WO2014095191A2 - Stator für eine elektrische maschine - Google Patents

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WO2014095191A2
WO2014095191A2 PCT/EP2013/074018 EP2013074018W WO2014095191A2 WO 2014095191 A2 WO2014095191 A2 WO 2014095191A2 EP 2013074018 W EP2013074018 W EP 2013074018W WO 2014095191 A2 WO2014095191 A2 WO 2014095191A2
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WO
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stator
conductor
conductors
connection
coils
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PCT/EP2013/074018
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English (en)
French (fr)
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WO2014095191A3 (de
Inventor
Martin Geiger
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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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
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the present invention relates to a stator for an electrical machine having a substantially annular stator yoke, on which a plurality of stator coils are arranged, wherein the stator coils have coil ends, which are designed to be connected to a circuit arrangement, and wherein the interconnection arrangement at least two electrically having mutually insulated connection conductors which are connected to the ends of the stator coils to form electrical contact areas.
  • stator yoke with a number of stator teeth on which the stator coils are wound.
  • the coils are associated with their two coil ends individual strands and interconnected in a predetermined manner via common connection conductors.
  • the stator has three strings and thus at least three connecting conductors, which are each supplied with current at 120 ° out of phase.
  • the connection conductors are usually connected to an external power source for connection of the electrical machine.
  • a stator for an electrical machine is known from the prior art, for example from EP 1 705 776, in which the interconnection arrangement has electrically insulated connecting conductors which are arranged concentrically with one another.
  • connection conductors axially next to the stator coils.
  • a disadvantage of this structure is that sufficient construction space must be available for the arrangement of the switching rings. If this is not present or is radially and / or axially restricted, for example, by the arrangement of a differential located next to the stator, the switching rings known from the prior art can only be arranged by means of a considerable shortening of the active length of the electrical machine.
  • Object of the present invention is therefore to provide a stator which can be used in particular in a limited space without sacrificing the active length.
  • the invention is based on a stator for an electric machine with a substantially annular stator yoke on which a plurality of stator coils are arranged.
  • the stator coils have coil ends which are designed to be connected to a circuit arrangement, wherein the interconnection arrangement has at least two connection conductors which are electrically insulated from one another. These connection conductors are connected to the ends of the stator coils to form electrical contact areas.
  • At least one of the connecting conductors is arranged substantially concentrically with respect to the stator yoke, while at least one other of the connecting conductors is arranged substantially coaxially with the stator yoke.
  • This arrangement makes it possible to utilize the available space as well as possible and, in the case of an axial and / or radial constriction due to other components, to connect the stator coils arranged in the area of the constriction without shortening the active length to the connecting conductors.
  • a stator is provided which can be used without any problems even with limited space available or axial and / or radial constrictions.
  • the connecting conductors are formed as strip conductors with a flat side, wherein preferably the flat side of the concentrically arranged connecting conductor extends substantially axially along the stator yoke and the flat side of the coaxially arranged connecting conductor extends substantially radially along the stator yoke.
  • the formation of the connecting conductor as a flat strip conductor further reduces the space required.
  • the at least one concentrically arranged to the stator yoke connecting conductor is arranged radially outside of the stator coils. This is particularly advantageous when the stator has an internal rotor. Similarly, in an outboard rotor, the concentrically arranged connection conductors would be disposed radially inside the stator coils.
  • the at least one coaxial with the stator yoke arranged connecting conductor is arranged axially adjacent to the stator coils.
  • the connecting conductors are further arranged in an integrally formed carrier element, which is adapted to receive the at least one concentric and the at least one coaxial connecting conductor and to isolate from each other.
  • the carrier element preferably has at least one U-shaped carrier pocket, which can receive one of the connecting conductors.
  • the carrier element is preferably equipped with a web arranged in the web, which isolates the two juxtaposed connecting conductors against each other.
  • the carrier element has an axially and / or a radially extending receiving pocket for the connecting conductors.
  • the arrangement of the connecting conductors in the carrier element allows for easy mounting of the connecting conductor on the stator, on the other hand is also conceivable to provide the support member and the connecting conductor as a prefabricated unit, which is mounted on the stator as a whole.
  • the coil ends of the stator coils are arranged axially adjacent to the stator coils and preferably extend in the radial direction. Even if in principle a lateral connection of the stator coils is possible, it has been shown that a connection of the coil ends to the connection conductors which influences the other coils as little as possible is influenced by the coil ends extending radially inwards or radially outwards.
  • the at least one concentrically arranged connection conductor is connected to the coil ends via connection elements, wherein the connection elements are preferably designed as flag-shaped connection elements which bend in a radial extension.
  • the flag-shaped connection elements allow on the one hand in combination with the radially extending coil ends a very defined contact area for coil end and connecting conductor.
  • the flag-shaped connection elements may extend around the radial and / or axial constriction in the region of any existing axial and / or radial constriction, so that a contact possibility of existing in the radial and / or axial constriction stator coils is provided. As a result, the active length of the electrical machine does not have to be shortened due to structural conditions.
  • the connecting conductors are arranged such that they do not protrude into the region of the radial and / or axial constriction.
  • the connecting conductor receiving carrier element has a corresponding axial and / or radial constriction recess.
  • connection conductor is designed to provide a direct electrical contact with the coil ends. This makes it possible to dispense with the formation of the flag-shaped connection elements.
  • connection conductor flag-shaped connection element which can contact a corresponding coil end in a limited space.
  • the stator is designed to accommodate an internal rotor, it is particularly advantageous to use two connecting conductors arranged concentrically radially on the outside and a coaxially arranged connecting conductor. If, in addition, there is an axial and / or radial narrowing of space in this case, then it is advantageous to guide the connecting elements of the radially outwardly arranged connecting conductors radially inwards to the inner edge of the stator yoke and to connect them there to the associated coil ends.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a stator according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view through the stator according to the invention shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a further schematic sectional view through the stator according to the invention shown in FIG.
  • FIGS 1 to 3 show schematically a particularly preferred embodiment of a stator 1 with Statorjoch 4 and rotor 6 inside rotor, wherein Fig. 1 is a plan view and Figures 2 and 3 are respectively sectional views.
  • the stator 1 comprises a substantially annular lamination of laminated electrical steel stator yoke 4, in the circumferential direction a number of radially outward Shen directed teeth (not shown), which are equipped with individual coils (not shown).
  • the windings of the coils (not shown) are received in U-shaped insulating elements 8.
  • the stator coils also have in the figures shown coil ends 10, which in the illustrated embodiment an axial portion 1 1 and a radial portion 12 have (see in particular the sectional view of Fig. 2).
  • the radial section 12 of the coil ends 10 extends radially inward in the direction of a carrier element 14.
  • the carrier element 14 is illustrated in the lower section of FIG. 2 and is designed to be a connecting conductor 1 6, 18 and 20, which in turn are connected to the coil ends 10 to form electrical contact areas.
  • the connecting conductors 16, 18, 20 are designed as strip conductors, for example made of copper, with a substantially rectangular cross-section.
  • the carrier element 14 has receiving pockets 22, 24, 26, in which the connecting conductors 16, 18, 20 are accommodated.
  • the carrier element 14 and the receiving pockets 22, 24, 26 are formed such that the connecting conductors 1 6, 18, 20 are not coaxial or all arranged concentrically, as known from the prior art, but according to the invention have a coaxial and concentric Focus on.
  • only the connecting conductor 20 is coaxially arranged in the embodiment shown here, while the connecting conductors 1 6, 18 are arranged concentrically to the stator yoke 4.
  • Such an arrangement has, as can be seen from Fig. 1, the advantage that the space required in the radial and axial direction is reduced compared to the space requirements of the known from the prior art stators.
  • connection 27 corresponds to the radially outermost connection.
  • connection 28 is assigned to the radially inner connecting conductor 18 and the connection 30 to the coaxially arranged connecting conductor 20.
  • connection 30 of the coaxially arranged connecting conductor 20 is designed such that the connecting conductor 20 has a projection 32 extending radially outwards, which carries the connection 30.
  • FIG. 1 also shows that the concentrically arranged connecting conductors 16, 18 have flag-shaped connecting elements 36, 38 which are designed to connect the connecting conductors 16, 18 with their associated coil ends 10.
  • the coaxially arranged connection conductor 20 is designed in the embodiment shown to directly contact the coil ends 10.
  • an additional flag-shaped connection element is designed in the embodiment shown to directly contact the coil ends 10.
  • FIG. 1 further shows that the stator 1 has a radially and axially restricted region 50.
  • this area 50 as shown in the figures, no connecting conductors 1 6, 18 or 20 are provided to provide the required radial and axial space.
  • the support member 14 is provided in this area only radially inward on the stator, as well as the sectional view of FIG. 2 can be seen.
  • the carrier element 14 is radially shortened and there are no connecting conductors 1 6, 18 or 20 present.
  • FIG. 1 further shows that the coil ends 10 of the coils provided in the restricted region 50 extend to the radially inner region of the stator. There they can be contacted via extended tab-shaped connecting elements 46, 48 with the first and second concentrically arranged connecting conductor 1 6, 18.
  • extended tab-shaped connecting elements 46, 48 with the first and second concentrically arranged connecting conductor 1 6, 18.
  • connecting conductors two coaxially formed connecting conductors. bond conductor and to use a concentric connection conductor.
  • more or fewer connecting conductors may be provided.
  • the illustrated internal rotor design of the rotor it is also possible to form the rotor from external rotor, wherein the corresponding concentrically arranged switching rings are then arranged radially inside the stator instead of radially outside the stator.
  • a concentric and coaxial alignment of the connecting conductor is also possible in this case according to the invention.
  • the concentric and coaxial alignment of the connecting conductor allows optimal space utilization, so that even in confined spaces, a reduction of the active length of the stator is not necessary.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Offenbart wird ein Stator (1) für eine elektrische Maschine mit einem im wesentlichen ringförmigen Statorjoch (4) an dem mehrere Statorspulen angeordnet sind, wobei die Statorspulen Spulenenden (10) aufweisen, die dazu ausgelegt sind, mit einer Verschaltungsanordnung verschaltet zu werden, und wobei die Verschaltungsanordnung mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierte Verbindungsleiter (16; 18; 20) aufweist, die mit den Enden der Statorspulen unter Ausbildung elektrischer Kontaktbereiche verbunden sind, wobei mindestens einer der Verbindungsleiter (16; 18; 20) im Wesentlichen konzentrisch zu dem Statorjoch (4) angeordnet ist, und mindestens ein anderer der Verbindungsleiter (16; 18; 20) im Wesentlichen koaxial zu dem Statorjoch (4) angeordnet ist.

Description

Stator für eine elektrische Maschine
Vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine mit einem im Wesentlichen ringförmigen Statorjoch, an dem mehrere Statorspulen angeordnet sind, wobei die Statorspulen Spulenenden aufweisen, die dazu ausgelegt sind, mit einer Ver- schaltungsanordnung verschaltet zu werden, und wobei die Verschaltungsanordnung mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierte Verbindungsleiter aufweist, die mit den Enden der Statorspulen unter Ausbildung elektrischer Kontaktbereiche verbunden sind.
Bekannte Statoren für elektrische Maschinen weisen ein Statorjoch mit einer Anzahl von Statorzähnen auf, auf welche die Statorspulen gewickelt sind. Die Spulen sind mit ihren beiden Spulenenden einzelnen Strängen zugeordnet und untereinander in einer vorbestimmten Weise über gemeinsame Verbindungsleiter verschaltet. Beispielsweise weist der Stator im Fall einer Drehstrommaschine drei Stränge und damit zumindest drei Verbindungsleiter auf, die jeweils um 120° phasenversetzt mit Strom beaufschlagt werden. Die Verbindungsleiter werden üblicherweise zum Anschluss der elektrischen Maschine an eine externe Stromquelle angeschlossen. Dabei ist aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der EP 1 705 776 ein Stator für eine elektrische Maschine bekannt, bei der die Verschaltungsanordnung elektrisch isolierte Verbindungsleiter aufweist, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Alternativ ist ebenfalls bekannt, die Verbindungsleiter axial neben den Statorspulen anzuordnen.
Nachteilig bei diesem Aufbau ist jedoch, dass für die Anordnung der Schaltringe ausreichend Bau räum zur Verfügung stehen muss. Ist dieser nicht vorhanden oder beispielsweise durch die Anordnung eines neben dem Stator befindlichen Differenzials radial und/oder axial eingeschränkt, können die aus dem Stand der Technik bekannten Schaltringe nur mittels einer erheblichen Kürzung der aktiven Länge der elektrischen Maschine angeordnet werden. Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, einen Stator bereitzustellen, der insbesondere bei einem eingeschränkten Bauraumangebot ohne Einbußen an der aktiven Länge einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator gemäß Patentanspruch 1 .
Die Erfindung basiert auf einem Stator für eine elektrische Maschine mit einem im Wesentlichen ringförmigen Statorjoch, an dem mehrere Statorspulen angeordnet sind. Dabei weisen die Statorspulen Spulenenden auf, die dazu ausgelegt sind, mit einer Ver- schaltungsanordnung verschaltet zu werden, wobei die Verschaltungsanordnung mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierte Verbindungsleiter aufweist. Diese Verbindungsleiter sind mit den Enden der Statorspulen unter Ausbildung elektrischer Kontaktbereiche verbunden.
Erfindungsgemäß ist dabei mindestens einer der Verbindungsleiter im Wesentlichen konzentrisch zu dem Statorjoch angeordnet, während mindestens ein anderer der Verbindungsleiter im Wesentlichen koaxial zu dem Statorjoch angeordnet ist.
Diese Anordnung ermöglicht den zur Verfügung stehenden Bauraum möglichst gut auszunutzen und im Fall einer axialen und/oder radialen Verengung aufgrund weiterer Bauteile, die im Bereich der Verengung angeordneten Statorspulen ohne Kürzung der aktiven Länge an die Verbindungsleiter anzubinden. Dadurch ist ein Stator geschaffen, der auch bei begrenzt zur Verfügung stehenden Bauräumen oder axialen und/oder radialen Einengungen problemlos einsetzbar ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsleiter als Streifenleiter mit einer flachen Seite ausgebildet, wobei vorzugsweise sich die flache Seite des konzentrisch angeordneten Verbindungsleiters im Wesentlichen axial entlang des Statorjochs erstreckt und sich die flache Seite des koaxial angeordneten Verbindungsleiters im Wesentlichen radial entlang des Statorjochs erstreckt. Die Ausbildung der Verbindungsleiter als flache Streifenleiter reduziert den benötigten Platzbedarf weiter. Vorteilhafterweise ist der mindestens eine konzentrisch zu dem Statorjoch angeordnete Verbindungsleiter radial außerhalb der Statorspulen angeordnet. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Stator einen innenläufigen Rotor aufweist. Analog dazu würden bei einem außenläufigen Rotor die konzentrisch angeordneten Verbindungsleiter radial innerhalb der Statorspulen angeordnet sein.
Um keinen weiteren Bauraum zu beanspruchen, ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der mindestens eine koaxial zu dem Statorjoch angeordnete Verbindungsleiter axial neben den Statorspulen angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsleiter weiterhin in einem einstückig ausgeformten Trägerelement angeordnet, das dazu ausgelegt ist, den mindestens einen konzentrischen und den mindestens einen koaxialen Verbindungsleiter aufzunehmen und gegeneinander zu isolieren. Dazu weist das Trägerelement vorzugsweise zumindest eine U-förmig ausgebildete Trägertasche auf, die einen der Verbindungsleiter aufnehmen kann. Um zwei konzentrische oder koaxial angeordnete Verbindungsleiter aufzunehmen, ist dabei das Trägerelement vorzugsweise mit einem in der Tasche angeordneten Steg ausgestattet, der die zwei nebeneinander angeordneten Verbindungsleiter gegeneinander isoliert. Vorteilhafterweise weist dabei das Trägerelement eine axial und/oder eine radial verlaufende Aufnahmetasche für die Verbindungsleiter auf.
Die Anordnung der Verbindungsleiter in dem Trägerelement ermöglicht zum einen eine leichte Montage der Verbindungsleiter am Stator, zum anderen ist ebenfalls vorstellbar, das Trägerelement und die Verbindungsleiter als vorgefertigte Baueinheit bereitzustellen, die im Ganzen am Stator montierbar ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Spulenenden der Statorspulen axial neben den Statorspulen angeordnet und erstrecken sich vorzugsweise in radialer Richtung. Auch wenn prinzipiell eine seitliche Anbindung der Statorspulen möglich ist, hat sich gezeigt, dass durch die sich radial nach innen oder radial nach außen erstreckenden Spulenenden eine die anderen Spulen möglichst wenig beeinflussende Anbindung der Spulenenden an die Verbindungsleiter möglich ist. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist dabei der mindestens eine konzentrisch angeordnete Verbindungleiter über Anschlusselemente mit den Spulenenden verbunden, wobei die Anschlusselemente vorzugsweise als in eine radiale Erstre- ckung abknickende fahnenförmige Anschlusselemente ausgebildet sind.
Die fahnenförmigen Anschlusselemente ermöglichen zum einen in Kombination mit den sich radial erstreckenden Spulenenden einen sehr definierten Kontaktbereich für Spulenende und Verbindungsleiter. Zum anderen können die fahnenförmigen Anschlusselemente sich im Bereich einer eventuell vorhandenen axialen und/oder radialen Einengung um die radiale und/oder axiale Einengung herum erstrecken, so dass eine Kontaktmöglichkeit der in der radialen und/oder axialen Einengung vorhandenen Statorspulen geschaffen wird. Dadurch muss die aktive Länge der elektrischen Maschine aufgrund von baulichen Gegebenheiten nicht gekürzt werden.
Dabei sind, wie ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, die Verbindungsleiter derart angeordnet, dass sie nicht in den Bereich der radialen und/oder axialen Einengung hineinragen.
Das bedeutet aber auch, dass vorzugsweise das die Verbindungsleiter aufnehmende Trägerelement eine der axialen und/oder radialen Einengung entsprechende Aussparung aufweist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der koaxial angeordnete Verbindungsleiter dazu ausgelegt, einen direkten elektrischen Kontakt mit den Spulenenden bereitzustellen. Dadurch kann auf die Ausbildung der fahnenförmigen Anschlusselemente verzichtet werden.
Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn bei einer Bauraumeinengung in axialer und/oder radialer Richtung die in der Bauraumeinengung angeordneten Spulen von den konzentrisch angeordneten Verbindungsleitern kontaktiert werden, da diese mithilfe der fahnenförmigen Anschlusselemente elektrisch mit den Spulenenden verbindbar sind. Alternativ könnte selbstverständlich auch der koaxial angeordnete Verbindungsleiter ein fahnenförmiges Anschlusselement aufweisen, das ein entsprechendes Spulenende im eingeschränkten Bauraumbereich kontaktieren kann.
Ist, wie ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt, der Stator dazu ausgelegt, einen innenläufigen Rotor aufzunehmen, ist insbesondere vorteilhaft, zwei konzentrisch radial außen angeordnete Verbindungsleiter und einen koaxial angeordneten Verbindungsleiter zu verwenden. Ist in diesem Fall zudem eine axiale und/oder radiale Bauraumeinengung vorhanden, so ist es zudem vorteilhaft, die Anschlusselemente der radial außen angeordneten Verbindungsleiter nach radial innen zum inneren Rand des Statorjochs zu führen und dort mit den zugehörigen Spulenenden zu verbinden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist dabei rein exemplarischer Natur und soll nicht dazu verwendet werden, den Schutzbereich der Erfindung zu definieren. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche festgelegt.
Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stator;
Fig. 2: eine schematische Schnittansicht durch den in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Stator; und
Fig. 3: eine weitere schematische Schnittansicht durch den in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Stator.
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen schematisch ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Stators 1 mit Statorjoch 4 und innenläufigem Rotor 6, wobei Fig. 1 eine Aufsicht und die Figuren 2 und 3 jeweils Schnittansichten darstellen. Wie üblich umfasst der Stator 1 ein im Wesentlichen ringförmiges aus lamellierten Elektroblech bestehendes Statorjoch 4, das in Umfangsrichtung eine Anzahl von radial nach au ßen gerichteten Zähnen (nicht dargestellt) aufweist, die mit Einzelspulen (nicht dargestellt) bestückt sind. Wie insbesondere in der Schnittansicht der Fig. 2 zu sehen sind die Wicklungen der Spulen (nicht dargestellt) in U-förmigen Isolierelementen 8 aufgenommen. Die Statorspulen weisen zudem in den Figuren gezeigte Spulenenden 10 auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen axialen Abschnitt 1 1 und einen radialen Abschnitt 12 aufweisen (siehe insbesondere die Schnittansicht von Fig. 2). Wie Fig. 1 und Fig. 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich der radiale Abschnitt 12 der Spulenenden 10 nach radial innen in Richtung eines Trägerelements 14. Das Trägerelement 14 ist in dem unteren Abschnitt der Fig. 2 dargestellt und ist dazu ausgelegt, Verbindungsleiter 1 6, 18 und 20 aufzunehmen, die wiederum mit den Spulenenden 10 unter Ausbildung elektrischer Kontaktbereiche verbunden sind. Die Verbindungsleiter 16, 18, 20 sind dabei als Streifenleiter, beispielsweise aus Kupfer, mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet.
Wie weiterhin dem unteren Bereich der Fig. 2 zu entnehmen, weist das Trägerelement 14 Aufnahmetaschen 22, 24, 26 auf, in denen die Verbindungsleiter 1 6, 18, 20 aufgenommen sind. Dabei sind das Trägerelement 14 und die Aufnahmetaschen 22, 24, 26 derart ausgebildet, dass die Verbindungsleiter 1 6, 18, 20 nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, alle koaxial oder alle konzentrisch angeordnet sind, sondern weisen erfindungsgemäß eine koaxiale und konzentrische Ausrichtung auf. Dabei ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich der Verbindungsleiter 20 koaxial angeordnet, während die Verbindungsleiter 1 6, 18 konzentrisch zu dem Statorjoch 4 angeordnet sind. Eine derartige Anordnung hat, wie man der Fig. 1 entnehmen kann, den Vorteil, dass der Platzbedarf in radialer und axialer Richtung gegenüber dem Platzbedarf der aus dem Stand der Technik bekannten Statoren verringert ist.
Die Verbindungsleiter 1 6, 18, 20 wiederum sind mittels axial zum Stator ausgerichteter Anschlüsse 27, 28, 30 mit der elektrischen Maschine verbindbar. Die Anschlüsse sind detailliert in dem Schnittbild der Fig. 3 dargestellt. Auch Fig. 1 zeigt die Anschlüsse 27, 28 und 30, wobei deutlich wird, dass der Anschluss 27 dem radial äußersten Verbin- dungsleiter 1 6, der Anschluss 28 dem radial inneren Verbindungsleiter 18 und der An- schluss 30 dem koaxial angeordneten Verbindungsleiter 20 zugeordnet ist. Dabei ist, wie insbesondere Fig. 1 zu entnehmen, der Anschluss 30 des koaxial angeordneten Verbindungsleiter 20 derart ausgebildet, dass der Verbindungsleiter 20 einen sich nach radial außen erstreckenden Fortsatz 32 aufweist, der den Anschluss 30 trägt.
Der Aufsicht aus Fig. 1 ist zudem zu entnehmen, dass die konzentrisch angeordneten Verbindungsleiter 16, 18 fahnenförmige Anschlusselemente 36, 38 aufweisen, die dazu ausgelegt sind, die Verbindungsleiter 1 6, 18 mit ihren zugehörigen Spulenenden 10 zu verbinden. Der koaxial angeordnete Verbindungsleiter 20 dagegen ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dazu ausgelegt die Spulenenden 10 direkt zu kontaktieren. Selbstverständlich könnte aber auch hier ein zusätzliches fahnenförmiges Anschlusselement vorgesehen sein.
Fig. 1 zeigt weiterhin, dass der Stator 1 einen radial und axial eingeschränkten Bereich 50 aufweist. In diesem Bereich 50 sind, wie den Figuren zu entnehmen, keine Verbindungsleiter 1 6, 18 oder 20 vorgesehen, um den benötigten radialen und axialen Bauraum bereitzustellen. Ebenfalls ist das Trägerelement 14 in diesem Bereich nur radial innen am Stator vorgesehen, wie auch der Schnittansicht aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Im Bereich 50 (oberer Bereich der Fig. 2) ist das Trägerelement 14 radial verkürzt und es sind keine Verbindungsleiter 1 6, 18 oder 20 vorhanden.
Fig. 1 zeigt des Weiteren, dass die Spulenenden 10 der in dem eingeschränkten Bereich 50 vorgesehenen Spulen, sich bis zum radial inneren Bereich des Stators erstrecken. Dort können sie über verlängerte fahnenförmige Anschlusselemente 46, 48 mit dem ersten bzw. zweiten konzentrisch angeordneten Verbindungsleiter 1 6, 18 kontaktiert werden. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, eine der Spulen statt mit dem konzentrisch angeordneten Verbindungleiter 1 6, 18 mit dem koaxial angeordneten Verbindungsleiter 20 zu kontaktieren, wobei dann ein fahnenförmiges Anschlusselement am koaxial angeordneten Verbindungsleiter 20 vorgesehen sein könnte.
Auch wenn nicht in den Figuren dargestellt, so ist es selbstverständlich möglich, statt der zwei konzentrisch ausgebildeten Verbindungsleiter zwei koaxial ausgebildete Ver- bindungsleiter und einen konzentrisch ausgebildeten Verbindungsleiter zu verwenden. Ebenfalls können je nach Ausbildung der elektrischen Maschine mehr oder weniger Verbindungsleiter vorgesehen sein. Des Weiteren ist statt der dargestellten Innenläu- ferbauart des Rotors ebenfalls möglich, den Rotor aus Außenläufer auszubilden, wobei dann die entsprechenden konzentrisch angeordneten Schaltringe statt radial außerhalb des Stators, radial innerhalb des Stators angeordnet sind. Eine konzentrisch und koaxial angeordnete Ausrichtung der Verbindungsleiter ist auch in diesem Fall erfindungsgemäß möglich.
Insgesamt ermöglich die konzentrische und koaxiale Ausrichtung der Verbindungsleiter eine optimale Bauraumausnutzung, so dass auch bei beengten Platzverhältnissen eine Kürzung der aktiven Länge des Stators nicht notwendig ist.
Bezuqszeichen
Stator
Statorjoch
Rotor
Isolierelement
Spulenenden
axialer Abschnitt der Spulenenden radialer Abschnitt der Spulenenden
Trägerelement
, 18, 20 Verbindungsleiter
, 24, 26 Aufnahmetasche
, 28, 30 Anschluss
radiale Erstreckung
, 38 fahnenförmige Anschlusselemente
, 48 verlängerte fahnenförmige Anschlusselemente radiale und axiale Bauraumeinengung

Claims

Patentansprüche
1 . Stator (1 ) für eine elektrische Maschine mit einem im wesentlichen ringförmigen Statorjoch (4) an dem mehrere Statorspulen angeordnet sind, wobei die Statorspulen Spulenenden (10) aufweisen, die dazu ausgelegt sind, mit einer Verschal- tungsanordnung verschaltet zu werden, und wobei die Verschaltungsanordnung mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierte Verbindungsleiter (1 6; 18; 20) aufweist, die mit den Enden der Statorspulen unter Ausbildung elektrischer Kontaktbereiche verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens einer der Verbindungsleiter (1 6; 18; 20) im Wesentlichen konzentrisch zu dem Statorjoch (4) angeordnet ist, und mindestens ein anderer der Verbindungsleiter (1 6; 18; 20) im Wesentlichen koaxial zu dem Statorjoch (4) angeordnet ist.
2. Stator (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Verbindungsleiter (1 6; 18; 20) als Streifenleiter mit einer flachen Seite ausgebildet sind, wobei vorzugsweise sich die flache Seite des konzentrisch angeordneten Verbindungsleiter (1 6; 18) im Wesentlichen axial entlang des Statorjochs (4) erstreckt und sich die flache Seite des koaxial angeordneten Verbindungsleiter (20) im Wesentlichen radial entlang des Statorjochs (4) erstreckt.
3. Stator (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine konzentrisch zu dem Statorjoch (4) angeordnete Verbindungsleiter (1 6; 18) radial außerhalb oder radial innerhalb der der Statorspulen angeordnet ist.
4. Stator (1 ) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, wobei der mindestens eine koaxial zu dem Statorjoch (4) angeordnete Verbindungsleiter (20) axial neben den Statorspulen angeordnet ist.
5. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spulenenden (10) der Statorspulen axial neben den Statorspulen angeordnet sind, und wobei vorzugsweise sich die Spulenenden (10) radial erstrecken.
6. Stator (1 ) nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine konzentrisch angeordnete Verbindungsleiter (1 6; 18) über Anschlusselemente (36; 38; 46; 48) mit den Spulenenden (10) verbunden ist, wobei die Anschlusselemente (36; 38; 46; 48) als in eine radiale Erstreckung abknickende fahnenförmige Anschlusselemente (36; 38; 46; 48) ausgebildet sind.
7. Stator (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der mindestens eine koaxial angeordnete Verbindungsleiter (20) direkt die Spulenenden (10) kontaktiert.
8. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bereich des Stators eine radiale und/oder axiale Einengung (50) aufweist, wobei die Verbindungsleiter (1 6; 18; 20) derart ausgebildet sind, dass sie nicht in den Bereich der radialen und/oder axialen Einengung (50) hineinragen.
9. Stator (1 ) nach Anspruch 5 und 8, wobei die Anschlusselemente (36; 38; 46; 48) für den mindestens einen konzentrisch angeordneten Verbindungsleiter (1 6; 18; 20) im Bereich der radialen und/oder axialen Einengung (50) die zugehörigen Spulenenden (10) am radial inneren oder radial äußeren Rand des Stators (1 ) kontaktieren.
10. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weiterhin ein vorzugsweise einstückiges Trägerelement (14) vorhanden ist, das dazu ausgelegt ist, den mindestens einen konzentrisch angeordneten Verbindungsleiter (1 6; 18) und den mindestens einen koaxial angeordneten Verbindungsleiter (20) aufzunehmen und gegeneinander zu isolieren.
1 1 . Stator (1 ) nach Anspruch 10, wobei das Trägerelement Aufnahmetaschen (22; 24; 26) zur Aufnahme und Isolation der Verbindungsleiter (1 6; 18; 20) aufweist, wobei vorzugsweise mindestens eine der Taschen koaxial und mindestens eine der Taschen konzentrisch angeordnet sind.
12. Stator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (1 ) dazu ausgelegt ist, einen innenläufigen Rotor (6) aufzunehmen.
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