EP4677727A1 - VORRICHTUNG MIT ZWEI VERSCHWEIßTEN KOMPONENTEN; ELEKTRISCHE MASCHINE SOWIE HERSTELLVERFAHREN FÜR DIE VORRICHTUNG UND DIE ELEKTRISCHE MASCHINE - Google Patents

VORRICHTUNG MIT ZWEI VERSCHWEIßTEN KOMPONENTEN; ELEKTRISCHE MASCHINE SOWIE HERSTELLVERFAHREN FÜR DIE VORRICHTUNG UND DIE ELEKTRISCHE MASCHINE

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EP4677727A1
EP4677727A1 EP24703476.2A EP24703476A EP4677727A1 EP 4677727 A1 EP4677727 A1 EP 4677727A1 EP 24703476 A EP24703476 A EP 24703476A EP 4677727 A1 EP4677727 A1 EP 4677727A1
Authority
EP
European Patent Office
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component
shoulder
components
wire
electrical
Prior art date
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Pending
Application number
EP24703476.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes MERKLE
Kevin DEJONCKHEERE
Manuel Herrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4677727A1 publication Critical patent/EP4677727A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/30—Manufacture of winding connections
    • H02K15/33—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/10—Connectors or connections adapted for particular applications for dynamoelectric machines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0221—Laser welding

Definitions

  • Device with two welded components electrical machine and manufacturing process for the device and the electrical machine
  • the invention relates to an electrical device with a power input, that is to say preferably an input that is further connected to a power source during operation, a power output, preferably in the form of an electrical consumer, and an electrical interface arranged between the power input and the power output, wherein the interface has a wire as the first component and a rail-shaped connecting element welded to the wire as the second component.
  • the invention also relates to an electrical machine with this electrical device.
  • the invention also relates to methods for producing this electrical device and an electrical machine.
  • WO 2020/104 701 A1 discloses an electrically conductive connecting component with a cap-shaped connecting area in which free ends of at least two conductor bars can be accommodated. It is also known to weld certain sections in this connecting area in order to connect the components to one another.
  • This design of the weld seam means that the weld seam is designed in such a way that notch effects between the welded components are significantly reduced.
  • the shoulder provides a rear impact surface for the melting instrument, through which a thermal beam is reflected or at least redirected in order to protect components that are located under/behind the shoulder as far as possible from damage by the thermal beam.
  • the first component/wire is provided with the heel.
  • the heel can thus be introduced into the wire, which can be deformed relatively easily in the usual way, using relatively simple means.
  • the shoulder is incorporated into one component on at least two sides/spatial directions (in the transverse direction of one component, preferably the first component). It is also advantageous if the shoulder is incorporated into one component on three sides.
  • the sides represent sides of a quadrilateral that are at right angles to one another in the usual way.
  • Assembly is further simplified if the shoulder is placed at one end of one component. It is also advantageous if the second component placed on the shoulder has a recess (preferably open towards one end of the second component) which at least partially surrounds/holds the first component. This makes assembly and the application of the weld seam easier.
  • first component and the second component are aligned with their interconnected end regions obliquely, preferably perpendicularly, to one another.
  • the second component/connecting element is further preferably a busbar which is further connected to power electronics or directly forms a component of this power electronics.
  • the invention relates to an electrical machine, which is preferably designed as an electrical drive machine of a motor vehicle, with a stator, a rotor rotatably mounted relative to the stator and an electrical device according to the invention according to at least one of the previously described embodiments, wherein the first component is part of a coil winding of the stator or the rotor.
  • the invention relates to a method for producing an electrical device with an electrical interface, which interface in turn has a wire as a first component and a rail-shaped connecting element as a second component, comprising the steps of a) providing one of the two components with a shoulder, b) placing the other of the two components on the shoulder, and c) welding the two components together, wherein a weld seam runs from the shoulder over the entire thickness of the other component placed on the shoulder.
  • the invention also relates to a method for producing an electrical machine while forming an electrical device according to the preceding method.
  • Fig. 1 is a highly simplified representation of an electrical device according to the invention according to a preferred embodiment having an interface designed according to the invention between two components connected to one another by welding,
  • Fig. 2 is a plan view of the interface shown in Fig. 1,
  • Fig. 3 is a side view of the interface according to Fig. 1 ,
  • Fig. 4 is a simplified longitudinal sectional view of an electrical machine with an electrical device according to Fig. 1, and
  • Fig. 5 is a flow chart illustrating a method according to the invention for producing the electrical device.
  • Fig. 1 initially shows an abstract representation of an electrical device 1 according to the invention (also referred to as an electronic component), in particular in the area of an interface 4 / connection point / coupling point implemented according to the invention, which is explained in more detail below.
  • an electrical device 1 also referred to as an electronic component
  • the electrical device 1 further comprises an abstractly represented (electrical) power input 2 and an abstractly represented (electrical) power output 3.
  • the power input 2 is connected in the usual way to a Power source, such as a battery, is electrically connected.
  • the power output 3 is connected to an electrical consumer or preferably forms this consumer directly.
  • the interface 4 is arranged between the power input 2 and the power output 3.
  • this electrical device 1 is preferably used in an electrical machine 23.
  • the power input 2 can then have, for example, control electronics with an inverter, etc.
  • the power output 3 is preferably a direct component of a stator 16 of the electrical machine 23, namely more preferably a coil winding 18 arranged on the stator 16.
  • the electric machine 23 is further designed as an electric drive machine of a motor vehicle and has, in addition to the stator 16, a rotor 17 which is mounted so as to be rotatable relative to the stator 16.
  • a rotor 17 which is mounted so as to be rotatable relative to the stator 16.
  • the power output 3 would then again be the rotor 17 itself.
  • the coil winding 18 is connected to a first component 6 of the interface 4.
  • a wire 5 in this embodiment preferably directly forms the coil winding 18 and the first component 6 (in one piece).
  • That part of the interface 4 which is further connected to the power input 2 is referred to as the second component 8.
  • the second component 8 here is a rail-shaped connecting element 7 (also referred to as a busbar).
  • the first component 6 in the form of the wire 5 has an end region 13.
  • This end region 13 has a shoulder 9 designed according to the invention.
  • the shoulder 9 forms a step-shaped taper / a step-shaped recess in the diameter of the wire 5.
  • the shoulder 9 is thus designed / introduced perpendicular to a longitudinal direction of the wire 5.
  • the shoulder 9 therefore forms a support surface 19 directed towards an end side (seen in the longitudinal direction of the wire 5), on which the second component 8 / the connecting element 7 rests.
  • several shoulders 9 can also be formed offset in the longitudinal direction of the wire 5.
  • a thickness 11 of the second component 8 is less than a longitudinal section 21 of the first component 6 extending from the shoulder 9 to the free end 20 of the first component 6.
  • the shoulder 9 is essentially L-shaped and thus surrounds the longitudinal section 21 of the first component 6 from two sides 12a, 12b. In further embodiments, however, it is also possible to have the shoulder additionally extend to a third side 12c or even completely extend to all four sides 12a, 12b, 12c, 12d. Those sides 12a, 12b, 12c, 12d form four sides of a rectangle when viewed in the cross section of the first component 6, each of which is offset by 90 degrees from one another.
  • the second component 8 has a recess 15 at its end region 14, which is larger than the (rectangular) cross section of the longitudinal section 21.
  • the second component 8 finally comes to rest on the longitudinal section 21 at the respective sides 12a, 12b, to which the shoulder 9 also extends.
  • the weld seam 10 indicated in the figures, which connects the first component 6 to the second component 8, is introduced into the (previous) gap region 24 between the longitudinal section 21 and the recess 15 above the shoulder 9 with reference to Fig. 2.
  • the weld seam 10, as shown/indicated in Fig. 1, runs in its depth 25 over the entire thickness 11 of the second component 8 and thus extends in the depth direction/thickness direction from the shoulder 9 to the surface 22 of the second component 8 facing away from the shoulder 9.
  • the weld seam 10 is introduced by means of laser welding.
  • Fig. 5 then schematically refers to a manufacturing method according to the invention, wherein the electrical device 1 of Figs. 1 to 4 is achieved by a method in which, in a step a), one of the two components, preferably the first component 6, is provided with the shoulder 9.
  • the shoulder 9 can be introduced, for example, by machining or shaping the end region 13.
  • the other of the two components, here the second component 8 is then placed on the shoulder 9 and finally, in a third step c), the two components 6, 8 are welded together, wherein the weld seam 10 runs from the shoulder 9 over the entire thickness 11 of the other component 8 placed on the shoulder 9.
  • the two components 6, 8 can in principle also be interchanged and thus the second component 8 can be formed over the previously described first component, namely in particular can be provided with the shoulder 9 and then the first component 6 is placed accordingly on this shoulder 9 and welded to the second component 8.
  • This method is then used/applied analogously in a method for producing the electrical machine 23.
  • an overlap is implemented by adding a step 9 to one of the two components 6, 8 to be welded (e.g. the wire 5).
  • This overlap ensures that the laser beam does not penetrate the components underneath during welding and thereby damage them.
  • the welding depth (depth 25) can then be increased to the full material thickness and form a weld root with a lower notch effect.
  • the shoulder 9 can be attached to one side 12a of the wire 5, to all four sides 12a, 12b, 12c, 12d of the wire 5 or all possibilities in between.
  • Figures 1 to 3 show an example with a shoulder 9 on two sides 12a, 12b of the wire 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung (1) mit einem Leistungseingang (2), einem Leistungsausgang (3) und einer zwischen dem Leistungseingang (2) und dem Leistungsausgang (3) angeordneten elektrischen Schnittstelle (4), wobei die Schnittstelle (4) einen Draht (5) als erste Komponente (6) und ein an den Draht (5) angeschweißtes, schienenförmiges Verbindungselement (7) als zweite Komponente (8) aufweist, wobei eine der beiden Komponenten (8) auf einem Absatz (9) der anderen Komponente (6) aufliegt und eine die beiden Komponenten (6, 8) verbindende Schweißnaht (10) von dem Absatz (9) aus über die gesamte Dicke (11) der auf den Absatz (9) aufgelegten anderen Komponente (8) verläuft. Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine (23) mit dieser Vorrichtung (1), ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Vorrichtung (1) und ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Maschine (23).

Description

Vorrichtung mit zwei verschweißten Komponenten; elektrische Maschine sowie Herstellverfahren für die Vorrichtung und die elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung mit einem Leistungseingang, das heißt vorzugsweise einem mit einer Stromquelle im Betrieb weiterverbundenen Eingang, einem Leistungsausgang, vorzugsweise in Form eines elektrischen Verbrauchers, und einer zwischen dem Leistungseingang und dem Leistungsausgang angeordneten elektrischen Schnittstelle, wobei die Schnittstelle einen Draht als erste Komponente und ein an den Draht angeschweißtes, schienenförmiges Verbindungselement als zweite Komponente aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit dieser elektrischen Vorrichtung. Auch betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung dieser elektrischen Vorrichtung und einer elektrischen Maschine.
Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Vorrichtungen mit entsprechenden Schnittstellen hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die WO 2020/104 701 A1 ein elektrisch leitendes Verbindungsbauteil mit einem kappenförmigen Verbindungsbereich, in dem freie Enden von zumindest zwei Leiterstäben aufnehmbar sind. Es ist ferner bekannt gewisse Abschnitte in diesem Verbindungsbereich zu verschweißen, um die Komponenten miteinander zu verbinden.
Hierbei hat es sich jedoch herausgestellt, dass die geometrische Ausbildung der Verbindungsbauteile bewirkt, dass die Schweißnähte nicht über die gesamte Dicke / Tiefe der Komponenten eingebracht werden können. Dies hat wiederum zur Folge, dass es im Betrieb aufgrund der üblichen Belastungen zu erhöhten Kerbspannungen an diesen Schweißnähten kommen kann und die Schweißverbindung somit geschwächt wird. Ein simples Durchschweißen, d.h. ein Ausbilden der Schweißnaht über die gesamte Dicke der Komponente, ist meist ebenfalls nicht möglich, da die Gefahr besteht, dass bei Schweißvorgang angrenzende Bauteile beschädigt werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Vorrichtung mit einer schweißtechnisch hergestellten Schnittstelle zur Verfügung zu stellen, deren Dau- erfestigkeit deutlich gesteigert wird, wobei die Gefahr einer Beschädigung angrenzender Bauteil während des Schweißvorgangs zumindest stark verringert wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine der beiden Komponenten auf einem Absatz der anderen Komponente aufliegt und eine die beiden Komponenten verbindende Schweißnaht von dem Absatz aus über die gesamte Dicke der auf den Absatz aufgelegten anderen Komponente verläuft. Eine Tiefe der Schweißnaht ist somit mindestens so groß wie die Dicke der anderen Komponente ausgebildet.
Durch diese Ausbildung der Schweißnaht, ausgehend von dem Absatz, ist die Schweißnaht so ausgebildet, dass Kerbeffekte zwischen den verschweißten Komponenten deutlich abgeschwächt werden. Ferner wird durch den Absatz eine rückwärtige Auftrefffläche für das Aufschmelzinstrument zur Verfügung gestellt, durch den ein thermischer Strahl reflektiert oder zumindest umgelenkt wird, um Bauteile, die unter / hinter dem Absatz liegen möglichst vor einer Beschädigung durch den thermischen Strahl zu schützen.
Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Demnach ist es auch von Vorteil, wenn die erste Komponente / der Draht mit dem Absatz versehen ist. Der Absatz kann somit mit relativ einfachen Mitteln in den auf übliche Weise relativ einfach verformbaren Draht eingebracht werden.
Für eine weitere Festigkeitserhöhung der Schweißverbindung ist es zuträglich, wenn der Absatz zu mindestens zwei Seiten / Raumrichtungen (in Querrichtung der einen Komponente, vorzugsweise der ersten Komponente) in die eine Komponente eingebracht ist. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Absatz gar zu drei Seiten in die eine Komponente eingebracht ist. Die Seiten stellen auf übliche Weise rechtwinklig zuei- nanderstehende Seiten eines Vierecks dar.
Die Montage wird weiter vereinfacht, wenn der Absatz an einem Endbereich der einen Komponente eingebracht ist. Zudem ist es vorteilhaft, wenn die auf dem Absatz aufgelegte zweite Komponente eine (vorzugsweise zu einem Ende der zweiten Komponente hin geöffneten) Aussparung, aufweist, die die erste Komponente zumindest teilweise umgreift / aufnimmt. Dadurch werden die Montage und das Aufbringen der Schweißnaht erleichtert.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste Komponente und die zweite Komponente mit ihren miteinander verbundenen Endbereichen schräg, bevorzugt senkrecht, zueinander ausgerichtet sind.
Die zweite Komponente / das Verbindungselement ist weiter bevorzugt eine Stromschiene, die mit einer Leistungselektronik weiter verbunden ist oder unmittelbar einen Bestandteil dieser Leistungselektronik bildet.
Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine, die vorzugsweise als elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist, mit einem Stator, einem relativ zu dem Stator drehbar gelagerten Rotor und einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei die erste Komponente Bestandteil einer Spulenwicklung des Stators oder des Rotors ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung mit einer elektrischen Schnittstelle, welche Schnittstelle wiederum einen Draht als erste Komponente und ein schienenförmiges Verbindungselement als zweite Komponente aufweist, umfassend die Schritte a) Versehen einer der beiden Komponenten mit einem Absatz, b) Auflegen der anderen der beiden Komponenten auf den Absatz, und c) Verschweißen der beiden Komponenten miteinander, wobei eine Schweißnaht von dem Absatz aus über die gesamte Dicke der auf dem Absatz aufgelegten anderen Komponente verläuft.
Als besonders zweckmäßig hat es sich in diesem Zusammenhang herausgestellt, wenn die Komponenten mittels Laserschweißen miteinander verbunden werden. Dies ermöglicht eine präzise Ausbildung der Schweißnaht. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine unter Ausbildung einer elektrischen Vorrichtung nach dem vorhergehenden Verfahren.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aufweisend eine erfindungsgemäß ausgebildete Schnittstelle zwischen zwei schweißtechnisch miteinander verbundenen Komponenten,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Schnittstelle,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Schnittstelle nach Fig. 1 ,
Fig. 4 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung einer elektrischen Maschine mit einer elektrischen Vorrichtung gemäß Fig. 1 , sowie
Fig. 5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der elektrischen Vorrichtung.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen daher ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt zunächst eine abstrakte Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung 1 (auch als elektronische Baueinheit bezeichnet), insbesondere im Bereich einer nachfolgend näher erläuterten, erfindungsgemäß umgesetzten Schnittstelle 4 / Verbindungsstelle / Kopplungsstelle.
Die elektrische Vorrichtung 1 weist ferner einen abstrakt dargestellten (elektrischen) Leistungseingang 2 sowie einen ebenfalls abstrakt dargestellten (elektrischen) Leistungsausgang 3 auf. Der Leistungseingang 2 ist im Betrieb auf übliche Weise mit einer Stromquelle, wie einer Batterie, elektrisch verbunden. Der Leistungsausgang 3 ist mit einem elektrischen Verbraucher verbunden oder bildet bevorzugt diesen Verbraucher unmittelbar aus. Die Schnittstelle 4 ist zwischen dem Leistungseingang 2 und dem Leistungsausgang 3 angeordnet.
Unter Berücksichtigung der Fig. 4 sei zunächst darauf hingewiesen, dass jene elektrische Vorrichtung 1 bevorzugt in einer elektrischen Maschine 23 eingesetzt ist. Der Leistungseingang 2 kann dann bspw. eine Steuerungselektronik mit einem Inverter, etc., aufweisen. Der Leistungsausgang 3 ist bevorzugt ein unmittelbarer Bestandteil eines Stators 16 der elektrischen Maschine 23, nämlich weiter bevorzugt eine an dem Stator 16 angeordnete Spulenwicklung 18.
Die elektrische Maschine 23 ist als elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges weiter ausgebildet und weist neben dem Stator 16 einen Rotor 17 auf, der drehbar relativ zum Stator 16 gelagert ist. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich auch möglich ist gemäß weiteren Ausführungsbeispielen die Spulenwicklung 18 im Rotor 17 vorzusehen. Dann wäre der Leistungsausgang 3 wiederum entsprechend der Rotor 17 selbst.
Die Spulenwicklung 18 ist mit einer ersten Komponente 6 der Schnittstelle 4 verbunden. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass ein Draht 5 in dieser Ausführung bevorzugt unmittelbar die Spulenwicklung 18 sowie die erste Komponente 6 (stoffeinteilig) bildet. Jener Bestandteil der Schnittstelle 4, der mit dem Leistungseingang 2 weiter verbunden ist, ist als zweite Komponente 8 bezeichnet. Die zweite Komponente 8 ist hier ein schienenförmiges Verbindungselement 7 (auch als Stromschiene bezeichnet).
Unter Bezug auf die Fign. 1 bis 3 ist schließlich die erfindungsgemäß umgesetzte schweißtechnische Verbindung in der Schnittstelle 4 näher zu erkennen. Die erste Komponente 6 in Form der Drahtes 5 weist einen Endbereich 13 auf. Dieser Endbereich 13 weist einen erfindungsgemäß ausgebildeten Absatz 9 auf. Der Absatz 9 bildet dabei eine stufenförmige Verjüngung / einen stufenförmigen Rücksprung im Durchmesser des Drahtes 5. Somit ist der Absatz 9 senkrecht zu einer Längsrichtung des Drahtes 5 ausgebildet / eingebracht. Der Absatz 9 bildet daher eine zu einer (in Längsrichtung des Drahtes 5 gesehen) Endseite gerichtete Auflagefläche 19, auf der die zweite Komponente 8 / das Verbindungselement 7 aufliegt. Es können prinzipiell auch mehrere Absätze 9 in Längsrichtung des Drahtes 5 versetzt ausgebildet werden.
Es ist auch zu erkennen, dass eine Dicke 11 der zweiten Komponente 8 geringer ist als ein von dem Absatz 9 aus zu dem freien Ende 20 der ersten Komponente 6 verlaufender Längsabschnitt 21 der ersten Komponente 6.
Bei Betrachtung der Fig. 2 fällt auf, dass der Absatz 9 im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und somit den Längsabschnitt 21 der ersten Komponente 6 von zwei Seiten 12a, 12b umgibt. Es ist in weiteren Ausführungen jedoch auch möglich, den Absatz zusätzlich zu einer dritten Seite 12c hin umlaufen zu lassen oder gar vollständig, um alle vier Seiten 12a, 12b, 12c, 12d, umlaufen zu lassen. Jene Seiten 12a, 12b, 12c, 12d bilden im Querschnitt der ersten Komponente 6 betrachtet vier Seiten eines Rechteckes aus, die jeweils um 90 Grad zueinander versetzt sind.
Es ist auch zu erkennen, dass die zweite Komponente 8 zu ihrem Endbereich 14 eine Aussparung 15 aufweist, die größer als der (rechteckförmige) Querschnitt des Längs- abschnitts 21 ausgebildet ist. Die zweite Komponente 8 kommt schließlich zu den jeweiligen Seiten 12a, 12b, zu denen auch der Absatz 9 umläuft, an dem Längsabschnitt 21 zur Anlage.
Die in den Figuren angedeutete Schweißnaht 10, die die erste Komponente 6 mit der zweiten Komponente 8 verbindet, wird dabei in Bezug auf Fig. 2 in den (vorherigen) Spaltbereich 24 zwischen dem Längsabschnitt 21 und der Aussparung 15 oberhalb des Absatzes 9 eingebracht. Die Schweißnaht 10, wie in Fig. 1 dargestellt / angedeutet, verläuft in ihrer Tiefe 25 über die gesamte Dicke 11 der zweiten Komponente 8 und reicht somit in Tiefenrichtung / Dickenrichtung von dem Absatz 9 aus bis hin zu der dem Absatz 9 abgewandten Oberfläche 22 der zweiten Komponente 8. Es ist diesbezüglich vorteilhaft, wenn die Schweißnaht 10 mittels Laserschweißens eingebracht wird.
Mit Fig. 5 wird dann schematisch noch auf ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren verwiesen, wobei die elektrische Vorrichtung 1 der Fign. 1 bis 4 durch ein Verfahren erreicht wird, indem in einem Schritt a) eine der beiden Komponenten, vorzugsweise die erste Komponente 6, mit dem Absatz 9 versehen wird. Der Absatz 9 kann beispielsweise über eine spanende oder eine formgebende Bearbeitung des Endbereiches 13 eingebracht werden. In einem zweiten Schritt b) wird dann die andere der beiden Komponenten, hier die zweite Komponente 8, auf den Absatz 9 aufgelegt und schließlich in einem dritten Schritt c) werden die beiden Komponenten 6, 8 miteinander verschweißt, wobei die Schweißnaht 10 von dem Absatz 9 aus über die gesamte Dicke 11 der auf dem Absatz 9 aufgelegten anderen Komponente 8 verläuft.
Somit ist es selbstverständlich, dass die beiden Komponenten 6, 8 prinzipiell auch vertauscht werden können und somit die zweite Komponente 8 über die zuvor beschriebene erste Komponente ausgebildet werden kann, nämlich insbesondere mit dem Absatz 9 versehen werden kann und dann die erste Komponente 6 entsprechend auf diesem Absatz 9 aufgelegt wird und mit der zweiten Komponente 8 verschweißt wird.
Dieses Verfahren wird dann in einem Verfahren zur Herstellung der elektrischen Maschine 23 analog eingesetzt / angewandt.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird erfindungsgemäß durch Hinzufügen eines Absatzes 9 an einer der beiden zu schweißenden Komponenten 6, 8 (z.B. des Drahtes 5) eine Überlappung umgesetzt. Diese Überlappung sorgt beim Schweißen dafür, dass der Laserstrahl nicht auf darunterliegende Komponenten durchschlägt und diese dadurch beschädigt. Dann kann die Einschweißtiefe (Tiefe 25) auf die volle Materialstärke erhöht werden und eine Schweißwurzel mit geringerer Kerbwirkung formen.
In dem bevorzugt umgesetzten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 wird der Draht
5 mit dem Absatz 9 versehen, auf welchen die zu schweißende Stromschiene / Bus- bar (zweite Komponente 8) aufgelegt wird. Der Absatz 9 kann auf einer Seite 12a des Drahtes 5, auf allen vier Seiten 12a, 12b, 12c, 12d des Drahtes 5 oder alle Möglichkeiten dazwischen angebracht werden. In den Figuren 1 bis 3 ist ein Beispiel mit einem Absatz 9 an zwei Seiten 12a, 12b des Drahtes 5 dargestellt.
Die Schweißung durch den Laser erfolgt dann von oben auf den Fügespalt (Spaltbereich 24) mit dem darunterliegendem Absatz 9 des Drahtes 5. In den Figuren 1 bis 3 entsteht dadurch eine L-förmige Schweißnaht 10.
Bezuqszeichenliste elektrische Vorrichtung
Leistungseingang
Leistungsausgang
Schnittstelle
Draht erste Komponente
Verbindungselement zweite Komponente
Absatz
Schweißnaht
Dicke a erste Seite b zweite Seite c dritte Seite d vierte Seite
Endbereich der ersten Komponente
Endbereich der zweiten Komponente
Aussparung
Stator
Rotor
Spulenwicklung
Auflagefläche
Ende
Längsabschnitt
Oberfläche elektrische Maschine
Spaltbereich
Tiefe

Claims

Patentansprüche
1 . Elektrische Vorrichtung (1 ) mit einem Leistungseingang (2), einem Leistungsausgang (3) und einer zwischen dem Leistungseingang (2) und dem Leistungsausgang (3) angeordneten elektrischen Schnittstelle (4), wobei die Schnittstelle (4) einen Draht (5) als erste Komponente (6) und ein an den Draht (5) angeschweißtes, schienenförmiges Verbindungselement (7) als zweite Komponente (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Komponenten (8) auf einem Absatz (9) der anderen Komponente (6) aufliegt und eine die beiden Komponenten (6, 8) verbindende Schweißnaht (10) von dem Absatz (9) aus über die gesamte Dicke (11 ) der auf den Absatz (9) aufgelegten anderen Komponente (8) verläuft.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (6) mit dem Absatz (9) versehen ist.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (9) von mindestens zwei Seiten (12a, 12b) her in die eine Komponente (6) eingebracht ist.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (9) an einem Endbereich (13) der einen Komponente (6) eingebracht ist.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Absatz (9) aufgelegte zweite Komponente (8) eine Aussparung (15) aufweist, die die erste Komponente (6) zumindest teilweise umgreift.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (6) und die zweite Komponente (8) mit ihren miteinander verbundenen Endbereichen (13, 14) senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
7. Elektrische Maschine (23) mit einem Stator (16), einem relativ zu dem Stator (16) drehbar gelagerten Rotor (17) und einer elektrischen Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der die erste Komponente (6) Bestandteil einer Spulenwicklung (18) des Stators (16) oder des Rotors (17) ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung (1 ) mit einer elektrischen Schnittstelle (4), welche Schnittstelle (4) wiederum einen Draht (5) als erste Komponente (6) und ein schienenförmiges Verbindungselement (7) als zweite Komponente (8) aufweist, umfassend die Schritte a) Versehen einer der beiden Komponenten (6) mit einem Absatz (9), b) Auflegen der anderen der beiden Komponenten (8) auf den Absatz (9), und c) Verschweißen der beiden Komponenten (6, 8) miteinander, wobei eine Schweißnaht (10) von dem Absatz (9) aus über die gesamte Dicke (11 ) der auf den Absatz (9) aufgelegten anderen Komponente (8) verläuft.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (6, 8) mittels Laserschweißen miteinander verbunden werden.
10. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine (23) unter Ausbildung einer elektrischen Vorrichtung (1 ) nach dem der Verfahren des Anspruchs 8 oder
9.
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