DE212021000395U1 - Insulating ring in stators with a contact plate for electric motors - Google Patents

Insulating ring in stators with a contact plate for electric motors Download PDF

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Abstract

Isolierring (1) in Statoren mit einer Kontaktplatte für Elektromotoren, wobei auf der Kontaktplatte eine Verbindung von Leitern (5) mit Stromschienen (7), die in den auf einem Kontaktträger (6) ausgebildeten Nuten angeordnet sind, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierring (1) als ein einheitliches Element im Wesentlichen in Form eines niedrigen Zylinders ausgebildet ist und am unteren Abschnitt mit einem Außenumfang (1a) mit einer Stufe (2) versehen ist, um an einer Stufe (4a) einer auf den Stator aufgespritzten vorderen Isolierung (4) anzuliegen, wobei der Ring (1) am unteren Abschnitt eines Innenumfangs (1b) mit beabstandeten Zähnen (3) zur Aufnahme von Leitern (5) versehen ist, wobei die Anzahl der Zähne (3) gleich der Anzahl der Leiter (5) ist.

Figure DE212021000395U1_0000
Insulating ring (1) in stators with a contact plate for electric motors, a connection of conductors (5) with busbars (7) arranged in the grooves formed on a contact carrier (6) being formed on the contact plate, characterized in that the insulating ring (1) is formed as a unitary element substantially in the shape of a low cylinder and is provided at the lower portion with an outer periphery (1a) with a step (2) to at a step (4a) a front one sprayed on the stator insulation (4), the ring (1) being provided on the lower portion of an inner circumference (1b) with spaced teeth (3) for receiving conductors (5), the number of teeth (3) being equal to the number of conductors ( 5) is.
Figure DE212021000395U1_0000

Description

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Isolierring in Statoren mit einer Kontaktplatte für Motoren, wobei der gesamte Motor, d.h. der Stator mit dem Rotor, in ein Medium eingetaucht ist. Vorzugsweise werden die Motoren zum Antrieb einer hermetisch abgedichteten Gaspumpe verwendet, beispielsweise für Klimakompressoren in der Automobilindustrie. Vorzugsweise sind die Elektromotoren EC (elektronisch kommutierte) -Elektromotoren. Das Medium kann eine Vielzahl von Kältemitteln sein, die für Klimakompressoren in der Automobilindustrie gesetzlich zugelassen sind. Da der gesamte Motor in das Medium eingetaucht ist, ist es notwendig, vergossene und vollständig isolierte Kontakte auf der Kontaktplatte vorzusehen. Die Kontaktplatte besteht aus einem Kontaktträger und Stromschienen, wobei der Kontaktträger Nuten aufweist, in denen Stromschienen zur Kontaktierung von Leitern angeordnet sind.The subject of the invention is an insulating ring in stators with a contact plate for motors, where the entire motor, i.e. the stator with the rotor, is immersed in a medium. The motors are preferably used to drive a hermetically sealed gas pump, for example for air conditioning compressors in the automotive industry. The electric motors are preferably EC (electronically commutated) electric motors. The medium can be a variety of refrigerants that are legally approved for air conditioning compressors in the automotive industry. Since the entire motor is immersed in the medium, it is necessary to provide potted and fully insulated contacts on the contact plate. The contact plate consists of a contact carrier and busbars, the contact carrier having grooves in which busbars are arranged for contacting conductors.

Dies wird durch eine besondere Form des Isolierrings ermöglicht, der nach dem Wickeln der Leiter, dem Kontaktieren der Leiter mit Stromschienen und dem Verschweißen von Stromschienen und Leitern, auf der Kontaktseite des Motors in einem Schlitz zwischen der vorderen Statorisolierung und einem Kontaktträger montiert wird. Der Isolierring schließt die Spalten zwischen den Leitern und dem Kontaktträger, die durch technologische Prozesse bei der Herstellung von Elektromotoren verursacht werden.This is made possible by a special shape of the insulating ring, which after winding the conductors, contacting the conductors with busbars and welding busbars and conductors, is mounted on the contact side of the motor in a slot between the front stator insulation and a contact carrier. The insulating ring closes the gaps between the conductors and the contact carrier, which are caused by technological processes in the manufacture of electric motors.

Das durch die vorliegende Erfindung gelöste technische Problem besteht darin, vergossene und vollständig isolierte Kontakte auf der Kontaktplatte auf der Statorseite bereitzustellen, wo der Anschluss der Leiter an die auf dem Kontaktträger montierten Stromschienen erfolgt. Der Rest der Statorwicklung hat einen isolierten Draht und ist nicht vergossen. Nicht isolierte Kontakte, d. h. Stromschienen und Kontakte von Leitern mit Stromschienen, die aus einem Abschnitt der Leiter bestehen, bei dem die Isolierung entfernt wurde, d. h. wobei die Isolierung absichtlich von den Leitern entfernt wurde, um eine Kontaktierung (Schweißen) zu ermöglichen, werden mit einer Zweikomponenten-Epoxidverbindung vergossen, die einen elektrischen Durchbruch zwischen den Phasen, zum Gehäuse des Stators oder zu anderen leitenden Teilen verhindert.The technical problem solved by the present invention is to provide encapsulated and fully insulated contacts on the contact plate on the stator side, where the connection of the conductors to the busbars mounted on the contact carrier takes place. The rest of the stator winding is insulated wire and not potted. Non-insulated contacts, i. H. Busbars and contacts of conductors with busbars consisting of a section of conductor with the insulation removed, ie. H. with insulation intentionally stripped from the conductors to allow contacting (welding), are potted with a two-part epoxy compound that prevents electrical breakdown between phases, to the stator case or to other conductive parts.

Da die Technologie zur Herstellung von Statoren mit einer Kontaktplatte keine ausreichende Dichtheit der nicht isolierten Kontakte vor dem Vergießen mit einer Epoxidmasse gewährleistet, ist eine strukturelle Lösung erforderlich, um zusätzliche Bedingungen für die Abdichtung des Raums um die nicht isolierten Kontakte bereitzustellen.Since the technology of manufacturing stators with a contact plate does not ensure sufficient tightness of non-insulated contacts before casting with an epoxy compound, a structural solution is required to provide additional conditions for sealing the space around non-insulated contacts.

Dem Anmelder sind aus dem Stand der Technik keine Lösungen zur Implementierung von Elektromotoren mit einer Kontaktplatte bekannt, bei der der gesamte Motor in das Medium eingetaucht ist, wobei eine ausreichende Dichtheit der nicht isolierten Kontakte gewährleisten würde.The Applicant is not aware of any prior art solutions for implementing electric motors with a contact plate in which the entire motor is immersed in the medium, which would ensure sufficient tightness of the non-insulated contacts.

Dieses technische Problem wird durch eine besondere Form des Isolierrings gelöst, der, nach dem Wickeln der Leiter, dem Kontaktieren mit den Stromschienen und dem Verschweißen der Stromschienen und Leiter, in einen Schlitz zwischen der vorderen Statorisolierung und einem Kontaktträger eingesetzt wird, wobei dieser Ring eine ausreichende Dichtheit der nicht isolierten Kontakte vor dem Vergießen mit einer Epoxidverbindung gewährleistet.This technical problem is solved by a particular form of insulating ring that, after winding the conductors, making contact with the busbars and welding the busbars and conductors, is inserted in a slot between the front stator insulation and a contact support, this ring having a ensure sufficient tightness of the non-insulated contacts before casting with an epoxy compound.

Die Erfindung wird im Folgenden beschrieben und in den Figuren veranschaulicht, wobei:

  • 1 einen Isolierring zeigt
  • 2 die Montage des Isolierrings auf einem Stator zeigt, Vorderteil
  • 3 die Montage des Isolierrings auf einem Stator zeigt, Querschnitt
  • 4 die Form eines Zahns des Isolierrings zeigt.
The invention is described below and illustrated in the figures, wherein:
  • 1 shows an insulating ring
  • 2 shows the assembly of the insulating ring on a stator, front part
  • 3 shows the assembly of the insulating ring on a stator, cross section
  • 4 shows the shape of a tooth of the insulating ring.

Ein Isolierring 1 ist als ein einheitliches Element im Wesentlichen in Form eines niedrigen Zylinders ausgebildet und ist im unteren Abschnitt mit einem Außenumfang 1a mit einer Stufe 2 versehen, um an einer Stufe 4a einer auf den Stator aufgespritzten vorderen Isolierung 4 anzuliegen, wobei der Ring 1 im unteren Abschnitt eines Innenumfangs 1b mit beabstandeten Zähnen 3 zur Aufnahme von Leitern 5 versehen ist, wobei die Anzahl der Zähne 3 gleich der Anzahl der Leiter 5 ist. Die Zähne 3 zur Aufnahme der Leiter 5 sind vorzugsweise äquidistant angeordnet.An insulating ring 1 is formed as a unitary member substantially in the shape of a low cylinder and is provided with an outer periphery 1a in the lower portion with a step 2 to abut against a step 4a of a front insulator 4 sprayed on the stator, the ring 1 is provided in the lower portion of an inner circumference 1b with spaced teeth 3 for receiving conductors 5, the number of teeth 3 being equal to the number of conductors 5. The teeth 3 for receiving the conductor 5 are preferably arranged equidistantly.

Die Breite und Höhe der Stufe 2 ist so bemessen, dass der Isolierring 1 dicht an der Stufe 4a der vorderen Isolierung 4 und einem Kontaktträger 6 anliegen kann.The width and height of the stage 2 is dimensioned such that the insulating ring 1 can lie tightly against the stage 4a of the front insulation 4 and a contact carrier 6.

Die Höhe H des Isolierrings 1 ist so bemessen, dass sich der Isolierring 1 über das Niveau der Stromschienen 7 und das Niveau der Leiter 5 erstreckt, um eine ausreichende Auftragshöhe der Zweikomponenten-Epoxidverbindung zu gewährleisten, mit der die nicht isolierten Kontakte und Verbinder vergossen werden, sobald der Isolierring 1 in einen Schlitz 8 zwischen der Stufe 4a der vorderen Isolierung 4 und einer Stirnfläche 6a des Kontaktträgers 6 eingesetzt ist. Damit werden vollständig vergossene Kontakte auf der Kontaktplatte bereitgestellt.The height H of the insulating ring 1 is such that the insulating ring 1 extends above the level of the busbars 7 and the level of the conductors 5 to ensure a sufficient deposit of the two-part epoxy compound with which the non-insulated contacts and connectors are potted , as soon as the insulating ring 1 is inserted into a slot 8 between the step 4a of the front insulation 4 and an end face 6a of the contact carrier 6. This provides fully encapsulated contacts on the contact plate.

Der Isolierring 1 ist optional am oberen Abschnitt des Außenumfangs 1a mit einer zusätzlichen Stufe 2a versehen, wenn dies aufgrund zusätzlicher Platzbeschränkungen der Elektromotorkonstruktion erforderlich ist.The insulating ring 1 is optionally provided with an additional step 2a at the upper portion of the outer periphery 1a if required due to additional space constraints of the electric motor design.

Der Zahn 3 ist als ein flacher Körper ausgebildet, der in radialer Richtung vom Innenumfang 1b des Isolierrings 1 zur Mitte hin vorsteht, wobei die Höhe L des Zahns 3 so bemessen ist, dass die Breite D des Isolierrings 1 in dem Abschnitt, in dem der Isolierring 1 in radialer Richtung mit Zähnen 3 versehen ist, mindestens so groß ist, dass Spalten 9 zwischen den Leitern 5 und dem Kontaktträger 6 vollständig abgedichtet werden. Der Isolierring 1 liegt mit seiner Stufe 2 an der Stufe 4a der vorderen Isolierung an, wobei seine untere Fläche 1c an der Fläche des Schlitzes 8 zwischen der Stufe 4a der vorderen Isolierung 4 und der vorderen Fläche 6a des Kontaktträgers 6 anliegt, wodurch die Spalten 9 entlang der Leiter 5 abgedichtet werden.The tooth 3 is formed as a flat body projecting in the radial direction from the inner periphery 1b of the insulating ring 1 toward the center, and the height L of the tooth 3 is dimensioned so that the width D of the insulating ring 1 in the portion where the Insulating ring 1 is provided with teeth 3 in the radial direction, is at least large enough for gaps 9 between the conductors 5 and the contact carrier 6 to be completely sealed. The insulating ring 1 has its step 2 against the step 4a of the front insulation, its lower surface 1c against the surface of the slot 8 between the step 4a of the front insulation 4 and the front surface 6a of the contact carrier 6, thereby forming the gaps 9 along the conductors 5 are sealed.

Die Seite des Zahns 3, die zur Aufnahme eines Leiters 5 geeignet ist, ist, betrachtet vom Innenumfang 1b des Isolierrings 1 in einer radialen Richtung zur Mitte des Rings 1 hin, zunächst mit einer Rampe 3a ausgebildet, die sich in einer Aussparung 3b fortsetzt.The side of the tooth 3 suitable for receiving a conductor 5, viewed from the inner circumference 1b of the insulating ring 1 in a radial direction towards the center of the ring 1, is initially formed with a ramp 3a which continues in a recess 3b.

Wenn die Leiter 5 geringfügig von der vorderen Fläche 6a des Kontaktträgers 6 beabstandet sind, kann sich die Aussparung 3b optional in einen Bereich 3c fortsetzen, damit der Bereich 3c den Spalt 9 entlang eines einzelnen Leiters 5 an der vorderen Fläche 6a weiter abdichtet und an dem Abschnitt des Schlitzes 8 zwischen der Stirnfläche 6a des Kontaktträgers 6 und dem Leiter 5 anliegt.When the conductors 5 are slightly spaced from the front face 6a of the contact carrier 6, the recess 3b can optionally continue into a region 3c to allow the region 3c to further seal the gap 9 along a single conductor 5 at the front face 6a and at the Section of the slot 8 between the end face 6a of the contact carrier 6 and the conductor 5 is present.

Die Neigung α der Rampe 3a liegt vorzugsweise zwischen 30 und 40 Grad und ermöglicht es den Leitern 5, bei dem Einbau des Isolierrings 1 entlang der Rampe 3a an die gewünschte Stelle, d.h. in die Aussparung 3b, zu gleiten.The slope α of the ramp 3a is preferably between 30 and 40 degrees and allows the conductors 5 to slide along the ramp 3a to the desired location, i.e. into the recess 3b, during the installation of the insulating ring 1.

Die Abmessung der Aussparung 3b ist jeweils an die Abmessung des Leiters 5 angepasst, so dass der Leiter 5 in der Aussparung 3b fixiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aussparung 3b als eine im Wesentlichen halbkreisförmige Aussparung ausgebildet, wobei der Radius der halbkreisförmigen Aussparung 3b im Wesentlichen gleich dem Radius des Leiters 5 ist.The dimension of the recess 3b is in each case adapted to the dimension of the conductor 5, so that the conductor 5 is fixed in the recess 3b. In a preferred embodiment, the recess 3b is formed as a substantially semi-circular recess, the radius of the semi-circular recess 3b being substantially equal to the radius of the conductor 5.

Bei der Herstellung eines Stators, d. h. nachdem die Leiter gewickelt, die Leiter 5 mit den Stromschienen 7 kontaktiert und die Stromschienen 7 und die Leiter 5 verschweißt wurden, wird der Isolierring 1 in den Schlitz 8 zwischen der vorderen Fläche 6a des Kontaktträgers 6 und der Stufe 4a der auf den Stator aufgespritzten vorderen Isolierung 4 eingesetzt, so dass sich jeder Zahn 3 im Wesentlichen in der Mitte des Abstands zwischen zwei benachbarten Leitern 5 befindet. Nach dem Einsetzen des Isolierrings 1 in den Schlitz 8 wird der Isolierring 1 in Richtung der Rampe 3a gedreht, wodurch die Leiter 5 entlang der Rampe 3a in den Abschnitt 3b gleiten. Die Form des Isolierrings 1 stellt sicher, dass alle Leiter 5 richtig positioniert sind, jeder in seiner eigenen Aussparung 3b, und dichtet die Spalten 9 entlang der Leiter 5 ab. Der Schlitz 8 mit dem eingesetzten Isolierring 1 wird anschließend mit einem Zweikomponenten-Epoxidharz vergossen. Die Höhe H des Isolierrings 1 bestimmt auch die Auftragshöhe der Zweikomponenten-Epoxidverbindung, die zur Abdichtung der nicht isolierten Kontakte und Anschlüsse eingesetzt wird.When manufacturing a stator, i. H. after winding the conductors, contacting the conductors 5 with the busbars 7 and welding the busbars 7 and conductors 5, the insulating ring 1 is inserted into the slot 8 between the front face 6a of the contact carrier 6 and the step 4a of the front one sprayed on the stator Insulation 4 is used so that each tooth 3 is substantially in the center of the spacing between two adjacent conductors 5. After inserting the insulating ring 1 into the slot 8, the insulating ring 1 is turned towards the ramp 3a, whereby the conductors 5 slide along the ramp 3a into the section 3b. The shape of the insulating ring 1 ensures that all the conductors 5 are correctly positioned, each in its own recess 3b, and seals the gaps 9 along the conductors 5. The slot 8 with the inserted insulating ring 1 is then cast with a two-component epoxy resin. The height H of the insulating ring 1 also determines the application height of the two-part epoxy used to seal the non-insulated contacts and terminals.

Der Stator mit der Kontaktplatte wird üblicherweise auf so eine Weise geformt, dass der Kontaktträger 6 mit seinem Außenumfang dicht am Innenumfang der Stufe 4a der vorderen Isolierung 4 anliegt. Im Falle einer fehlerhaften Anlage während der Herstellung des Stators ermöglicht die Konstruktion des Isolierrings auch die Abdichtung eines entstandenen Schlitzes.The stator with the contact plate is usually formed in such a way that the outer circumference of the contact carrier 6 fits tightly against the inner circumference of the step 4a of the front insulation 4. In the event of a misalignment during the manufacture of the stator, the design of the insulating ring also allows sealing a gap that has arisen.

Claims (8)

Isolierring (1) in Statoren mit einer Kontaktplatte für Elektromotoren, wobei auf der Kontaktplatte eine Verbindung von Leitern (5) mit Stromschienen (7), die in den auf einem Kontaktträger (6) ausgebildeten Nuten angeordnet sind, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierring (1) als ein einheitliches Element im Wesentlichen in Form eines niedrigen Zylinders ausgebildet ist und am unteren Abschnitt mit einem Außenumfang (1a) mit einer Stufe (2) versehen ist, um an einer Stufe (4a) einer auf den Stator aufgespritzten vorderen Isolierung (4) anzuliegen, wobei der Ring (1) am unteren Abschnitt eines Innenumfangs (1b) mit beabstandeten Zähnen (3) zur Aufnahme von Leitern (5) versehen ist, wobei die Anzahl der Zähne (3) gleich der Anzahl der Leiter (5) ist.Insulating ring (1) in stators with a contact plate for electric motors, a connection of conductors (5) with busbars (7) arranged in the grooves formed on a contact carrier (6) being formed on the contact plate, characterized in that the insulating ring (1) is formed as a unitary element substantially in the shape of a low cylinder and is provided at the lower portion with an outer periphery (1a) with a step (2) to at a step (4a) a front one sprayed on the stator insulation (4), the ring (1) being provided on the lower portion of an inner circumference (1b) with spaced teeth (3) for receiving conductors (5), the number of teeth (3) being equal to the number of conductors ( 5) is. Isolierring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahn (3) als flacher Körper ausgebildet ist, der in radialer Richtung vom Innenumfang (1b) des Isolierrings (1) zur Mitte vorsteht, wobei die Höhe (L) des Zahns (3) so bemessen ist, dass die Breite (D) des Isolierrings (1) in dem Bereich, in dem der Isolierring (1) in radialer Richtung mit Zähnen (3) versehen ist, zumindest so ist, dass Spalten (9) zwischen den Leitern (5) und dem Kontaktträger (6) vollständig abgedichtet sind.insulation ring claim 1 , characterized in that the tooth (3) is formed as a flat body which protrudes in the radial direction from the inner circumference (1b) of the insulating ring (1) to the center, the height (L) of the tooth (3) being dimensioned such that the width (D) of the insulating ring (1) in the area in which the insulating ring (1) is provided with teeth (3) in the radial direction is at least such that gaps (9) between the conductors (5) and the contact carrier (6) are fully sealed. Isolierring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite des Zahns (3), die zur Aufnahme eines Leiters (5) geeignet ist, betrachtet vom Innenumfang (1b) des Isolierrings (1) in einer radialen Richtung zur Mitte des Rings (1) hin, zunächst mit einer Rampe (3a) ausgebildet ist, die in eine Aussparung (3b) übergeht.insulation ring claim 1 and 2 , characterized in that the side of the tooth (3) which is suitable for receiving a conductor (5) is considered tet from the inner circumference (1b) of the insulating ring (1) in a radial direction towards the center of the ring (1), is initially formed with a ramp (3a) which merges into a recess (3b). Isolierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung (α) der Rampe (3a) vorzugsweise zwischen 30 und 40 Grad beträgt.Insulating ring according to one of the preceding claims, characterized in that the inclination (α) of the ramp (3a) is preferably between 30 and 40 degrees. Isolierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung der Aussparung (3b) jeweils an die Abmessung des Leiters (5) angepasst ist, um die Fixierung des Leiters (5) in der Aussparung (3b) zu ermöglichen.Insulating ring according to one of the preceding claims, characterized in that the dimensions of the cutout (3b) are adapted to the dimensions of the conductor (5) in order to enable the conductor (5) to be fixed in the cutout (3b). Isolierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (3b) als im Wesentlichen halbkreisförmige Aussparung ausgebildet ist, wobei der Radius der halbkreisförmigen Aussparung (3b) im Wesentlichen gleich dem Radius des Leiters (5) ist.Insulating ring according to one of the preceding claims, characterized in that the cutout (3b) is designed as a substantially semicircular cutout, the radius of the semicircular cutout (3b) being substantially equal to the radius of the conductor (5). Isolierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite und die Höhe der Stufe (2) so definiert ist, dass der Isolierring (1) dicht an der Stufe (4a) der vorderen Isolierung (4) und einem Kontaktträger (6) anliegen kann.Insulating ring according to one of the preceding claims, characterized in that the width and the height of the step (2) are defined in such a way that the insulating ring (1) is close to the step (4a) of the front insulation (4) and a contact carrier (6). may be present. Isolierring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) des Isolierrings (1) so definiert ist, dass sich der Isolierring (1) über das Niveau der Stromschienen (7) und das Niveau der Leiter (5) erstreckt, um eine ausreichende Auftragshöhe der Zweikomponenten-Epoxidverbindung, mit der die nicht isolierten Kontakte und Verbinder vergossen werden, zu gewährleisten, wenn der Isolierring (1) in einen Schlitz (8) zwischen der Stufe (4a) der vorderen Isolierung (4) und einer vorderen Fläche (6a) des Kontaktträgers (6) eingesetzt ist.Insulating ring according to one of the preceding claims, characterized in that the height (H) of the insulating ring (1) is defined such that the insulating ring (1) extends above the level of the conductor rails (7) and the level of the conductors (5), to ensure a sufficient build-up of two-part epoxy potting the uninsulated contacts and connectors when the insulating ring (1) is inserted into a slot (8) between the step (4a) of front insulation (4) and a front Surface (6a) of the contact carrier (6) is used.
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