DE202018006090U1

DE202018006090U1 - Verbindungsbauteil zur Verbindung von elektrischen Leitern einer hairpin-Wicklung eines Stator einer Elektromaschine

Info

Publication number: DE202018006090U1
Application number: DE202018006090.9U
Authority: DE
Original assignee: Coppering GmbH
Current assignee: Gehring Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2019-03-11
Anticipated expiration: 2028-11-24

Abstract

Elektrisch leitendes Verbindungsbauteil (20, 30, 40), welches bei einem Stator einer Elektromaschine mit wenigstens einer hairpin-Wicklung (3) freie Enden (4) von einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben (6) elektrisch miteinander verbindet, wobei das Verbindungsbauteil (20, 30, 40) einen kappenförmigen Verbindungsbereich (8) mit einem Aufnahmeraum (9) aufweist, in dem freie Enden (4) von zumindest zwei einander zugeordneten Leiterstäben (6) aufnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (9) des wenigstens einen kappenförmigen Verbindungsbereiches (8) des Verbindungsbauteils (20, 30, 40) von drei Seitenwänden (10, 11, 12) und einer Deckelwand (13) umgrenzt ist, und dass die Deckelwand (13) wenigstens ein Durchgangsloch (14) aufweist, welches in den Aufnahmeraum (9) mündet.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch leitendes Verbindungsbauteil zur Verbindung von elektrischen Leitern einer hairpin-Wicklung eines Stators einer Elektromaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Stator einer Elektromaschine, welcher mit solchen elektrischen Verbindungsbauteilen ausgestattet ist.
Beispielsweise aus der DE 103 21 702 A1 ist ein sogenannter haarnadelgewickelter Stator bekannt, bei dem der Stator einen hohlzylindrischen Statorkern aufweist, in dessen Innenmantelfläche sich lateral erstreckende Schlitze ausgebildet sind. In jedem dieser Schlitze sind vier im Querschnitt etwa rechteckige elektrische Leiter eingesetzt, die mittig U-förmig gebogen und daher auch als Haarnadel-Leiter oder hairpin-Leiterstäbe bezeichnet werden. Im Bereich der Schlitze sind die Schenkel der hairpin-Leiterstäbe isoliert, um eine elektrische Kontaktierung mit in dem gleichen Statorschlitz angeordneten anderen hairpin-Leiterstäben sowie mit dem Statorkern zu verhindern. Lediglich an deren freien Enden ist kein Isolationsmaterial vorhanden, um eine elektrische Kontaktierung mit anderen hairpin-Leiterstäben zu ermöglichen. Die freien Enden der hairpin-Leiterstäbe ragen aus dem Statorkern axial heraus, während deren umgebogener Abschnitt den Wicklungskopf des Stators bildet. Um die Statorwicklung herzustellen, werden die beiden freien Enden eines jeden U-förmigen hairpin-Leiterstabes in Umfangsrichtung des Statorkerns umgebogen. Anschließend werden die beiden freien Enden eines jeden hairpin-Leiterstabes mit mehr oder minder weit entfernt angeordneten weiteren hairpin-Leiterstäben elektrisch leitend verbunden.
Zur elektrischen Verbindung der hairpin-Leiterstäbe sind unterschiedliche Verbindungsbauteile und Verbindungsmethoden bekannt. So kann die Kontaktierung der hairpin-Leiterstäbe durch Löten, Schweißen oder Cripmen erfolgen. Das Verschweißen oder Verlöten der freien Enden von hairpin-Leiterstäben einer Statorwicklung kann bei der Vielzahl der Verbindungsstellen an einem Stator zu einem sehr komplizierten und arbeitsaufwendigen Herstellverfahren führen. An sich ist es vorteilhaft, die freien Enden der hairpin-Leiterstäbe mit den freien Eden von zugeordneten anderen hairpin-Leiterstäben zu verschweißen. Sollte aber nur eine Schweißverbindung fehlerhaft erfolgen, so müssen im Zweifel alle hairpin-Leiterstäbe aus dem Statorkern gezogen werden, um diesen anschließend neu mit anderen hairpin-Leiterstäben zu befüllen und die Verschweißung erneut durchzuführen. Ein Stator, bei dem hairpin-Leiterstäbe während eines Herstellprozesses verschweißt werden, ist beispielhaft aus der DE 601 29 902 T2 bekannt. Die EP 3 088 124 B1 und die US 2003/0 159 269 A1 offenbaren Herstellungsprozesse, bei denen benachbarte hairpin-Leiterstäbe mittels einem Laserstrahl oder Elektronenstrahl miteinander verbunden werden.
Aus der DE 10 2012 219 668 A1 ist zudem ein Verfahren bekannt, bei dem die freien Enden von zwei zu verbindenden hairpin-Leiterstäben rein mechanisch durch ein kappenförmiges, elektrisch leitendes Verbindungsbauteil verbunden werden. Abschließend wird dieses Verbindungsbauteil mit einer aus einem Isolator gebildeten Kappe bedeckt. Demnach sollen die Haarnadelwicklungen des Stators ohne einen Schweißvorgang hergestellt werden können. Ein ähnliches verschweißungsloses Herstellverfahren unter Nutzung kappenförmiger, elektrisch leitender Verbindungsbauteile ist aus der US 9,847,683 B2 bekannt.
Außerdem ist aus der DE 103 21 702 A1 eine Verbindungsvorrichtung bekannt, mit welcher der Arbeitsumfang zum Herstellen der elektrischen Verbindungen zwischen hairpin-Leiterstäben eines haarnadelgewickelten Stators gering sein soll. Bei dieser Verbindungsvorrichtung wird ein Bauteil genutzt, welches auf dem Stator platziert sowie dort gelötet, geschweißt oder gecrimpt werden muss. Die Verbindungsvorrichtung umfasst eine isolierende Platte mit mehreren darin angeordneten Schlitzen. Jeder der Schlitze ist dafür angeordnet und eingerichtet, ein Beinende eines hairpin-Leiterstabes aufzunehmen. An der Platte sind mehrere elektrische Verbindungselemente angeordnet, mittels denen einander zugeordnete Beinenden der hairpin-Leiterstäbe elektrisch miteinander verbunden werden können. Diese Verbindungselemente können zum Beispiel als gerade Verbindungselemente, C-förmige Verbindungselemente, Z-förmige Verbindungselemente oder S-förmige Verbindungselemente ausgebildet sein.
Die bekannten thermisch oder rein mechanisch wirkenden Verfahren und Vorrichtungen zum elektrischen Verbinden von einander zugeordneten Enden von hairpin-Leiterstäben weisen alle Vorteile und Nachteile auf. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zum Verbinden der genannten hairpin-Leiterstäbe vorzustellen, welche die Vorteile von rein mechanisch wirkenden elektrischen Verbindungsbauteilen mit den Vorteilen von thermischen Verbindungsverfahren verbindet. Zudem sollte ein Herstellverfahren vorgestellt werden, mittels dem diese neuen Verbindungsbauteile schnell und sicher mit den freien Enden einander zugeordneter hairpin-Leiterstäbe mechanisch und thermisch verbindbar sind.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Verbindungsbauteil erreicht, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Zugeordnete anhängige Ansprüche definieren vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Demnach geht die Erfindung aus von einem elektrisch leitenden Verbindungsbauteil, welches bei einem Stator einer Elektromaschine mit wenigstens einer hairpin-Wicklung freie Enden von einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben elektrisch miteinander verbindet, wobei das Verbindungsbauteil einen kappenförmigen Verbindungsbereich mit einem Aufnahmeraum aufweist, in dem freie Enden von zumindest zwei einander zugeordneten Leiterstäben aufnehmbar sind.
Zur Lösung der vorrichtungsbezogenen Aufgabe ist vorgesehen, dass der Aufnahmeraum des wenigstens einen kappenförmigen Verbindungsbereiches des Verbindungsbauteils von drei Seitenwänden und einer Deckelwand umgrenzt ist, und dass die Deckelwand wenigstens ein Durchgangsloch aufweist, welches in den Aufnahmeraum mündet.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, dass sich die freien Enden einander zugeordneter hairpin-Leiterstäbe am prozesssichersten durch eine mechanische und zusätzlich durch eine thermische Verbindung elektrisch leitend miteinander verbinden lassen. Die zeitlich gesehen zuerst vorzunehmende mechanische und elektrische Verbindung der betroffenen hairpin-Leiterstäbe erfolgt durch Formschluss mittels der kappenförmigen Verbindungsbauteile, welche für ein gutes und sicheres Aneinanderliegen der jeweiligen hairpin-Leiterstäbe aneinander sowie an dem jeweiligen kappenförmigen Verbindungsbauteil sorgen. Hierdurch ist eine erste elektrische Kontaktierung der hairpin-Leiterstäbe erzeugt, welche den Ausgangspunkt für die dann folgende thermische Verbindung ist. Um die thermische Kontaktierung der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe zu ermöglichen, weisen die zur Anwendung kommenden kappenförmigen Verbindungsbauteile eine Öffnung in deren jeweiligen Deckelwand der Aufnahmeräume auf, durch welche ein Laser-Strahl bis zur stirnseitigen Oberfläche der miteinander gepaarten hairpin-Leiterstäbe gelangen kann. Der Laser-Strahl verschweißt dann das jeweilige kappenförmige Verbindungsbauteil mit den zugeordneten hairpin-Leiterstäben sowie diese hairpin-Leiterstäbe miteinander.
Durch die Kombination der rein mechanischen Kontaktierung der freien Enden von einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben mit der beschriebenen stirnseitigen thermischen Kontaktierung der hairpin-Leiterstäbe mittels eines Laser-Strahls kann mit äußerst hoher Sicherheit gewährleistet werden, dass auch bei einer vollautomatischen Herstellung der beschriebenen Stabwicklung eines Stators die elektrische Verbindung zwischen zwei einander zugeordneten Enden von hairpin-Leiterstäben erfolgreich sein wird. Eine solche vollautomatische Herstellung der Statorwicklung ist notwendig, um Elektromotoren kostengünstiger als bisher herstellen zu können, welches eine wichtige Voraussetzung dafür ist, dass diese in Fahrzeugen des Individualverkehrs erfolgreich genutzt werden können.
Dadurch, dass der jeweilige Aufnahmeraum der Verbindungsbauteile erfindungsgemäß von nur drei Seitenwänden und einer Deckelwand umgrenzt ist, weisen zumindest zwei der drei Seitenwände eine gute elastische Verformbarkeit auf, welche eine spiellose formschlüssige und mechanisch stabile elektrische Verbindung der Verbindungsbauteile mit den zugeordneten hairpin-Leiterstäben garantiert.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsbauteile eine J-förmige, eine S-förmige, eine Z-förmige oder eine C-förmige Geometrie aufweisen. Hierdurch sind die Verbindungsbauteile für unterschiedliche Aufgaben geeignet, beispielsweise um als Anschlussfahnen für einzelne Statorwicklungen beziehungsweise elektrische Phasen zu fungieren, oder dazu, um mehr oder weniger weit voneinander entfernte, jedoch zugeordnete hairpin-Leiterstäbe elektrisch miteinander zu verbinden. Soweit nachfolgend von Verbindungsbauteilen mit einer S-förmigen Geometrie gesprochen wird, ist damit gleichbedeutend auch eine Z-förmige Geometrie gemeint.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass der kappenförmige Verbindungsbereich des J-förmigen Verbindungsbauteils derartig ausgebildet ist, dass dessen seitenwandlose Aufnahmeraumseite im eingebauten Zustand am Stator nach radial innen weist, dass die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche der C-förmigen Verbindungsbauteile derartig ausgebildet sind, dass deren beiden seitenwandlosen Aufnahmeraumseiten im eingebauten Zustand am Stator nach radial innen weisen, und dass die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche der S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteile derartig ausgebildet sind, dass deren beiden jeweils seitenwandlosen Aufnahmeraumseiten im eingebauten Zustand in entgegengesetzte Umfangsrichtungen des Stators weisen.
Das J-förmige Verbindungsbauteil weist in einer Ausführungsform einen langen Schenkel und einen kurzen Schenkel auf, die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, und bei dem an dem kurzen Schenkel endseitig ein kappenförmiger Verbindungsbereich mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme des freien Endes von elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben ausgebildet ist, und bei dem an dem langen Schenkel endseitig eine Kontaktplatte mit einer Durchgangsbohrung zur Durchführung eines Verbindungselements ausgebildet ist.
Gemäß einer Weiterbildung weist der kappenförmige Verbindungsbereich des J-förmigen Verbindungsbauteils einen solchen Aufnahmeraum auf, dessen wandlose Seite das freie stirnseitige Ende des kurzen Schenkels bildet und dessen der Deckelwand gegenüberliegende deckelferne Seite wandlos ist.
Der lange Schenkel des J-förmigen Verbindungsbauteils kann auch flexibel ausgebildet sein und dazu beispielsweise aus einem Kupferdrahtgeflecht bestehen. Bei allen Ausführungsformen des J-förmigen Verbindungsbauteils ist jedoch vorgesehen, dass die effektive Querschnittsfläche des langen Schenkels, des Verbindungsabschnitts und des kurzen Schenkels des J-förmigen Verbindungsbauteils mindestens genauso groß sind wie die Querschnittsfläche des freien Endes des wenigstens einen in seinem Aufnahmeraum aufzunehmenden hairpin-Leiterstabes. Hierdurch ist eine ausreichende Durchleitfähigkeit für einen elektrischen Strom von einem Ende zum anderen Ende des J-förmigen Verbindungsbauteils gewährleistet.
Dieses als Anschlussfahre dienende J-förmige Verbindungsbauteil, dessen grundlegendes Kennzeichen es ist, dass es nur einen Aufnahmeraum für wenigstens einen hairpin-Leiterstab aufweist, kann demnach auch jede andere Geometrie aufweisen, sofern es seiner vorgesehen Funktion gerecht wird. Entscheidend ist die Ausgestaltung dessen kappenförmigen Verbindungsbereiches, welcher den Aufnahmeraum zur Aufnahme des freien Endes von vorzugsweise zwei unmittelbar benachbarten Leiterstäben umgrenzt sowie mit einem Loch versehen ist, durch den ein Laserstrahl zum Verschweißen des Verbindungsbauteils mit den genannten Leiterstäben leitbar ist.
Das hinsichtlich seines geometrischen Wandverlaufes S-förmige beziehungsweise Z-förmige Verbindungsbauteil weist an seinen beiden Enden jeweils einen kappenförmigen Verbindungsbereich mit jeweils einem Aufnahmeraum zur Aufnahme des freien Endes von elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben auf. Hierbei wird es hinsichtlich einer einfachen und sicheren Montage als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass die kappenförmigen Verbindungsbereiche des S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteils jeweils einen Aufnahmeraum aufweisen, deren wandlosen Stirnseiten in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind, und dass deren zu der Deckelwand gegenüberliegende deckellose Seiten jeweils in die gleiche Richtung weisen.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteils sieht vor, dass dessen kappenförmigen Verbindungsbereiche über einen Stegabschnitt miteinander verbunden sind, dessen Querschnittsfläche mindestens genauso groß ist wie die Querschnittsfläche des jeweiligen freien Endes der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe. Hierdurch ist eine ausreichende Durchleitfähigkeit für einen elektrischen Strom von einem Ende zum anderen Ende des Verbindungsbauteils gewährleistet sowie eine gute mechanische Stabilität des Verbindungsbauteils erreicht.
Das C-förmige Verbindungsbauteil weist hingegen einen C-förmigen Schenkel auf, an dessen beiden Enden jeweils ein kappenförmiger Verbindungsbereich mit jeweils einem Aufnahmeraum zur Aufnahme des freien Endes von elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben ausgebildet ist. Hierbei ist es im Hinblick auf eine einfache und sichere Montage vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass die kappenförmigen Verbindungsbereiche des C-förmigen Verbindungsbauteils jeweils einen Aufnahmeraum aufweisen, deren wandlose Stirnseiten nicht in entgegengesetzt Richtungen weisen, und deren zur Deckelwand gegenüberliegende deckelferne Seiten wandlos sind. Der C-förmige Schenkel weist eine Querschnittsfläche auf, welche mindestens genauso groß ist wie die Querschnittsfläche des jeweiligen freien Endes der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe. Hierdurch ist ebenfalls eine ausreichende Durchleitfähigkeit für einen elektrischen Strom von einem Ende zum anderen Ende dieses Verbindungsbauteils gewährleistet sowie eine gute mechanische Stabilität erreicht.
Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass das C-förmige Verbindungsbauteil von einem mittleren Abschnitt ausgehend nach innen abgekröpfte Abschnitte aufweist, an deren jeweiligen Ende die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche ausgebildet sind.
Das erwähnte Durchgangsloch in der Deckelwand des jeweiligen Verbindungsbereiches ist bevorzugt derartig angeordnet und ausgebildet, dass es denjenigen Bereich überdeckt, in dem sich die freien Enden der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe innerhalb des Aufnahmeraumes berühren. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein durch das Durchgangsloch auf die hairpin-Leiterstäbe geleiteter Laser-Strahl diese mit dem Verbindungsbauteil sowie auch direkt miteinander verbinden kann.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Dicke der Deckelwand des Verbindungsbauteils so gewählt ist, dass ein Verschweißen der Deckelwand mit den im Aufnahmeraum angeordneten hairpin-Leiterstäben mittels eines Laser-Strahls möglich ist. Demnach ist ausreichend aufschmelzbarer Werkstoff des Verbindungsbauteils vorhanden, um die thermisch zu erzeugende elektrische Verbindung zu realisieren.
Um ein Herausspritzen von geschmolzenem Material der hairpin-Leiterstäbe und/oder des Verbindungsbauteils zu verhindern, ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass die Dicke der Deckelwand so gewählt ist, dass beim Laser-Schweißen hochspritzendes Metall an der Wand des Durchgangslochs zur Anlage gelangt und nicht aus dem Durchgangsloch herausspritzt. Dies kann dadurch begünstigt sein, dass an dem Lochrand ein sich vom Aufnahmeraum weg erstreckender Ringwall ausgeformt ist.
Die ein Herstellverfahren betreffende Aufgabe ist durch ein Verfahren zum elektrischen Verbinden der freien Enden von zwei einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben eines Stators einer Elektromaschine gelöst, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

a) Einführen der freien Enden von jeweils zwei einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben des Stators in den wenigstens einen Aufnahmeraum des kappenförmigen Verbindungsbereiches eines Verbindungsbauteils mit den Merkmalen von zumindest einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche,
b) Andrücken der Deckelwand des Aufnahmeraumes auf die freien stirnseitigen Enden der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe,
c) Erzeugen eines Laser-Strahls und richten desselben durch ein Durchgangsloch in der Deckelwand des Aufnahmeraumes auf das stirnseitige Ende der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe derart,

Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Laser-Strahl auf denjenigen Bereich gerichtet ist, an dem das Durchgangsloch in der Deckelwand an der Stirnseite der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe endet. Hierdurch wird das Metall der Deckelwand mit dem Metall der hairpin-Leiterstäbe verschweißt.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Laser-Strahl auf denjenigen stirnseitigen Bereich der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe gerichtet ist, an dem diese seitlich aneinander liegen. Hierdurch werden die einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe direkt miteinander verschweißt.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Laser-Strahl unter einem solchen Winkel ausgerichtet ist, dass eine von dem Laser-Strahl erzeugte, gegebenenfalls teilweise hochspritzende metallische Schmelze das Durchgangsloch nicht verlässt, sondern an der Wand des Durchgangslochs zum Anhaften gelangt. Hierdurch wird sichergestellt, dass kein Schweißmaterial durch den Schweißvorgang veranlasst auf oder in die Wicklungen des Stators gelangt.
Schließlich betrifft die Erfindung einen Stator einer als Elektromotor und/oder Generator ausgebildeten Elektromaschine, wobei die Wicklungen des Stators durch eine Mehrzahl von hairpin-Leiterstäben gebildet sind, und bei dem die freien Enden der hairpin-Leiterstäbe mittels S-förmig oder Z-förmig sowie C-förmig ausgebildeten Verbindungsbauteilen mit den obigen Merkmalen phasengerecht elektrisch miteinander verbunden sind, und bei dem J-förmige Verbindungsbauteile als elektrische Anschlusselemente dienend mit zumindest einem hairpin-Leiterstab jeweils einer Wicklung des Stators elektrisch verbunden sind.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, in der mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In dieser Zeichnung zeigt

1 eine perspektivische Draufsicht auf einen Statorkern mit daran angeordneten hairpin-Leiterstäben, welche an einer Anschluss- und Verbindungsseite des Statorkerns über erfindungsgemäße Verbindungsbauteile phasengerecht elektrisch miteinander oder mit Anschlusselementen verbunden sind,
2 den Statorkern gemäß 1 mit Blick auf dessen Anschluss- und Verbindungsseite,
3a bis 3d perspektivische Ansichten eines J-förmigen Verbindungsbauteils, welches als elektrisches Anschlusselement ausgebildet ist,
4a bis 4e perspektivische Ansichten eines S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteils, welches zum elektrischen Verbinden von hairpin-Leiterstäben ausgebildet ist,
5a bis 5d perspektivische Ansichten eines C-förmigen Verbindungsbauteils, welches zum elektrischen Verbinden von hairpin-Leiterstäben ausgebildet ist,
6 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Verbindungsbereich eines erfindungsgemäßen Verbindungsbauteils mit zwei darin aufgenommenen hairpin-Leiterstäben während eines randseitigen Schweißvorgangs mit einem Laser-Strahl, und
7 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Verbindungsbereich eines erfindungsgemäßen Verbindungsbauteils mit zwei darin aufgenommenen hairpin-Leiterstäben während eines zentralen Schweißvorgangs mit einem Laser-Strahl.

In den nun zu beschreibenden Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen
Demnach zeigen die 1 und 2 einen hohlzylindrisch ausgebildeten Statorkern 2 eines Stators einer Elektromaschine. Diese Elektromaschine kann ein Elektromotor, ein Generator oder ein Starter/Generator sein. Der Statorkern 2 weist an seiner Innenseite parallel zu seiner Längsmittenachse ausgerichtete Nuten 51 auf. In diesen Nuten 51 sind in ihrer Ausgangsgeometrie U-förmig geformte und im Querschnitt weitgehend rechteckige hairpin-Leiterstäbe 6 angeordnet. Erkennbar sind in jeder der Nuten 51 vier hairpin-Leiterstäbe 6 eingefügt, so dass die hairpin-Leiterstäbe 6 im Ergebnis in vier zueinander konzentrischen Ringen unterschiedlichen Durchmessers angeordnet sind. Dabei übergreifen die Schenkel der jeweiligen U-förmigen hairpin-Leiterstäbe 6 endseitig jeweils mehrere der Nuten 51. Zudem bilden die U-förmigen Bögen der hairpin-Leiterstäbe 6 an einem Ende des Statorkerns 2 einen Wicklungskopf 52 und am gegenüberlegendem Ende des Statorkerns 2 eine Verbindungs- und Anschlussseite der Statorwicklungen 3 der hier dreiphasigen Elektromaschine.
Um die Statorwicklungen 3 erzeugen zu können, wurden die freien Enden der jeweiligen hairpin-Leiterstäbe 6 in Umfangsrichtung des Statorkerns 2 jeweils umgebogen. Anschließend wurden die freien Enden einander phasengerecht zugeordneter hairpin-Leiterstäbe 6 mittels der erfindungsgemäßen Verbindungsbauteilen 20, 30, 40 elektrisch verbunden. Dabei verbinden diese Verbindungsbauteile 20, 30, 40 erkennbar jeweils zwei radial unmittelbar benachbarte hairpin-Leiterstäbe 6 miteinander. Die C-förmigen Verbindungsbauteil 40 übergreifen dabei andere Verbindungsbauteile 20, 30, 40 axial und in Umfangsrichtung des Statorkerns 2. Die Verbindungsbauteile 20, 30, 40 weisen erfindungsgemäß endseitig jeweils wenigstens einen Verbindungsbereich 8 auf, ansonsten sind sie aber in drei unterschiedlichen Geometrien ausgebildet, auf die zunächst eingegangen wird.
Die Verbindungsbauteile 20, 30, 40 sind in den 3a bis 3d, 4a bis 4e, 5a bis 5d sowie 6 und 7 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Anhand der 3a bis 3d ist erkennbar, dass eine erste Ausführungsform der Verbindungsbauteile 20 eine im Wesentlichen J-förmige Geometrie aufweist. Hierbei weist ein solches Verbindungsbauteil 20 einen langen Schenkel 21 und einen davon abgebogen ausgerichteten kurzen Schenkel 22 sowie einen diese Schenkel 20, 21 verbindenden Verbindungsabschnitt auf. An dem kurzen Schenkel 22 ist endseitig ein kappenförmiger Verbindungsbereich 8 mit je einem Aufnahmeraum 9 zur Aufnahme des freien Endes von zwei elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben 6 ausgebildet. An dem langen Schenkel 21 ist endseitig eine Kontaktplatte 23 mit einer Durchgangsbohrung 24 ausgebildet, durch die ein Verbindungselement, beispielswiese in Form einer Maschinenschraube, hindurchführbar ist. An dieser Kontaktplatte 23 wird üblicherweise eine elektrische Leitung angeschlossen, welche an die Außenseite des Gehäuses der Elektromaschine führt. Der kappenförmige Verbindungsbereich 8 des J-förmigen Verbindungsbauteils 20 weist einen Aufnahmeraum 9 mit drei Seitenwänden 10, 11, 12 und einer Deckelwand 13 auf, wobei eine wandlose Stirnseite das freie Ende des kurzen Schenkels 22 bildet und die Seite gegenüber der Deckelwand 13 wandlos ist.
Wie die 1 und 2 veranschaulichen, sind drei J-förmige Verbindungsbauteile 20 derart am Statorkern 2 angeordnet, dass die deckellose Seite der jeweiligen Aufnahmeräume 9 nach axial innen und die wandlose Stirnseite der jeweiligen kurzen Schenkel 22 nach radial innen weisen. Der lange Schenkel 21, der kurze Schenkel 22 und der diese beiden Schenkel 21, 22 verbindende Verbindungsbereich weisen jeweils eine Querschnittfläche auf, welche mindestens so groß ist wie die Querschnittsfläche des in dem kappenförmigen Verbindungsbereich 8 aufzunehmenden freien Endes 4 des zugeordneten Leiterstabes 6.
Das in den 4a bis 4e dargestellte und hinsichtlich seiner Wandgeometrie S-förmige oder Z-förmige Verbindungsbauteil 30 weist an dessen beiden Enden jeweils einen kappenförmigen Verbindungsbereich 8 mit jeweils einem Aufnahmeraum 9 auf, die ebenfalls zur Aufnahme des freien Endes von zwei elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben 6 ausgebildet sind. Die kappenförmigen Verbindungsbereiche 8 des S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteils 30 weisen jeweils einen Aufnahmeraum 9 mit drei Seitenwänden 10, 11, 12 und einer Deckelwand 13 auf, wobei die wandlosen Stirnseiten im Vergleich zueinander in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Die gegenüber der jeweiligen Deckelwand 13 liegenden wandlosen Seiten weisen jeweils in die gleiche Richtung.
Wie insbesondere 4c deutlich zeigt, sind die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche 8 des S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteils 30 über einen Stegabschnitt 31 miteinander verbunden, dessen Querschnittsfläche QF mindestens genauso groß ist wie die Querschnittsfläche des jeweiligen freien Endes 4 der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe 6. Hierdurch weist das Verbindungsbauteil 30 eine vergleichsweise große mechanische Stabilität sowie eine ausreichende Durchleitfähigkeit für einen elektrischen Strom von einem Ende zum anderen Ende des Verbindungsbauteils auf.
Die 5a bis 5d zeigen eine dritte Ausführungsform, bei der das Verbindungsbauteil 40 eine im Wesentlichen C-förmige Geometrie hat. Dieses Verbindungsbauteil 40 weist hierzu einen C-förmigen Schenkel 41 auf, an dessen beiden Enden jeweils einen kappenförmiger Verbindungsbereich 8 mit jeweils einem Aufnahmeraum 9 ausgebildet ist, in welche die freien Enden 4 von zwei elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben 6 einsetzbar sind. Die Aufnahmeräume 9 sind jeweils durch drei Seitenwände 10, 11, 12 und eine Deckelwand 13 umgrenzt. Die wandlose Stirnseite der beiden Aufnahmeräume 9 des C-förmigen Verbindungsbauteils 40 weisen nicht in entgegengesetzte Richtungen. Die gegenüber der jeweiligen Deckelwand 13 liegenden wandlosen Seiten der beiden Aufnahmeräume 9 sind jeweils in die gleiche Richtung offen. Im eingebauten Zustand weisen daher die wandlosen Stirnseiten der beiden Aufnahmeräume 9 des C-förmigen Verbindungsbauteils 40 am Stator nach radial innen und die gegenüber der jeweiligen Deckelwand 13 liegenden wandlosen Seiten der beiden Aufnahmeräume 9 nach axial innen.
Der C-förmige Schenkel 41 des Verbindungsbauteils 40 weist eine Querschnittsfläche auf, welche mindestens genauso groß ist wie die Querschnittsfläche des jeweiligen freien Endes 4 der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe 6. Hierdurch ist eine gute mechanische Stabilität sowie eine ausreichende Durchleitfähigkeit für einen elektrischen Strom erreicht.
Zudem ist in den 5a bis 5d erkennbar, dass das C-förmige Verbindungsbauteil 40 von einem mittleren Abschnitt ausgehend abgekröpfte Abschnitte 42, 43 aufweist, an deren jeweiligen Ende die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche 8 ausgebildet sind. Hierdurch wird das Befestigen der C-förmige Verbindungsbauteile 40 auf den radial ausgerichteten, im Querschnitt rechteckigen hairpin-Leiterstäben 6 erleichtert.
Alle diese Verbindungsbauteile 20, 30, 40 weisen eine erfindungsgemäße Besonderheit auf. Demnach ist vorgesehen, dass die Aufnahmeräume 9 der kappenförmigen Verbindungsbereiche 8 der Verbindungsbauteile von drei Seitenwänden 10, 11, 12 und einer Deckelwand 13 umgrenzt ist, wobei die Deckelwand 13 wenigstens ein Durchgangsloch 14 aufweist, welches in den Aufnahmeraum 9 mündet. Wie die 6 und 7 besonders gut veranschaulichen, ist hierbei vorgesehen, dass das Durchgangsloch 14 jeweils derartig angeordnet und ausgebildet ist, dass es denjenigen Bereich überdeckt, in dem die freien Enden 4 der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe 6 sich innerhalb des Aufnahmeraumes 9 seitlich berühren.
Die Dicke D der Deckelwand 13 der kappenförmigen Verbindungsbereiche 8 ist so gewählt, dass ein Verschweißen der Deckelwand 13 mit den im Aufnahmeraum 9 angeordneten hairpin-Leiterstäben 6 mittels eines Laser-Strahls 33 möglich ist. Hierzu weist die Deckelwand 13 beispielsweise eine Dicke D von 1 mm bis 3 mm auf, so dass ausreichend Deckelwandmaterial vorhanden ist, welches bei einem Schweißvorgang aufgeschmolzen und in seiner schmelzflüssigen Phase dennoch den Kontakt zu dem übrigen Deckelwandmaterial halten kann.
Die Dicke D der Deckelwand 13 ist zudem vorzugsweise derartig gewählt, dass während des Schweißens mit einem Laser 32 hochspritzendes Metall 36 nicht aus dem Durchgangsloch 14 heraus spritzt, sondern an der Wand 34 des Durchgangslochs 14 zur Anlage gelangt und dort erstarrt. Hierdurch wird vermieden, dass durch den Schweißvorgang erzeugte Metallteilchen in unzulässige Bereiche des Stators gelangen.
Der geschilderte Aufbau der erfindungsgemäßen Verbindungselemente 20, 30, 40 ermöglicht eine kombinierte mechanische und thermische Verbindung von wenigstens zwei einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben 6 auf besonders prozesssichere und vollautomatisch durchführbare Weise. Diese Verbindungselemente 20, 30, 40 sind daher in besonderem Maße für eine schnelle und kostengünstige Herstellung von Statoren einer Elektromaschine geeignet. Die Nutzung dieser Verbindungselemente 20, 30, 40 auch bei der Herstellung von Rotoren einer Elektromaschine ist möglich und ebenso vorteilhaft.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum elektrischen Verbinden der freien Enden 4 von zwei einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben 6 eines Stators einer Elektromaschine, welches die folgenden Schritte aufweist:

a) Aufstecken von wenigstens einem kappenförmigen Verbindungsbereich 8 eines Verbindungsbauteils 20, 30, 40 mit den Merkmalen von zumindest einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche auf das freie Ende 4 von jeweils wenigstens zwei einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben 6 des Stators, wobei die freien Enden 4 in einen zugeordneten Aufnahmeraum 9 des kappenförmigen Verbindungsbereiches 8 angeordnet werden,
b) Andrücken der Deckelwand 13 des Aufnahmeraumes 9 auf die freien stirnseitigen Enden der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe 6,
c) Erzeugen eines Laser-Strahls 33 und richten desselben durch ein Durchgangsloch 14 in der Deckelwand 13 des Aufnahmeraumes 9 auf das stirnseitige Ende der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe 6 derart,

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Dadurch, dass die Verbindungsbauteile 20, 30, 40 die daran zu befestigenden hairpin-Leiterstäbe 6 in dem jeweiligen, isolatorfreien Aufnahmeraum 9 formschlüssig fest umgreifen, ist eine erste mechanische sowie elektrische Verbindung zwischen den hairpin-Leiterstäben 6 und dem Verbindungsbauteil 20, 30, 40 erzeugt worden. Mittels des anschließenden Verschweißens mithilfe des Laser-Strahls 33 wurde eine zweite mechanische und elektrische Verbindung zwischen den hairpin-Leiterstäben 6 und dem Verbindungsbauteil 20, 30, 40 erzeugt. Diese zweifache elektrische und mechanische Verbindung stellt sicher, dass die geschilderte hairpin-Wicklung 3 einer Elektromaschine schnell, sicher und auch kostengünstig erzeugbar ist.
In weiterer Ausgestaltung des geschilderten Herstellverfahrens kann vorgesehen sein, dass der Laser-Strahl 33 gezielt auf denjenigen Bereich gerichtet ist, an dem das Durchgangsloch 14 in der Deckelwand 13 an der Stirnseite der einander zugeordneten hairpin-Leiterstäbe 6 endet. Hierdurch wird ein in der 6 dargestelltes radiales Verschweißen der beiden hairpin-Leiterstäben 6 mit dem dort dargestellten Verbindungsbauteil 30 erreicht, wobei die volumenbezogene Ausbildung der Schmelze 35 vergleichsweise gering sein kann. In Abhängigkeit von der durch den Laser-Strahl 33 eingekoppelten Energie kann sich aber auch eine vergleichsweise große Menge an Schmelze 35 bilden, welche die durchgangslochseitigen Bereiche der beiden hairpin-Leiterstäben 6 vollständig bedeckt (7). Hierdurch sind die beiden hairpin-Leiterstäbe 6 besonders gut elektrisch miteinander verbunden.
Weiter kann verfahrensgemäß vorgesehen sein, dass der Laser-Strahl 33 unter einem solchen Winkel ausgerichtet ist, dass eine von dem Laser-Strahl 33 erzeugte, gegebenenfalls teilweise hochspritzende metallische Schmelze 36 das Durchgangsloch 14 nicht verlässt, sondern allenfalls an der Wand 34 des Durchgangslochs 14 zum Anhaften gelangt.
Die geschilderten Verbindungsbauteile 20, 30, 40 werden besonders vorteilhaft zur Erzeugung einer Wicklung 3 eines Stators einer Elektromaschine in hairpin-Bauweise verwendet. Die Elektromaschine kann dabei als Elektromotor und/oder Generator ausgebildet sein. Hierbei ist die Wicklung 3 des Stators durch eine Mehrzahl von beispielsweise U-förmigen hairpin-Leiterstäben gebildet, wobei die freien Enden der hairpin-Leiterstäbe 6 mittels der geschilderten S-förmig oder Z-förmig sowie C-förmig ausgebildeten Verbindungsbauteile 30, 40 phasengerecht elektrisch miteinander verbunden sind. Die J-förmigen Verbindungsbauteile 20 dienen dabei als elektrische Anschlusselemente, welche mit wenigstens einem hairpin-Leiterstab 6 jeweils einer Wicklung 3 des Stators elektrisch verbunden sind.
Bezugszeichenliste

2: Statorkern
3: Stator-Wicklungen
4: Freies Ende eines Leiterstabes
6: Leiterstab, hairpin-Leiterstab
8: Verbindungsbereich eines Verbindungsbauteils
9: Aufnahmeraum im Verbindungsbereich
10: Erste Seitenwand des Aufnahmeraumes
11: Zweite Seitenwand des Aufnahmeraumes
12: Dritte Seitenwand des Aufnahmeraumes
13: Deckelwand des Aufnahmeraumes
14: Durchgangsloch in der Deckelwand
15: Aufnahmeraumferne Seite eines Verbindungsbauteils
20: J-förmiges Verbindungsbauteil
21: Langer Schenkel des J-förmigen Verbindungsbauteils
22: Kurzer Schenkel des J-förmigen Verbindungsbauteils
23: Kontaktplatte des J-förmigen Verbindungsbauteils
24: Durchgangsbohrung im J-förmigen Verbindungsbauteil
30: S-förmiges oder z-förmiges Verbindungsbauteil
31: Stegabschnitt eines S-förmigen Verbindungsbauteils
32: Laser
33: Laser-Strahl
34: Wand des Durchgangslochs
35: Schmelze
36: Hochgespritztes Metall
40: C-förmiges Verbindungsbauteil
41: C-förmiger Schenkel des C-förmigen Verbindungsbauteils
42: Erster abgekröpfter Abschnitt des C-förmigen Schenkels
43: Zweiter abgekröpfter Abschnitt des C-förmigen Schenkels
51: Nuten im Statorkern
52: Wicklungskopf
D: Dicke der Deckelplatte
QF: Querschnittsfläche des Stegabschnitts eines S-förmigen Verbindungsbauteils

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10321702 A1 [0002, 0005]
DE 60129902 T2 [0003]
EP 3088124 B1 [0003]
US 2003/0159269 A1 [0003]
DE 102012219668 A1 [0004]
US 9847683 B2 [0004]

Claims

Elektrisch leitendes Verbindungsbauteil (20, 30, 40), welches bei einem Stator einer Elektromaschine mit wenigstens einer hairpin-Wicklung (3) freie Enden (4) von einander zugeordneten hairpin-Leiterstäben (6) elektrisch miteinander verbindet, wobei das Verbindungsbauteil (20, 30, 40) einen kappenförmigen Verbindungsbereich (8) mit einem Aufnahmeraum (9) aufweist, in dem freie Enden (4) von zumindest zwei einander zugeordneten Leiterstäben (6) aufnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (9) des wenigstens einen kappenförmigen Verbindungsbereiches (8) des Verbindungsbauteils (20, 30, 40) von drei Seitenwänden (10, 11, 12) und einer Deckelwand (13) umgrenzt ist, und dass die Deckelwand (13) wenigstens ein Durchgangsloch (14) aufweist, welches in den Aufnahmeraum (9) mündet.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als J-förmiges elektrisches Verbindungsbauteil (20), als S-förmiges beziehungsweise Z-förmiges elektrisches Verbindungsbauteil (30), oder als C-förmiges elektrisches Verbindungsbauteil (40) ausgebildet ist.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kappenförmige Verbindungsbereich (8) des J-förmigen Verbindungsbauteils (20) derartig ausgebildet ist, dass dessen seitenwandlose Aufnahmeraumseite im eingebauten Zustand am Stator nach radial innen weist, dass die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche (8) der C-förmigen Verbindungsbauteile (40) derartig ausgebildet sind, dass deren beiden seitenwandlosen Aufnahmeraumseiten im eingebauten Zustand am Stator nach radial innen weisen, und dass die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche (8) der S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteile (30) derartig ausgebildet sind, dass deren beiden jeweils seitenwandlosen Aufnahmeraumseiten im eingebauten Zustand in entgegengesetzte Umfangsrichtungen des Stators weisen.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das J-förmige Verbindungsbauteil (20) einen langen Schenkel (21) und einen kurzen Schenkel (22) aufweist, welche über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, dass an dem kurzen Schenkel (22) endseitig ein kappenförmiger Verbindungsbereich (8) mit einem Aufnahmeraum (9) zur Aufnahme freier Enden von elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben (6) ausgebildet ist, und dass an dem langen Schenkel (21) endseitig eine Kontaktplatte (23) mit einer Durchgangsbohrung (24) zur Durchführung eines Verbindungselements ausgebildet ist.
Verbindungsbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der kappenförmige Verbindungsbereich (8) des J-förmigen Verbindungsbauteils (20) einen Aufnahmeraum (9) aufweist, dessen wandlose Aufnahmeraumseite das freie stirnseitige Ende des kurzen Schenkels (22) bildet und dessen zu der Deckelwand (13) gegenüberliegende deckelferne Seite wandlos ist.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das S-förmige Verbindungsbauteil (30) an seinen beiden Enden jeweils einen kappenförmigen Verbindungsbereich (8) mit jeweils einem Aufnahmeraum (9) zur Aufnahme freier Enden von elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben (6) aufweist.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kappenförmigen Verbindungsbereiche (8) des S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteils (30) jeweils einen Aufnahmeraum (9) aufweisen, deren wandlosen Stirnseiten in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind, und dass deren zur Deckelwand (13) gegenüberliegende deckellose Seiten jeweils in die gleiche Richtung weisen.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kappenförmigen Verbindungsbereiche (8) des S-förmigen oder Z-förmigen Verbindungsbauteils (30) über einen Stegabschnitt (31) miteinander verbunden sind, dessen Querschnittsfläche (QF) mindestens genauso groß ist wie die Querschnittsfläche des jeweiligen freien Endes (4) der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe (6).
Verbindungsbauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das C-förmige Verbindungsbauteil (40) an seinen beiden Enden jeweils einen kappenförmigen Verbindungsbereich (8) mit jeweils einem Aufnahmeraum (9) zur Aufnahme freier Enden von elektrisch zu verbindenden hairpin-Leiterstäben (6) aufweist, und dass ein zwischen den beiden Verbindungsbereichen (8) ausgebildeter C-förmiger Schenkel (41) eine Querschnittsfläche (QF) aufweist, welche mindestens genauso groß ist wie die Querschnittsfläche des jeweiligen freien Endes (4) der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe (6).
Verbindungsbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kappenförmigen Verbindungsbereiche (8) des C-förmigen Verbindungsbauteils (40) jeweils einen Aufnahmeraum (9) aufweisen, deren wandlose Stirnseiten nicht in entgegengesetzt Richtungen weisen, und deren zur Deckelwand gegenüberliegende deckelferne Seiten wandlos sind.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das C-förmige Verbindungsbauteil (40) von einem mittleren Abschnitt ausgehend nach innen abgekröpfte Abschnitte (42, 43) aufweist, an deren jeweiligen Ende die beiden kappenförmigen Verbindungsbereiche (8) ausgebildet sind.
Verbindungsbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsloch (14) derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass es denjenigen Bereich überdeckt, in dem sich die freien Enden der zu verbindenden hairpin-Leiterstäbe (6) innerhalb des Aufnahmeraumes (9) berühren.
Verbindungsbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D) der Deckelwand (13) so gewählt ist, dass ein Verschweißen der Deckelwand (13) mit den im Aufnahmeraum (9) angeordneten hairpin-Leiterstäben (6) mittels eines Laser-Strahls (33) möglich ist.
Verbindungsbauteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D) der Deckelwand (13) so gewählt ist, dass während des Schweißens mit einem Laser (32) hochspritzendes Metall (36) an der Wand (34) des Durchgangslochs (14) zur Anlage gelangt und dort erstarrt.
Stator einer als Elektromotor und/oder Generator ausgebildeten Elektromaschine, wobei die Wicklungen (3) des Stators durch eine Mehrzahl von hairpin-Leiterstäben (6) gebildet sind, und bei dem die freien Enden der hairpin-Leiterstäbe (6) mittels S-förmig oder Z-förmig sowie C-förmig ausgebildeten Verbindungsbauteilen (30, 40) mit Merkmalen der Ansprüche 1 bis 14 phasengerecht elektrisch miteinander verbunden sind, und bei dem J-förmige Verbindungsbauteile (20) als elektrische Anschlusselemente dienend jeweils mit zumindest einem hairpin-Leiterstab (6) einer Wicklung des Stators elektrisch verbunden sind.