DE202012013550U1 - Interconnected stator arrangement of an electric motor, interconnection device and use of a flat connector therein - Google Patents

Interconnected stator arrangement of an electric motor, interconnection device and use of a flat connector therein Download PDF

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Abstract

Verschaltungseinrichtung (2) für eine Stator-Anordnung (1) eines Elektromotors, welcher mittels einer, auf einer Leiterplatte (15) getragenen Steuerelektronik (14) steuerbar ist, wobei die Stator-Anordnung (1) ein Statorblechpaket (3) mit durch Statornuten (4) verlaufenden und auf Stirnseiten des Statorblechpaketes (3) jeweils einen Wickelkopf (5) bildenden Statorwicklungen (6) umfasst, welche durch die Verschaltungseinrichtung (2) untereinander und mit Versorgungsleitungen elektrisch verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschaltungseinrichtung (2) aus der die Steuerelektronik (14) tragenden Leiterplatte (15) sowie aus in der Leiterplatte (15) befestigten, untereinander durch auf der Leiterplatte (15) verlaufende Leiterbahnen (17) elektrisch verbundenen Flachstecker (16) gebildet ist.Interconnection device (2) for a stator arrangement (1) of an electric motor which can be controlled by means of control electronics (14) carried on a printed circuit board (15), wherein the stator arrangement (1) comprises a stator lamination stack (3) with stator slots (3). 4) extending and on front sides of the stator lamination stack (3) in each case a winding head (5) forming stator windings (6), which by the interconnection device (2) with each other and with supply lines are electrically connected, characterized in that the interconnection device (2) from the the control electronics (14) carrying the printed circuit board (15) and from in the printed circuit board (15) attached to each other by on the circuit board (15) extending conductor tracks (17) electrically connected flat plug (16) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschaltungseinrichtung für eine Stator-Anordnung eines Elektromotors, welcher mittels einer, auf einer Leiterplatte getragenen Steuerelektronik steuerbar ist, wobei die Stator-Anordnung ein Statorblechpaket mit durch Statornuten verlaufenden und auf Stirnseiten des Statorblechpaketes jeweils einen Wickelkopf bildenden Statorwicklungen umfasst, welche durch die Verschaltungseinrichtung untereinander und mit Versorgungsleitungen elektrisch verbindbar sind. The invention relates to an interconnection device for a stator arrangement of an electric motor, which is controllable by means of a, carried on a circuit board control electronics, wherein the stator assembly comprises a stator lamination with extending through stator and on end faces of the stator lamination each winding head forming stator windings, which by the interconnection device can be electrically connected with one another and with supply lines.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine verschaltete Stator-Anordnung mit einer derartigen Verschaltungseinrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung eines Flachsteckers in einer derartigen Verschaltungseinrichtung. Furthermore, the invention relates to a connected stator arrangement with such a connection device. Moreover, the invention relates to the use of a tab in such a circuit device.

Um Wickeldrähte von Elektromotoren zu verschalten, gibt es verschiedene Systeme, wobei insbesondere solche als besonders montagefreundlich anzusehen sind, die auf der sogenannten Schneidklemmtechnik zum Kontaktieren der Drahtenden beruhen. To interconnect winding wires of electric motors, there are various systems, in particular those are to be regarded as particularly easy to install, based on the so-called insulation displacement technology for contacting the wire ends.

Mittels dieser Technik sind bekanntermaßen die Statorwicklungen einer Stator-Anordnung eines Elektromotors verbunden, welcher aus der internationalen Patentanmeldung WO 2010/066492 A2 bekannt ist. In dem genannten Dokument ist eine Verschaltungseinrichtung der eingangs genannten Art beschrieben, die aus einem mehrteiligen, Klemmkontakte tragenden Kontaktring gebildet ist. In einem als bevorzugt beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht der Kontaktring dabei aus insgesamt acht, konzentrisch zueinander zu montierenden Einzelringen. Die Steuerelektronik des als Innenläufer ausgebildeten bekannten Motors befindet sich auf einer stirnseitigen Platte, die der Lagerung der Rotorwelle dient.By means of this technique, as is known, the stator windings of a stator arrangement of an electric motor are connected, which are known from the international patent application WO 2010/066492 A2 is known. In the cited document, an interconnection device of the type mentioned is described, which is formed from a multi-part, clamping contacts bearing contact ring. In an embodiment described as preferred, the contact ring consists of a total of eight concentric to each other to be mounted single rings. The control electronics of the known motor designed as an internal rotor is located on a frontal plate which serves to support the rotor shaft.

Auch in der europäischen Patentanmeldung EP 2 306 622 A1 ist ein Elektromotor mit einer Verschaltungseinrichtung der eingangs genannten Art beschrieben. Die Stator-Anordnung des Motors weist eine Einrichtung zur elektrischen Verschaltung auf. Diese Einrichtung besteht aus einer kreis- bzw. kreisringförmigen, in einer zur Stator-Längsachse senkrechten Ebene liegenden Schaltscheibe, die auf einer Stator-Stirnseite den Bereich des Wickelkopfes der Statorwicklungen überdeckt und die auf ihrer dem Wickelkopf zugewandten Innenseite elektrische Verbindermittel zum Verschalten von Wicklungsdrahtenden der Statorwicklungen untereinander und mit den Versorgungsleitungen aufweist. Die Verbindermittel bestehen aus Drahtleitern, die mit einem bestimmten, in Umfangsrichtung mäanderartigen Verlauf derart in Fixiermitteln der Schaltscheibe geführt und fixiert sind, dass sie durch einfaches axiales Aufsetzen der Schaltscheibe auf das Statorblechpaket selbsttätig über Schneidklemmkontakte kontaktiert werden, die in einer Stator-Umspritzung aus Kunststoff gehaltert sind. Eine auf diese Weise vormontierte Stator-Anordnung kann dann durch einen axialen Steckfügevorgang mit einer Motorelektronik verbunden werden.Also in the European patent application EP 2 306 622 A1 an electric motor is described with an interconnection device of the type mentioned. The stator arrangement of the motor has a device for electrical connection. This device consists of a circular or annular, lying in a plane perpendicular to the stator longitudinal axis switching disc which covers the region of the winding winding of the stator windings on a stator end face and on its winding side facing the inside electrical connector means for interconnecting winding wire ends Stator windings with each other and with the supply lines. The connector means consist of wire conductors which are guided and fixed in a certain meandering in the circumferential direction in fixing means of the switching disc that they are contacted by simple axial placement of the indexing disc on the stator lamination automatically via insulation displacement contacts in a stator encapsulation of plastic are held. A pre-assembled in this way stator assembly can then be connected by an axial Steckfügevorgang with engine electronics.

Ein Elektromotor mit einer derartigen Verschaltungseinrichtung hat sich in der Praxis bewährt, jedoch sind die Drahtdurchmesser in der Schaltscheibe und die Querschnitte der Kontakte maßlich begrenzt, weswegen es nur möglich ist, bestimmte Maximalströme zu schalten, da anderenfalls eine zulässige Stromdichte überschritten würde. An electric motor with such an interconnection device has proven itself in practice, however, the wire diameter in the indexing disk and the cross-sections of the contacts are dimensionally limited, so it is only possible to switch certain maximum currents, otherwise an allowable current density would be exceeded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine konstruktiv einfache und montagefreundliche Verschaltungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art sowie eine mit einer derartigen Verschaltungseinrichtung verschaltete Stator-Anordnung zu schaffen, wobei dadurch ohne Überschreitung von zulässigen Stromdichten eine Verschaltung von Statorwicklungen ermöglicht werden soll, in denen hohe Ströme fließen. The invention is based on the object to provide a structurally simple and easy to assemble interconnecting device of the type described above and a interconnected with such interconnecting stator arrangement, thereby an interconnection of stator windings is to be made possible without exceeding allowable current densities, in which high currents flow.

Diese Aufgabe wird für die Verschaltungseinrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass diese aus der die Steuerelektronik tragenden Leiterplatte sowie aus in der Leiterplatte befestigten, untereinander durch auf der Leiterplatte verlaufende Leiterbahnen elektrisch verbundenen Flachsteckern gebildet ist. This object is achieved for the interconnection device according to the invention in that it is formed from the printed circuit board carrying the control electronics as well as from flat printed circuit boards which are fastened to one another in the printed circuit board and are interconnected by interconnects running on the printed circuit board.

Für die Stator-Anordnung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in ihr die Statorwicklungen untereinander und/oder mit Versorgungsleitungen mit einer derartigen erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung elektrisch verbunden sind. For the stator arrangement, this object is achieved in that in the stator windings are electrically connected to each other and / or with supply lines with such interconnection device according to the invention.

Auch der Verwendung der Flachstecker in der erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung wird erfinderische Bedeutung beigemessen. Also, the use of the tab in the interconnection device according to the invention is attributed inventive significance.

Durch die erfindungsgemäße integrative Verbindung von Steuerelektronik und den der Verschaltung dienenden Elementen „Flachstecker“ und „Leiterbahnen“ auf einer gemeinsamen Leiterplatte gelingt es, dass auf zusätzliche Bauteile der bekannten Art, wie es der beschriebene Kontaktring oder die bekannte Schaltscheibe sind, verzichtet werden kann. Vorteilhafterweise verringert sich dabei mit dem konstruktiven Aufwand auch der Montageaufwand gegenüber dem bekannten Stand der Technik, insofern ein Bauteil weniger montiert werden muss. Die Schaltung der Statorwicklungen kann durch den Einsatz der Leiterplatte als Träger, auf dem neben der Elektronik auch die Verschaltungselemente angeordnet sind, insbesondere durch eine weitestgehend variable Gestaltung der Leiterbahnen-Züge, in optimaler Weise in einer gewünschten Ausführung realisiert werden. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß auf einfache Weise möglich, die Flachstecker und Leiterbahnen mit einem derart großen elektrisch leitenden Querschnitt auszuführen, dass auch bei hohen Stromstärken eine maximal zulässige Stromdichte nicht überschritten wird. Die Flachstecker können dabei in technologisch wenig aufwändiger Weise als Biege-Stanzteile ausgeführt sein.The inventive integrative connection of control electronics and the interconnection serving elements "tabs" and "traces" on a common circuit board manages that it is possible to dispense with additional components of the known type, as the described contact ring or the known switching disc. Advantageously, this reduces the cost of assembly and the assembly compared to the known prior art, insofar as a component must be mounted less. The circuit of the stator windings can be arranged by the use of the circuit board as a carrier, on the next to the electronics and the interconnection elements, in particular by a largely variable design of the conductor tracks, in optimally be realized in a desired execution. Moreover, according to the invention, it is possible in a simple manner to design the tabs and printed conductors with such a large electrically conductive cross-section that a maximum permissible current density is not exceeded even at high current intensities. The tabs can be carried out in a technologically less complicated way as bending stamped parts.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand mehrerer in den beiliegenden Zeichnungsfiguren dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims and the following description. On the basis of several embodiments shown in the accompanying drawing figures, the invention will be explained in more detail. Show it:

1 eine perspektivische Draufsicht auf eine exemplarische Ausführung einer Stator-Anordnung eines Elektromotors, welche mittels einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung verschaltbar ist, 1 3 a perspective top view of an exemplary embodiment of a stator arrangement of an electric motor which can be interconnected by means of an interconnection device according to the invention,

2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 zur Veranschaulichung eines ersten und eines zweiten Verschaltungsschrittes der Stator-Anordnung, 2 an enlarged section 1 to illustrate a first and a second interconnecting step of the stator assembly,

3 in Explosionsdarstellung, eine Vorderansicht der in 1 und 2 dargestellten Stator-Anordnung zusammen mit einer exemplarischen Ausführung einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung zur Veranschaulichung eines dritten Verschaltungsschrittes der Stator-Anordnung, 3 in an exploded view, a front view of the in 1 and 2 illustrated stator assembly together with an exemplary embodiment of an interconnection device according to the invention for illustrating a third interconnection step of the stator assembly,

4 eine perspektivische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines in einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung einsetzbaren Flachsteckers, 4 1 is a perspective top view of a first embodiment of a tab insert which can be used in a circuit arrangement according to the invention,

5 eine perspektivische Draufsicht der in 1 bis 3 dargestellten, mittels einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung verschalteten Stator-Anordnung, 5 a top perspective view of 1 to 3 illustrated, interconnected by means of a circuit arrangement according to the invention stator assembly,

6 eine perspektivische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung, 6 a perspective top view of a further embodiment of an interconnection device according to the invention,

7 einen vergrößerten Ausschnitt der in 6 mit X bezeichneten Einzelheit, 7 an enlarged section of the in 6 with detail designated X,

8 eine perspektivische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines in einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung einsetzbaren Flachsteckers, 8th a perspective top view of a second embodiment of a usable in a circuit according to the invention tabs,

9 eine perspektivische Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines in einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung einsetzbaren Flachsteckers. 9 a perspective top view of a third embodiment of a usable in a circuit according to the invention tabs.

Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels eine erfinderische Bedeutung haben. For the following description is expressly emphasized that the invention is not limited to the embodiments and not all or several features of combinations of features described, but each individual feature of each embodiment can also be detached from all other described in connection therewith features for themselves and also have an inventive meaning in combination with any features of another embodiment.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind dieselben Teile auch stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden. In the various figures of the drawing, the same parts are always provided with the same reference numerals, so that they are usually described only once in each case.

Wie zunächst aus 1 hervorgeht, weist eine Stator-Anordnung 1 eines Elektromotors, welche mittels einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung 2 verschaltbar ist, wie sie in zwei verschiedenen Ausführungen beispielhaft durch 3 sowie 5 bis 7 veranschaulicht wird, ein Statorblechpaket 3 mit durch Statornuten 4 verlaufenden und auf Stirnseiten des Statorblechpaketes 3 jeweils einen Wickelkopf 5 bildenden Statorwicklungen 6 auf. Das Statorblechpaket 3 bildet dabei sogenannte Zähne 3a aus. Wie die beiden Enden der Wickeldrähte 7 in 1 zeigen, sind in spezieller Ausführung die Wickeldrähte 7 jeweils doppelt um die Zähne 3a gewickelt, damit einerseits die pro Draht 7 zulässige Stromdichte nicht überschritten wird, jedoch andererseits zur Erzielung hoher elektromotorischer Kräfte ein Strom hoher Stärke durch die Statorwicklungen 6 geführt werden kann. Die Drähte 7 können dabei insbesondere Durchmesser im Bereich von 0,8 mm bis 1,8 mm aufweisen, wobei eine Stromdichte von 10 A pro mm2 oder kurzfristig auch bis zu 15 A pro mm2 vorliegen kann.As first off 1 shows, has a stator assembly 1 an electric motor, which by means of an interconnection device according to the invention 2 is interconnectable, as exemplified in two different versions 3 such as 5 to 7 is illustrated, a stator lamination 3 with through stator slots 4 extending and on front sides of the stator lamination 3 one winding head each 5 forming stator windings 6 on. The stator core 3 forms so-called teeth 3a out. Like the two ends of the winding wires 7 in 1 show, in special design, the winding wires 7 each twice around the teeth 3a wrapped, on the one hand the per wire 7 permissible current density is not exceeded, but on the other hand, to achieve high electromotive forces, a high current through the stator windings 6 can be performed. The wires 7 may in particular have diameters in the range of 0.8 mm to 1.8 mm, wherein a current density of 10 A per mm2 or in the short term may also be up to 15 A per mm2.

Wie bereits ausgeführt, veranschaulicht 2 die ersten beiden Verschaltungsschritte der Stator-Anordnung 1, um die um die Zähne 3a verlaufenden Statorwicklungen 6 in einer gewünschten Spulenfolge zu schalten. Im ersten Schritt werden – wie im linken Bereich der 2 gezeigt ist – die Enden der Wickeldrähte 7 in parallel zur Statorlängsachse X-X verlaufende Schlitze 9 von an der Stator-Anordnung 1 befindlichen Taschen 8 eingelegt. Die Taschen 8 werden durch die Schlitze 9 quergeteilt und sind bevorzugt in einer bestimmten Umfangsverteilung in einem ringstegförmigen Fortsatz 10 einer aus Kunststoff bestehenden Stator-Umspritzung gebildet.As already stated, illustrated 2 the first two interconnection steps of the stator assembly 1 to those around the teeth 3a extending stator windings 6 to switch in a desired coil sequence. In the first step - as in the left area of the 2 shown - the ends of the winding wires 7 in parallel to the stator axis XX extending slots 9 from at the stator arrangement 1 located bags 8th inserted. The bags 8th be through the slots 9 transversely divided and are preferably in a certain circumferential distribution in a ring-web-shaped extension 10 formed of a plastic stator encapsulation.

In einem zweiten Schritt werden dann – wie im mittleren Bereich der 2 gezeigt ist – Schneidklemmkontakte 11 in die Taschen 8, insbesondere form- und kraftschlüssig, eingefügt, wobei die Schneidklemmkontakte 11 in Längsnuten 12 gehalten sind, die sich beidseitig des Schlitzes 9 in
jeder Tasche 8 befinden. In der dargestellten Ausführung sind die Schneidklemmkontakte 11 als Doppelkontakte ausgeführt, und in Anpassung daran sind auch die Taschen 8 ausgeführt. Das heißt, dass jede Tasche 8 in spezieller Ausführung nicht nur einen Schlitz 9, sondern zwei Schlitze 9 mit beidseitig davon befindlichen Längsnuten 12 aufweist. Die beiden mittleren Längsnuten 12 – jeweils zur Aufnahme der einen Hälfte 11a und der, über einen Steg 11c verbundenen anderen Hälfte 11b des jeweiligen Schneidklemmkontaktes 11 – können dabei zwischen sich keinen Materialsteg aufweisen, so dass sie eine einzige Nut 12 bilden. Beim Einpressen der Schneidklemmkontakte 11 in die Taschen 8 werden die Wickeldrähte 7 durch an einer Querseite befindliche Schneiden 13 angeschnitten und somit mit den Schneidlemmkontakten 11 elektrisch verbunden. Im dargestellten Fall werden dabei mittels der Schneidklemmkontakte auch jeweils zwei Wickeldrähte 7 gleichzeitig parallel geschaltet.In a second step, then - as in the middle area of the 2 is shown - insulation displacement contacts 11 in the pockets 8th . in particular positive and non-positive, inserted, wherein the insulation displacement contacts 11 in longitudinal grooves 12 are held, which are located on both sides of the slot 9 in
every bag 8th are located. In the illustrated embodiment, the insulation displacement contacts 11 designed as double contacts, and in adaptation to it are also the pockets 8th executed. That means that every bag 8th in special design not just a slot 9 but two slots 9 with longitudinal grooves located on both sides thereof 12 having. The two middle longitudinal grooves 12 - each to accommodate one half 11a and the, over a footbridge 11c connected other half 11b of the respective insulation displacement contact 11 - Can have between them no material web, so that they have a single groove 12 form. When pressing in the insulation displacement contacts 11 in the pockets 8th become the winding wires 7 by cutting located on a transverse side 13 cut and thus with the Schneidlemmkontakten 11 electrically connected. In the illustrated case, in each case two winding wires are thereby by means of the insulation displacement contacts 7 simultaneously connected in parallel.

In einem abschließenden, durch 3 veranschaulichten dritten und letzten Verschaltungsschritt der Stator-Anordnung 1 wird diese mit einer erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung 2 verbunden, welche erfindungsgemäß aus einer eine Steuerelektronik 14 tragenden Leiterplatte 15 sowie aus in der Leiterplatte 15 befestigten, untereinander durch auf der Leitplatte 15 verlaufende Leiterbahnen elektrisch verbundene erfindungsgemäße Flachstecker 16 gebildet ist.In a final, by 3 illustrated third and last interconnection step of the stator assembly 1 this is with an interconnection device according to the invention 2 connected, which according to the invention from a control electronics 14 carrying circuit board 15 as well as in the circuit board 15 fastened, with each other on on the guide plate 15 extending conductor tracks electrically connected flat plug according to the invention 16 is formed.

Exemplarisch für die Steuerelelektronik 14 sind dabei in 3 und 6 drei Hall-Sensoren jeweils mit dem Bezugszeichen 14a separat bezeichnet.Exemplary for the Steuerelelektronik 14 are in there 3 and 6 three Hall sensors, each with the reference numeral 14a indicated separately.

Verschiedene, im Detail noch nachstehend beschriebene Ausführungen von erfindungsgemäß einsetzbaren Flachsteckern 16, welche in die Leiterplatte 15 vorzugsweise eingepresst oder eingelötet sein können, sind in 4, 8 und 9 als Einzelteile dargestellt.Various, described in detail below embodiments of inventively used flat connectors 16 which are in the circuit board 15 can preferably be pressed or soldered are in 4 . 8th and 9 shown as individual parts.

Die jeweils mit dem Bezugszeichen 17 versehenen Leiterbahnen auf der Leiterplatte 15 sind 5 und 6 zu entnehmen.Each with the reference numeral 17 provided conductor tracks on the circuit board 15 are 5 and 6 refer to.

Durch das Aufsetzen der Verschaltungseinrichtung 2 im dritten Verschaltungsschritt, wobei die Leiterplatte 15 insbesondere in einer zu einer Stator-Längsachse X-X senkrechten Ebene des Elektromotors angeordnet wird, kommt es dazu, dass die Flachstecker 16 die in den Taschen 8 befindlichen Schneidklemmkontakte 11 kontaktieren und dadurch die gewünschte Schalt-Reihenfolge der einzelnen Statorwicklungen 6 hergestellt wird.By placing the interconnection device 2 in the third interconnection step, wherein the circuit board 15 is arranged in particular in a plane perpendicular to a stator longitudinal axis XX plane of the electric motor, it comes that the tabs 16 in the pockets 8th located insulation displacement contacts 11 contact and thereby the desired switching order of the individual stator windings 6 will be produced.

Die Leiterbahnen 17 auf der Leiterplatte 15 können insbesondere eine Breite B im Bereich von 1 mm bis 15 mm, vorzugsweise von 5 bis 8 mm, besonders bevorzugt von 6 mm, aufweisen. Eine jeweilige Dicke D, die die Leiterbahnen 17 aufweisen, kann im Bereich von 70 μm bis 180 μm, vorzugsweise von 100 μm bis 130 μm, besonders bevorzugt bei 115 μm, liegen. Durch die Wahl der Breite B und Dicke D kann mit Vorteil der jeweilige Querschnitt der Leiterbahnen 17 entsprechend der zulässigen bzw. gewünschten Stromdichte auf einfache Weise eingestellt werden.The tracks 17 on the circuit board 15 In particular, they may have a width B in the range from 1 mm to 15 mm, preferably from 5 to 8 mm, particularly preferably 6 mm. A respective thickness D, the conductor tracks 17 may be in the range of 70 microns to 180 microns, preferably from 100 microns to 130 microns, more preferably at 115 microns. By choosing the width B and thickness D can advantageously the respective cross section of the conductor tracks 17 be set in a simple manner according to the permissible or desired current density.

Wie insbesondere die Figuren zeigen, welche die Flachstecker 16 als Einzelteile zeigen, können diese vorzugsweise, insbesondere einstückig, als Biege-Stanzteile aus Blech hergestellt sein. Ein bevorzugter Werkstoff, welcher nur einen vergleichsweise geringen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, ist dabei Kupfer oder eine Kupferlegierung, wie CuSn6. Eine Kupferlegierung bietet den Vorteil, dass durch die darin enthaltenen Legierungselemente eine – verglichen mit nahezu reinem Kupfer – höhere Federelastizität des Bleches eingestellt werden kann, was sich im Hinblick auf die Ausbildung einer kraft- und formschlüssigen, insbesondere klemmenden, später aber wieder lösbaren Verbindung der Flachstecker 16 mit den Schneidklemmkontakten 11 und/oder vorher schon mit der Leiterplatte 15 als Vorteil erweisen kann.As particularly the figures show which the tabs 16 show as individual parts, these may preferably be made of sheet metal, in particular in one piece, as bending stamped parts. A preferred material, which has only a comparatively low specific electrical resistance, is copper or a copper alloy, such as CuSn6. A copper alloy has the advantage that by the alloying elements contained therein - compared to almost pure copper - higher spring elasticity of the sheet can be adjusted, which in terms of the formation of a positive and positive, especially clamping, but later releasable connection of tabs 16 with the insulation displacement contacts 11 and / or before with the circuit board 15 can prove to be an advantage.

Auf die Oberfläche der Flachstecker 16 kann vorzugsweise jeweils eine, insbesondere 2 μm bis 10 μm dicke, Nickelschicht und/oder eine, insbesondere ebenfalls 2 μm bis 10 μm dicke, galvanische Zinnschicht aufgebracht sein. Durch eine derartige Beschichtung kann ein Korrosionsschutz, aber auch eine Minimierung des elektrischen Übergangswiderstandes zwischen dem Flachstecker 16 und den Schneidklemmkontakten 11 bzw. der Leiterplatte 15 herbeigeführt werden.On the surface of the tabs 16 For example, it is possible in each case for one, in particular 2 μm to 10 μm thick, nickel layer and / or one, in particular also 2 μm to 10 μm thick, galvanic tin layer to be applied. By such a coating, a corrosion protection, but also a minimization of the electrical contact resistance between the tab 16 and the insulation displacement contacts 11 or the circuit board 15 be brought about.

Die Gemeinsamkeit aller in 4, 8 und 9 als jeweils als Einzelteile dargestellten Ausführungen von erfindungsgemäßen Flachsteckern 16 besteht darin, dass diese einen insbesondere ebenen Basisabschnitt 16a aufweisen, von dem – etwa im rechten Winkel – mindestens ein Klemmkontakt 16b, vorzugsweise zwei oder mehr Klemmkontakte 16b abstehen. Diese Klemmkontakte 16b sind dazu bestimmt, bei der Verschaltung in zu ihnen komplementär ausgebildete Aufnahmeöffnungen 11d der Schneidklemmkontakte 11 (2) eingeführt und dort verklemmt zu werden. Zu diesem Zweck können die Klemmkontakte 16b – wie dargestellt – insbesondere jeweils eine längliche, an die Aufnahmeöffnungen 11d der Schneidklemmkontakte 11 angepasste, ausgebauchte bzw. bikonvexe Form und/oder zur Erleichterung eines federelastischen Verhaltens eine zentrale Durchbrechung 16c aufweisen. Die Anzahl der Klemmkontakte 16b kann je nach Strombelastung variiert werden.The commonality of everyone in 4 . 8th and 9 as each illustrated embodiments of flat tabs according to the invention 16 is that these a particular flat base section 16a have, of which - at about a right angle - at least one terminal contact 16b , preferably two or more terminal contacts 16b protrude. These clamp contacts 16b are intended, in the interconnection in complementary to them trained receiving openings 11d the insulation displacement contacts 11 ( 2 ) and to be clamped there. For this purpose, the terminal contacts 16b - As shown - in particular in each case an elongated, to the receiving openings 11d the insulation displacement contacts 11 adapted, bulged or biconvex shape and / or to facilitate a resilient behavior a central opening 16c exhibit. The number the terminal contacts 16b can be varied depending on the current load.

Wie die verschiedenen Ausführungen zeigen, können die Flachstecker 16 mit Vorteil jeweils mindestens eine Steckfahne 16d und/oder eine Anschlussfahne 16e, vorzugsweise jedoch zwei oder mehr Steckfahnen 16d und/oder Anschlussfahnen 16e, 16f aufweisen, die vorzugsweise von dem jeweiligen Basisabschnitt 16a rechtwinklig abstehen. Über diese Fahnen 16d, 16e kann ein Stecken und/oder beispielsweise ein Verlöten mit der Leiterplatte 15 – siehe z. B. mittels der Steckfahnen 16d in die Leiterplatte 15 gesteckte Flachstecker 16 in 5 – und/oder eine Verbindung von Wicklungen – siehe hierzu Anschlussfahnen 16e in 7 und 8 – und/oder eine Lötverbindung – siehe hierzu geeignete Anschlussfahnen 16f in 7 und 9 – erfolgen.As the various designs show, the tabs can 16 with advantage in each case at least one plug-in flag 16d and / or a connection lug 16e , but preferably two or more plugs 16d and / or connection flags 16e . 16f preferably from the respective base portion 16a stand out at right angles. About these flags 16d . 16e may be a plugging and / or for example, a soldering to the circuit board 15 - see, for. B. by means of the tabs 16d in the circuit board 15 inserted flat plug 16 in 5 - and / or a connection of windings - see connection lugs 16e in 7 and 8th - and / or a solder joint - see suitable connection flags 16f in 7 and 9 - respectively.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Mittel und Maßnahmen. So kann beispielsweise die Leiterplatte 15 – wie z. B. in 5 dargestellt – einen an eine Querschnittsform der Stirnfläche der Stator-Anordnung 1 angepassten Grundriss aufweisen, muss aber in der entsprechenden Anpassung nicht zwangsläufig insbesondere kreisringförmig ausgebildet sein.The present invention is not limited to the illustrated embodiments, but includes all means and measures in the sense of the invention having the same effect. For example, the circuit board 15 - such. In 5 shown - a to a cross-sectional shape of the end face of the stator assembly 1 have adapted floor plan, but must not necessarily be formed in particular annular in the corresponding adjustment.

Auch kann der Fachmann weitere zweckmäßige technische Maßnahmen vorsehen, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So zeigen beispielsweise 3 und 5, dass neben der Steckverbindung zwischen Leiterplatte 15 und Stator-Anordnung 1 vorgesehen sein kann, dass die Leiterplatte 15 mit der Stator-Anordnung 1 mit Hilfe von Schrauben 18 zusätzlich verbindbar bzw. verbunden ist. Eine aus der erfindungsgemäßen Verschaltungseinrichtung 2 und der Stator-Anordnung 1 gebildete Baueinheit kann so problemlos als vormontiertes Montageteil zur Herstellung eines Elektromotors hergestellt und vertrieben werden.Also, the skilled person can provide further expedient technical measures without departing from the scope of the invention. For example, show 3 and 5 that in addition to the connector between circuit board 15 and stator arrangement 1 It can be provided that the circuit board 15 with the stator arrangement 1 with the help of screws 18 additionally connectable or connected. One from the interconnection device according to the invention 2 and the stator assembly 1 formed unit can be easily prepared and sold as a pre-assembled mounting part for the production of an electric motor.

Ferner ist die Erfindung nicht auf die in den Ansprüchen 1, 11 und 16 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist die Anspruchsfassung lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen. Furthermore, the invention is not limited to the combinations of features defined in claims 1, 11 and 16, but may also be defined by any other combination of particular features of all individually disclosed features. This means that in principle virtually every individual feature of the independent claims can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claim form is to be understood only as a first formulation attempt for an invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Stator-Anordung Stator arrangement
22
Verschaltungseinrichtung Connecting device
33
Statorblechpaket von 1 Stator laminated core of 1
3a3a
Zahn von 3 Tooth of 3
44
Statornut von 1 Statornut of 1
55
Wickelkopf von 1 Winding head of 1
66
Statorwicklungen von 1 Stator windings of 1
77
Draht von 6 Wire from 6
88th
Tasche von 1 Bag of 1
99
Schlitz in 8 Slot in 8th
1010
Fortsatz von 1 mit 8 Extension of 1 With 8th
1111
Schneidklemmkontakt IDC
11a, 11b11a, 11b
Hälften von 11 Halves of 11
11c11c
Steg zwischen 11a und 11b Bridge between 11a and 11b
11d11d
Aufnahmeöffnung in 11 für 16b Receiving opening in 11 For 16b
1212
Längsnut in 8 Longitudinal groove in 8th
1313
Schneide an 11 Cut 11
1414
Steuerelektronik auf 15 Control electronics on 15
1515
Leiterplatte circuit board
1616
Flachstecker tabs
16a16a
Basisabschnitt von 16 Base section of 16
16b16b
Klemmkontakt von 16 an 16a Clamp contact of 16 at 16a
16c16c
Durchbrechung in 16b Breakthrough in 16b
16d16d
Steckfahne von 16 für 15 Pin of 16 For 15
16e16e
Anschlussfahne von 16 Connection flag of 16
1717
Leiterbahn conductor path
1818
Schraube zur Verbindung von 1 und 2 Screw for connection of 1 and 2
BB
Breite von 17 Width of 17
DD
Dicke von 17 Thickness of 17
X-XX X
Längsachse von 1 Longitudinal axis of 1

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 2306622 A1 [0005] EP 2306622 A1 [0005]

Claims (17)

Verschaltungseinrichtung (2) für eine Stator-Anordnung (1) eines Elektromotors, welcher mittels einer, auf einer Leiterplatte (15) getragenen Steuerelektronik (14) steuerbar ist, wobei die Stator-Anordnung (1) ein Statorblechpaket (3) mit durch Statornuten (4) verlaufenden und auf Stirnseiten des Statorblechpaketes (3) jeweils einen Wickelkopf (5) bildenden Statorwicklungen (6) umfasst, welche durch die Verschaltungseinrichtung (2) untereinander und mit Versorgungsleitungen elektrisch verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschaltungseinrichtung (2) aus der die Steuerelektronik (14) tragenden Leiterplatte (15) sowie aus in der Leiterplatte (15) befestigten, untereinander durch auf der Leiterplatte (15) verlaufende Leiterbahnen (17) elektrisch verbundenen Flachstecker (16) gebildet ist.Interconnection device ( 2 ) for a stator arrangement ( 1 ) of an electric motor, which by means of a, on a printed circuit board ( 15 ) carried control electronics ( 14 ) is controllable, wherein the stator arrangement ( 1 ) a laminated stator core ( 3 ) with by Statornuten ( 4 ) extending and on end faces of the stator lamination ( 3 ) each have a winding head ( 5 ) forming stator windings ( 6 ), which by the interconnection device ( 2 ) are electrically connectable with each other and with supply lines, characterized in that the interconnection device ( 2 ) from which the control electronics ( 14 ) carrying circuit board ( 15 ) and off in the circuit board ( 15 ) fastened to each other by on the circuit board ( 15 ) running tracks ( 17 ) electrically connected flat plug ( 16 ) is formed. Verschaltungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstecker (16) in die Leiterplatte (15) eingepresst oder eingelötet sind.Interconnection device ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the tabs ( 16 ) in the printed circuit board ( 15 ) are pressed or soldered. Verschaltungseinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstecker (16), insbesondere einstückig, als Biege-Stanzteile ausgeführt sind.Interconnection device ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the tabs ( 16 ), in particular in one piece, are designed as bending stamped parts. Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (17) eine Breite (B) im Bereich von 1 mm bis 15 mm, vorzugsweise von 5 bis 8 mm, besonders bevorzugt von 6 mm, aufweisen.Interconnection device ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conductor tracks ( 17 ) have a width (B) in the range of 1 mm to 15 mm, preferably 5 to 8 mm, particularly preferably 6 mm. Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (17) eine Dicke (D) im Bereich von 70 mm bis 180 mm, vorzugsweise von 100 bis 130 mm, besonders bevorzugt von 115 mm, aufweisen.Interconnection device ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the conductor tracks ( 17 ) have a thickness (D) in the range of 70 mm to 180 mm, preferably 100 to 130 mm, particularly preferably 115 mm. Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstecker (16) jeweils aus einem, vorzugsweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung, wie CuSn6, bestehenden Blech bestehen.Interconnection device ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tabs ( 16 ) consist of one, preferably made of copper or a copper alloy, such as CuSn6, each consisting of sheet metal. Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf die jeweilige Oberfläche der Flachstecker (16) eine Beschichtung, wie eine insbesondere 2 μm bis 10 μm dicke Nickelschicht und/oder eine insbesondere 2 μm bis 10 μm dicke galvanische Zinnschicht, aufgebracht ist. Interconnection device ( 2 ) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that on the respective surface of the tabs ( 16 ), a coating, such as a particular 2 microns to 10 microns thick nickel layer and / or a particular 2 microns to 10 microns thick galvanic tin layer is applied. Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstecker (16) jeweils einen insbesondere ebenen Basisabschnitt (16a) aufweisen, von dem rechtwinklig Klemmkontakte (16b) abstehen.Interconnection device ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tabs ( 16 ) each have a particular flat base section ( 16a ), from the right angle clamping contacts ( 16b ) stand out. Verschaltungseinrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkontakte (16b) eine längliche, ausgebauchte bzw. bikonvexe Form und/oder eine zentrale Durchbrechung (16c) aufweisen.Interconnection device ( 2 ) according to claim 8, characterized in that the clamping contacts ( 16b ) an elongated, bulged or biconvex shape and / or a central opening ( 16c ) exhibit. Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, vorzugsweise nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachstecker (16) mindestens jeweils eine Anschlussfahne (16e, 16f) und/oder eine Steckfahne, (16d) vorzugsweise jedoch zwei oder mehr Anschlussfahnen (16e, 16f) und/oder Steckfahnen (16d) aufweisen, die vorzugsweise von dem jeweiligen Basisabschnitt (16a) rechtwinklig abstehen.Interconnection device ( 2 ) according to one of claims 1 to 9, preferably according to claim 8, characterized in that the tabs ( 16 ) at least one connecting lug ( 16e . 16f ) and / or a plug-in flag, ( 16d ) but preferably two or more terminal lugs ( 16e . 16f ) and / or plug-in flags ( 16d ), preferably from the respective base section ( 16a ) at right angles. Verschaltete Stator-Anordnung (1) eines Elektromotors, welcher mittels einer, auf einer Leiterplatte (15) getragenen Steuerelektronik (14) steuerbar ist, wobei die Stator-Anordnung (1) ein Statorblechpaket (3) mit durch Statornuten (4) verlaufenden und auf Stirnseiten des Statorblechpaketes (3) jeweils einen Wickelkopf (5) bildenden Statorwicklungen (6) umfasst, welche durch die Verschaltungseinrichtung (2) untereinander und mit Versorgungsleitungen elektrisch verbindbar sind, gekennzeichnet durch eine mit der Stator-Anordnung verbundene Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, durch welche die Statorwicklungen (6) untereinander und/oder mit Versorgungsleitungen elektrisch verbunden sind.Interconnected stator arrangement ( 1 ) of an electric motor, which by means of a, on a printed circuit board ( 15 ) carried control electronics ( 14 ) is controllable, wherein the stator arrangement ( 1 ) a laminated stator core ( 3 ) with by Statornuten ( 4 ) extending and on end faces of the stator lamination ( 3 ) each have a winding head ( 5 ) forming stator windings ( 6 ), which by the interconnection device ( 2 ) are electrically connectable to one another and to supply lines, characterized by an interconnection device connected to the stator arrangement ( 2 ) according to one of claims 1 to 10, by which the stator windings ( 6 ) are electrically connected to each other and / or with supply lines. Verschaltete Stator-Anordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (15) in einer zu einer Stator-Längsachse (X-X) senkrechten Ebene des Elektromotors angeordnet ist.Interconnected stator arrangement ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the printed circuit board ( 15 ) is arranged in a plane perpendicular to a stator longitudinal axis (XX) plane of the electric motor. Verschaltete Stator-Anordnung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (15) auf die Stator-Anordnung (1) aufgesteckt ist.Interconnected stator arrangement ( 1 ) according to claim 11 or 12, characterized in that the printed circuit board ( 15 ) on the stator arrangement ( 1 ) is attached. Verschaltete Stator-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (15) mit der Stator-Anordnung (1) verschraubt ist.Interconnected stator arrangement ( 1 ) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the printed circuit board ( 15 ) with the stator arrangement ( 1 ) is screwed. Verschaltete Stator-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (15) einen an eine Querschnittsform der Stirnfläche der Stator-Anordnung (1) angepassten Grundriss aufweist und insbesondere kreisringförmig ausgebildet ist.Interconnected stator arrangement ( 1 ) according to one of claims 11 to 14, characterized in that the printed circuit board ( 15 ) one to a cross-sectional shape of the end face of the stator assembly ( 1 ) has adapted plan and in particular is formed annular. Verwendung eines Flachsteckers (16) in einer Verschaltungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder in einer Statoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 15. Using a flat connector ( 16 ) in an interconnection device ( 2 ) according to one of claims 1 to 10 and / or in a stator arrangement ( 1 ) according to any one of claims 11 to 15. Verwendung eines Flachsteckers (16) in einer Verschaltungseinrichtung (2) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 2 bis 10.Using a flat connector ( 16 ) in an interconnection device ( 2 ) according to claim 16, characterized by one or more features of the characterizing part of claims 2 to 10.
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