WO2019215031A1 - Stator einer elektrischen maschine und elektrische maschine sowie verschaltungseinrichtung - Google Patents

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winding
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winding wire
plug
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Nico WIESSMANN
Alexander Volkamer
Wolfgang Strauss
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Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
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Definitions

  • the invention relates to a stator of an electrical machine, in particular for a motor vehicle, comprising a stator lamination stack which has a number of stator teeth and is provided with a multi-phase rotary field winding arranged on the stator teeth, wherein the Phases of the rotary field winding are formed from a continuously wound winding wire, as well as an interconnecting device with a number of phases corresponding number of U-shaped plug-in pockets for receiving one each
  • the invention further relates to an electrical machine with such a stator as well as an interconnecting device for such a stator.
  • a particular brushless electric motor as electric (three-phase) machine has a stator with a stator lamination with a number of, for example, star-shaped stator teeth, which carry a rotating electrical field winding in the form of individual stator coils, which in turn are wound from an insulating wire.
  • the coils are associated with individual strands or phases of the machine and interconnected in a predetermined manner via Ardslei- ter a wiring device or switching unit.
  • the stator has three phases and thus, for example, three phase conductors or phase senwindlept, which are each acted out of phase with electrical current to produce a magnetic rotating field in which a conventional manner provided with permanent magnets rotor or rotor rotates.
  • the phase ends of the phase windings are led to drive the electric motor to an engine electronics.
  • the coils of the rotating field winding are interconnected in a specific way by means of the phase ends via phase connections.
  • the type of interconnection is determined by the winding diagram of the rotating field winding, wherein a star connection or a triangular circuit of the phase windings is customary as the winding diagram.
  • the phases of the rotating field winding are formed from a common, continuous coil or winding wire.
  • the individual winding wire is selectively coupled at points of interconnection to the phase connections.
  • the interconnection of the rotating field winding or the winding wire can be done by means of insulation displacement contacts.
  • the wire section of the winding wire to be contacted is pressed into a sleeve-like plug-in pocket and mechanically fixed within the plug-in pocket by means of a metal insulation displacement contact (clamping plug) which can be inserted into the plug-in pocket.
  • the insulation displacement contact typically has at least one cutting edge which, when inserted into the insertion pocket, cuts through the insulation of the insulating wire of the winding wire in such a way that, when an insulation displacement contact is inserted, one core of the winding wire is electrically conductively coupled to the insulation displacement contact.
  • the insulation displacement contacts are contacted in the assembled state via the phase connections with the motor electronics to energize the phases.
  • the winding tool is typically wider than the inside width of the contact slot.
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable stator for an electrical machine.
  • the invention is further based on the object of specifying a particularly suitable interconnecting device for such a stator as well as a particularly suitable electric machine with such a stator.
  • stator With regard to the stator, the object with the features of claim 1 and with respect to the machine with the features of claim 10 and with respect to the interconnection device with the features of claim 11 according to the invention solved. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the respective subclaims. The advantages and preferred embodiments stated with regard to the stator and / or the machine can also be applied analogously to the interconnection device and vice versa.
  • the stator according to the invention is suitable and arranged for an electric machine, in particular for an electric motor of a motor vehicle, preferably for an oil pump of a motor vehicle transmission.
  • the stator comprises a stanzlastieris particular laminated stator core, which has a number of particular star-shaped, for example, radially inwardly directed stator teeth.
  • the stator teeth are provided with a multi-phase rotary field winding, wherein each phase (phase winding) comprises at least one coil or coil winding.
  • the phases of the rotating field winding are formed from a continuously wound winding wire. This means that all coils of the rotating field winding are wound from a common, continuous coil, phase or winding wire. To form such a coil, the winding wire is wound in several turns around a respective stator tooth.
  • the phases of rotation Field winding are thus one-piece, so one-piece or monolithic, coupled together. In other words, the phases of the rotating field winding transition into each other without interruption.
  • the coils of the rotating field winding are thus designed as multiple coils whose coil winding is applied to a plurality of, in particular all, stator teeth.
  • the winding wire preferably has an electrically conductive wire, which is provided with an insulating sheath (insulation).
  • the winding wire is designed as an insulated wire, in particular as an insulated copper wire.
  • the winding wire is connected to a circuit arrangement for rotating field winding, that is contacted in the assembled state with phase terminals or electrically connected.
  • the interconnection device has a number of U-shaped plug-in pockets corresponding to the number of phases as interconnection points of the winding wire with phase connections to a stator end face.
  • the two phase or wire ends of the winding wire are also interconnected or interconnected with a phase connection.
  • Each plug-in pocket has two vertical U-legs with a contact slot arranged between them for receiving a respective wire section of the winding wire.
  • the winding wire is inserted in sections in the contact slot and then electrically contacted by means of the insulation displacement contact and mechanically fixed.
  • one of the two vertical U-legs of the plug-in pocket is designed to be longer than the respective other vertical U-leg along an axial direction of the stator. In other words, the vertical U-legs of the pockets along the axial direction to each other on different lengths.
  • the winding wire is applied for forming the phase conductors or coil wires of the rotating field winding, for example, fully automatically by means of a single-needle or multi-needle method on the stator teeth of the stator lamination.
  • the extended U-leg acts as an (axially) raised shoulder in the course of the Winding process.
  • the winding wire is guided by means of a winding tool of a winding machine around the extended U-leg and then pulled downwards, ie axially in the direction of the stator lamination. As a result, the winding wire slides on the extended U-leg, and is thus brought into the desired position within the contact slot.
  • the or each insulation displacement contact has, for example, two insulation displacement slots which are spaced apart from each other to form an insulation displacement slot with free-end slot opening for contacting at least one wire portion located in the contact slot of the associated insertion pocket, the insulation displacement limbs being in the mounting or joining state in receptacles of the vertical base. Insert the thighs of the pocket.
  • the contact slot of the plug-in pocket and the insulation displacement slot of the insulation displacement contact are here suitably oriented in alignment with one another.
  • the slots of the insulation displacement contact and the plug-in pocket expediently extend axially, this means based on the mounting state of the stator in the axial direction.
  • the plug-in pocket is designed in particular for receiving at least one wire section of the winding wire.
  • the insulation displacement contact is, for example, inserted axially into the plug-in pocket, the wire section being permanently contacted in this area.
  • the insulation displacement slot and / or the insulation displacement of the insulation displacement contact are therefore preferably designed such that the at least one inserted into the insulation displacement slot and there guided along at least one leg-side knife edge wire portion of the winding wire is reliably and reliably contacted.
  • the winding wire is guided tangentially, ie along the tangential direction or along the circumference of the stator, to the respective pocket, wherein the along the tangential direction front U-leg of the pocket is axially extended.
  • the winding wire is guided tangentially to the extended vertical U-leg and wrapped around this, so laid around the U-leg around.
  • the extended U-leg thus acts as a laying aid and as a deflection in the course of the winding process.
  • the winding wire is guided as a wire loop or wire loop around the extended U-leg of the pocket.
  • the winding wire is so for example moved tangentially and radially on the inside to the extended U-leg and tangentially and radially outward to the extended U-leg or led away. Subsequently, the winding wire is pulled down so that it is introduced into the contact slot. This ensures that the winding wire is inserted into the contact slots under tension, that is to say under a certain (mechanical) prestressing, so that a particularly compact and spatially compact rotary field winding is realized.
  • the free end of the extended U-leg has a bevel or bevel facing the contact slot as an insertion aid for the winding wire.
  • the horizontal U-leg of the pocket is oriented along the tangential direction.
  • the opening direction of the contact slot is here oriented along the radial direction, that is to say transversely to the tangential direction. This ensures a particularly expedient laying of the winding wire, even under tension.
  • the winding wire runs in the contacted area normal to the slot plane spanned by the contact slot, ie along the radial direction.
  • the plug-in pockets are preferably each arranged between two stator teeth adjacent to the tangential direction.
  • the respective plug-in pocket is expediently arranged axially above a circumferential stator yoke of the stator lamination stack.
  • the horizontal U-legs of the pockets are rotated for example by 90 °, that is oriented parallel or along the radial direction. Wherein the opening directions of the contact slots are oriented along the tangential direction.
  • An additional or further aspect of the invention provides that the or each plug-in pocket has a radially outer side, that is to say the outer circumference of the stator or the laminated stator core, has an outer contour as a support contour, which projects radially upwards from the plug-in pocket.
  • the support contour has a curved wire guide, by means of which the winding wire is transferred from a bottom of the contact slot from an axial to a tangential course.
  • the Abstützkontur thus acts as termination to the radially outside, tangential guidance of the winding wire to the pocket. This ensures a particularly effective and low-cost winding process.
  • the Abstützkontur is formed on the axially elongated U-leg of the pocket.
  • the support contour is formed as a radially outward widening of the U-leg of the pocket.
  • a corresponding stator of an electrical machine in particular electric motor of a motor vehicle, is regarded as an independent invention.
  • a stator has a laminated stator core which has a number of stator teeth and is provided with a multi-phase rotating field winding arranged on the stator teeth, wherein the phases of the rotary field winding are formed from a continuously wound winding wire.
  • Such a stator further comprises an interconnecting device with a number of phases corresponding number of U-shaped pockets for receiving a respective insulation displacement contact as a point of interposition of the winding wire with phase terminals on a stator front side on.
  • Each of the pockets has in this case two vertical U-legs and a contact slot arranged between them for receiving the winding wire, wherein the Plug pocket an outer or Abstützkontur described above is formed.
  • the interconnection device has two laying rings, which are axially mounted on the opposite end faces of the stator lamination stack.
  • the laying rings here are preferably insulating, ie electrically non-conductive plastic parts.
  • the laying rings each have a number of stator teeth corresponding number of radially inwardly directed half-sleeve coil bobbins, wherein the coils of the rotating field winding are wound around the bobbin.
  • the coil windings forming the coils that is to say the winding wire, are respectively wound around a coil carrier of the oppositely disposed guide rings, which surrounds the respective stator tooth.
  • the coil carrier preferably has an end face, that means flange collar directed perpendicularly to the tooth longitudinal direction, between which the existing winding space is limited. The bobbin thus prevents the rotating field winding from sliding down the teeth of the stator.
  • the pockets are integrally formed on one of the laying rings, which is also referred to below as Verschaltungsring, molded.
  • the pockets and the laying or the Verschaltungsring are made as a common injection molded part. This ensures a particularly cost-effective and low-cost production of the interconnection device, which subsequently advantageously transfers to the production costs of the stator.
  • the stator is part of an electrical machine, in particular an electric motor of a motor vehicle.
  • the electric motor is here preferably formed as an electromotive drive of an electric oil pump, for example for a motor vehicle transmission.
  • the use of a stator according to the invention realizes a particularly expedient and cost-effective machine.
  • Such oil pumps and in particular also so-called auxiliary or additional pumps serve to convey oil as a lubricant for in particular moving parts or components, for example also of an internal combustion engine, hybrid-technically or electrically driven vehicle (motor vehicle).
  • Such an oil pump usually generates an oil circuit, for example, with an oil sump for receiving excess oil and / or leakage oil due to their conveying properties.
  • An auxiliary or additional pump driven, for example, electrically or by an electric motor often serves for at least temporary lubrication or additional lubrication of transmission parts of a vehicle transmission, in particular of an automatic transmission.
  • the extracted oil is often used for cooling components or additional components of the drive train of such a vehicle.
  • the interconnection device is suitable for a stator of an electric machine and set up.
  • the stator has in this case a rotary field winding with a number of phases, wherein each phase comprises at least one coil, and wherein the phases of the rotary field winding are formed from a completely wound winding wire.
  • the interconnection device has a number of U-shaped plug-in pockets corresponding to the number of phases for receiving in each case one insulation displacement contact for contacting the winding wire with phase connections to a stator end side.
  • the or each pocket is designed with two vertical U-legs and a contact slot arranged between them for at least partially receiving the winding wire.
  • one of the two vertical U-legs of the plug-in pocket is designed to be longer along an axial direction than the respective other vertical U-leg.
  • the interconnecting device is particularly suitable and arranged for contacting an electric motor of an electric oil pump for applications in the automotive and automotive sector.
  • Show: 1 is a schematic and simplified representation of an oil circuit of a motor vehicle with an electromotive oil pump,
  • FIG. 2 is a perspective view of the oil pump with an electric motor
  • FIG. 3 and 4 in a perspective view fragmentary a stator of the
  • FIG. 6 is a front view of the pocket with a view of the radial inside in a winding process in which a winding wire is placed around a U-leg of the pocket,
  • Fig. 8 is a front view of the pocket with a view of the radial inside at a sliding of the winding wire in a contact slot of the pocket, and
  • Fig. 9 in plan view, the pocket at a sliding the winding wire into a contact slot of the pocket.
  • the oil circuit 2 comprises an electric or electromotive pump 4 as a combined oil pump and auxiliary or auxiliary pump for conveying a fluid 6, in particular a (lubricating) oil to transmission parts of a vehicle transmission.
  • the hereinafter also referred to as oil pump 4 has an electric motor 8 as an electric machine.
  • the oil 6 is sucked by means of a vacuum line 10 from an oil sump 12 via a (pump) inlet 14 and pumped through a (pump) outlet 16 in an oil line 18, which is in a main oil line 20 and in an auxiliary or Additional line 22 divides.
  • the main oil line 20 forms a main oil circuit of the oil circuit 2 and is provided in particular for the supply and actuation of hydraulic transmission actuators 24, with which, for example, the gears of a gear arrangement 26 of a preferably designed as an automatic transmission or dual-clutch transmission vehicle transmission are engaged or switched.
  • the auxiliary or additional line 22 is correspondingly in particular part of an auxiliary or additional circuit for at least temporary lubrication or additional lubrication of transmission parts such as the gear assembly 26.
  • the oil pump 4 is shown in Fig. 2 comparatively detailed.
  • the oil pump 4 comprises a pump housing 28 with a pump mechanism (not shown in more detail) for conveying the oil 6.
  • the pump mechanism is drive-coupled to the machine 8.
  • the machine 8 is attached to the pump housing 28 at a first end face.
  • a function carrier 30 is provided, which carries a (motor) electronics for operating the machine 8.
  • this is covered fluid-tight by means of a cooling structure 32.
  • the function carrier 30 and the cooling structure 32 form a closed electronics housing of the oil pump 4.
  • a stator 34 of the machine 8 is shown in detail in FIGS. 3 to 5.
  • the stator 34 has a stanzmptATORs stator lamination 36.
  • the laminated stator core 36 has a number of radially inwardly directed ones
  • Statorzähne 38 which carry an example, three-phase rotating field winding 40.
  • the axial direction A is hereby oriented along the longitudinal direction or central axis of the stator 34.
  • the radial direction R extends from the central axis to an outer circumference of the stator 34.
  • the tangential or azimuthal direction T is perpendicular to the axial direction A and the radial direction R, and thus oriented along the outer circumference of the stator 34.
  • the phases of the rotating field winding 40 are wound from a continuous, ie uninterrupted, winding wire 42, which is wound as a multiple coil on the stator teeth 38.
  • the winding wire 42 is applied to the stator lamination stack 36 or to the stator teeth 38, in particular in a single-needle winding process.
  • the winding wire 42 is wound around the stator teeth 38 in the form of coils around the stator teeth 38 and otherwise guided in particular tangentially along an outer circumference of the stator 34 or the stator lamination package 36.
  • the stator 34 has an interconnection device 44 for guiding and interconnecting the winding wire 42.
  • the interconnection device 44 has two mounting rings 46, which are mounted on the opposite end faces of the stator lamination 36 on this axially. In the sections of FIGS. 3 to 9, only one of the laying rings 46 is shown.
  • the laying rings 46 each have a number of the stator teeth 38 corresponding number of radially inwardly directed half-sleeve coil bobbin 48, wherein the winding wire 42 of the rotating field winding 40 are wound around the bobbin 48.
  • the function carrier 30 facing, Verlegeringe 46 furthermore has a number of phases of the rotating field winding 40 corresponding number of U-shaped pockets 50 on.
  • the pockets 50 are in this case to Aufnah each of a insulation displacement contact (clamping connector) 52 is formed.
  • the pockets 50 are here in one piece, so one piece or monolithic, formed on the liner ring 46.
  • the inserted insulation displacement contacts 52 act as respective interconnection point of the winding wire 42 with phase connections on the stator end face facing the functional support 30.
  • the insulation displacement contacts 52 have an approximately U-shaped recess 54 into which the respective phase connection engages in a contacting manner in the assembled state.
  • the approximately U-shaped, sleeve-like plug-in pocket 50 is suitable and arranged for receiving and contacting a respective wire section of the winding wire 42.
  • the horizontal U-leg (horizontal leg) 50a of the pocket 50 is hereby oriented along the tangential direction T, wherein the two vertically arranged vertical U-legs (vertical legs) 50b and 50c are oriented along the axial direction A.
  • an elongated contact slot 56 is centrally or centrally provided, in which the winding wire 42 is seated.
  • the contact slot 56 thus extends along the axial direction A, wherein the contact slot 56 is open along the radial direction R.
  • the vertical U-legs 50b and 50c of the pocket 50 each have a groove-like receiving chamber 58, which is open to the central contact slot 56 out.
  • the metallic insulation displacement contact 52 is inserted or plugged.
  • the insulation displacement contact 52 has a plug pocket 50 facing approximately U-shaped cutting edge.
  • the winding wire 42 of the rotating field winding 40 embodied as an insulating wire is pressed or crimped into the contact slot 56 on the one hand, while the cutting edge cuts through or at least cuts through the insulation of the insulation wire.
  • an electrically conductive core of the winding wire 42 is electrically conductively contacted to the insulation displacement contact 52, the insulation displacement contact 52 being in contact again via the recess 54 with the phase connections, not shown, for energizing the rotating field winding 40.
  • the vertical U-leg 50c of the plug-in pocket 50 is made longer along the axial direction A than the vertical U-leg 50b.
  • a free end 60 of the U-leg 50c projects beyond the corresponding free end of the U-leg 50b along the axial direction A.
  • the winding wire 42 is guided tangentially, ie along the tangential direction T or along the circumference of the stator 34, to the respective plug-in pocket 50, wherein the front side U-leg 50c of the plug-in pocket 50 along the tangential direction T is axially extended.
  • the free end 60 of the extended U-leg 50c is - as shown in particular in FIG. 4 - with a contact slot 56 facing chamfer or bevel 62 designed as an insertion aid for the winding wire 42.
  • the U-leg 50c is provided with an outer contour-side, that is to say a radially outer-side, supporting contour 64 facing the outer circumference of the stator 34 or the stator lamination stack 36.
  • the support contour 64 is in this case the plug-in pocket 50 and the U-leg 50c radially upwards.
  • the support contour 64 as can be seen, for example, in FIG. 3, is designed as a radial thickening or shoulder of the U-leg 50c.
  • the support contour 64 has, in a plane spanned by the radial direction R and the tangential direction T, approximately a cross-sectional shape of a right-angled triangle.
  • the catheters are oriented along the radial direction R on the one hand and the tangential direction R on the other hand, the flypotenuse being inclined starting from the contact slot 56 in such a way that the U-leg 50a progressively razishes along the tangential direction T, starting from the contact slot 56 is rejuvenated.
  • the support contour 64 has, starting from a bottom of the contact slot 56, a curved course 66.
  • a wire guide 66 By means of the following also as a wire guide 66, the winding wire 42 is transferred from the bottom of the contact slot 56 from an axial to a tangential course.
  • the wire section of the winding wire 42 which is guided radially in the contact slot 56, is bent axially here and guided along the wire guide 66, so that the winding wire 42 runs along the tangential direction T at the end of the wire guide 66.
  • the support contour 64 thus acts as a termination for radially outwardly and tangentially guiding the winding wire 42 on the insertion pocket 50.
  • the configuration of the insertion pocket 50 with a support contour 64 described above is regarded as an independent invention.
  • the pockets 50 of the laying ring 46 have an additional termination 68, which is formed as a groove-like recess on the U-leg 50a.
  • the termination 68 serves for circumferential or tangential guidance of the winding wire 42 behind the stator teeth 38 from the stator tooth 38 to the stator tooth 38, so that the corresponding wire section of the winding wire 42 does not collide with the wire section guided on the support contour 64 or wire guide 66.
  • the winding process for equipping the laminated stator core 36 with the rotating field winding 40 is explained in more detail below with reference to FIGS. 6 to 9.
  • the arrows of FIGS. 6 to 9 indicate the course of the winding wire 42 in the course of the winding process.
  • the winding wire 42 is fully automatically applied to the bobbin 48 of the stator teeth 38 of the stator lamination 36 for forming the phase conductors or coil wires of the rotating field winding 40 by means of a one-needle process.
  • the extended U-leg 50c acts here as an (axially) raised and (radially) spread shoulder in the course of the winding process.
  • the winding wire 42 is laid or wound in such a way that it runs on the wire guide 66 of the support contour 64.
  • the winding wire 42 is lowered, that is moved axially downwards.
  • the wire section on the chamfer 62 slides along the axial direction A and is thus drawn into the contact slot 56.
  • the winding wire 42 is guided in the plug-in pocket 50, in particular the winding wire 42 is hereby laid against the bottom of the contact slot 56.
  • the extended U-leg 50c thus acts as a laying aid and as a deflecting means in the course of the winding process.
  • the winding wire 42 is guided around the extended U-leg 50c of the plug-in pocket 50 as a wire loop or wire loop.
  • the winding wire 42 in the contact slot 56 in the course of a winding process without the use of additional folding devices or the like of the winding machine. This makes it possible to wind the stator 34 in one pass, ie without interrupting the winding process, with the rotating field winding 40.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (34) einer elektrischen Maschine (8), insbesondere Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Statorblechpaket (36), welches eine Anzahl von Statorzähnen (38) aufweist und mit einer auf den Statorzähnen (38) angeordneten, mehrere Phasen umfassenden Drehfeldwicklung (40) versehen ist, wobei die Phasen der Drehfeldwicklung (40) aus einem durchgängig gewickelten Wicklungsdraht (42) gebildet sind, sowie eine Verschaltungseinrichtung (44) mit einer der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von U-förmigen Stecktaschen (50) zur Aufnahme jeweils eines Schneidklemmkontaktes (52) als Verschaltungspunkt des Wicklungsdrahts (42) mit Phasenanschlüssen an einer Statorstirnseite, wobei jede Stecktasche (50) zwei vertikale U-Schenkel (50b, 50c) und einen zwischen diesen angeordneten Kontaktschlitz (56) zur Aufnahme des Wicklungsdrahts (42) aufweist, wobei einer der beiden vertikalen U-Schenkel (50c) der Stecktasche (50) entlang einer Axialrichtung (A) länger als der jeweils andere vertikale U-Schenkel (50b) ausgeführt ist.

Description

Beschreibung
Stator einer elektrischen Maschine und elektrische Maschine sowie Verschaltungseinrichtung Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Statorblechpaket, welches eine Anzahl von Statorzähnen aufweist und mit einer auf den Statorzähnen angeordneten, mehrere Phasen umfassenden Drehfeldwicklung versehen ist, wobei die Phasen der Dreh- feldwicklung aus einem durchgängig gewickelten Wicklungsdraht gebildet sind, sowie eine Verschaltungseinrichtung mit einer der Anzahl der Phasen entspre- chende Anzahl von U-förmigen Stecktaschen zur Aufnahme jeweils eines
Schneidklemmkontaktes als Verschaltungspunkt des Wicklungsdrahts mit Pha- senanschlüssen an einer Statorstirnseite, wobei jede Stecktasche zwei vertikale U-Schenkel und einen zwischen diesen angeordneten Kontaktschlitz zur Aufnah- me des Wickeldrahts aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Ma- schine mit einem solchen Stator sowie eine Verschaltungseinrichtung für einen derartigen Stator.
Ein insbesondere bürstenloser Elektromotor als elektrische (Drehstrom-)Maschine weist einen Stator mit einem Statorblechpaket mit einer Anzahl von beispielsweise sternförmig angeordneten Statorzähnen auf, welche eine elektrische Drehfeldwick- lung in Form einzelner Statorspulen tragen, die ihrerseits aus einem Isolierdraht gewickelt sind. Die Spulen sind einzelnen Strängen oder Phasen der Maschine zugeordnet und untereinander in einer vorbestimmten Weise über Verbindungslei- ter einer Verschaltungseinrichtung oder Schalteinheit verschaltet.
Im Falle eines bürstenlosen Elektromotors als dreiphasige Drehstrommaschine weist der Stator drei Phasen und damit beispielsweise drei Phasenleiter oder Pha- senwicklungen auf, die jeweils phasenversetzt mit elektrischem Strom beauf- schlagt werden, um ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen, in dem ein üblicher weise mit Permanentmagneten versehener Rotor oder Läufer rotiert. Die Phasen- enden der Phasenwicklungen werden zur Ansteuerung des Elektromotors an eine Motorelektronik geführt. Die Spulen der Drehfeldwicklung werden mittels der Pha- senenden über Phasenanschlüsse in bestimmter Weise miteinander verschaltet. Die Art der Verschaltung ist durch das Wickelschema der Drehfeldwicklung be- stimmt, wobei als Wickelschema eine Sternschaltung oder eine Dreiecksschaltung der Phasenwicklungen üblich ist.
Ebenso denkbar ist es, dass die Phasen der Drehfeldwicklung aus einem gemein- samen, durchgehenden Spulen- oder Wicklungsdraht gebildet sind. Anstelle zwei- er Phasen- oder Spulenenden wird hierbei insbesondere der einzelne Wicklungs- draht punktuell an Verschaltungspunkten mit den Phasenanschlüssen gekoppelt.
Die Verschaltung der Drehfeldwicklung bzw. des Wicklungsdrahts kann mittels Schneidklemmkontakten erfolgen. Hierzu wird der zu kontaktierende Drahtab- schnitt des Wicklungsdrahts in eine hülsenartige Stecktasche eingedrückt und mit einem in die Stecktasche einsteckbaren metallischen Schneidklemmkontakt (Klemmstecker) innerhalb der Stecktasche mechanisch fixiert. Der Schneid- klemmkontakt weist typischerweise mindestens eine Schneide auf, die beim Ein- stecken in die Stecktasche die Isolierung des Isolierdrahts des Wicklungsdrahts derart durchtrennt, dass bei einem eingesteckten Schneidklemmkontakt eine Ader des Wicklungsdrahts mit dem Schneidklemmkontakt elektrisch leitfähig gekoppelt ist. Die Schneidklemmkontakte sind im Montagezustand über die Phasenan- schlüsse mit der Motorelektronik zur Bestromung der Phasen kontaktiert.
Insbesondere bei Drehfeldwicklungen, welche aus einem einzelnen durchgehen- den Wicklungsdraht gewickelt sind tritt hierbei das Problem auf, dass das Wickel- Werkzeug typischerweise breiter als die lichte Weite des Kontaktschlitzes ist.
Dadurch ist es nicht möglich, den Wicklungsdraht ohne Weiteres in die Steck- tasche der jeweiligen Schneidklemmkontakte kollisionsfrei zu verlegen. Somit ist es in diesem Falle beispielsweise notwendig, dass das Wickelwerkzeug oder die Wickelmaschine mit zusätzlichen Haltevorrichtungen für das Einführen des Wick- lungsdrahts in die Stecktasche versehen ist. Dadurch wird die Herstellung einer solchen einteiligen oder einstückigen Drehfeldwicklung vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Stator für eine elektrische Maschine anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Verschaltungseinrichtung für einen solchen Stator sowie eine besonders geeignete elektrische Maschine mit einem derartigen Stator anzugeben.
Hinsichtlich des Stators wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie hinsichtlich der Verschaltungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 erfindungs- gemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegen- stand der jeweiligen Unteransprüche. Die im Hinblick auf den Stator und/oder die Maschine angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Verschaltungseinrichtung übertragbar und umgekehrt. Der erfindungsgemäße Stator ist für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise für eine Ölpumpe eines Kraftfahrzeuggetriebes, geeignet und eingerichtet. Hierzu umfasst der Stator ein insbesondere stanzpaketiertes Statorblechpaket, welches eine Anzahl von insbe- sondere sternförmig angeordneten, beispielsweise radial nach innen gerichteten, Statorzähnen aufweist. Die Statorzähne sind mit einer mehrphasigen Drehfeld- wicklung versehen, wobei jede Phase (Phasenwicklung) mindestens eine Spule oder Spulenwicklung umfasst.
Die Phasen der Drehfeldwicklung sind aus einem durchgängig gewickelten Wick- lungsdraht gebildet. Dies bedeutet, dass sämtliche Spulen der Drehfeldwicklung aus einem gemeinsamen, durchgehenden Spulen-, Phasen- oder Wicklungsdraht gewickelt sind. Zur Bildung einer solchen Spule ist der Wicklungsdraht in mehre- ren Windungen um einen jeweiligen Statorzahn gewickelt. Die Phasen der Dreh- feldwicklung sind somit einteilig, also einstückig oder monolithisch, miteinander gekoppelt. Mit anderen Worten gehen die Phasen der Drehfeldwicklung unterbre- chungsfrei ineinander über. Die Spulen der Drehfeldwicklung sind somit als Mehr- fachspulen ausgeführt, deren Spulenwicklung auf mehreren, insbesondere sämtli- chen, Statorzähnen aufgebracht ist.
Der Wicklungsdraht weist vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Ader auf, welche mit einer isolierenden Ummantelung (Isolierung) versehenen ist. Mit anderen Wor- ten ist der Wicklungsdraht als ein Isolierdraht, insbesondere als ein isolierter Kup- ferdraht, ausgeführt. Der Wicklungsdraht ist mit einer Verschaltungseinrichtung zur Drehfeldwicklung verschaltet, also im Montagezustand mit Phasenanschlüssen kontaktiert oder elektrisch leitend verbunden. Hierzu weist die Verschaltungsein- richtung eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von U-förmigen Stecktaschen als Verschaltungspunkte des Wicklungsdrahts mit Phasenanschlüs- sen an einer Statorstirnseite auf. Vorzugsweise sind die beiden Phasen- oder Drahtenden des Wicklungsdrahts ebenfalls mit einem Phasenanschluss verschal- tet oder verschaltbar.
Jede Stecktasche weist zwei vertikale U-Schenkel mit einem zwischen diesen an- geordneten Kontaktschlitz zur Aufnahme eines jeweiligen Drahtabschnitts des Wicklungsdrahts auf. Vorzugsweise wird der Wicklungsdraht abschnittsweise in den Kontaktschlitz eingesetzt und anschließend mittels des Schneidklemmkon- takts elektrisch kontaktiert und mechanisch fixiert. Erfindungsgemäß ist einer der beiden vertikalen U-Schenkel der Stecktasche ent- lang einer Axialrichtung des Stators länger als der jeweils andere vertikale U- Schenkel ausgeführt. Mit anderen Worten weisen die vertikalen U-Schenkel der Stecktaschen entlang der Axialrichtung zueinander unterschiedliche Längen auf. Der Wicklungsdraht wird zur Bildung der Phasenleiter oder Spulendrähte der Drehfeldwicklung beispielsweise vollautomatisch mittels eines Einnadel- oder Mehrnadelverfahrens auf die Statorzähne des Statorblechpakets aufgebracht. Der verlängerte U-Schenkel wirkt hierbei als eine (axial) erhöhte Schulter im Zuge des Wickelprozesses. Beim Wickeln oder Verlegen wird der Wicklungsdraht mittels eines Wickelwerkzeugs einer Wickelmaschine um den verlängerten U-Schenkel geführt und anschließend nach unten, also axial in Richtung des Statorblechpa- kets, gezogen. Dadurch gleitet der Wicklungsdraht am verlängerten U-Schenkel ab, und wird somit in die gewünschte Position innerhalb des Kontaktschlitzes ge- bracht.
Mit anderen Worten ist es somit möglich, den Wicklungsdraht im Zuge eines Wi- ckelprozesses ohne Verwendung zusätzlicher Haltevorrichtungen oder derglei- chen der Wickelmaschine und/oder der Verschaltungseinrichtung in dem Kontakt- schlitz anzuordnen. Dadurch ist es in einfacher Art und Weise möglich, den Stator in einem Durchgang, also ohne eine Unterbrechung des Wickelprozesses, mit der Drehfeldwicklung zu bewickeln. Dadurch ist ein besonders geeigneter Stator reali- siert, welcher insbesondere hinsichtlich des Montage- oder Wicklungsaufwands verbessert ist. Insbesondere ist es bei dem erfindungsgemäßen Stator möglich, vergleichsweise einfache Wickelmaschinen zur Herstellung der Drehfeldwicklung zu verwenden, wodurch die Herstellung des Stators vereinfacht und in der Folge Herstellungskosten reduziert werden. Durch die Kontaktierung des durchgängigen Wicklungsdrahts mittels in die Steck- taschen einsteckbaren Schneidklemmkontakten wird die Verschaltung der Dreh- feldwicklung und somit des Stators wesentlich vereinfacht. Insbesondere wird die Ankontaktierung der Spulen oder Phasen vereinfacht, da kein zusätzlicher Abiso- lationsschritt für den isolierten Wicklungsdraht bei der Montage und Verschaltung benötigt wird. Dadurch ist eine lötfreie und werkzeugreduzierte Verbindung und elektrische Kontaktierung zwischen dem Wicklungsdraht und dem jeweils zuge- ordneten Phasenanschluss realisiert. Dies überträgt sich in der Folge vorteilhaft auf eine Reduzierung des Montageaufwands bei der Montage des Stators, wodurch dessen Herstellungskosten weiter reduziert werden. Des Weiteren ist eine einfache und kostengünstige Kontaktierung und Fixierung des Wicklungs- drahts realisiert. Der oder jeder Schneidklemmkontakt weist beispielsweise zwei unter Bildung ei- nes Schneidklemmschlitzes mit freiendseitiger Schlitzöffnung zueinander beab- standete Schneidklemmschenkel zum Kontaktieren von mindestens einem in dem Kontaktschlitz der zugeordneten Stecktasche einsitzenden Drahtabschnitt auf, wobei die Schneidklemmschenkel im Montage- oder Fügezustand in Aufnahmen der vertikalen U-Schenkel der Stecktasche einsitzen. Der Kontaktschlitz der Steck- tasche und der Schneidklemmschlitz des Schneidklemmkontakts sind hierbei ge- eigneterweise fluchtend zueinander orientiert. Die Schlitze des Schneidklemmkon- takts und der Stecktasche verlaufen zweckmäßigerweise axial, dies bedeutet be- zogen auf den Montagezustand des Stators in Axialrichtung.
Die Stecktasche ist insbesondere zur Aufnahme von mindestens einem Drahtab- schnitt des Wicklungsdrahts ausgebildet. Der Schneidklemmkontakt wird bei spielsweise axial in die Stecktasche eingesteckt, wobei der Drahtabschnitt in die- sem Bereich dauerhaft kontaktiert wird. Der Schneidklemmschlitz und/oder die Schneidklemmschenkel des Schneidklemmkontakts sind daher vorzugsweise der- art ausgebildet, dass der mindestens eine in den Schneidklemmschlitz eingeführte und dort an mindestens einer schenkelseitigen Messerkante entlanggeführte Drahtabschnitt des Wicklungsdrahts betriebssicher und zuverlässig kontaktiert ist.
In einer vorteilhaften Ausführung ist der Wicklungsdraht tangential, also entlang der Tangentialrichtung oder entlang des Umfangs des Stators, zur jeweiligen Stecktasche geführt, wobei der entlang der Tangentialrichtung vorderseitige U- Schenkel der Stecktasche axial verlängert ist. Dadurch ist ein besonders einfa- ches Verlegen und Verschalten des Wicklungsdrahts im Zuge eines Wickelpro- zesses realisiert.
Der Wicklungsdraht wird hierbei tangential zum verlängerten vertikalen U- Schenkel geführt und um diesen herumgeschlungen, also um den U-Schenkel herum verlegt. Der verlängerte U-Schenkel wirkt somit als eine Verlegehilfe und als ein Umlenkmittel im Zuge des Wickelprozesses. Mit anderen Worten ist der Wicklungsdraht als Drahtschlinge oder Drahtschlaufe um den verlängerten U- Schenkel der Stecktasche geführt. Der Wicklungsdraht wird also beispielsweise tangential und radial innenseitig zum verlängerten U-Schenkel hingeführt und tan- gential und radial außenseitig zum verlängerten U-Schenkel ab- oder weggeführt. Anschließend wird der Wicklungsdraht nach unten gezogen, so dass er in den Kontaktschlitz eingeleitet. Dadurch wird sichergestellt, dass der Wicklungsdraht unter Zug, also unter einer gewissen (mechanischen) Vorspannung, in die Kon- taktschlitze eingelassen wird, so dass eine besonders materialsparende und bau- raumkompakte Drehfeldwicklung realisiert ist.
In einer denkbaren Ausgestaltung weist das Freiende des verlängerten U- Schenkels eine dem Kontaktschlitz zugewandte Fase oder Schräge als Einführhil- fe für den Wicklungsdraht auf. Bei einer Verlegung des Wicklungsdrahts um den längeren U-Schenkel herum und bei einem anschließenden Absenken des Wick- lungsdrahts, gleitet dieser selbsttätig von der Fase in den Kontaktschlitz ein.
Dadurch ist ein besonders einfaches und aufwandarmes Verlegen des Wicklungs- drahts realisiert.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der horizontale U-Schenkel der Stecktasche entlang der Tangentialrichtung orientiert. Die Öffnungsrichtung des Kontaktschlit- zes ist hierbei entlang der Radialrichtung, also quer zur Tangentialrichtung, orien- tiert. Dadurch wird ein besonders zweckmäßiges Verlegen des Wicklungsdrahts, auch unter Zug, gewährleistet. Mit anderen Worten verläuft der Wicklungsdraht im kontaktierten Bereich normal zur vom Kontaktschlitz aufgespannten Schlitzebene, also entlang der Radialrichtung. Die Stecktaschen sind vorzugsweise jeweils zwischen zwei entlang der Tangenti- alrichtung benachbarten Statorzähnen angeordnet. Die jeweilige Stecktasche ist hierbei zweckmäßigerweise axial oberhalb eines umfangsseitigen Statorjochs des Statorblechpakets angeordnet. In einer alternativen Weiterbildungsform sind die horizontalen U-Schenkel der Stecktaschen beispielsweise um 90° gedreht, also parallel oder entlang der Radi- alrichtung orientiert. Wobei die Öffnungsrichtungen der Kontaktschlitze entspre- chend entlang der Tangentialrichtung orientiert sind. Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die oder jede Stecktasche eine radial außenseitige, also dem Außenumfang des Stators oder des Statorblechpakets zugewandte, Außenkontur als Abstützkontur aufweist, wel- che der Stecktasche radial emporsteht. In einer geeigneten Weiterbildung weist die Abstützkontur eine gekrümmt verlaufende Drahtführung auf, mittels welcher der Wicklungsdraht von einem Boden des Kontaktschlitzes aus von einem axialen in einen tangentialen Verlauf überführt wird. Die Abstützkontur wirkt somit als Terminierung zur radial außenseitigen, tangentialen Führung des Wickeldrahts an der Stecktasche. Dadurch ist ein besonders effektiver und aufwandsarmer Wickel- prozess sichergestellt.
In einer bevorzugten Ausbildung ist die Abstützkontur an dem axial verlängerten U-Schenkel der Stecktasche angeformt. Mit anderen Worten ist die Abstützkontur als eine radial außenseitige Verbreiterung des U-Schenkels der Stecktasche aus- gebildet. Dadurch ist eine besonders zweckmäßige Führung des Wicklungsdrahts ermöglicht.
Die Ausgestaltung der Stecktasche mit einer vorstehend beschriebenen Abstütz- kontur wird als eine eigenständige Erfindung angesehen.
Insbesondere wird auch ein entsprechender Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, als eine eigenständige Erfindung angesehen. Ein solcher Stator weist ein Statorblechpaket auf, welches eine An- zahl von Statorzähnen aufweist und mit einer auf den Statorzähnen angeordneten, mehrere Phasen umfassenden Drehfeldwicklung versehen ist, wobei die Phasen der Drehfeldwicklung aus einem durchgängig gewickelten Wicklungsdraht gebildet sind. Ein solcher Stator weist weiterhin eine Verschaltungseinrichtung mit einer der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von U-förmigen Stecktaschen zur Aufnahme jeweils eines Schneidklemmkontaktes als Verschaltungspunkt des Wicklungsdrahts mit Phasenanschlüssen an einer Statorstirnseite, auf. Jede der Stecktaschen weist hierbei zwei vertikale U-Schenkel und einen zwischen diesen angeordneten Kontaktschlitz zur Aufnahme des Wicklungsdrahts auf, wobei an die Stecktasche eine vorstehend beschrieben Außen- oder Abstützkontur angeformt ist.
Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Verschal- tungseinrichtung zwei Verlegeringe aufweist, welche an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Statorblechpakets axial aufgesetzt sind. Die Verlegeringe sind hierbei vorzugsweise isolierende, also elektrisch nicht leitende Kunststoffteile. Die Verlegeringe weisen jeweils eine Anzahl der Statorzähne entsprechende Anzahl von radial nach innen gerichteten halbhülsenartigen Spulenkörpern auf, wobei die Spulen der Drehfeldwicklung um die Spulenkörper gewickelt sind. Mit anderen Worten sind die die Spulen bildenden Spulenwicklungen, also der Wicklungsdraht, jeweils um einen den jeweiligen Statorzahn umgreifenden Spulenträger der ge- genüberliegend angeordneten Verlegeringe gewickelt. Der Spulenträger weist vor- zugsweise stirnseitige, dass bedeutet senkrecht zur Zahnlängsrichtung gerichtete, Flanschkragen auf, zwischen denen der vorhandene Wickelraum begrenzt ist. Der Spulenträger verhindert somit ein Heruntergleiten der Drehfeldwicklung von den Zähnen des Stators.
In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Stecktaschen einstückig an einem der Verlegeringe, welcher nachfolgend auch als Verschaltungsring be- zeichnet ist, angeformt. Insbesondere sind die Stecktaschen und der Verlege- o- der Verschaltungsring als ein gemeinsames Spritzgussteil hergestellt. Dadurch ist eine besonders kostengünstige und aufwandsreduzierte Herstellung der Verschal- tungseinrichtung gewährleistet, welche sich in der Folge vorteilhaft auf die Herstel- lungskosten des Stators überträgt.
In einer bevorzugten Anwendung ist der Stator Teil einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs. Der Elektromotor ist hier bei vorzugsweise als elektromotorischer Antrieb einer elektrischen Ölpumpe, bei- spielsweise für ein Kraftfahrzeuggetriebe, ausgebildet. Durch die Verwendung ei- nes erfindungsgemäßen Stators ist eine besonders zweckmäßige und kosten- günstige Maschine realisiert. Derartige Ölpumpen und insbesondere auch sogenannte Hilfs- oder Zusatzpum- pen dienen zum Fördern von Öl als Schmiermittel für insbesondere bewegte Teile oder Komponenten beispielsweise auch eines verbrennungsmotorisch, hybrid- technisch oder elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (Kraftfahrzeugs). Eine solche Ölpumpe erzeugt üblicherweise aufgrund deren Fördereigenschaften einen Öl- kreislauf, beispielsweise mit einem Ölsumpf zur Aufnahme von überschüssigem Öl und/oder Leckageöl. Eine beispielsweise elektrisch oder elektromotorisch ange- triebene Hilfs- oder Zusatzpumpe dient häufig zur zumindest zeitweisen Schmie- rung oder Zusatzschmierung von Getriebeteilen eines Fahrzeuggetriebes, insbe- sondere eines Automatikgetriebes. Das geförderte Öl dient hierbei häufig auch zur Kühlung von Komponenten oder Zusatzkomponenten des Antriebsstranges eines derartigen Fahrzeugs.
Die erfindungsgemäße Verschaltungseinrichtung ist für einen Stator einer elektri- sehen Maschine geeignet und eingerichtet. Der Stator weist hierbei mit eine Dreh- feldwicklung mit einer Anzahl von Phasen auf, wobei jede Phase mindestens eine Spule umfasst, und wobei die Phasen der Drehfeldwicklung aus einem durchgän- gig gewickelten Wicklungsdraht gebildet sind. Die Verschaltungseinrichtung weist hierbei eine der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von U-förmigen Steck- taschen zur Aufnahme jeweils eines Schneidklemmkontaktes zur Kontaktierung des Wicklungsdrahts mit Phasenanschlüssen an einer Statorstirnseite auf. Die oder jede Stecktasche ist mit zwei vertikalen U-Schenkeln und mit einen zwischen diesen angeordneten Kontaktschlitz zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Wicklungsdrahts ausgeführt. Erfindungsgemäß ist einer der beiden vertikalen U-Schenkel der Stecktasche entlang einer Axialrichtung länger als der jeweils an- dere vertikale U-Schenkel ausgeführt.
Die Verschaltungseinrichtung ist insbesondere zur Kontaktierung eines Elektromo- tors einer elektrischen Ölpumpe für Anwendungen im Kraftfahrzeug- und Automo- bilbereich geeignet und eingerichtet.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 in einer schematischen und vereinfachten Darstellung einen Öl- kreislauf eines Kraftfahrzeugs mit einer elektromotorischen Ölpum- pe,
Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die Ölpumpe mit einem Elektromo- tor,
Fig. 3 und 4 in perspektivischer Darstellung ausschnittsweise einen Stator des
Elektromotors mit einer Drehfeldwicklung und mit einer Verschal- tungseinrichtung mit einem Schneidklemmkontakt und mit einer Stecktasche mit Blick auf eine radiale Innenseite der Stecktasche, Fig. 5 in perspektivischer Darstellung ausschnittsweise den Stator mit
Blick auf eine radiale Außenseite der Stecktasche,
Fig. 6 in Frontansicht die Stecktasche mit Blick auf die radiale Innenseite bei einem Wickelvorgang, bei welchem ein Wickeldraht um einen U-Schenkel der Stecktasche gelegt wird,
Fig. 7 in Draufsicht die Stecktasche bei einem Wickelvorgang,
Fig. 8 in Frontansicht die Stecktasche mit Blick auf die radiale Innenseite bei einem Eingleiten des Wickeldrahts in einen Kontaktschlitz der Stecktasche, und
Fig. 9 in Draufsicht die Stecktasche bei einem Eingleiten des Wickeldrahts in einen Kontaktschlitz der Stecktasche.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den glei chen Bezugszeichen versehen.
Fig.1 zeigt in schematischer und vereinfachter Darstellung einen Teilbereich eines Ölkreislaufs 2 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Der Ölkreislauf 2 umfasst eine elektrische oder elektromotorische Pumpe 4 als kombinierte Flaup- tölpumpe und Hilfs- oder Zusatzpumpe zur Beförderung eines Fluides 6, insbe- sondere eines (Schmier-)Öls zu Getriebeteilen eines Fahrzeuggetriebes.
Die im Nachfolgenden auch als Ölpumpe bezeichnete Pumpe 4 weist einen Elekt- romotor 8 als elektrische Maschine auf. Im Betrieb der Maschine 8 bzw. der Pum- pe 4 wird das Öl 6 mittels einer Unterdruckleitung 10 aus einem Ölsumpf 12 über einen (Pumpen-)Einlass 14 angesaugt und über einen (Pumpen-)Auslass 16 in eine Ölleitung 18 hineingepumpt, welche sich in eine Hauptölleitung 20 und in eine Hilfs- oder Zusatzleitung 22 aufteilt.
Die Hauptölleitung 20 bildet einen Hauptölkreislauf des Ölkreislaufs 2 und ist ins- besondere zur Versorgung und Betätigung von hydraulischen Getriebeaktuatoren 24 vorgesehen, mit denen beispielsweise die Gänge einer Getriebeanordnung 26 eines vorzugsweise als Automatikgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe ausge- führten Fahrzeuggetriebes eingelegt beziehungsweise umgeschaltet werden. Die Hilfs- oder Zusatzleitung 22 ist entsprechend insbesondere Teil eines Hilfs- oder Zusatzkreislaufs zur zumindest zeitweisen Schmierung oder Zusatzschmierung von Getriebeteilen wie beispielsweise der Getriebeanordnung 26. Die Ölpumpe 4 ist in der Fig. 2 vergleichsweise detailliert gezeigt. Die Ölpumpe 4 umfasst ein Pumpengehäuse 28 mit einer nicht näher gezeigten Pumpenmechanik zur Förderung des Öls 6. Die Pumpenmechanik ist antriebstechnisch mit der Ma- schine 8 gekoppelt. Hierzu ist die Maschine 8 an einer ersten Stirnseite an dem Pumpengehäuse 28 befestigt. An der dem Pumpengehäuse 28 gegenüberliegen- den Stirnseite der Maschine 8 ist ein Funktionsträger 30 vorgesehen, welcher eine (Motor-)Elektronik zum Betrieb der Maschine 8 trägt. Zur Entwärmung und Schutz der Elektronik ist diese mittels einer Kühlstruktur 32 fluiddicht abgedeckt. Mit ande- ren Worten bilden der Funktionsträger 30 und die Kühlstruktur 32 ein geschlosse- nes Elektronikgehäuse der Ölpumpe 4.
In den Figuren 3 bis 5 ist ausschnittsweise ein Stator 34 der Maschine 8 darge- stellt. Der Stator 34 weist ein stanzpakettiertes Statorblechpaket 36 auf. Das Statorblechpaket 36 weist eine Anzahl von radial nach innen gerichteten
Statorzähnen 38 auf, welche eine beispielsweise dreiphasige Drehfeldwicklung 40 tragen.
Nachfolgend sind Richtungsangaben insbesondere bezüglich des Montagezu- stands des etwa zylindrischen Stators 34 angegeben. Die Axialrichtung A ist hier- bei entlang der Längsrichtung oder Zentralachse des Stators 34 orientiert. Die Ra- dialrichtung R erstreckt sich von der Zentralachse aus zu einem Außenumfang des Stators 34. Die Tangential- oder Azimutalrichtung T ist senkrecht zur Axialrich- tung A und der Radialrichtung R, und somit entlang des Außenumfangs des Sta- tors 34 orientiert.
Die Phasen der Drehfeldwicklung 40 sind aus einem durchgängig, also unterbre- chungsfreien, Wicklungsdraht 42 gewickelt, welcher als Mehrfachspule auf die Statorzähne 38 gewickelt ist. Der Wicklungsdraht 42 ist in diesem Ausführungs- beispiel insbesondere in einem Einnadelwickelprozess auf das Statorblechpaket 36 beziehungsweise auf die Statorzähne 38 aufgebracht. Der Wicklungsdraht 42 ist hierbei im Bereich der Statorzähne 38 als Spulen um diese gewickelt und an- sonsten insbesondere tangential entlang eines Außenumfangs des Stators 34 be- ziehungsweise des Statorblech pakets 36 geführt.
Der Stator 34 weist eine Verschaltungseinrichtung 44 zur Führung und Verschal- tung des Wicklungsdrahts 42 auf. Die Verschaltungseinrichtung 44 weist zwei Ver- legeringe 46 auf, welche an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Statorblech- pakets 36 auf dieses axial aufgesetzt sind. In den Ausschnitten der Figuren 3 bis 9 ist lediglich jeweils einer der Verlegeringe 46 dargestellt.
Die Verlegeringe 46 weisen jeweils eine Anzahl der Statorzähne 38 entsprechen- de Anzahl von radial nach innen gerichteten halbhülsenartigen Spulenkörper 48 auf, wobei der Wicklungsdraht 42 der Drehfeldwicklung 40 um die Spulenkörper 48 gewickelt sind.
Der dargestellte, dem Funktionsträger 30 zugewandte, Verlegeringe 46 weist wei- terhin eine der Anzahl der Phasen der Drehfeldwicklung 40 entsprechende Anzahl von U-förmigen Stecktaschen 50 auf. Die Stecktaschen 50 sind hierbei zur Auf- nähme jeweils eines Schneidklemmkontaktes (Klemmstecker) 52 ausgebildet. Die Stecktaschen 50 sind hierbei einteilig, also einstückig oder monolithisch, an dem Verlegering 46 angeformt. Die eingesteckten Schneidklemmkontakte 52 wirken als jeweiliger Verschaltungs- punkt des Wicklungsdrahts 42 mit Phasenanschlüssen an der dem Funktionsträ- ger 30 zugewandten Statorstirnseite. Hierzu weisen die Schneidklemmkontakte 52 eine etwa U-förmige Aussparung 54 auf, in welche der jeweilige Phasenanschluss im Montagezustand kontaktierend eingreift.
Die etwa U-förmige, hülsenartige Stecktasche 50 ist hierbei zur Aufnahme und Kontaktierung eines jeweiligen Drahtabschnitts des Wicklungsdrahts 42 geeignet und eingerichtet. Der horizontale U-Schenkel (Horizontalschenkel) 50a der Steck- tasche 50 ist hierbei entlang der Tangentialrichtung T orientiert, wobei die zwei hierzu senkrecht angeordneten vertikalen U-Schenkel (Vertikalschenkel) 50b und 50c entlang der Axialrichtung A orientiert sind. Zwischen den U-Schenkel 50b und 50c ist mittig oder zentral ein länglicher Kontaktschlitz 56 vorgesehen, in welchen der Wicklungsdraht 42 einsitzt. Der Kontaktschlitz 56 verläuft somit entlang der Axialrichtung A, wobei der Kontaktschlitz 56 entlang der Radialrichtung R geöffnet ist.
Die vertikalen U-Schenkel 50b und 50c der Stecktasche 50 weisen jeweils eine nutenartige Aufnahmekammer 58 auf, welche zu dem zentralen Kontaktschlitz 56 hin geöffnet ist. In die Aufnahmekammern 58 ist - wie in den Figuren 3 bis 5 ange- deutet - der metallische Schneidklemmkontakt 52 eingesteckt oder einsteckbar.
Der Schneidklemmkontakt 52 weist eine der Stecktasche 50 zugewandte etwa U- förmige Schneide auf. Bei einem Einstecken des Schneidklemmkontakts 52 wird der als Isolierdraht ausgeführte Wicklungsdraht 42 der Drehfeldwicklung 40 einer- seits form- und kraftschlüssig in den Kontaktschlitz 56 eingepresst oder einge- quetscht, wobei andererseits die Schneide die Isolierungen des Isolierdrahts durchschneidet oder zumindest durchtrennt. Dadurch wird eine elektrisch leitfähi ge Ader des Wickklungsdrahts 42 mit dem Schneidklemmkontakt 52 elektrisch leitfähig kontaktiert, wobei der Schneidklemmkontakt 52 wiederrum im Montage- zustand über die Aussparung 54 mit den nicht näher dargestellten Phasenan- schlüssen zur Bestromung der Drehfeldwicklung 40 kontaktiert ist. Wie in den Figuren 3 bis 9 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, ist der vertikale U-Schenkel 50c der Stecktasche 50 entlang der Axialrichtung A länger als der ver- tikale U-Schenkel 50b ausgeführt. Mit anderen Worten überragt ein Freiende 60 des U-Schenkels 50c das entsprechende Freiende des U-Schenkels 50b entlang der Axialrichtung A.
Der Wicklungsdraht 42 ist tangential, also entlang der Tangentialrichtung T oder entlang des Umfangs des Stators 34, zur jeweiligen Stecktasche 50 geführt, wobei der entlang der Tangentialrichtung T vorderseitige U-Schenkel 50c der Steck- tasche 50 axial verlängert ist.
Das Freiende 60 des verlängerten U-Schenkels 50c ist - wie insbesondere in Fig. 4 ersichtlich - mit einer dem Kontaktschlitz 56 zugewandten Fase oder Schräge 62 als Einführhilfe für den Wicklungsdraht 42 ausgeführt.
Wie insbesondere in der Fig. 5 gezeigt, ist der U-Schenkel 50c mit einer außen- umfangsseitigen, also einer radial außenseitigen, dem Außenumfang des Stators 34 oder des Statorblechpakets 36 zugewandten, Abstützkontur 64 versehen. Die Abstützkontur 64 steht hierbei der Stecktasche 50 beziehungsweise dem U- Schenkel 50c radial empor. Die Abstützkontur 64 ist, wie beispielsweise in der Fig. 3 ersichtlich, als radiale Verdickung oder Schulter des U-Schenkels 50c aus- geführt.
Die Abstützkontur 64 weist in einer durch die Radialrichtung R und Tangentialrich- tung T aufgespannten Ebene etwa eine Querschnittsform eines rechtwinkeligen Dreiecks auf. Die Katheten sind hierbei entlang der Radialrichtung R einerseits und der Tangentialrichtung R andererseits orientiert, wobei die Flypotenuse aus- gehend vom Kontaktschlitz 56 derart geneigt ist, dass der U-Schenkel 50a ausge- hend von dem Kontaktschlitz 56 entlang der Tangentialrichtung T zunehmend ra- dial verjüngt wird.
Die Abstützkontur 64 weist von einem Boden des Kontaktschlitzes 56 ausgehend einen gekrümmten Verlauf 66 auf. Mittels des nachfolgend auch als Drahtführung bezeichneten Verlaufs 66 wird der Wicklungsdraht 42, von dem Boden des Kon- taktschlitzes 56 aus, von einem axialen in einen tangentialen Verlauf überführt.
Der in dem Kontaktschlitz 56 radial geführte Drahtabschnitt des Wicklungsdrahts 42 ist hierbei axial gebogen und entlang der Drahtführung 66 verlaufend geführt, so dass der Wicklungsdraht 42 am Ende der Drahtführung 66 entlang der Tangen- tialrichtung T verläuft. Die Abstützkontur 64 wirkt somit als eine Terminierung zur radial außenseitigen und tangentialen Führung des Wickeldrahts 42 an der Steck- tasche 50. Die Ausgestaltung der Stecktasche 50 mit einer vorstehend beschriebenen Ab- stützkontur 64 wird als eine eigenständige Erfindung angesehen.
Die Stecktaschen 50 des Verlegerings 46 weisen eine zusätzliche Terminierung 68 auf, welche als nutenartige Aussparung am U-Schenkel 50a angeformt ist. Die Terminierung 68 dient einer umfangs- oder tangentialseitigen Führung des Wick- lungsdrahts 42 hinter den Statorzähnen 38 von Statorzahn 38 zu Statorzahn 38, sodass der entsprechende Drahtabschnitt des Wicklungsdrahts 42 nicht mit dem an der Abstützkontur 64 oder Drahtführung 66 geführten Drahtabschnitt kollidiert. Nachfolgend ist der Wicklungsprozess zum Bestücken des Statorblechpakets 36 mit der Drehfeldwicklung 40 anhand der Figuren 6 bis 9 näher erläutert. Die Pfeile der Figuren 6 bis 9 deuten den Verlauf des Wicklungsdrahts 42 im Zuge des Wick- lungsprozesses an. Der Wicklungsdraht 42 wird zur Bildung der Phasenleiter oder Spulendrähte der Drehfeldwicklung 40 vollautomatisch mittels eines Einnadelverfahrens auf die Spu- lenkörper 48 der Statorzähne 38 des Statorblechpakets 36 aufgebracht. Der ver- längerte U-Schenkel 50c wirkt hierbei als eine (axial) erhöhte und (radial) verbrei- terte Schulter im Zuge des Wickelprozesses.
Beim Wickeln wird der Wicklungsdraht 42 mittels eines Wickelwerkzeugs einer Wickelmaschine - wie in der Fig. 6 und Fig. 7 angedeutet - von einem als Spu- lenwicklung ausgeführten Drahtabschnitt tangential und radial innenseitig zu dem verlängerten U-Schenkel 50c geführt. Das Wickelwerkzeug ist hierbei breiter als der Kontaktschlitz 56 ausgeführt, so dass der Wicklungsdraht 42 einerseits ober- halb des Freiendes des U-Schenkels 50b und andererseits unterhalb des Freien- des 60 des U-Schenkels 50c kollisionsfrei geführt wird. Mit anderen Worten wird der Wicklungsdraht 42 im Bereich der Fase 62 an dem U-Schenkel 50c angelegt.
Anschließend wird der Wicklungsdraht 42 - wie in den Figuren 8 und 9 angedeutet - derart verlegt oder gewickelt, dass er an der Drahtführung 66 der Abstützkontur 64 verläuft. Dadurch wird der Wicklungsdraht 42 abgesenkt, also axial nach unten bewegt. Der Drahtabschnitt an der Fase 62 gleitet hierbei entlang der Axialrich- tung A ab und wird somit in den Kontaktschlitz 56 eingezogen. Dadurch wird der Wicklungsdraht 42 in der Stecktasche 50 geführt, insbesondere wird der Wick- lungsdraht 42 hierbei an den Boden des Kontaktschlitzes 56 gelegt. Der verlängerte U-Schenkel 50c wirkt somit als eine Verlegehilfe und als ein Um- lenkmittel im Zuge des Wickelprozesses. Mit anderen Worten ist der Wicklungs- draht 42 als Drahtschlinge oder Drahtschlaufe um den verlängerten U-Schenkel 50c der Stecktasche 50 geführt. Somit ist es möglich, den Wicklungsdraht 42 im Zuge eines Wickelprozesses ohne Verwendung zusätzlicher Flaltevorrichtungen oder dergleichen der Wickelmaschi- ne in dem Kontaktschlitz 56 anzuordnen. Dadurch ist es möglich, den Stator 34 in einem Durchgang, also ohne eine Unterbrechung des Wickelprozesses, mit der Drehfeldwicklung 40 zu bewickeln.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu ver- lassen. Insbesondere sind ferner alle mit den Ausführungsbeispielen beschriebe- nen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist es möglich, dass die Drehfeldwicklung 40 mehr als drei Phasen aufweist, wobei eine entsprechend größere Anzahl von Stecktaschen 50 und Schneidklemmkontakte 52 zur Verschaltung vorgesehen sind.
Bezugszeichenliste
2 Ölkreislauf
4 Ölpumpe
6 Fluid/Öl
8 Elektromotor/Maschine
10 Unterdruckleitung
12 Ölsumpf
14 Einlass
16 Auslass
18 Ölleitung
20 Hauptölleitung
22 Hilfsleitung/Zusatzleitung
24 Getriebeaktuator
26 Getriebeanordnung
28 Pumpengehäuse
30 Funktionsträger
32 Kühl Struktur
34 Stator
36 Statorblechpaket
38 Statorzahn
40 Drehfeldwicklung
42 Wicklungsdraht
44 Verschaltungseinrichtung
46 Verlegering
48 Spulenkörper
50 Stecktasche
50a, 50b, 50c U-Schenkel
52 Schneid klemmkonta kt
54 Aussparung
56 Kontaktschlitz
58 Aufnahmekammer
60 Freiende 62 Fase/Schräge
64 Abstützkontur
66 Verlauf/Drahtführung
68 Terminierung
A Axialrichtung
R Radialrichtung
T Tangentialrichtung

Claims

Ansprüche
1. Stator (34) einer elektrischen Maschine (8), insbesondere Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, aufweisend
- ein Statorblechpaket (36), welches eine Anzahl von Statorzähnen (38) aufweist und mit einer auf den Statorzähnen (38) angeordneten, mehrere Phasen umfassenden Drehfeldwicklung (40) versehen ist, wobei die Pha- sen der Drehfeldwicklung (40) aus einem durchgängig gewickelten Wick- lungsdraht (42) gebildet sind,
- sowie eine Verschaltungseinrichtung (44) mit einer der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von U-förmigen Stecktaschen (50) zur Aufnahme jeweils eines Schneidklemmkontaktes (52) als Verschaltungspunkt des Wicklungsdrahts (42) mit Phasenanschlüssen an einer Statorstirnseite, wobei jede Stecktasche (50) zwei vertikale U-Schenkel (50b, 50c) und ei- nen zwischen diesen angeordneten Kontaktschlitz (56) zur Aufnahme des Wicklungsdrahts (42) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass einer der beiden vertikalen U-Schenkel (50c) der Stecktasche (50) ent- lang einer Axialrichtung (A) länger als der jeweils andere vertikale U- Schenkel (50b) ausgeführt ist.
2. Stator (34) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wicklungsdraht (42) tangential zur jeweiligen Stecktasche (50) ge- führt ist, wobei der entlang der Tangentialrichtung (T) vorderseitige U- Schenkel (50c) der Stecktasche (50) axial verlängert ist.
3. Stator (34) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Freiende (60) des verlängerten U-Schenkels (50c) eine dem Kon- taktschlitz (56) zugewandte Fase (62) aufweist.
4. Stator (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet,
- dass der horizontale U-Schenkel (50a) der Stecktasche (50) entlang der Tangentialrichtung (T) orientiert ist, und
- dass die Öffnungsrichtung des Kontaktschlitzes (56) entlang der Radial- richtung (R) orientiert ist.
5. Stator (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stecktasche (50) eine radial außenseitige Abstützkontur (64) auf- weist, welche der Stecktasche (50) radial emporsteht.
6. Stator (34) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstützkontur (64) eine gekrümmt verlaufende Drahtführung (66) aufweist, mittels welcher der Wicklungsdraht (42) ausgehend von einem Bo- den des Kontaktschlitzes (56) von einem axialen in einen tangentialen Ver- lauf überführt wird.
7. Stator (34) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstützkontur (74) an dem axial verlängerten U-Schenkel (50c) der Stecktasche (50) angeformt ist.
8. Stator (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Verschaltungseinrichtung (44) zwei Verlegeringe (46) aufweist, welche an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Statorblechpakets (36) axial aufgesetzt sind, und
- dass die Verlegeringe (46) jeweils eine Anzahl der Statorzähne (38) ent- sprechende Anzahl von radial nach innen gerichteten halbhülsenartigen
Spulenkörper (48) aufweisen, wobei die Spulen der Drehfeldwicklung (40) um die Spulenkörper (48) gewickelt sind.
9. Stator (34) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stecktaschen (50) einstückig an einem der Verlegeringe (46) ange- formt sind.
10. Elektrische Maschine (8), insbesondere Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise für eine Ölpumpe (4) eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einem Stator (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. Verschaltungseinrichtung (44) für einen Stator (34) einer elektrischen Ma- schine (8) mit einer Drehfeldwicklung (40) mit einer Anzahl von Phasen, wo- bei die Phasen der Drehfeldwicklung (40) aus einem durchgängig gewickel- ten Wicklungsdraht (42) gebildet sind, aufweisend eine der Anzahl der Pha- sen entsprechende Anzahl von U-förmigen Stecktaschen (50) zur Aufnahme jeweils eines Schneidklemmkontaktes (52) als Verschaltungspunkt des Wick- lungsdrahts (42) mit Phasenanschlüssen an einer Statorstirnseite,
- wobei jede Stecktasche (50) zwei vertikale U-Schenkel (50b, 50c) und ei- nen zwischen diesen angeordneten Kontaktschlitz (56) zur Aufnahme des Wicklungsdrahts (42) aufweist, und
- wobei einer der beiden vertikalen U-Schenkel (50c) der Stecktasche (50) entlang einer Axialrichtung (A) länger als der jeweils andere vertikale U- Schenkel (50b) ausgeführt ist.
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