DE19924325A1

DE19924325A1 - Elektrische Maschine mit mittels einer Verschaltungsanordnung verschalteten Spulen

Info

Publication number: DE19924325A1
Application number: DE19924325A
Authority: DE
Inventors: Alfred Tareilus; Marcus Van Heyden; Erich Karg; Dieter Bauch-Panetzky; Jens Baumeister; Bernhard Schmitt; Martin Ochs
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 1999-12-23
Also published as: FR2780212B1; FR2780212A1

Abstract

Verschaltungsanordnung zum Verschalten von in einer elektrischen Maschine angeordneten Spulen, die Verbindungsleiter umfaßt, die isoliert voneinander angeordnet sind und die zumindest über einen Teilbereich einer Erstreckung flächig, eine Ebene bestimmend, ausgebildet sind, wobei mit den Verbindungsleitern zumindest jeweils zugeordnete Spulenenden elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Verbindungsleiter zur Bereitstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit Kontaktelementen versehen sind, die über eine Kontaktstelle mit einem Verbindungsleiter verbunden sind und die zu der durch den Verbindungsleiter bestimmten Ebene im Bereich des Kontaktelementes winklig angeordnet sein können.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.

Aus der DE 195 44 830 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt, die einen mit Spulen bestückten Stator umfaßt. Diese Spulen sind mittels einer Verschaltungsanordnung, die voneinander isolierte Verbindungsleiter umfaßt verschaltet. Die Spulenenden der Spulen sind mit den Spulenenden jeweils zugeordneten Verbindungsleitern verbunden. In die ser Schrift sind als Verbindungsleiter ringförmige, vorzugsweise aus Kupfer bestehende, Anschlußfortsätze umfassende Ringe dargestellt, wobei elektrisch leitende Verbindun gen von Wicklungsdrahtenden oder Motoranschlußleitungen durch Verlöten oder Ver schweißen hergestellt werden.

Nachteilig ist jedoch beim Vorsehen von Lötverbindungen, daß bei Verwendung von Weichlot diese Lötverbindungen eine geringe Zuverlässigkeit aufweisen und es zu einem Defekt der elektrischen Maschine in Folge von einem Lösen dieser Verbindung kommen kann. Die Bereitstellung der elektrisch leitenden Verbindungen mittels Hartlötung ist jedoch nicht möglich, da ein Hartlöten aufgrund der guten Wärmeabfuhr der Verbin dungsleiter nicht möglich ist.

Aus der DE 196 47 559 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem mit Spulen versehe nen Ständer bekannt, wobei zur Verschaltung der Spulen Verbindungselemente, die ringförmig ausgebildet sind, vorgesehen sind. Diese ringförmig ausgebildeten Verbin dungselemente sind radial oder axial benachbart und elektrisch isoliert voneinander an geordnet. Zur Verbindung der Spulenenden ist wiederum ein Verlöten vorgesehen, so daß auch hier die zuvor erläuterten Nachteile zum Tragen kommen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde die elektrisch leitenden Verbindungen in Bezug auf Zuverlässigkeit bei geringen Herstellungskosten zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 gegebenen Merkmale gelöst. Die erfindungsgemäßen Verbindungsleiter weisen Kontaktelemente auf. Diese Kontaktelemente sind zumindestens über eine Verbindungsstelle elektrisch leitend mit dem zugeordneten Verbindungsleiter verbunden. Mittels der Kontaktelemente ist eine elektrisch leitende Verbindung zu zumindest zugeordneten Spulenenden herstellbar, wobei die Kontaktelemente zu der durch den jeweiligen Verbindungsleiter bestimmten Ebene zumindestens über einen Teilbereich ihrer Erstreckung winklig angeordnet sein können. Die Kontaktelemente stehen von den Verbindungsleitern ab, was sich im Her stellungsprozeß insbesondere in Bezug auf das Handling, als vorteilhaft herausgestellt hat, da die abstehenden Kontaktelemente leicht zugängig sind.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Kontaktelemente mit den zugeordneten Leiterenden, vorzugsweise Spulenenden, durch Verformung eines der in Kontakt treten den Elemente eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Leiterenden mit den jeweils zugeordneten Kontaktelementen mittels Vorsehen einer formschlüssigen Verbindung, elektrisch leitend zu verbinden. Es kann z. B. vorgesehen sein, die Leiterenden jeweils um in Form von Kontaktstegen abstehen den Kontaktelemente zu wickeln. Solch eine Verbindung ist zum einen leicht herstellbar und zum anderen weist solch eine elektrisch leitende Verbindung eine hohe Zuverlässig keit auf. Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, Krimpverbindungen vorzuse hen, die eine besonders hohe Zuverlässigkeit aufgrund eines die elektrische Verbindung gewährleistenden Federelementes aufweisen.

Vorzugsweise ist das Kontaktelement flächig ausgebildet, wobei das jeweilige Leiteren de durch Umformung des Kontaktelementes von demselben ummantelt wird. Solche elektrisch leitenden Verbindungen sind leicht herstellbar und weisen eine besonders ho he Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer auf.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in Unteransprüchen beschrieben.

Anhand einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher beschrie ben. Es zeigt:

Fig. 1 Verschaltungsanordnung;

Fig. 2 Verschaltungsanordnung mit drei Verbindungsleitern;

Fig. 3 Seitenansicht von Fig. 2;

Fig. 4a-e Kontaktelemente.

Der prinzipielle Aufbau einer Verschaltungsanordnung 1 wird zunächst anhand von Fig. 1 bis Fig. 3 näher beschrieben. In Fig. 1 ist eine Verschaltungsanordung 1 zum Ver schalten von Spulen 3 eines Stators dargestellt. Diese Verschaltungsanordnung 1 umfaßt drei Verbindungsleiter 5, die jeweils über einen Verschaltungsanschluß 27 mit Strom beaufschlagbar sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Spulen 3 mittels der Verbindungsleiter 5 in einer Dreiecks-Schaltung miteinander verschaltet. Durch zu sätzliche Verbindungsleiter 5, oder Segmentierung der Verbindungsleiter in radialer oder tangentialer Richtung sind auch Stern-Schaltungen oder jede andere Schaltungsanord nung realisierbar. Die Spulen 3 weisen jeweils zwei Spulenenden 9 auf, die jeweils mit einem zugeordneten Verbindungsleiter 5 elektrisch leitend verbunden sind. Die Verbin dungsleiter 5 sind in Fig. 2 und 3 näher dargestellt. Die Verbindungsleiter 5 sind flächig ausgebildet und weisen Ringform auf. Zwischen den benachbart angeordneten Verbin dungsleitern ist jeweils eine Isolierung 6 angeordnet, durch die die Verbindungsleiter 5 jeweils voneinander elektrisch isoliert sind. Jeder Verbindungsleiter 5 ist jeweils mit ei nem Verschaltungsanschluß 27 versehen. Die Verbindungsleiter sind mit Durchführun gen 21 und mit Kontaktelementen versehen. Mittels der Kontaktelemente 11 sind die Spulenenden 9 mit dem jeweils zugeordneten Verbindungsleiter 5 elektrisch leitend verbindbar.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungen von Kontaktelementen anhand von Fig. 4a bis 4e näher beschrieben. Die Verbindungsleiter 5 weisen flächige Elemente 12 auf, die mittels vorgesehener Ausnehmungsprofile 23 herausgebildet sind. Diese flächi gen Elemente 12 sind Teil der Kontaktelemente 11, die zu einer durch den Verbindungs leiter 5 bestimmten Ebene 7 winklig angeordnet sind, wie in Fig. 4b-4e dargestellt. Es kann auch vorgesehen sein die flächigen Elemente 12 aus der in Fig. 4a dargestellten Anordnung heraus um ein an demselben angelegtes Leiterende herumzubiegen. Bei solch einer Ausführungsform des Kontaktelementes 11, ragt dasselbe in, in den be nachbarten Verbindungsleitern 5 ausgebildete herausgebildete Ausnehmungen 21 hin ein.

Bei der in Fig. 4b folgende dargestellten Ausführung von Kontaktelementen 11 werden durch die herausgelösten flächigen Elemente 12 der Kontaktelemente 11 Durchgriffe 14 herausgebildet, durch die die Spulenenden 9 den jeweiligen Verbindungsleiter 5 durch greifen. Die flächigen Elemente sind über Kontaktstellen 13, die als Verbindungssteg 25 ausgebildet sein können, mit dem jeweiligen Verbindungsleiter 5 elektrisch leitend ver bunden. Zur Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen Kontaktelement und Spulenende werden die flächigen Elemente 12 der Kontaktelemente 11 jeweils mit dem zugeordneten Spulenende formschlüssig verbunden (Fig. 4a-c, 4e). Zur Erhöhung der Belastbarkeit des elektrisch leitenden Kontaktes kann auch noch ein Federelement, hier in Form einer koaxial angeordneten Hülse 17, vorgesehen sein (Fig. 4d). Bei dem in Fig. 4e dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kontaktelement 11 einen Kontakt steg 29 auf, mit dem das Spulenende formschlüssig verbunden wird. Die aus der durch den Verbindungsleiter 5 gebildeten Ebene herausragende Spulenenden 9 bzw. Kontak telemente 11 ragen in, in den angrenzenden Verbindungselementen, ausgebildeten Ausnehmungen 21 hinein.

Bezugszeichenliste

1

Verschaltungsanordnung

3

Spulen

5

Verbindungsleiter

6

Isolierung

7

Ebene

9

Spulenenden

11

Kontaktelement

12

flächiges Element

13

Kontaktstelle

14

Durchgriffe

15

Krimpverbindung

17

Hülse

21

Ausnehmung

23

Ausnehmungsprofil

25

Verbindungssteg

27

Verschaltungsanschluß

29

Kontaktsteg

Claims

1. Verschaltungsanordnung zum Verschalten von in einer elektrischen Maschine ange ordneten Spulen, die Verbindungsleiter umfaßt, die isoliert voneinander angeordnet sind und die zumindestens über einen Teilbereich einer Erstreckung flächig, eine Ebe ne bestimmend, ausgebildet sind, wobei mit den Verbindungsleitern zumindestens jeweils zugeordnete Spulenenden elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleiter (5) zur Bereitstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit Kontaktelementen (11) versehen sind, die über eine Kontaktstelle (13) mit einem Verbindungsleiter (5) verbunden sind und die zu der durch den Verbindungsleiter (5) bestimmten Ebene im Bereich des Kontaktelementes (11) winklig angeordnet sein können.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Verbindungsleiter (5) zugeordneten Kontaktelemente (11) einstückig mit demselben ausbildbar sind.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (11) mit einem zugeordneten Spulenende (9) jeweils zur Be reitstellung der elektrisch leitenden Verbindung durch Verformung eines der in Kon takt treten den Elemente herstellbar ist.

4. Elektrische Maschine nach zumindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Kontaktelementes (11) eine Verbindung in Form einer Krimpverbin dung (15) bereitgestellt ist.

5. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung mittels Formanpassung des Spulenendes (9) an einen winklig zum Verbindungselement angeordneten Kontaktsteg (29) herstell bar ist.

6. Elektrische Maschine nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleiter (5) durchdringende Ausnehmungsprofile (23) zur Heraus bildung von Kontaktelementen (11) aufweisen, wobei die Kontaktelemente (11) über zumindestens einen verbleibenden Verbindungssteg (25) mit dem Verbindungslei ter (5) verbunden sind.