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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Struktur zum Befestigen eines Verteilungselementes und insbesondere auf eine Befestigungsstruktur eines ringförmigen Verteilungselementes und eines Stators.
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2. Beschreibung des in Beziehung stehenden Standes der Technik
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Bei einer elektrischen Dreiphasen-Rotationsmaschine mit einem Stator und einem Rotor ist es normalerweise notwendig, dass für jeden Phasenabschnitt der Spulen eine Sammelschiene vorgesehen ist, um die Spulen der gleichen Phase von den unterschiedlichen Phasenabschnitten der Spulen, die um einen Stator der elektrischen Rotationsmaschine gewickelt sind, zu verbinden. Beispielsweise offenbart die japanische Patentoffenlegung
JP 2006-180615 A (Patentdokument 1) einen Stator einer elektrischen Rotationsmaschine, bei dem unterschiedliche Phasenabschnitte der Spulen um einen ringförmigen Kern gewickelt sind und die Spulen einer gleichen Phase mit einer ringförmigen Sammelschiene verbunden sind, die in Umfangsrichtung an einem ringförmigen Kern angeordnet ist. Eine Sammelschiene ist für jede Phase vorgesehen und entgegengesetzt zur Fläche der Spulen, die an der Seite des Kerns angeordnet ist, angeordnet. Die Sammelschienen der unterschiedlichen Phasen sind parallel zueinander an der Seite des Kerns in einer solchen Weise angeordnet, dass die Sammelschienen gestapelt sind und um den ringförmigen Umfang des Kerns in Zickzack-Form angeordnet sind. Bei einer solchen Struktur sind alle Verbindungspunkte zwischen den Spulen und den Sammelschienen am Umfang des gleichen Kreises angeordnet. Jedes Ende (oder Verbindungsanschluss) der Spule ist mit jeder Sammelschiene unter Verwendung eines Verbindungszylinders, der in ein Verbindungsloch gepasst ist, und einer zylindrischen Verbindungseinrichtung, die in den Verbindungszylinder gepasst ist, verbunden. Der Verbindungszylinder und die Verbindungseinrichtung haben Längsschlitze und die Passflächen von diesen sind konisch, sodass sich, wenn die Verbindungseinrichtung in den Verbindungszylinder eingepasst ist, der Durchmesser des Zylinders erhöht, während sich der Durchmesser der Verbindungseinrichtung verringert.
Patentdokument 1: japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2006-180615 A.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Konfiguration können die Sammelschienen am Stator befestigt werden. Wenn jedoch die Konfiguration des Patentdokuments 1 ohne eine Modifikation zum Sichern der Sammelschienen am Stator verwendet wird, ist die genaue Positionierung der Sammelschienen in Bezug auf den Stator eine komplexe und schwierige Aufgabe, da eine Vielzahl von Spulenenden der am Stator angeordneten Spulen in eine Vielzahl von Verbindungslöchern, die in den Sammelschienen ausgebildet sind, gleichzeitig eingeführt werden muss; wenn beispielsweise 18 Zähne an einem Stator, bei dem die Spule um jeden Zahn gewickelt ist, ausgebildet sind, muss die Position des Spulenendes in Bezug auf das Verbindungsloch wiederholt eingestellt werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes, die das Positionieren einer Sammelschiene und eines Stators erleichtert.
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Eine Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes entsprechend der vorliegenden Erfindung weist eine Vielzahl von Stiften, die entweder am ringförmigen Verteilungselement oder einem Stator in einem vorbestimmten Muster in Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Löchern auf, die in dem anderen der Elemente ringförmiges Verteilungselement und Stator angeordnet sind, sodass die Vielzahl an Stiften in diese eingepasst ist. Bei der Befestigungsstruktur bildet jeder Stift und ein entsprechendes Loch eine Einpassgruppe und hat der Spannspielraum von jeder Befestigungsgruppe einen unterschiedlichen Wert.
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Bei der Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Vielzahl an Stiften Primärreferenzstifte und Sekundärreferenzstifte auf, wobei die Sekundärreferenzstifte einen breiteren Spannspielraum mit entsprechenden Löchern als der Spannspielraum der Primärreferenzstifte mit den entsprechenden Löchern hat. Es ist bevorzugt, dass die Anzahl der Sekundärreferenzstifte größer als die Anzahl der Primärreferenzstifte ist.
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Bei der Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass die Vielzahl an Löchern den gleichen Durchmesser hat, dass das Spitzenende der Vielzahl an Stiften einen kleineren Durchmesser als die Vielzahl an Löchern hat, und dass die Vielzahl an Stiften in einer solchen Weise konisch ausgebildet ist, dass sich der Durchmesser der Stifte allmählich vom Spitzenende zum Basisende von diesen erhöht, wobei der Durchmesser des Basisendes der Stifte größer als der Durchmesser der Vielzahl an Löchern ist. Es ist ebenfalls zu bevorzugen, dass das Spitzenende der Sekundärreferenzstifte einen kleineren Durchmesser als das Spitzenende der Primärreferenzstifte hat.
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Bei der Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die konische Form der Vielzahl an Stiften unter Verwendung von Rippen gebildet ist, die an jedem Stift in Umfangsrichtung ausgebildet sind.
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Bei der Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es ferner zu bevorzugen, dass die Vielzahl an Stiften an dem Verteilungselement vorgesehen ist und die Vielzahl an Löchern am Stator vorgesehen ist.
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In der Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls zu bevorzugen, dass die Primärreferenzstifte in der Nähe eines Verbindungsabschnitts vorgesehen sind, der vorgesehen ist, um jede Phase der Spulen, die um den Starter gewickelt sind, abzugreifen.
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Bei der vorstehenden Struktur mit der Vielzahl an Stiften, die in Umfangsrichtung mit einer vorbestimmten Beziehung vorgesehen sind, und mit der Vielzahl an Löchern, die vorgesehen sind, um jeden der Vielzahl an Stiften aufzunehmen, wobei jeder Stift und das entsprechende Loch eine Einpassgruppe ausbilden, hat der Spannspielraum von jeder Befestigungsgruppe einen unterschiedlichen Wert und wird die Befestigungsgruppe mit einem großen Spannspielraum für das Positionieren durch Presspassung verwendet. Dieses erleichtert das Positionieren des Stators und des Verteilungselementes, das zum Zuweisen der Sammelschienen dient, im Vergleich zu dem Fall, in dem alle Einpassgruppen den gleichen Spannspielraum haben. Anders ausgedrückt kann das Positionieren des Stators und der Sammelschienen viel einfacher vorgenommen werden.
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In der vorliegenden Struktur ist die Anzahl der Sekundärreferenzstifte mit einem großen Spannspielraum mit den entsprechenden Löchern größer als die Anzahl der Primärreferenzstifte, die einen kleinen Spannspielraum mit den entsprechenden Löchern haben. Somit kann, da die Einpassgruppe mit einem großen Spannspielraum für das Positionieren verwendet wird, die Genauigkeit des Positionierens verbessert werden.
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Ferner hat in der vorliegenden Struktur die Vielzahl an Löchern den gleichen Durchmesser und ist die Vielzahl an Stiften in einer solchen Weise konisch ausgebildet, dass sich der Durchmesser der Stifte vom Spitzenende zu einem Basisende von diesem allmählich erhöht, wobei der Durchmesser des Basisendes der Stifte größer als der Durchmesser der Löcher ist. Das Spitzenende der Sekundärreferenzstifte hat einen kleineren Durchmesser als das Spitzenende der Primärreferenzstifte. Da mehrere Sekundärreferenzstifte mit einem solchen kleinen Durchmesser vorgesehen sind, ist das Positionieren während eines frühen Stadiums des Einführprozesses erleichtert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Befestigungsstruktur eines Verteilungselementes entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2 ist eine Draufsicht eines Primärreferenzeinpassabschnittes von 1,
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3 ist eine Draufsicht eines Sekundärreferenzeinpassabschnittes von 1,
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4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D von 2 und
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5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie E-E von 3.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Befestigungsstruktur
- 12
- Verbindungsabschnitt
- 14
- Sammelschienenstützabschnitt
- 20
- Loch
- 30
- Primärreferenzeinpassabschnitt
- 32
- Primärreferenzstift
- 34
- Primärreferenzschlitz
- 36
- Primärreferenzrippe
- 40, 50
- Sekundärreferenzeinpassabschnitt
- 42
- Sekundärreferenzstiftabschnitt
- 44
- Sekundärreferenzschlitz
- 46
- Sekundärreferenzrippe
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In dem folgenden Beispiel sind ein Primärreferenzstift und zwei Sekundärreferenzstifte vorgesehen, jedoch ist die Anzahl der Stifte nicht darauf beschränkt, solange wie die Anzahl der Primärreferenzstifte geringer als die Anzahl der Sekundärreferenzstifte ist.
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1 zeigt eine Befestigungsstruktur 10 eines Verteilungselementes. Ein im Stator vorgesehenes Loch und ein am ringförmigen Verteilungselement vorgesehener entsprechender Stift bilden eine Einpassgruppe. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen der Primärreferenzeinpassabschnitt 30 und die Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50 einer solchen Einpassgruppe. Die 2 und 3 sind Draufsichten des Primärreferenzeinpassabschnittes 30 bzw. des Sekundäreinpassabschnittes 40 von 1. Die 4 und 5 sind Schnittansichten entlang der Linie D-D von 2 bzw. der Linie E-E von 3. Die Befestigungsstruktur 10 des Verteilungselementes wird zum Befestigen des Stators und des ringförmigen Verteilungselementes verwendet. Die Befestigungsstruktur 10 des Verteilungselementes weist einen Sammelschienenstützabschnitt 14, einen Verbindungseinrichtungsabschnitt 12, den Primärreferenzeinpassabschnitt 30 und die Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50 auf.
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Der Sammelschienenstützabschnitt 14 hat einen ringförmigen Stützschlitz, in den eine Vielzahl von Verbindungssammelschienen in einer solchen Weise eingeführt ist, dass die Sammelschienen voneinander isoliert werden können. Beispielsweise hat in der elektrischen Dreiphasen-Rotationsmaschine der Sammelschienenstützabschnitt 14 vier ringförmige Stützschlitze, die den drei Phasen und dem neutralen Punkt entsprechen.
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Der Verbindungseinrichtungsabschnitt 12 ist vorgesehen, um Wechselstrom zu jeder der U-, V- und W-Phasenspulen, die um den Stator gewickelt sind, zu führen, um die elektrische Dreiphasen-Rotationsmaschine zu aktivieren. Der Verbindungseinrichtungsabschnitt 12 ist eine Verbindungseinrichtung, die entlang eines Abschnitts des Außenumfangs des Sammelschienenstützabschnitts 14 vorgesehen ist, und steht nach außen vor.
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Der Primärreferenzeinpassabschnitt 30 weist einen Primärreferenzstift 32, eine Primärreferenzrippe 36 und ein Loch 20 auf. Der Primärreferenzeinpassabschnitt 30 ist in geringer Nähe zum Verbindungseinrichtungsabschnitt 12 angeordnet.
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Der Primärreferenzstift 32 ist ein Vorsprung, der an dem Sammelschienenstützabschnitt 14 vorgesehen ist, und ist einer solchen Weise konisch ausgebildet, dass sich der Querschnittsbereich des Stiftes allmählich von dem Spitzenende zum Basisende von diesem erhöht. Wie es in 2 gezeigt ist, hat der Primärreferenzstift 32 ein kreisförmiges Spitzenende, während der Querschnitt des Primärreferenzstiftes 32 eine im Wesentlichen trapezartige Form hat, wenn die Betrachtung entlang der Linie D-D vorgenommen wird, wie es in der Schnittansicht von 4 gezeigt ist. Der Primärreferenzstift 32 ist in das Loch 20, wie es nachstehend beschrieben ist, von der Seite des Spitzenendes eingeführt, um den Stator am Sammelschienenstützabschnitt 14 zu sichern.
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Die Primärreferenzrippen 36 sind im Wesentlichen dreieckige Trapezabschnitte, die am Sammelschienenstützabschnitt 14 vorgesehen sind und in einem vorbestimmten Abstand voneinander mit 90° um den Primärreferenzstift 32 in der Draufsicht angeordnet sind. Die Querschnittsfläche der Primärreferenzrippen 36, die in der Draufsicht von 2 gezeigt sind, erhöht sich vom Spitzenabschnitt zum Basisabschnitt von diesen, wobei der Bereich des Spitzenabschnitts kleiner als die Löcher 20 ist und der Bereich des Basisendes größer als die Löcher ist.
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Die Löcher 20 sind Durchgangslöcher, die in vorbestimmte Abständen voneinander um 120° um den Stator angeordnet sind. Die Löcher 20 haben einen Durchmesser „r” und sind in vorbestimmten Positionen angeordnet, sodass diese in jede der Primärreferenzstifte 32, Sekundärreferenzstifte 42 und andere Sekundärreferenzstifte des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 50 passen.
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Der Sekundärreferenzeinpassabschnitt 40 weist einen Sekundärreferenzstift 42, eine Sekundärreferenzrppe 46 und das Loch 20 auf. Die Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50 sind in vorbestimmtem Abstand voneinander um 120° um den Sammelschienenstützabschnitt 14 in Bezug auf den Primärreferenzeinpassabschnitt 30 angeordnet. Somit ist es gemäß Vorbeschreibung möglich, die Primärreferenzstifte 32 und die Sekundärreferenzstifte 42 und die Sekundärreferenzstifte des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 50 in die Löcher 20 einzupassen, die in einem Abstand voneinander um 120° um den Stator angeordnet sind. Es sollte festgehalten werden, dass, da der Sekundärreferenzeinpassabschnitt 40 und der Sekundärreferenzeinpassabschnitt 50 die gleiche Konfiguration haben, obwohl nur der zweite Sekundärreferenzeinpassabschnitt 40 im Folgenden beschrieben wird, diese Beschreibung auf beide Komponenten angewendet werden kann.
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Ähnlich wie der Primärreferenzstift 32 ist der Sekundärreferenzstift 42 ebenfalls ein vorstehender Abschnitt, der an dem Sammelschienenstützabschnitt 14 vorgesehen ist, und in einer solchen Weise konisch ausgebildet ist, dass sich der Querschnittsbereich des Stiftes allmählich von dem Spitzenende zum Basisende von diesem erhöht. Wie es in 3 gezeigt ist, hat der Sekundärreferenzstift 42 einen kreisförmigen Spitzenabschnitt, während der Querschnitt des Sekundärreferenzstiftes 32 ebenfalls eine im Wesentlichen trapezartige Form hat, wenn der Schnitt entlang der Linie E-E erfolgt, wie es in der Schnittansicht von 5 gezeigt ist. Die Sekundärreferenzstifte 42 sind in die Löcher 20 von der Seite des Spitzenendes eingeführt, um den Stator am Sammelschienenstützabschnitt 14 zu sichern.
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Ähnlich wie die Primärreferenzrippen 36 sind die Sekundärreferenzrippen 46 im Wesentlichen dreieckige Trapezabschnitte, die am Sammelschienenstützabschnitt 14 vorgesehen sind und in vorbestimmten Abständen voneinander um 90° um den Sekundärreferenzstift 42 in der Draufsicht angeordnet sind. Der Querschnittsbereich der Sekundärreferenzrippen 46, der in der Draufsicht von 3 gezeigt ist, erhöht sich allmählich vom Spitzenende zum Basisende von dieser, wobei der Bereich des Spitzenendes kleiner als die Löcher 20 ist und der Bereich des Basisendes größer als die Löcher ist.
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Wenn der Primärreferenzeinpassabschnitt 30 mit dem Sekundärreferenzeinpassabschnitt 40 verglichen wird, ist der Durchmesser des Spitzenendes der Primär- und Sekundärreferenzstiftabschnitte 32 und 42 d1 und d3 (d1·d3), wie es in 2 und 3 gezeigt ist. Die Breite des Basisendes einschließlich der Primär- und Sekundärreferenzrippen 36 und 46 ist d2 und d4 (d4·d2), wie es ebenfalls in 2 und 3 gezeigt ist. Wenn der Durchmesser des Loches 20 „r” gemäß Vorbeschreibung ist, ist die Reihenfolge der Längen d1, d2, d3 und d4 in Bezug auf r d4·d2·r·d1·d3. Daher ist, wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, die Beziehung des Spannspielraums t1 des Primärreferenzeinpassabschnittes 30 in Bezug auf den Spannspielraum t2 des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 40 t2·t1.
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Als Nächstes wird der Betrieb der vorstehenden Struktur beschrieben. Während des Zusammenbauschrittes der elektrischen Rotationsmaschine werden der Primärreferenzstift 32, der Sekundärreferenzstift 42 und der andere Sekundärreferenzstift des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 50 des Sammelschienenstützabschnitts 14, der als das ringförmig Verteilungselement ausgebildet ist, in die im Stator ausgebildeten Löcher 20 eingeführt. Dann werden die Primärreferenzrippen 36, die Sekundärreferenzrippen 46 und die Sekundärreferenzrippen des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 50 in die Löcher durch Presspassen eingefügt, um den Sammelschienenstützabschnitt 14 am Stator zu sichern. Gemäß Vorbeschreibung können aufgrund von Durchmesser (r) des Loches 20. Durchmesser (d1) des Spitzenendes des Primärreferenzstiftes 32. Durchmesser (d3) des Spitzenendes des Sekundärreferenzstiftes 42 die Stifte in die Löcher in einer locker einpassenden Weise während des Beginns des Einführprozesses eingeführt werden. Anders ausgedrückt wird das Positionieren der Komponenten während des frühen Einführstadiums einfacher gestaltet.
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Unter Berücksichtigung der Beziehung t2·t1, wobei t1 der Primärreferenzspannspielraum ist, der der Spannspielraum des Primärreferenzeinpassabschnittes 30 ist, und t2 der Sekundärreferenzspannspielraum ist, der der Spannspielraum des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 40 ist (es ist festzuhalten, dass der Spannspielraum des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 50 ebenfalls t2 ist), können, wenn die Primärreferenzrippen 36 und die Sekundärreferenzrippen 46 und die Sekundärreferenzrippe des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 50 in die Löcher durch Presspassung eingeführt sind, die Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50 mit einem breiteren Spannspielraum für das Positionieren verwendet werden. Außerdem sind, da die Anzahl der Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50 größer als die Anzahl des Primärreferenzeinpassabschnittes 30 ist, die Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50 dominant und kann die Positioniergenauigkeit des Sammelschienenstützabschnitts 14 und des Stators daher verbessert werden.
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Zum Ende des Einführprozesses können der Sammelschienenstützabschnitt 14 und der Stator unter Verwendung der Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50, die einen breiteren Spannspielraum haben, eng gesichert werden, da die Anzahl der Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50 größer als die Anzahl der Primärreferenzeinpassabschnitte 30 ist. Durch das Verbreitern des Spannspielraums der Sekundärreferenzeinpassabschnitte 40, 50, wo viele Stifte vorgesehen sind, kann somit das Schwimmen des Sammelschienenstützabschnitts 14 während des Zusammenbaus der elektrischen Rotationsmaschine abgemildert werden.
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Es sollte festgehalten werden, dass in der vorstehenden Struktur die Primärreferenzrippen 36 und die Sekundärreferenzrippen 46 und die Sekundärreferenzrippe des Sekundärreferenzeinpassabschnittes 50 verwendet werden, um die konische Form der Stifte zu bilden, sodass der Querschnittsbereich der Stifte im Vergleich zu den konischen Stiften, die ohne die Verwendung der Rippen gebildet werden, verringert werden kann. Dieses trägt zu einer Verringerung der Einpassbelastung bei der Installation bei.
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Auch ist die Breite des Spitzenabschnitts des Sekundärreferenzstiftes 42 kleiner als die Breite des Spitzenendes des Primärreferenzstiftes 32, das heißt, d3·d1, und ist der Primärreferenzeinpassabschnitt 30 in der Nähe des Verbindungseinrichtungsabschnitts 12 angeordnet, wodurch ein Klappern, das andernfalls nahe dem Verbindungseinrichtungsabschnitt 12 während des Zusammenbaus auftreten kann, verhindert werden kann.
