahtabschnitten aufweist, wobei in jeden Anschlussvorsprung, insbesondere in Axialrichtung, jeweils ein Kontaktierelement derart einsetzbar ist, dass jeweils eine elektrische Verbindung, insbesondere mittels einer Schneidklemmverbindung, zwischen dem einsetzbaren Kontaktierelement und einem in einem jeweiligen Anschlussvorsprung aufgenommenen Wicklungsdrahtabschnitt hergestellt wird, wobei die Verschaltungseinheit einen eine Ringachse, insbesondere konzentrisch, umgebenden Trägerring und mehrere, insbesondere genau vier oder mindestens vier, voneinander beabstandete metallische Leiterelemente aufweist, welche insbesondere abschnittsweise im Wesentlichen kreisbogenförmig geformt sind, wobei der Trägerring die Leiterelemente zumindest teilweise umschließt, insbesondere zumindest abschnittsweise im Leiterelementquerschnitt vollständig und stoffschlüssig umschließt, wobei jedes Leiterelement mindestens einen Kontaktierungsabschnitt aufweist zur elektrischen Kontaktierung mit einem Abschnitt der elektrischen Wicklung, wobei jedes Leiterelement, insbesondere relativ zur Ringachse, einen Umfangswinkelbereich überdeckt, wobei der von jedem Leiterelement überdeckte Umfangswinkelbereich mit mindestens einem von einem anderen Leiterelement überdeckten Umfangswinkelbereich überlappt und
dass in Richtung parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, jedes Leiterelement, insbesondere umfangswinkel- und/oder radialabschnittsweise, höchstens mit einem weiteren Leiterelement überlappt, insbesondere wobei die Ringachse der Verschaltungseinheit, die Statorachse des Statorkerns und die Drehachse des Rotors zusammenfallen, wobei mittels jedes Kontaktierelements jeweils eine elektrische Verbindung zwischen einem in einem jeweiligen Anschlussvorsprung aufgenommenen Wicklungsdrahtabschnitt und einem jeweiligen Kontaktierungsabschnitt eines Leiterelements herstellbar ist zur Verschaltung der Wicklungsdrähte zu einer mehrphasigen Wicklung, insbesondere wobei die Verschaltungseinheit zur Verschaltung in Richtung parallel zur Drehachse, also in Axialrichtung, auf die Endscheibe aufsteckbar ist.
Von Vorteil ist dabei, dass eine schnelle, einfache und zuverlässige elektrische Verschaltung der Wicklungsdrähte ermöglicht ist. Dadurch, dass die Wicklungsdrähte im Stator bereits elektrisch mit den Kontaktierelementen verbunden sind, dienen jetzt die Kontaktierelemente als Anschlusspunkte für die in der Verschaltungseinheit aufgenommenen Leiterelemente. Dadurch ist eine einfache Verbindung der Verschaltungseinheit mit dem Stator, beispielsweise ein Auf- oder Einstecken, ermöglicht. Der Stator kann auf diese Weise vorgefertigt werden und es in einem letzten Bearbeitungsschritt kann die Verschaltung mit einfachen Mitteln sicher erfolgen.Important features of the electric motor, in particular a permanently excited synchronous motor, are that the electric motor has a rotor which is arranged such that it can rotate about an axis of rotation, a stator which concentrically surrounds the rotor and an interconnection unit,
wherein the stator has a stator core surrounding a stator axis with a closed yoke ring and a plurality of stator teeth pointing radially inwards from the yoke ring, in particular wherein the stator core is designed as a laminated core, wherein the stator also has a substantially ring-shaped, insulating end disk, the end disk being attached in such a way is attached to an axial end of the stator core, so that both the return ring and the stator teeth are covered by the end disk at least in the direction parallel to the stator axis, i.e. in the axial direction, with winding wire of a multi-phase electrical winding being wound around the individual stator teeth covered by the end disk , The end plate having a plurality of connection projections, in particular projecting in the axial direction, for receiving winding wire sections ten, wherein a contact element can be inserted into each connection projection, in particular in the axial direction, in such a way that an electrical connection is established, in particular by means of an insulation displacement connection, between the contact element that can be used and a winding wire section accommodated in a respective connection projection, the interconnection unit having a one ring axis, in particular concentrically, surrounding the carrier ring and a plurality of, in particular exactly four or at least four, spaced metallic conductor elements, which in particular are shaped essentially in the shape of a circular arc, the carrier ring at least partially enclosing the conductor elements, in particular at least partially enclosing the conductor element cross-section completely and in a materially bonded manner , Each conductor element having at least one contacting portion for electrical contact with a portion of the electr ical winding, wherein each conductor element, in particular relative to the ring axis, covers a circumferential angle range, wherein the circumferential angle range covered by each conductor element overlaps with at least one covered by another conductor element circumferential angle range and
that in the direction parallel to the ring axis, i.e. in the axial direction, each conductor element overlaps at most one further conductor element, in particular in circumferential angles and/or radial sections, in particular with the ring axis of the interconnection unit, the stator axis of the stator core and the axis of rotation of the rotor coinciding, with each contacting element, an electrical connection can be made between a winding wire section accommodated in a respective connection projection and a respective contacting section of a conductor element for interconnecting the winding wires to form a multi-phase winding, in particular with the interconnection unit for interconnection in the direction parallel to the axis of rotation, i.e. in the axial direction, being pluggable onto the end plate is.
The advantage here is that quick, simple and reliable electrical interconnection of the winding wires is made possible. Because the winding wires in the stator are already electrically connected to the contacting elements, the contacting elements now serve as connection points for the conductor elements accommodated in the interconnection unit. This enables a simple connection of the interconnection unit to the stator, for example plugging in or plugging in. In this way, the stator can be prefabricated and, in a final processing step, the interconnection can be carried out safely using simple means.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder Kontaktierungsabschnitt jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende Kerbe auf, insbesondere wobei die Kerbe auf der radial nach außen oder radial nach innen weisenden Fläche des jeweiligen Kontaktierungsabschnittes eingebracht ist, und wobei alle Kontaktierelemente jeweils einen Federabschnitt aufweisen, wobei der jeweilige Federabschnitt derart mit der jeweiligen Kerbe zusammenwirkt, dass eine Rastverbindung oder Klipsverbindung zwischen dem jeweiligen Kontaktierelement und dem jeweiligen Kontaktierungsabschnitt herstellbar ist.
Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte und stabile Kontaktierung realisierbar ist, welche ein versehentliches und durch Belastung ausgelöstes Trennen der beiden Kontaktierungspartner verhindert oder zumindest verringert.In an advantageous embodiment, each contacting section has a notch running in the circumferential direction, in particular with the notch being made on the surface of the respective contacting section pointing radially outwards or radially inwards, and with all contacting elements each having a spring section, with the respective spring section being such cooperates with the respective notch that a latching connection or clip connection can be produced between the respective contacting element and the respective contacting section.
The advantage here is that improved and stable contacting can be implemented, which prevents or at least reduces accidental separation of the two contacting partners caused by stress.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Trägerring einen an seinem äußeren Umfang umlaufenden Kragenabschnitt auf, welcher in Axialrichtung über die Endscheibe stülpbar ist, insbesondere wobei der Trägerring und die Endscheibe miteinander lösbar verbindbar, insbesondere klipsverbindbar, sind.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Montage der Verschaltungseinheit auf der Endscheibe des Stators ermöglicht ist. Insbesondere im Zusammenspiel mit der Rast- oder Klipsverbindung zwischen den Kontaktierelementen und Kontaktierungsabschnitten ergibt sich hier auch eine vorteilhafte, stabile mechanische Verbindung. Wenn beispielsweise der Motor in einer Umgebung eingesetzt wird, in der hohe Rüttelschwingungen auftreten können, wird durch die mechanische Fixierung des Trägerrings durch den Kragenabschnitt die Belastung der mechansichen Verbindung zwischen Kontaktierelementen und Kontaktierungsabschnitten verringert. Dadurch kommt es seltener vor, dass eine mechanische und damit elektrische Verbindung zwischen Kontaktierelementen und Kontaktierungsabschnitten abreist bzw. unterbrochen wird. Der Vorteil an der lösbaren Verbindung im Vergleich zum Beispiel zu Heißverstemmen ist, dass das Aufsetzen der Verschaltungseinheit in einem Arbeitsschritt erfolgen kann. Zusätzliche Arbeitsschritte sind nocht notwendig.In an advantageous embodiment, the carrier ring has a circumferential collar section on its outer circumference, which can be slipped over the end plate in the axial direction, in particular the carrier ring and the end plate being releasably connectable to one another, in particular clip-connectable.
The advantage here is that the connection unit can be easily installed on the end plate of the stator. An advantageous, stable mechanical connection also results here, in particular in conjunction with the latching or clip connection between the contacting elements and contacting sections. If, for example, the motor is used in an environment in which high shaking vibrations can occur, the load on the mechanical connection between contacting elements and contacting sections is reduced by the collar section mechanically fixing the carrier ring. As a result, it is less common for a mechanical and thus electrical connection between contacting elements and contacting sections to break off or be interrupted. The advantage of the detachable connection compared to hot caulking, for example, is that the interconnection unit can be fitted in one work step. Additional work steps are not necessary.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Endscheibe einen oder mehrere Zentrierdorne auf, welche derart mit entsprechenden Zentrierdornaufnahmen im Trägerring zusammenwirken, dass ein verdrehsicheres Aufstecken des Trägerrings auf die Endscheibe ermöglicht ist.
Von Vorteil ist dabei, dass eine fehlersichere Montage der Verschaltungseinheit auf der Endscheibe des Stators ermöglicht ist. Vorteilhafterweise ist durch Heißverstemmen der Zentrierdorne mit den jeweiligen Zentrierdornaufnahmen zusätzlich eine Sicherung gegen axiales Verschieben, also insbesondere eine Verliersicherung, realisierbar.In an advantageous embodiment, the end disk has one or more centering pins, which interact with corresponding centering pin receptacles in the support ring in such a way that the support ring can be plugged onto the end disk in a twist-proof manner.
The advantage here is that a fail-safe installation of the connection unit on the end plate of the stator is made possible. Advantageously, by hot caulking the centering mandrels with the respective centering mandrel receptacles, a safeguard against axial displacement, ie in particular a safeguard against loss, can also be implemented.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Trägerring mindestens eine Ausnehmung in Axialrichtung auf zur Durchführung eines Temperatursensors, mit welchem die Temperatur der Wicklung messbar ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöht und ein Verschleiß der Wicklungsdrähte frühzeitig erkennbar ist.In an advantageous embodiment, the carrier ring has at least one recess in the axial direction for the passage of a temperature sensor, with which the temperature of the winding can be measured.
The advantage here is that safety is increased and wear on the winding wires can be detected at an early stage.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors sind, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: Herstellen einer oben beschriebenen Verschaltungseinheit, Herstellen eines oben beschriebenen Stators, wobei mittels jedes Kontaktierelements jeweils eine elektrische Verbindung zwischen einem in einem jeweiligen Anschlussvorsprung aufgenommenen Wicklungsdrahtabschnitt und einem jeweiligen Kontaktierungsabschnitt eines Leiterelements hergestellt wird zur Verschaltung der Wicklungsdrähte zu einer mehrphasigen Wicklung, insbesondere wobei die Verschaltungseinheit zur Verschaltung in Richtung parallel zur Drehachse, also in Axialrichtung, auf die Endscheibe aufgesteckt wird.
Von Vorteil ist dabei, dass eine schnelle, einfache und zuverlässige elektrische Verschaltung der Wicklungsdrähte ermöglicht ist.Important features of the method for producing an electric motor are that the method has the following steps: producing an interconnection unit as described above, producing a stator as described above, each contacting element being used to establish an electrical connection between a winding wire section accommodated in a respective connection projection and a respective contacting section a conductor element is produced for interconnecting the winding wires to form a multi-phase winding, in particular the interconnection unit being plugged onto the end plate for interconnection in the direction parallel to the axis of rotation, ie in the axial direction.
The advantage here is that quick, simple and reliable electrical interconnection of the winding wires is made possible.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors sind, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: in einem ersten Schritt Herstellen einer Verschaltungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in einem zweiten Schritt Herstellen eines Stators nach einem der Ansprüche 6 bis 9, in einem dritten Schritt Verbinden der Verschaltungseinheit mit dem Stator, wobei in dem dritten Schritt mittels jedes Kontaktierelements jeweils eine elektrische Verbindung zwischen einem in einem jeweiligen Anschlussvorsprung aufgenommenen Wicklungsdrahtabschnitt und einem jeweiligen Kontaktierungsabschnitt eines Leiterelements hergestellt wird zur Verschaltung der Wicklungsdrähte zu einer mehrphasigen Wicklung, insbesondere wobei die Verschaltungseinheit zur Verschaltung in Richtung parallel zur Drehachse, also in Axialrichtung, auf die Endscheibe aufgesteckt wird.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Montage der Verschaltungseinheit auf der Endscheibe des Stators ermöglicht ist.Important features of the method for manufacturing an electric motor are that the method has the following steps: in a first step, manufacturing an interconnection unit according to one of claims 1 to 5, in a second step, manufacturing a stator according to one of
The advantage here is that the connection unit can be easily installed on the end plate of the stator.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die im ersten Schritt hergestellte Verschaltungseinheit durch die folgende Unterschritte hergestellt: in einem ersten Unterschritt Herstellen von metallischen Leiterelementen mittels eines Stanz-Biegeverfahrens, in einem zweiten Unterschritt Einlegen der Leiterelemente in eine Spritzgussform, in einem dritten Unterschritt Umspritzen der Leiterelemente mit einem Isolierstoff, insbesondere Kunststoff. Von Vorteil ist dabei, dass eine automatisierte und reproduzierbare Herstellung ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the interconnection unit produced in the first step is produced by the following sub-steps: in a first sub-step, production of metallic conductor elements by means of a stamping and bending process, in a second sub-step, the conductor elements are placed in an injection mold, in a third sub-step, the conductor elements are overmolded with an insulating material, in particular plastic. The advantage here is that automated and reproducible production can be carried out.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die im ersten Schritt hergestellte Verschaltungseinheit wahlweise eine erste Verschaltungseinheit oder eine zweite Verschaltungseinheit, wobei die erste und die zweite Verschaltungseinheit jeweils durch ein Verfahren mit den oben genannten Unterschritten hergestellt wird, wobei die erste Verschaltungseinheit erste Leiterelemente umfasst, welche in eine erste Spritzgussform eingelegt werden und die zweite Verschaltungseinheit zweite Leiterelemente umfasst, welche in eine zweite Spritzgussform eingelegt werden, wobei die ersten Leiterelemente sich in ihrer Anzahl und/oder Form von den zweiten Leiterelementen unterscheiden und wobei die erste und die zweite Spritzgussform identisch sind oder die erste und die zweite Spritzgussform gleich ausgeführt sind.
Von Vorteil ist dabei, dass sich mit einer einzigen Spritzgussform verschiedene Verschaltungstopologien herstellen lassen. So ist beispielsweise eine parallele und eine serielle Sternschaltung ausführbar, ohne dafür jeweils speziell eine eigene Spritzgussform benutzen zu müssen. Der Trägerring aus Kunststoff ist also in beiden Fällen gleich geformt, lediglich die Form und/oder Anzahl der im Trägerring eingebetteten Leiterelemente ist je nach Verschaltungstopologie verschieden.In an advantageous embodiment, the interconnection unit produced in the first step is either a first interconnection unit or a second interconnection unit, the first and the second interconnection unit each being produced by a method with the sub-steps mentioned above, the first interconnection unit comprising first conductor elements, which are divided into a first injection mold are inserted and the second interconnection unit comprises second conductor elements, which are inserted into a second injection mold, the number and/or shape of the first conductor elements differing from the second conductor elements and the first and second injection molds are identical or the first and the second injection mold are identical.
The advantage here is that different interconnection topologies can be produced with a single injection mold. For example, a parallel and a serial star connection can be implemented without having to use a separate injection mold for each. The carrier ring made of plastic has the same shape in both cases, only the shape and/or number of the conductor elements embedded in the carrier ring differ depending on the interconnection topology.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der im zweiten Schritt hergestellte Stator durch die folgenden Unterschritte hergestellt: in einem ersten Unterschritt Herstellen eines Statorkerns mittels Stanzpaketierung von Blechlamellen, in einem zweiten Unterschritt Herstellen einer Endscheibe mittels eines Spritzgussverfahrens, ein einem dritten Unterschritt Aufsetzen der Endscheibe auf eine Endseite des Statorkerns, in einem vierten Unterschritt bewickeln von Statorzähnen des Statorkerns mit Wicklungsdraht, insbesondere mittels eines automatisierten Nadelwickelverfahrens, in einem fünften Unterschritt Einlegen von Wicklungsdrahtenden in die schachtartigen Vertiefungen der Anschlussvorsprünge der Endscheibe und in einem sechsten Unterschritt Einführen von Kontaktierelementen in die Anschlussvorsprünge zur elektrischen Kontaktierung der Wicklungsdrähte mit den Kontaktierelementen.
Von Vorteil ist dabei, dass eine automatisierte und reproduzierbare Herstellung ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the stator produced in the second step is produced by the following sub-steps: in a first sub-step, production of a stator core by means of stamped stacking of laminations, in a second sub-step production of an end plate by means of an injection molding process, in a third sub-step, placing the end plate on one end side of the stator core, in a fourth sub-step winding the stator teeth of the stator core with winding wire, in particular by means of an automated needle winding process, in a fifth sub-step inserting winding wire ends into the shaft-like depressions of the connection projections of the end plate and in a sixth sub-step inserting contacting elements into the connection projections for electrical contacting the winding wires with the contacting elements.
The advantage here is that automated and reproducible production can be carried out.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages result from the dependent claims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful combinations of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures, in particular special from the task and/or the task arising from comparison with the state of the art.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- In der
1 ist eine Anordnung von Leiterelementen einer ersten erfindungsgemäßen Verschaltungseinheit in Schrägansicht gezeigt, welche sich zu einer seriellen Sternschaltung eignet. - In
der 2 ist eine Anordnung von Leiterelementen einer zweiten erfindungsgemäßen Verschaltungseinheit in Schrägansicht gezeigt, welche sich zu einer parallelen Sternschaltung eignet. - In der
3 ist die erste erfindungsgemäße Verschaltungseinheit in Draufsicht gezeigt, wobei diese die in1 gezeigte Anordnung von Leiterelementen enthält. - In
der 4 ist die zweite erfindungsgemäße Verschaltungseinheit in Draufsicht gezeigt, wobei diese die in2 gezeigte Anordnung von Leiterelementen enthält. - In
der 5 ist ein erfindungsgemäßer Stator für einen Elektromotor in perspektivischer Seitenansicht gezeigt. - In
der 6 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor mit montierter Verschaltungseinheit in Schrägansicht gezeigt. - In
der 7 ist ein Kontaktierungsabschnitt und ein dazugehöriges Kontaktierelement vor dem Aufstecken der Verschaltungseinheit in Schrägansicht gezeigt. - In
der 8 ist ein Kontaktierungsabschnitt und ein dazugehöriges Kontaktierelement nach dem Aufstecken der Verschaltungseinheit in Schrägansicht gezeigt. - In der
9 ist ein Kontaktierelement in Detailansicht gezeigt. - In
der 10 ist ein Ausschnitt eines Querschnittes durch den Elektromotor vor dem Aufstecken der Verschaltungseinheit auf die Endscheibe gezeigt. - In der
11 ist ein Ausschnitt eines Querschnittes durch den Elektromotor nach dem Aufstecken der Verschaltungseinheit auf die Endscheibe gezeigt. Der Querschnitt verläuft dabei durch eine andere Ebene als in10 .
- In the
1 an arrangement of conductor elements of a first interconnection unit according to the invention is shown in an oblique view, which is suitable for a serial star connection. - In the
2 an arrangement of conductor elements of a second interconnection unit according to the invention is shown in an oblique view, which is suitable for a parallel star connection. - In the
3 the first interconnection unit according to the invention is shown in plan view, this being the in1 shown arrangement of conductor elements contains. - In the
4 the second interconnection unit according to the invention is shown in plan view, this being the in2 shown arrangement of conductor elements contains. - In the
5 an inventive stator for an electric motor is shown in a perspective side view. - In the
6 an electric motor according to the invention with a mounted connection unit is shown in an oblique view. - In the
7 a contacting section and an associated contacting element are shown in an oblique view before the interconnection unit is plugged on. - In the
8th a contacting section and an associated contacting element are shown in an oblique view after the interconnection unit has been plugged on. - In the
9 a contacting element is shown in detail. - In the
10 shows a section of a cross section through the electric motor before the interconnection unit is plugged onto the end plate. - In the
11 shows a section of a cross section through the electric motor after the interconnection unit has been plugged onto the end plate. The cross-section runs through a different plane than in10 .
Der Leiterquerschnitt aller Leiterelemente erster Art (1, 2, 3, 4) ist im Wesentlichen rechteckig und die Ausdehnung in Richtung der Ringachse, also in Axialrichtung, größer ist als die Ausdehnung in Radialrichtung. Es ist alternativ auch ein runder oder polygonaler Querschnitt denkbar.
The conductor cross section of all conductor elements of the first type (1, 2, 3, 4) is essentially rectangular and the extension in the direction of the ring axis, ie in the axial direction, is greater than the extension in the radial direction. Alternatively, a round or polygonal cross section is also conceivable.
Das erste, zweite und dritte Leiterelement erster Art (1, 2, 3), im Folgenden jeweils als erstes, zweites und drittes Phasenelement erster Art bezeichnet, weist jeweils einen Kontaktierungsabschnitt 5 auf zur elektrischen Kontaktierung mit einem Abschnitt der elektrischen Wicklung des Elektromotors. Darüber hinaus weist jedes Phasenelement erster Art (1, 2, 3) jeweils einen Anschlussabschnitt 6 auf zur elektrischen Kontaktierung mit einem Phasenanschluss 7. Bei einer dreiphasigen Wicklung mit den Phasen U, V und W wird entsprechend jedem Phasenelement erster Art (1, 2, 3) jeweils eine Phase zugeordnet. Über die Kontaktierungsabschnitte 5 wird dann eine elektrische Verbindung der Phasen mit Spulen der Wicklung hergestellt.The first, second and third conductor elements of the first type (1, 2, 3), each referred to below as the first, second and third phase element of the first type, each have a contacting
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Stator zwölf Statorzähne auf, wobei um jeden Statorzahn mittels Wicklungsdraht eine Spule gewickelt ist. Somit weist jeder der drei Phasen vier Spulen auf, wobei diese vier Spulen in Serie geschaltet sind und jeweils mittels eines Wicklungsdrahtes durchgewickelt sind. Ein Ende jedes Wicklungsdrahtes wird jeweils mit einem Kontaktierungsabschnitt 5 eines Phasenelementes erster Art (1, 2, 3), insbesondere mittelbar, verbunden. Das jeweils andere Ende des Wicklungsdrahtes wird mit einem der drei Kontaktierungsabschnitte 5 des vierten Leiterelementes erster Art 4, im Folgenden als Sternpunktelement erster Art bezeichnet, verbunden. Auch diese Verbindung erfolgt vorteilhafterweise mittelbar unter Zuhilfenahme eines Kontaktierelements, wie später genauer beschrieben wird. Das Sternpunktelement erster Art 4 sorgt für die Verschaltung der drei Phasen mittels eines gemeinsamen Sternpunkts, weshalb es drei Kontaktierungsabschnitte 5 aufweist.In the present exemplary embodiment, the stator has twelve stator teeth, with a coil being wound around each stator tooth using winding wire. Thus, each of the three phases has four coils, these four coils being connected in series and each being wound through by means of a winding wire. One end of each winding wire is connected, in particular indirectly, to a
Alle Leiterelemente erster Art (1, 2, 3) sind im Wesentlichen abschnittsweise kreisbogenförmig geformt. Wie der Figur zu entnehmen ist, verläuft der in Radialrichtung gebogene Kontaktierungssteg 8 des ersten Phasenelements erster Art 1 in der Ringebene nicht ganz parallel zum Anschlussabschnitt 6, so dass auch dieses Phasenelement 1 als im Wesentlichen kreisbogenförmig geformt bezeichnet werden kann. Das zweite und dritte Phasenelement erster Art (2, 3) weist jeweils einen Kreisbogenabschnitt und einen geraden Abschnitt zwischen Kontaktierungssteg 8 und Anschlussabschnitt 6 auf. Das Sternpunktelement erster Art 4 wiederum weist drei Kreisbogenabschnitte 9 auf, wobei zwischen je zwei Kreisbogenabschnitten 9 ein stufenartiger Versatzabschnitt 10 ausgebildet ist. Dadurch weisen zwei verbundene Kreisbogenabschnitte jeweils einen anderen Kreisradius auf. Der Versatzabschnitt 10 verläuft in der Abbildung in einer Richtung, welche parallel zur Ringebene verläuft. Es ist alternativ auch ein Verlauf genau in Radialrichtung denkbar.All of the conductor elements of the first type (1, 2, 3) are essentially in the form of a circular arc in sections shaped. As can be seen from the figure, the contacting
Abhängig vom Radius des Kreisbogenabschnitts 9 unterscheiden sich die jeweiligen Kontaktierungsstege 8 in ihrer Länge in Radialrichtung. Diese Länge ist jeweils so gewählt, dass die Kontaktierungsabschnitte 5 in Radialrichtung im Wesentlichen gleich weit von der Ringachse beabstandet sind. Darüber hinaus weisen die Kontaktierungsabschnitte 5 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt in einer Ebene parallel zur Ringachse, auch als Tangentialebene bezeichenbar, auf. Sie ragen dabei alle in die gleiche Richtung hervor, so dass später nur eine Seite des Trägerrings für die Verschaltung verwendet wird. Wie der Figur zu entnehmen ist, sind alle Kontaktierungsabschnitte auf der radial außenliegenden Seite der jeweiligen Leiterelemente angeordnet.Depending on the radius of the circular arc section 9, the respective contacting
Wie der Figur zu entnehmen ist, überdeckt jedes Leiterelement (1, 2, 3, 4) erster Art einen Umfangswinkelbereich relativ zur Ringachse. Der überdeckte Umfangswinkelbereich des zweiten Phasenelements erster Art 2 überlappt dabei in einem Winkelbereich mit dem überdeckten Umfangswinkelbereich des ersten Phasenelements erster Art 1 und in einem anderen Winkelbereich mit dem überdeckten Umfangswinkelbereich des Sternpunktelements erster Art 4. Mit anderen Worten, wenn man eine Projektion von der Ringachse aus in Radialrichtung nach außen durchführt, dann entstehen Bereiche, welche von zwei Leiterelementen erster Art überdeckt werden und Bereiche, die nur von einem Leiterelement erster Art überdeckt werden. Erstere werden als Überlappungsbereiche bezeichnet. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass der von jedem Leiterelement überdeckte Umfangswinkelbereich mit mindestens einem von einem anderen Leiterelement überdeckten Umfangswinkelbereich überlappt. Im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel überlappt also der Umfangswinkelbereich des ersten Phasenelements erster Art 1 und des dritten Phasenelements erster Art 3 jeweils mit einem weiteren überdeckten Umfangswinkelbereich eines anderen Leiterelements erster Art, wohingegen die überdeckten Umfangswinkelbereiche des zweiten Phasenelements erster Art 2 und des Sternpunktelements 4 mit jeweils zwei anderen überdeckten Umfangswinkelbereichen anderer Leiterelemente erster Art überlappen. Die Überlappung findet dabei jeweils an anderen Winkelbereichen statt.As can be seen from the figure, each conductor element (1, 2, 3, 4) of the first type covers a circumferential angular range relative to the axis of the ring. The covered circumferential angular range of the second phase element of the
Weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist, dass in Richtung parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, jedes Leiterelement, insbesondere umfangswinkel- und/oder radialabschnittsweise, höchstens mit einem weiteren Leiterelement überlappt. Mit anderen Worten ist in Axialrichtung gesehen in allen Bereichen immer nur höchstens ein Leiterelement erster Art über einem anderen Leiterelement erster Art angeordnet. Oder anders ausgedrückt entstehen bei einer Projektion in Axialrichtung auf eine Ebene parallel zur Ringebene Bereiche, die von höchstens zwei Leiterelementen überdeckt werden, also „axiale Überlappungsbereiche“. Im vorliegenden Beispiel findet diese axiale Überlappung nur an zwei Stellen statt, nämlich dort wo die Kontaktierungsstege 8 des Sternpunktelements erster Art 4 jeweils axial oberhalb des zweiten und dritten Phasenelementes erster Art (2, 3) verlaufen. Die Leiterelemente werden also nicht in axialer Richtung übereinandergestapelt, sondern es gibt lediglich vereinzelte Bereiche, in denen höchstens zwei Leiterelemente übereinander angeordnet sind. Dadurch ist eine kompakte Bauform in Axialrichtung erreichbar.A further feature according to the invention is that in the direction parallel to the ring axis, ie in the axial direction, each conductor element overlaps at most one further conductor element, in particular in circumferential angle and/or radial sections. In other words, viewed in the axial direction, in all areas only at most one conductor element of the first type is always arranged above another conductor element of the first type. Or to put it another way, a projection in the axial direction onto a plane parallel to the plane of the ring creates areas that are covered by a maximum of two conductor elements, i.e. “axial overlapping areas”. In the present example, this axial overlap occurs only at two points, namely where the contacting
Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel gilt, dass in Richtung parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, jedes Leiterelement, insbesondere umfangswinkel- und/oder radialabschnittsweise, höchstens mit einem weiteren Leiterelement überlappt. Denn wie zuvor für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben, führt eine Projektion parallel zur Ringachse, also in Axialrichtung, auf eine Ebene parallel zur Ringebene lediglich zu Bereichen, die von höchstens zwei Leiterelementen überdeckt werden. Somit ist das dritte Phasenelement zweiter Art 23 zwar mit einem Kontaktierungsabschnitte 5 axial über dem Sternpunktelement zweiter Art 24 und mit einem anderen Kontaktierungsabschnitt 5 axial sowohl über dem ersten als auch dem zweiten Phasenelement zweiter Art (21, 22) angeordnet, diese axialen Überlappungsbereiche befinden sich jedoch an verschiedenen Positionen, insbesondere in Umfangs- und/oder Radialrichtung.In the second exemplary embodiment, too, it applies that in the direction parallel to the ring axis, ie in the axial direction, each conductor element overlaps at most one further conductor element, in particular in circumferential angle and/or radial sections. As described above for the first exemplary embodiment, a projection parallel to the ring axis, ie in the axial direction, onto a plane parallel to the ring plane only leads to areas that are covered by at most two conductor elements. Thus, the third phase element of the
Wie für das erste Ausführungsbeispiel gilt auch für das zweite Ausführungsbeispiel, dass der von jedem Leiterelement überdeckte Umfangswinkelbereich mit mindestens einem von einem anderen Leiterelement überdeckten Umfangswinkelbereich überlappt. Im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel überlappt der überdeckte Umfangswinkelbereich des ersten Phasenelements zweiter Art 21 in einem Umfangswinkelbereich sogar mit den überdeckten Umfangswinkelbereichen aller anderen Leiterelementen zweiter Art. Des Weiteren werden der Figur entnehmbare offensichtliche Gemeinsamkeiten mit dem ersten Ausführungsbeispiel nicht nochmals gesondert beschrieben.As for the first exemplary embodiment, it also applies to the second exemplary embodiment that the circumferential angle area covered by each conductor element overlaps with at least one circumferential angle area covered by another conductor element. In the present second exemplary embodiment, the covered circumferential angle range of the first phase element of the
Im Zentrum des ersten Trägerrings 31 ist durch einen Punkt die Ringachse (RA) angedeutet, zu welcher der erste Trägerring 31 konzentrisch angeordnet ist, sie also umgibt. In der Figur gut erkennbar ist die im Wesentliche ringförmige Form des ersten Trägerrings. Die Abbildung ist eine Draufsicht auf diejenige Seite des ersten Trägerrings 31, welche später zur Verschaltung auf eine Endseite des Stators aufgesetzt wird. Dies bedeutet, dass in dieser Ansicht die Kontaktierungsabschnitte 5 senkrecht aus der Papierebene, welche eine Ebene parallel zur Ringebene ist, nach oben herausragen. Auch ist in dieser Ansicht gut zu erkennen, dass die Kontaktierungsabschnitte 5 alle im Wesentlichen den gleichen Abstand zur Ringachse (RA) aufweisen. Der Kontaktstecker 32 enthält nicht sichtbar die Phasenanschlüsse 7 und lässt sich einfach auf den ersten Trägerring 31 aufstecken zur einfachen Kontaktierung mit den in dieser Figur nicht dargestellten Anschlussabschnitten 6.In the center of the
Der erste Trägerring 31 weist zwei Zentrierdornaufnahmen 33 auf, welche der verdrehsicheren Montage des ersten Trägerrings 31 auf die Endscheibe des Stators dienen. Diese Funktionalität wird in
Der erste Trägerring weist erste, zweite und dritte Ausbuchtungen (34, 35, 36) in Radialrichtung auf. Die zweiten Ausbuchtungen 35 sind dabei so geformt, dass ein Kontaktierungsabschnitt 5 aufnehmbar ist und aus der zweiten Ausbuchtung axial herausragt. Die dritten Ausbuchtungen nehmen ebenfalls einen Kontaktierungsabschnitt 5 auf, sie sind jedoch in Umfangsrichtung weiter ausdehnt, so dass die Position des Kontaktierungsabschnittes 5 in Umfangsrichtung veränderbar ist, der Kontaktierungsabschnitt 5 also an verschiedenen Positionen positionierbar ist. Die ersten Ausbuchtungen 34 hingegen nehmen im ersten Ausführungsbeispiel keine Kontaktierungsabschnitte 5 auf, es handelt sich hierbei sozusagen um blinde Ausbuchtungen 34.The first carrier ring has first, second and third bulges (34, 35, 36) in the radial direction. The second bulges 35 are shaped in such a way that a contacting
Wie zu erkennen, ist die äußere geometrische Form des zweiten Trägerrings 41 identisch mit der Form des ersten Trägerrings 31. Dies rührt daher, dass beide Trägerringe (31, 41) mit der gleichen, also identischen, Spritzgussform hergestellt wurden. Alternativ sind auch zwei gleiche Spritzgussformen verwendbar. Der Unterschied der beiden Trägerringe (31, 41) besteht also lediglich darin, dass sie jeweils verschiedene Leiterelemente aufnehmen, um die verschiedenen Verschaltungstopologien zu realisieren.As can be seen, the outer geometric shape of the
Die äußere Form Trägerringe (31, 41) ist daher derart angepasst, dass für beide Verschaltungstopologien entsprechende Ausbuchtungen im Trägerring existieren. Im zweiten Ausführungsbeispiel existieren dabei ebenfalls erste Ausbuchtungen 42 ohne Kontaktierungsabschnitte 5 und zweite Ausbuchtungen 43 mit Kontaktierungsabschnitten 5. Die ersten Ausbuchtungen 42 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen den zweiten Ausbuchtungen 35 des ersten Ausführungsbeispiels. Folglich entsprechen die zweiten Ausbuchtungen 43 des zweiten Ausführungsbeispiels den ersten Ausbuchtungen 34 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Belegung mit Kontaktierungsabschnitten 5 ist also gerade umgekehrt. Die dritten Ausbuchtungen (36, 44) beider Ausführungsformen sind jeweils mit einem Kontaktierungsabschnitt 5 besetzt, wobei sich jedoch deren Position in Umfangsrichtung voneinander unterscheidet.The outer shape of the carrier rings (31, 41) is therefore adapted in such a way that there are corresponding bulges in the carrier ring for both interconnection topologies. In the second exemplary embodiment, there are also first bulges 42 without contacting
Die Endscheibe 52 weist mehrere über ihren Umfang verteilte Anschlussvorsprünge 53 auf, welche von der Endscheibe 52 in Richtung parallel zur Statorachse SA, also in Axialrichtung, hervorragen. Diese Anschlussvorsprünge 52 weisen vorteilhaft als schachtartige Gehäusekonturen auf, wobei jeweils eine schlitzartige Vertiefung 54 in der radial innenliegenden und der radial außenliegenden Schachtwand zur Aufnahme eines Wicklungsdrahtabschnittes 55 vorgesehen ist. Die Drahtenden der auf den Statorzähnen aufgenommenen Spulen werden also durch die schlitzartigen Vertiefungen aufgenommen und räumlich fixiert. Anschließend wird ein vorteilhafterweise als Schneidklemmkontakt 56 ausgeführtes Kontaktierelement in den Anschlussvorsprung in axialer Richtung eingeführt, so dass eine Schneidklemmverbindung zwischen dem Schneidklemmkontakt 56 und dem Wicklungsdraht 55 entsteht. Somit dient der Schneidklemmkontakt 56 später als Anschlusspunkt für die Verschaltungseinheit (31, 41).The
Die Endscheibe 52 weist an ihrem radial äußeren Umfangsbereich in Umfangsrichtung verlaufende nutartige Vertiefungen 57 zur Führung von Wicklungsdrahtabschnitten auf. Solche Führungen sind notwendig, wenn mehrere in Serie geschaltete Spulen, wobei jede Spule um jeweils einen Statorzahn gewickelt ist, mittels eines Wicklungsdrahtes durchgewickelt werden. Da die jeweiligen Statorzähne nicht unbedingt genau benachbart sind, ist eine Führung des Wicklungsdrahtes zu einem in Umfangsrichtung weiter weg angeordneten Statorzahnes mittels der Vertiefungen 57 einfach und sicher realisierbar. Dabei wird sichergestellt, dass sich verschiedene Wicklungsdrahtabschnitte nicht berühren. Wie gezeigt verlaufen diese Vertiefungen 57 vorteilhaft ausschließlich in Ebenen senkrecht zur Statorachse, In Umfangsrichtung sind diese Vertiefungen 57 dabei abschnittsweise durch Ausnehmungen in der Endscheibe 52 unterbrochen, um eine Führung des Drahtes in das Statorinnere, also zu den Statorzähnen, zu ermöglichen. Ebenfalls in dieser Figur zu erkennen ist ein Zentrierdorn 58, welcher axial von der Endscheibe 52 hervorsteht.The
In der
Zur verbesserten Führung während des Aufsteckens und zusätzlich zum Schutz der in den nutartigen Vertiefungen 57 der Endscheibe 52 aufgenommenen Wicklungsdrähte 55 weist der Trägerring (31, 41) einen an seinem äußeren Umfang umlaufenden Kragenabschnitt 101 auf, welcher in Axialrichtung über die Endscheibe 52 stülpbar ist. Vorteilhafterweise findet dabei eine Klipsverbindung oder Rastverbindung statt, beispielsweise durch eine am Kragenabschnitt 101 befindliche Rastnase 102, welche mit einer Rastnasenaufnahme 103 der Endscheibe zusammenwirkt und dadurch ein Einrasten bewirkt. Somit ist auf einfache Weise eine lösbare Verbindung geschaffen, welche zur mechanischen Stabilität beiträgt.For improved guidance during attachment and in addition to protecting the winding
In der
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Erstes Phasenelement erster ArtFirst phase element of the first kind
- 22
- Zweites Phasenelement erster ArtSecond phase element of the first kind
- 33
- Drittes Phasenelement erster ArtThird phase element of the first kind
- 44
- Sternpunktelement erster ArtStar point element of the first kind
- 55
- Kontaktierungsabschnittcontacting section
- 66
- Anschlussabschnittconnector section
- 77
- Phasenanschlussphase connection
- 88th
- Kontaktierungsstegcontact bridge
- 99
- Kreisbogenabschnittcircular arc section
- 1010
- Stufenartiger VersatzabschnittStepped offset section
- 2121
- Erstes Phasenelement zweiter ArtFirst phase element of the second kind
- 2222
- Zweites Phasenelement zweiter ArtSecond phase element of the second kind
- 2323
- Drittes Phasenelement zweiter ArtThird phase element of the second kind
- 2424
- Sternpunktelement zweiter ArtStar point element of the second kind
- 3030
- Erste VerschaltungseinheitFirst switching unit
- 3131
- Erster TrägerringFirst carrier ring
- 3232
- Kontaktsteckercontact plug
- 3333
- Zentrierdornaufnahmecentering mandrel mount
- 3434
- Erste Ausbuchtung des ersten AusführungsbeispielsFirst bulge of the first embodiment
- 3535
- Zweite Ausbuchtung des ersten AusführungsbeispielsSecond bulge of the first embodiment
- 3636
- Dritte Ausbuchtung des ersten AusführungsbeispielsThird bulge of the first embodiment
- 4040
- Zweite VerschaltungseinheitSecond switching unit
- 4141
- Zweiter TrägerringSecond carrier ring
- 4242
- Erste Ausbuchtung des ersten AusführungsbeispielsFirst bulge of the first embodiment
- 4343
- Zweite Ausbuchtung des ersten AusführungsbeispielsSecond bulge of the first embodiment
- 4444
- Dritte Ausbuchtung des ersten AusführungsbeispielsThird bulge of the first embodiment
- 5050
- Statorstator
- 5151
- Statorkernstator core
- 5252
- Endscheibeend plate
- 5353
- Anschlussvorsprungconnection boss
- 5454
- Schlitzartige VertiefungSlit-like indentation
- 5555
- Wicklungsdrahtwinding wire
- 5656
- Kontaktierelementcontacting element
- 5757
- Nutartige VertiefungGroove-like indentation
- 5858
- Zentrierdorncentering mandrel
- 6060
- Elektromotorelectric motor
- 6161
- Statorzahnstator tooth
- 6262
- Aufwickelhilfewinding aid
- 7070
- Kerbescore
- 7171
- Federabschnittspring section
- 7272
- Erster VerbindungsbügelFirst connection bracket
- 7373
- Zweiter VerbindungsbügelSecond connection bracket
- 100100
- Wicklungwinding
- 101101
- Kragenabschnittcollar section
- 102102
- Rastnasedetent
- 103103
- Rastnasenaufnahme detent mount
- RARA
- Ringachsering axis
- SASA
- Statorachsestator axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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2021
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Also Published As
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