WO2022128427A1 - Anschlusseinrichtung für einen stator, statoranordnung für eine elektrische maschine, verfahren zur herstellung einer statoranordnung und elektrische maschine zum antreiben eines fahrzeugs - Google Patents

Anschlusseinrichtung für einen stator, statoranordnung für eine elektrische maschine, verfahren zur herstellung einer statoranordnung und elektrische maschine zum antreiben eines fahrzeugs Download PDF

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WO2022128427A1
WO2022128427A1 PCT/EP2021/083347 EP2021083347W WO2022128427A1 WO 2022128427 A1 WO2022128427 A1 WO 2022128427A1 EP 2021083347 W EP2021083347 W EP 2021083347W WO 2022128427 A1 WO2022128427 A1 WO 2022128427A1
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connection
sections
connection unit
contact
stator
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PCT/EP2021/083347
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Sebastian Dieterich
Bianca Hofmann
Michael Menz
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Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh
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Publication date
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    • 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 connecting device for a stator with a stator winding having a number N of strands.
  • the invention relates to a stator arrangement for an electric machine, a method for producing a stator arrangement and an electric machine for driving a vehicle.
  • Stators with a stator winding having N strands are generally known. If the stator winding of such a stator has connection sections that are provided, for example, to form a star point, and connection sections that are provided, for example, to form connections for the strands, a connection device is required that contacts the connection sections of the stator winding accordingly.
  • the invention is based on the object of specifying an installation-friendly option for connecting connection sections of a stator.
  • connection device for a stator with a stator winding having N number of strands having a first connection unit and a second connection unit, each having N contact sections and a conductor arrangement, the contact sections of the first connection unit each being for electrically conductive contacting one of N connection sections of the stator winding are set up and the conductor arrangement of the first connection unit electrically conductively connects the contact sections of the first connection unit, wherein the contact sections of the second connection unit are each set up for electrically conductive contacting of one of N further connection sections of the stator winding and the conductor arrangement of the second connection unit has N conductor sections which are electrically insulated from one another and are each electrically conductively connected to one of the N contact sections of the second connection unit, with a fastening means being provided by which the first connection unit and the second connection unit can be moved from a loose position to a fastened position are convertible, in which the first connection unit and the second connection unit are attached to one another and the conductor arrangement of the
  • the first connection unit and the second connection unit each have N contact sections.
  • the first and the second connection unit each have a conductor arrangement.
  • the contact sections of the first connection unit are each set up for the electrically conductive contacting of one of N connection sections of the stator winding.
  • the conductor arrangement of the first connection unit electrically conductively connects the contact sections of the first connection unit.
  • the contact sections of the second connection unit are each set up for making electrically conductive contact with one of the further N connection sections of the stator winding.
  • the conductor arrangement of the second connection unit has N conductor sections.
  • the N conductor sections are electrically isolated from one another.
  • the N conductor sections are each electrically conductively connected to one of the N contact sections of the second connection unit.
  • a fastener is provided.
  • the first connection unit and the second connection unit can be transferred from a loose position into a fastened position by means of the fastening means. In the fastened position, the first connection unit and the second connection unit are fastened to one another. In the fastened position, the conductor arrangement of the first connection unit and the conductor arrangement of the second connection unit are also electrically insulated from one another.
  • the connection device according to the invention is characterized in particular by the fastening means, which allows the connection units to be formed separately and to be fastened to one another. In the fastened position, the contact sections of the first connection unit and the second connection unit are in contact with connection sections of the stator winding.
  • connection sections can be attached to the connection units, for example by welding, without additional tools that position the connection sections.
  • a corresponding stator arrangement with the stator and the connection device can thus be designed in a particularly easy-to-assemble manner.
  • first connection unit and the second connection unit are also set up to absorb a restoring force of the connection sections in the fastened position, in particular in order to compensate for positional tolerances of the connection sections.
  • the conductor arrangement of the first connection unit is preferably formed in one piece from an electrically conductive material.
  • the conductor arrangement of the first connection unit can be curved, crescent-shaped or straight.
  • a respective contact section can form a receiving space for one of the connection sections.
  • Adjacent pairs of the contact sections of the first connection unit and/or the second connection unit are preferably arranged equidistantly.
  • the conductor sections of the second connection unit are preferably formed by separate electrical conductors that are each formed in one piece.
  • N is preferably greater than or equal to three, in particular exactly equal to three.
  • the positions of the conductor sections relative to one another are preferably defined by the first and/or the second connection unit.
  • connection device in particular the first connection unit or the second connection unit, has an insulating body which is attached to the line ter arrangement of a connection unit arranged, preferably formed, is.
  • the other of the connection units can have an insulating body which is arranged, preferably molded, on the conductor arrangement of the one connection unit.
  • the or a respective insulating body can be formed by a covering surrounding the conductor arrangement in sections and/or continuously.
  • the insulating body preferably has openings which expose the contact sections.
  • the or a respective insulating body is preferably formed by overmolding the conductor arrangement. Other shaping coatings of the conductor arrangement are also possible.
  • the insulating body can also be produced separately by any desired shaping method and only attached to the conductor arrangement in a last step. When the insulating body is arranged on the second connection unit, it can define the positions of the conductor sections relative to one another.
  • the fastening means has a first fastening section and a second fastening section, which engage in one another in the fastened position.
  • the connection units can be connected to one another in a positive and/or non-positive manner in the fastened position by the first fastening section and the second fastening section.
  • the fastening means has a first fastening section and a second fastening section which engage in one another in the fastened position.
  • one of the first or second of the connection units has an insulating body which is arranged on the conductor arrangement of one of the first or second connection units and forms the first attachment section.
  • the second attachment section is formed by the other of the first or second connection units.
  • first fastening section and the second fastening section each form a latching element, with the latching element of the first fastening section and the latching element of the second fastening section in the fastened position interlock to form a snap-in connection.
  • the snap-in connection allows easy attachment without additional tools.
  • first fastening section and the second fastening section also each form one or more further corresponding latching elements.
  • One of the latching elements or a respective latching element can be designed to be elastically deformed during the transition from the loose position to the fastened position.
  • one of the fastening sections forms a projection and the other of the fastening sections forms a recess corresponding to the projection, the fastening sections engaging in one another in the fastened position, forming a positive fit.
  • the projection and the recess are preferably of opposite design.
  • the fastening sections can have one or more further projections and recesses.
  • the insulating body of the one connection unit preferably forms the first fastening section.
  • the second fastening section is particularly preferably formed by the other of the connection units.
  • the insulating body of the other of the connection units forms the second fastening section. It is thus possible for the fastening sections or the fastening means to be formed by the insulating bodies of the connection units.
  • the second fastening section is formed by the conductor arrangement of the other of the connection units.
  • the insulating body is connected to the conductor arrangement, which forms the fastening sections, in an interlocking manner.
  • the fastening means is set up to force the first connection unit and the second connection unit together in the fastened position by a force acting on the first connection unit and the second connection unit, so that the connection sections of the stator are attached to the Contact sections are electrically conductive, in particular by cohesive joining, can be fastened.
  • the fastening means is therefore provided as an additional component separate from the connection units.
  • the fastening means can be detached from the connection units in the fastened position, in particular can be returned to the loose position.
  • a respective contact section of the first connection unit can be in the form of a recess in the conductor arrangement of the first connection unit.
  • a respective contact section of the second connection unit is designed as a recess in one of the conductor sections of the conductor arrangement of the second connection unit.
  • the recess can be used to form the accommodation space for accommodating the connection sections to be contacted, which inhibits a movement of the connection section in two spatial directions.
  • the connection sections are fixed in an orientation.
  • a holding force exerted by the fastening means is preferably large enough to hold the connection units in the fastened position in a predetermined position.
  • the conductor arrangement of the first connection unit is preferably designed as a busbar.
  • a respective conductor section of the conductor arrangement of the second connection unit can be designed as a busbar.
  • the contact sections of the first connection unit and/or the second connection unit can each have a guide, with a respective contact section having a wall which delimits the receiving space on one side, and the guide of the contact section having a wall opposite the wall of the contact portion is beveled pointing away from the receiving space.
  • Positional tolerances of the connection sections when arranging the connection unit on the connection sections can be compensated for by the guide. Due to the guide, the connection sections can be accommodated more easily in the accommodation spaces or—figuratively speaking—captured if they are not aligned exactly according to the positions of the contact sections for production reasons. As a result, the arrangement of the connection sections in the contact sections can be made much easier and automated in a simple manner. The ease of assembly can be advantageously increased.
  • the guide is preferably arranged on an end of a respective contact section which is opposite the conductor arrangement.
  • the Nth contact section is preferably arranged between the first and the (N ⁇ 1)th contact section of the first connection unit and/or second connection unit.
  • the guide is preferably designed to adjoin the wall of the contact section.
  • the first wall of the guide can enclose an angle, in particular an obtuse angle, with the first wall of the contact section.
  • connection unit it can be provided that the Nth contact section of the first connection unit and/or second connection unit has a second wall, which delimits the receiving space on one side on a side opposite the first wall, so that the Nth contact section for enclosing the connection section is set up.
  • the N-th contact section can thus form a reference position for the remaining contact sections and enclose one of the connection sections on both sides.
  • the guide of the Nth contact section has a second wall, which is bevelled in relation to the second wall of the Nth contact section, pointing away from the receiving space, so that the guide is at a distance from the first wall of the contact section to the second wall of the Nth contact section is widened.
  • the second wall of the contact section can enclose an angle, in particular an obtuse angle, with the second wall of the guide.
  • the first wall and the second wall of the guide can extend along straight lines which enclose an acute angle, in particular an angle between 40 and 80 degrees.
  • the Nth contact section of the first connection unit and/or second connection unit can also have a third wall, which delimits the receiving space in a direction perpendicular to the first wall.
  • the third wall can form a stop for the connection section to be accommodated in the accommodation space.
  • the third wall preferably runs perpendicularly to the second wall.
  • the third wall can connect the first wall and the second wall.
  • the receiving space of each of the first to (N ⁇ 1)th contact sections of the first connection unit and/or second connection unit is open on a side opposite the first wall.
  • the connection unit can thus be arranged on the connection sections by means of a linear movement directed perpendicularly or along a direction of extent of the connection sections, since the connection sections, which are oriented differently with respect to the linear movement, cannot cant on the open side.
  • the first to (N-1)-th contact sections of the first connection unit and/or second connection unit each have a second wall opposite the first wall, which is beveled away from the receiving space.
  • the connection be arranged on the connecting sections by means of a linear movement directed perpendicularly or along a direction in which the connecting sections extend, since the connecting sections, which are oriented differently with respect to the linear movement, do not cant on the second wall but can guide along it.
  • the second wall of the contact portion is beveled toward the Nth contact portion.
  • each of the first to (N-1)th contact sections of the first connection unit and/or second connection unit has a second wall, which delimits the receiving space on one side on a side opposite the first wall, so that the respective contact section for Enclosing the connection section is set up.
  • the first and second walls of the N contact sections are particularly preferably aligned parallel to one another.
  • the connection unit can thus be arranged on the connection sections by means of a linear movement directed perpendicularly or along a direction in which the connection sections extend if the connection sections are aligned parallel to one another.
  • the guides of each of the first to (N-1)th contact sections each have a second wall, which is beveled in relation to the second wall of the respective contact section, pointing away from the receiving space, so that the guide is at a distance from the first wall of the contact section is widened to the second wall of the respective contact section.
  • the second wall of the contact section can enclose an angle, in particular an obtuse angle, with the second wall of the guide.
  • the first wall and the second wall of the guide can extend along straight lines which enclose an acute angle, in particular an angle between 40 and 80 degrees.
  • the guides of the first to N-th contact sections can be designed in the same way.
  • the additional wall can form a stop for the connection section to be accommodated in the accommodation space. If the contact section has the second wall, it can be provided that the further wall runs perpendicularly to the second wall and/or connects the first wall and the second wall.
  • a stator arrangement for an electrical machine comprising: a stator, comprising a stator core with an axial end face and a stator winding, which has a number N of strands and, in sections, formed conductors that extend through the stator core , and is formed of first to 2N-th terminal portions extending in the axial direction at the end face of a part of the shape conductors contiguous at different angular positions of a circumferential direction; and a connection device according to the invention; wherein the contact sections of the first connection unit contact the first to Nth connection sections, in particular to form a star point, and the contact sections of the second connection unit contact the (N+1)th to (2N)th connection sections, in particular to form connections for the strands, contact.
  • the stator arrangement according to the invention for an electrical machine has a stator.
  • the stator has a stator core.
  • the stator core has an axial end face.
  • the stator also has a stator winding.
  • the stator winding has a number N of strands. Sections of the stator winding are formed from shaped conductors. The form conductors extend through the stator core.
  • the stator winding is further formed of first through 2Nth terminal portions.
  • the first to 2N-th connection sections extend on the end face of a part of the shaped conductors at different angular positions of a circumferential direction in the axial direction.
  • the stator arrangement also has a connection device according to the invention.
  • the contact sections of the first connection unit make contact with the first to Nth connection sections, in particular to form a star point.
  • the contact sections of the second connection unit make contact with the (N+1)th to (2N)th connection sections, in particular to form connections for the strands.
  • the stator core is preferably formed by a large number of stator laminations that are insulated from one another.
  • a plurality of slots arranged along the circumferential direction and extending from the end face to an axially opposite further end face can be formed in the stator core.
  • the shaped conductors can be accommodated in the grooves.
  • the form conductors are preferably formed by rods made of an electrically conductive metal, in particular copper.
  • the shaped conductors are preferably arranged radially in a predetermined even number of layers, in particular four, six, eight, ten or twelve layers, in a respective groove.
  • the number of strands typically corresponds to a number of phases of the stator.
  • the stator winding can be designed as a hairpin winding.
  • the shaped conductors of a respective strand can be electrically conductively connected to one another by connectors in such a way that they form a series circuit or a plurality of series circuits.
  • Connectors of the first type are preferably formed in one piece with the shaped conductors on the first end face.
  • pairs of shaped conductors can be electrically conductively connected by connectors of the second type.
  • the connectors of the second type can each have two connecting sections adjoining the shaped conductors of the pair, in particular in one piece.
  • connection sections can be connected to one another in pairs, in particular in a materially bonded manner, in an electrically conductive manner.
  • Each connection section can comprise a plurality of connection elements, each of which connects to one of the shaped conductors.
  • connection section preferably has a connection element for each series connection of the strand.
  • the terminal portions may have a pair of parallel side faces. Provision can be made here for the first to (N ⁇ 1)th connection sections to be deformed in relation to the Nth connection section in such a way that the pairs of parallel side faces of the first to Nth connection sections are aligned essentially parallel to one another.
  • the (N+1)th to (2N-1)th connection sections can be deformed relative to the (2N)th connection section in such a way that the pairs of parallel side faces of the (N+1)th to (2N )-th connection sections are aligned substantially parallel to one another.
  • the first to N-th connection sections or the (N+1)-th to (2N-th) connection sections can be oriented in the same way in such a way that their pairs of parallel side surfaces are aligned essentially parallel to one another.
  • the pairs of parallel side faces of the first to (2N)-th terminal portions may be aligned in parallel with each other.
  • the pairs of parallel side surfaces of the first to Nth connection sections on the one hand and the pairs of parallel side surfaces of the (N+1)th to (2N)th connection sections on the other hand are oriented differently, in particular enclose an angle greater than zero .
  • connection sections are deformed by torsion about an axis parallel to a longitudinal axis of the stator.
  • the first th to (N-1)-th connection sections and/or the (N+1)-th to (2N-1)-th connection sections have a torsion section which forms the torsion.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a method for producing a stator arrangement, comprising the following steps: providing a stator, having a stator core with an axial end face and a stator winding, which has a number N strands and, in sections, formed conductors which pass through extend the stator core, and is formed of first to 2N-th terminal portions extending in the axial direction at the end face of a part of the shape conductors subsequent to different angular positions of a circumferential direction; providing a connection device according to the invention; Transferring the fastening means from the loose position to the fastened position in such a way that the contact sections of the first connection unit contact the first to Nth connection sections, in particular to form a star point, and the contact sections of the second connection unit contact the (N+1)th to ( 2N)-th connection sections, in particular to form connections for the strands.
  • connection device can be transferred to the method according to the invention, so that the advantages mentioned above can also be achieved with this.
  • the method according to the invention also includes the following step: Joining of the connection sections and the contact sections, in particular with the formation of materially bonded joints, in the fastened position of the fastening means.
  • the connection sections and the contact sections are preferably joined by means of laser welding.
  • the transfer of the fastening means from the loose position to the fastened position performing a relative movement of the connection units towards one another along a direction of movement running essentially perpendicularly, in particular perpendicularly, to a direction of extension of the connection sections, so that the fastening sections are connected in an interlocking manner.
  • the transfer includes performing a relative movement of the connection units towards one another along a direction of movement that runs essentially parallel, in particular parallel, to a direction of extension of the connection sections, so that the fastening sections are connected in an interlocking manner.
  • the fastening means can be transferred from the loose position into the fastened position comprise: forcing the first connection unit and the second connection unit together by means of the fastening means by a force acting on the first connection unit and the second connection unit. Steps of releasing the fastening means and removing the fastening means can also be provided after the connecting sections and the contact sections have been joined.
  • an electric machine for driving a vehicle comprising: a stator arrangement according to the invention or a stator arrangement obtained by the method according to the invention; and a rotor rotatably supported within the stator.
  • the electrical machine is preferably designed as a synchronous machine or as an asynchronous machine.
  • the rotor is preferably permanently excited.
  • FIG. 2 shows a detailed view of a contact section of the first connection unit according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a side view of an exemplary embodiment of the stator arrangement according to the invention with the first exemplary embodiment of the connection device;
  • 5 to 7 each show a plan view of the connecting device during the transition from a loose position to a fastened position
  • connection device 8 shows a top view of a second exemplary embodiment of the connection device according to the invention.
  • connection device 9 shows a plan view of a third exemplary embodiment of the connection device according to the invention.
  • connection device 10 shows a plan view of a fourth exemplary embodiment of the connection device according to the invention.
  • FIG. 11 shows a detailed view of the end face of a stator of a further exemplary embodiment of the stator arrangement according to the invention
  • 12 to 14 each show a plan view of the conductor arrangements according to a fifth exemplary embodiment of the connection device according to the invention for the stator arrangement shown in FIG. 12 during the transition from a loose position to a fastened position
  • FIG. 15 shows a schematic diagram of a vehicle with an exemplary embodiment of the electric machine according to the invention.
  • connection device 1 is a plan view of a first exemplary embodiment of a connection device 1.
  • the connection device 1 has a first connection unit 1a and a second connection unit 1b.
  • the first connection unit 1a has three contact sections 2a, 2b, 2c.
  • the contact sections 2a, 2b, 2c are each set up to make contact with one of three connection sections 105a, 105b, 105c of a stator 101 (see FIG. 3).
  • each contact section 2a, 2b, 2c has a first wall 3a and a second wall 3b, which are provided with reference symbols in FIG. 1 as a representative of the contact sections 2b, 2c for the contact section 2a.
  • Each contact section 2a, 2b, 2c forms a receiving space 4 which is designed to enclose one of the three connection sections 105a, 105b, 105c and is delimited by the first wall 3a and the second wall 3b.
  • each contact section 2a, 2b, 2c has a third wall 3c, which runs perpendicularly to the first wall 3a and to the second wall 3b and also delimits the receiving space.
  • the first connection unit 1a has a conductor arrangement 5 which electrically conductively connects the contact sections 2a, 2b, 2c.
  • the conductor arrangement 5 is in the form of a busbar, which is arched or crescent-shaped in this case, for example.
  • the contact sections 2a, 2b, 2c are designed as recesses in the conductor arrangement 5 or the conductor rail.
  • the connection unit 1a also includes an insulating body 6, which is arranged on the conductor arrangement 5 and has openings 7a, 7b, 7c exposing the contact sections 2a, 2b, 2c.
  • the insulating body 6 is molded onto the conductor arrangement 5 and is formed by a continuous sheath surrounding the conductor arrangement 5 in sections.
  • the insulating body 6 is made of an electrically insulating material, for example a plastic.
  • the second connection unit 1b has three contact sections 2d, 2e, 2f.
  • the contact sections 2d, 2e, 2f are each set up to make contact with one of three connection sections 105d, 105e, 105f of the stator 101 (see FIG. 3).
  • each contact section 2d, 2e, 2f has a first wall 3a and a second wall 3b, which are provided with reference symbols in FIG. 1 as a representative of the contact sections 2e, 2f in the case of the contact section 2d.
  • Each contact section 2d, 2e, 2f forms a receiving space 4 which is designed to enclose one of the three connection sections 105d, 105e, 105f and is delimited by the first wall 3a and the second wall 3b.
  • each contact section 2d, 2e, 2f has a third wall 3c, which runs perpendicularly to the first wall 3a and to the second wall 3b and also delimits the receiving space.
  • a conductor arrangement 5 of the second connection unit 1b is formed by a number of conductor sections 14a, 14b, 14c corresponding to the number of contact sections 2d, 2e, 2f.
  • the conductor sections 14a, 14b, 14c are electrically insulated from one another and are each electrically conductively connected to one of the contact sections 2d, 2e, 2f.
  • the conductor sections 14a, 14b, 14c are each formed by a busbar.
  • the second connection unit 1 b includes - like the first connection unit 1 a - also an insulating body 6, which is arranged on the conductor assembly 5 and the Contact sections 2d, 2e, 2f having openings 7a, 7b, 7c that expose them.
  • the insulating body 6 is molded onto the conductor arrangement 5 and is formed by a continuous sheath surrounding the conductor arrangement 5 in sections.
  • the insulating body 6 is made of an electrically insulating material, for example a plastic.
  • the insulating body 6 insulates the conductor sections 14a, 14b, 14b from one another and defines the position of the conductor sections 14a, 14b, 14c relative to one another.
  • the connection device 1 has a fastening means 17 .
  • the first connection unit 1a forms a first fastening section 8 of the fastening means 17 .
  • the first fastening section 8 is formed by two latching elements 9a, 9b.
  • the second connection unit 1b forms a second fastening section 10 of the fastening means 17, which is formed by latching elements 9c, 9d.
  • the fastening sections 8, 10 or the latching elements 9a-d are formed by the insulating body 6 of the respective connection unit 1a, 1b.
  • the first fastening section 8 is designed to engage with the second fastening section 10 in such a way that the first connection unit 1a and the second connection unit 1b can be transferred from a loose position into a fastened position.
  • the first connection unit 1a and the second connection unit 1b are fastened to one another and the conductor arrangement 5 of the connection unit 1a and a conductor arrangement 5 of the second connection unit 1b are electrically insulated from one another.
  • Fig. 2 is a detailed view of the contact section 2a, the representation of which is representative of the further contact sections 2b-f.
  • the contact section 2a has a guide 11 which is widened compared to a distance d between the first wall 3a and the second wall 3b.
  • the guide 11 joins the first wall 3a and the second wall 3b on a side of the first wall 3a and the second wall 3c opposite the third wall wall 3b on.
  • the guide 1 1 in turn has a first wall 12a and a second wall 12b.
  • the first wall 12a of the guide 11 adjoins the first wall 3a of the contact section 2a on the side opposite the third wall 3c.
  • the second wall 12b of the guide 11 adjoins the second wall 3b of the contact section 2a on the side opposite the third wall 3c.
  • the first wall 12a and the first wall 3a enclose an obtuse angle 13 .
  • the second wall 3b and the second wall 12b enclose an obtuse angle.
  • the walls 12a, 12b of the guide 11 each extend along a straight line. The straight lines intersect at an acute angle of about 60 degrees.
  • FIG 3 is a side view of an exemplary embodiment of a stator arrangement 100.
  • the stator arrangement 100 has a stator 101 and the connection device 1 according to the first exemplary embodiment.
  • the stator 101 has a stator core 102, which is formed here by way of example from a multiplicity of axially layered stator laminations which are electrically insulated from one another and are made of a soft-magnetic material.
  • the stator 101 has a stator winding 103 which is designed as a hairpin winding.
  • the stator winding 103 has three strands here, for example, and is formed in sections from shaped conductors 104a, 104b, which extend through the stator core 102.
  • the stator winding 103 is also formed in sections from first to sixth connection sections 105a to 105f, which extend on a first end face 106 of the stator core 102 on part of the shaped conductors 104a, 104b then at different angular positions in a circumferential direction in the axial direction.
  • the first to third connection sections 105a, 105b, 105c are set up to form a star point.
  • the fourth to sixth connection sections 105d, 105e, 105f are each set up to form a connection for the strands.
  • the first to third connection sections 105a, 105b, 105c are arranged, for example, radially on the inside at the respective angular position.
  • the fourth The sixth through sixth connection sections 105d, 105e, 105f are, for example, arranged radially on the outside at a respective angular position.
  • each terminal portion 105a-f has two parallel sides.
  • the associated side faces 107a, 107b extend into the plane of the paper.
  • the first connection section 105a and the fourth connection section 105d from FIG. 1 are provided with reference symbols.
  • the first and second terminal sections 105a, 105b are deformed relative to the third terminal section 105c such that the pairs of parallel side surfaces 107a, 107b of the first to third terminal sections 105a, 105b, 105c are aligned substantially parallel to one another.
  • connection sections 105a, 105b, 105c would be aligned radially because of the essentially cylindrically symmetrical shape of the stator 101, so that corresponding pairs of parallel side surfaces 107a, 107b would not be parallel but inclined to one another according to their position in the circumferential direction.
  • connection sections 105d, 105e are deformed relative to the sixth connection section 105f in such a way that the pairs of parallel side surfaces 107a, 107b of the fourth to sixth connection sections 105d, 105e, 105f are aligned essentially parallel to one another.
  • the pairs of parallel side surfaces 107a, 107b of all connection sections 105a-f, ie the first to sixth connection sections 105a-f are not aligned parallel to one another.
  • the pairs of parallel side surfaces 107a, 107b of the first to third connection sections 105a, 105b, 105c on the one hand and the pairs of parallel side surfaces 107a, 107b of the fourth to sixth connection sections 105d, 105e, 105f on the other hand form an angle with one another that is larger than zero degrees.
  • connection sections 105a, 105b, 105d, 105e are in the present embodiment by torsion about a parallel to a longitudinal axis of the stator 101 len axis, deformed.
  • torsion sections 108 are shown schematically in FIG.
  • the stator winding 103 has two series connections of form conductors 104a, 104b for each of the strands, which form parallel paths of the strand.
  • each connection section 105a-f comprises two connection elements 109a, 109b, which are provided with a reference number in FIG. 1 for reasons of clarity only in connection section 105c.
  • a respective connection element 109a, 109b connects in one piece to one of the outer form conductors 104a, 104b with respect to one of the series connections.
  • the stator winding 103 is also formed in sections by a plurality of first-type connectors 110a and second-type connectors 110b.
  • the shaped conductors 104a, 104b of a respective strand are connected to one another by the connectors of the first type 110a and connectors of the second type 110b to form the series circuits.
  • the connectors of the first type 110a are formed in one piece with pairs of shaped conductors 104a, 104b.
  • pairs of shaped conductors 104a, 104b that are not connected by connectors of the first type 110a are connected to one another by connectors of the second type 110b.
  • the connectors of the second type have two connecting elements.
  • the connecting elements are each formed in one piece with one of the shaped conductors 104a, 104b connected by the connector of the second type 110b.
  • the connecting elements are cohesively connected to one another on the second end face 111, for example by welding.
  • FIG. 4 is a perspective detailed view of the connecting device 1 according to the first exemplary embodiment in the fastened position.
  • the fastening sections 8, 10 of the connection units 1a, 1b are connected in the fastened position in an interlocking manner, so that the latching elements 9a, 9c and 9b, 9d form two latching connections.
  • 5 to 7 are each a plan view of the connecting device 1 in transition from a loose position to the fastened position.
  • connection sections 105a, 105b, 105c are arranged essentially parallel to one another if they are not yet received in the receiving spaces 4 of the contact sections 2a, 2b, 2c.
  • connection units 1a, 1b are moved towards one another in a direction of linear movement which is perpendicular to the direction in which the connection sections 105a-f extend and which is illustrated by arrows in FIG.
  • the guides 11 serve to compensate for the previously mentioned positional tolerances.
  • the accommodation of the connection sections 105a-f in the accommodation spaces 4 in this exemplary embodiment is made possible by the previous deformation of the connection sections 105a, 105b, 105d, 105e.
  • the force required to guide the connection sections 105a-f between the parallel walls 3a, 3b would be too great if the connection sections 105a-f were aligned radially. It is possible to connect the fastening sections by continuing the linear movement. However, it is also possible to connect the fastening sections by a movement parallel to the longitudinal axis of the stator.
  • FIG. 7 shows the connection device 1 in its fastened position, in which the fastening sections 8, 10 are connected in an interlocking manner analogously to FIG. In this position, the contact sections 2a-f and the terminal sections 105a-f can be joined together, for example by welding.
  • FIG. 8 is a plan view of a second exemplary embodiment of a connection device 1 .
  • the second connection unit 1b corresponds to that according to the first exemplary embodiment. All statements relating to the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 can be transferred to the second exemplary embodiment according to FIG. 8 apart from the deviations described below.
  • the first fastening section 8 of the fastening means 17 is formed by the conductor arrangement 5 of the connection unit 1a, which protrudes from the insulating body 6 for this purpose.
  • the second fastening section 10 of the fastening means 17 it is also possible for the second fastening section 10 of the fastening means 17 to be formed by the conductor arrangement 5 of the second connection unit 1b if the first fastening section 8 - as in the first exemplary embodiment - is formed by the insulating body 6 of the first connection unit 1a is.
  • connection device 9 is a plan view of a third exemplary embodiment of the connection device 1. All statements relating to the first exemplary embodiment can be transferred to the third exemplary embodiment, with the exception of the deviations described below.
  • the first fastening section 8 of the fastening means 17 is formed by projections 15a, 15b.
  • the second attachment section 10 is formed by recesses 16a, 16b, which are formed opposite to the projections 15a, 15b.
  • the projections 15a, 15b and the recesses 16a, 16b correspond to one another, comparable to two pieces of a jigsaw puzzle, in order to fasten the connection units 1a, 1b to one another by means of a form fit.
  • the connection units 1a, 1b are also connected in an interlocking manner by a linear movement in order to to form the form closure. However, the direction of movement of the linear movement runs parallel to the direction in which the connection sections 105a-f extend.
  • FIG. 10 is a plan view of a fourth exemplary embodiment of a connection device 1 .
  • connection units 1a, 1b have no fastening sections.
  • the fastening means 17 is set up to force the first connection unit 1a and the second connection unit 1b together in the fastened position by a force acting on the connection units 1a, 1b, so that the connection sections 105a-f in the fixed position can be electrically conductively attached to the contact portions 2a-f. This can be done, for example, by integral joining, in particular by welding.
  • the fastening means 17 is designed as an additional component of the connection device 1 that is separate from the connection units 1a, 1b. The fastening means can be detached in the fastened position, in particular after the connection sections 105a-f have been fastened to the contact sections 2a-f, so that the fastening means 17 does not remain on the stator arrangement 100.
  • connection sections 105a-f are aligned radially at their respective angular position in the circumferential direction.
  • connection devices 1a, 1b are each a plan view of the conductor arrangements 5 of the connection units 1a, 1b according to a fifth exemplary embodiment of the connection device 1 for the stator arrangement shown in FIG. 11 during the transition from a loose position to a fastened position.
  • the representation of the insulating body 6 and the fastening omitted by means of 17 in Figs. 12 to 14.
  • all the explanations regarding the insulating body 6 and the fastening means 17 from the previous exemplary embodiments can be transferred to the fifth exemplary embodiment.
  • connection units 1a, 1b shows the conductor arrangements 5 in the loose position of the connection units 1a, 1b.
  • the respective second wall 3b of the first contact section 2a and of the second contact section 2b is beveled away from the receiving space 4 .
  • the guide 1 1 of the first contact portion 2a and the second contact portion 2b is formed by the first wall 12a, which adjoins the first wall 3a of the first contact portion 2a and the second contact portion 2b. This means that no second wall 12b is provided in the guide 11 of the first contact section 2a and the second contact section 2b.
  • the third contact portion 2c corresponds to that of the first embodiment.
  • the respective receiving space 4 of the first contact section 2d and of the second contact section 2e is open on a side opposite the first wall 3a. That is, no second wall is provided in the first contact portion 2d and the second contact portion 2e.
  • the guide 11 of the first contact section 2d and the second contact section 2e is formed by its first wall 12a, which adjoins the first wall 3a of the first contact section 2d and the second contact section 2e. This means that no second wall 12b is provided in the guide 11 of the second contact section 2d and the second contact section 2e.
  • the third contact portion 2c corresponds to that of the first embodiment.
  • connection units 1 a , 1 b are transferred from the loose position to the fastened position shown in FIG. 14 , analogously to FIGS. 5 to 7 .
  • the beveled second walls 3b of the first and second contact sections 2a, 2b of the first connection unit 1a allow here a Compensation for the positional tolerances also in that the connection sections 105a, 105b can slide along the second walls 2a, 2b.
  • the open configuration of the first and second contact sections 2d, 2e of the second connection unit 1b makes it possible for the connection sections 105a, 105b not to tilt during the linear movement. In this way, the arrangement of the connection device 1 on the connection sections 105a-f is made possible even when they are radially aligned by the linear movement.
  • FIGS. 1 to 14 Exemplary embodiments of a method for producing a stator arrangement 100 are described below, which are explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 14 .
  • a step of providing a stator 101 is provided.
  • a further step of providing a connecting device 1 is also provided.
  • the method also includes a step of transferring the fastening means 17 from the loose position to the fastened position in such a way that the contact sections of the first connection unit 1a make contact with the first to third connection sections 105a, 105b, 105c to form a star point and the contact sections of the second connection unit 1b contact the fourth to sixth connection sections 105d, 105e, 105f to form connections for the strands.
  • the step of transferring comprises performing a relative movement of the connection units 1a, 1b towards one another along a direction of extension that runs essentially perpendicularly to a direction of extension of the connection sections 105a-f, so that the fastening sections 8, 10 interlock when the connection device 1 according to the first or second embodiment is used.
  • the step of transferring includes carrying out a relative movement of the connection units 1a, 1b towards each other along a direction of movement running essentially parallel to an extension direction of the connection sections 105a-f, so that the fastening sections 8, 10 interlock when the connection device 1 according to the third exemplary embodiment is used.
  • the transfer of the fastening means 17 from the loose position to the fastened position comprises forcing the first connection unit 1 a and the second connection unit 1 b together by means of the fastening means 17 by means of a force applied to the first connection unit 1 a and the second connection unit 1 b acting force when the connecting device 1 is used according to the fourth embodiment.
  • subsequent steps of loosening the fastener 17 and removing the fastener 17 may be provided.
  • 15 is a schematic diagram of a vehicle 200 including an embodiment of an electric machine 201 configured to propel the vehicle 200 .
  • Electric machine 201 includes a stator assembly 100 according to one of the exemplary embodiments described above or a stator assembly 100 obtained by the method and a rotor 202 rotatably mounted within stator assembly 100 .
  • Electric machine 201 is designed as part of a drive train of vehicle 200 .
  • the electrical machine 201 can be a synchronous machine.
  • the rotor 202 is preferably permanently excited.
  • the electrical machine 201 is an asynchronous machine.
  • the vehicle 200 may be a battery electric vehicle (BEV) or a hybrid vehicle.
  • BEV battery electric vehicle

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Abstract

Anschlusseinrichtung (1) für einen Stator (101) mit einer eine Anzahl N Stränge aufweisenden Statorwicklung (103), aufweisend eine erste Anschlusseinheit (1a) und eine zweite Anschlusseinheit (1b), die jeweils N Kontaktabschnitte (2a-f) und eine Leiteranordnung (5) aufweisen, wobei die Kontaktabschnitte (2a-c) der ersten Anschlusseinheit (1a) jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von N Anschlussabschnitten (105a-c) der Statorwicklung (103) eingerichtet sind und die Leiteranordnung (5) der ersten Anschlusseinheit (1a) die Kontaktabschnitte (2a-c) der ersten Anschlusseinheit (1a) elektrisch leitfähig verbindet, wobei die Kontaktabschnitte (2d-f) der zweiten Anschlusseinheit (1b) jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von N weiteren Anschlussabschnitten (105d-f) der Statorwicklung (103) eingerichtet sind und die Leiteranordnung (5) der zweiten An- schlusseinheit (1b) N Leiterabschnitte (14a-c) aufweist, die gegeneinander elektrisch isoliert und jeweils mit einem der N Kontaktabschnitte (2d-f) der zweiten Anschlusseinheit (1b) elektrisch leitfähig verbunden sind, wobei ein Befestigungsmittel (17) vorgesehen ist, durch welches die erste Anschlusseinheit (1a) und die zweite Anschlusseinheit (1b) aus einer losen Stellung in eine befestigte Stellung überführbar sind, in welcher die erste Anschlusseinheit (1a) und die zweite An- schlusseinheit (1b) aneinander befestigt sind und die Leiteranordnung (5) der ersten Anschlusseinheit (1a) und die Leiteranordnung (5) der zweiten Anschlusseinheit (1b) gegeneinander elektrisch isoliert sind.

Description

Anschlusseinrichtung für einen Stator, Statoranordnung für eine elektrische Maschine, Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung und elektrische Maschine zum Antreiben eines Fahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlusseinrichtung für einen Stator mit einer eine Anzahl N Stränge aufweisenden Statorwicklung. Daneben betrifft die Erfindung einer Statoranordnung für eine elektrische Maschine, ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung und eine elektrische Maschine zum Antreiben eines Fahrzeugs.
Statoren mit einer N Stränge aufweisenden Statorwicklung sind allgemein bekannt. Weist die Statorwicklung eines solchen Stators Anschlussabschnitte, die beispielsweise zur Ausbildung eines Sternpunkts vorgesehen sind, und Anschlussabschnitte, die beispielsweise zur Ausbildung von Anschlüssen für die Stränge vorgesehen sind, auf, so bedarf es einer Anschlusseinrichtung, welche die Anschlussabschnitte der Statorwicklung entsprechend kontaktiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine montagefreundliche Möglichkeit zum Anschließen von Anschlussabschnitten eines Stators anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anschlusseinrichtung für einen Stator mit einer, eine Anzahl N Stränge aufweisenden Statorwicklung, aufweisend eine erste Anschlusseinheit und eine zweite Anschlusseinheit, die jeweils N Kontaktabschnitte und eine Leiteranordnung aufweisen, wobei die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von N Anschlussabschnitten der Statorwicklung eingerichtet sind und die Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit elektrisch leitfähig verbindet, wobei die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von N weiteren Anschlussabschnitten der Statorwicklung eingerichtet sind und die Leiter- anordnung der zweiten Anschlusseinheit N Leiterabschnitte aufweist, die gegeneinander elektrisch isoliert und jeweils mit einem der N Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit elektrisch leitfähig verbunden sind, wobei ein Befestigungsmittel vorgesehen ist, durch welches die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit aus einer losen Stellung in eine befestigte Stellung überführbar sind, in welcher die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit aneinander befestigt sind und die Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit und die Leiteranordnung der zweiten Anschlusseinheit gegeneinander elektrisch isoliert sind.
Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung für einen Stator mit einer eine Anzahl N Stränge aufweisenden Statorwicklung weist eine erste Anschlusseinheit und eine zweite Anschlusseinheit auf. Die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit weisen jeweils N Kontaktabschnitte auf. Die erste und die zweite Anschlusseinheit weisen jeweils eine Leiteranordnung auf. Die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit sind jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von N Anschlussabschnitten der Statorwicklung eingerichtet. Die Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit verbindet die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit elektrisch leitfähig. Die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit sind jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von weiteren N Anschlussabschnitten der Statorwicklung eingerichtet. Die Leiteranordnung der zweiten Anschlusseinheit weist N Leiterabschnitte auf. Die N Leiterabschnitte sind gegeneinander elektrisch isoliert. Die N Leiterabschnitte sind jeweils mit einem der N Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit elektrisch leitfähig verbunden. Es ist ein Befestigungsmittel vorgesehen. Durch das Befestigungsmittel sind die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit aus einer losen Stellung in eine befestigte Stellung überführbar. In der befestigten Stellung sind die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit aneinander befestigt. In der befestigten Stellung sind ferner die Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit und die Leiteranordnung der zweiten Anschlusseinheit gegeneinander elektrisch isoliert. Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung zeichnet sich insbesondere durch das Befestigungsmittel aus, welches es erlaubt, die Anschlusseinheiten separat auszubilden und aneinander zu befestigen. In der befestigten Stellung sind die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit und der zweiten Anschlusseinheit mit Anschlussabschnitten der Statorwicklung kontaktiert. Gleichzeitig kann eine Relativposition der Kontaktabschnitte der Anschlusseinheiten bezüglich der Anschlussabschnitte der Statorwicklung festgelegt werden. Dies erlaubt es, die Anschlussabschnitte ohne zusätzliche Werkzeuge, welche die Anschlussabschnitte positionieren, an den Anschlusseinheiten, beispielsweise durch Schweißen, zu befestigen. Eine korrespondierende Statoranordnung mit dem Stator und der Anschlusseinrichtung kann so besonders montagefreundlich ausgebildet werden.
Es ist bevorzugt, dass die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit ferner dazu eingerichtet sind, in der befestigten Stellung eine Rückstellkraft der Anschlussabschnitte aufzunehmen, insbesondere um Positionstoleranzen der Anschlussabschnitte auszugleichen. Die Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit ist vorzugsweise einstückig aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Die Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit kann bogenförmig, sichelförmig oder auch gerade ausgebildet sein. Ein jeweiliger Kontaktabschnitt kann einen Aufnahmeraum für einen der Anschlussabschnitte ausbilden. Benachbarte Paare der Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit und/oder der zweiten Anschlusseinheit sind vorzugsweise äquidistant angeordnet. Die Leiterabschnitte der zweiten Anschlusseinheit sind vorzugsweise durch separate, jeweils einstückig ausgebildete elektrische Leiter ausgebildet. Vorzugsweise ist N größer gleich drei, insbesondere genau gleich drei. Bevorzugt sind Relativpositionen der Leiterabschnitte zueinander durch die erste und/oder die zweite Anschlusseinheit festgelegt.
Allgemein kann bei der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung vorgesehen sein, dass eine der Anschlusseinheiten, insbesondere die erste Anschlusseinheit oder die zweite Anschlusseinheit, einen Isolationskörper aufweist, der an der Lei- teranordnung der einen Anschlusseinheit angeordnet, bevorzugt angeformt, ist. Alternativ oder zusätzlich kann die andere der Anschlusseinheiten einen Isolationskörper aufweisen, der an der Leiteranordnung der einen Anschlusseinheit angeordnet, bevorzugt angeformt, ist. Der oder ein jeweiliger Isolationskörper kann durch eine die Leiteranordnung abschnittsweise und/oder zusammenhängend umgebende Umhüllung ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Isolationskörper Öffnungen auf, welche die Kontaktabschnitte freilegen. Der oder ein jeweiliger Isolationskörper ist bevorzugt durch Umspritzen der Leiteranordnung ausgebildet. Andere formgebende Beschichtungen der Leiteranordnung sind auch möglich. Auch kann der Isolationskörper separat durch ein beliebiges, formgebendes Verfahren hergestellt werden und erst in einem letzten Schritt auf die Leiteranordnung angebracht werden. Wenn der Isolationskörper an der zweiten Anschlusseinheit angeordnet ist, kann er Relativpositionen der Leiterabschnitte zueinander festlegen.
Es ist bei der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung bevorzugt, dass das Befestigungsmittel einen ersten Befestigungsabschnitt und einen zweiten Befestigungsabschnitt aufweist, die in der befestigten Stellung ineinandergreifen. Durch den ersten Befestigungsabschnitt und den zweiten Befestigungsabschnitt können die Anschlusseinheiten in der befestigten Stellung formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sein.
Insbesondere weist das Befestigungsmittel einen ersten Befestigungsabschnitt und einen zweiten Befestigungsabschnitt auf, die in der befestigten Stellung ineinandergreifen. Dabei weist eine der ersten oder zweiten der Anschlusseinheiten einen Isolationskörper auf, der an der Leiteranordnung der einen der ersten oder zweiten Anschlusseinheit angeordnet ist und den ersten Befestigungsabschnitt ausbildet. Dabei ist der zweite Befestigungsabschnitt durch die andere der ersten oder zweiten Anschlusseinheiten ausgebildet.
In Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt jeweils ein Rastelement ausbilden, wobei das Rastelement des ersten Befestigungsabschnitts und das Rastelement des zweiten Befestigungsabschnitts in der befestigten Stellung unter Ausbildung einer Rastverbindung ineinandergreifen. Die Rastverbindung erlaubt dabei eine aufwandsarme Befestigung ohne zusätzliche Werkzeuge. Es ist möglich, dass der erste Befestigungsabschnitt und der zweite Befestigungsabschnitt ferner jeweils ein oder mehrere weitere entsprechende Rastelemente ausbilden. Eines der Rastelemente oder ein jeweiliges Rastelement kann dazu eingerichtet sein, beim Übergang aus der losen Stellung in die befestigte Stellung elastisch verformt zu werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass einer der Befestigungsabschnitte einen Vorsprung ausbildet und der andere der Befestigungsabschnitte eine mit dem Vorsprung korrespondierende Ausnehmung ausbildet, wobei die Befestigungsabschnitte in der befestigten Stellung unter Ausbildung eines Formschlusses ineinandergreifen. Der Vorsprung und die Ausnehmung sind bevorzugt gegengleich ausgebildet. Die Befestigungsabschnitte können ein oder mehrere weitere Vorsprünge und Ausnehmungen aufweisen.
Bevorzugt bildet der Isolationskörper der einen Anschlusseinheit den ersten Befestigungsabschnitt aus. Besonders bevorzugt ist der zweite Befestigungsabschnitt durch die andere der Anschlusseinheiten ausgebildet.
Gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante bildet der Isolationskörper der anderen der Anschlusseinheiten den zweiten Befestigungsabschnitt aus. Es ist so möglich, dass die Befestigungsabschnitte bzw. das Befestigungsmittel durch die Isolationskörper der Anschlusseinheiten ausgebildet ist bzw. sind.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltungsvariante ist vorgesehen, dass der zweite Befestigungsabschnitt durch die Leiteranordnung der anderen der Anschlusseinheiten ausgebildet ist. In diesem Fall wird also der Isolationskörper mit der Leiteranordnung, welche die Befestigungsabschnitte ausbildet, ineinandergreifend verbunden. Bei der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung kann vorgesehen sein, dass das Befestigungsmittel dazu eingerichtet ist, die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit in der befestigten Stellung durch eine auf die die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit wirkende Kraft zusammen zu zwingen, sodass die Anschlussabschnitte des Stators an den Kontaktabschnitten elektrisch leitfähig, insbesondere durch stoffschlüssiges Verfügen, befestigbar sind. Bei dieser Ausgestaltung ist das Befestigungsmittel also als zusätzliche, von den Anschlusseinheiten separate Komponente vorgesehen. Vorzugsweise ist das Befestigungsmittel in der befestigten Stellung von den Anschlusseinheiten lösbar, insbesondere in die lose Stellung zurückführbar, ausgebildet.
Mit Vorteil kann ferner vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Kontaktabschnitt der ersten Anschlusseinheit als Ausnehmung der Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Kontaktabschnitt der zweiten Anschlusseinheit als Ausnehmung eines der Leiterabschnitte der Leiteranordnung der zweiten Anschlusseinheit ausgebildet ist. Durch die Ausnehmung kann der Aufnahmeraum zur Aufnahme der zu kontaktierenden Anschlussabschnitte ausgebildet sein, welcher eine Bewegung des Anschlussabschnitts in zwei Raumrichtungen hemmt. Dadurch in einer Orientierung der Anschlussabschnitte festgelegt werden. Vorzugsweise ist eine durch das Befestigungsmittel ausgeübte Haltekraft groß genug, um die Anschlusseinheiten in der befestigten Stellung in einer vorgegebenen Position zu halten.
Bevorzugt ist die Leiteranordnung der ersten Anschlusseinheit als Stromschiene ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein jeweiliger Leiterabschnitt der Leiteranordnung der zweiten Anschlusseinheit als Stromschiene ausgebildet sein.
Die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit und/oder der zweiten Anschlusseinheit können jeweils eine Führung aufweisen, wobei ein jeweiliger Kontaktabschnitt eine Wand aufweist, die den Aufnahmeraum einseitig begrenzt, und die Führung des Kontaktabschnitts eine Wand aufweist, die gegenüber der Wand des Kontaktabschnitts vom Aufnahmeraum wegweisend abgeschrägt ist. Durch die Führung können Positionstoleranzen der Anschlussabschnitte beim Anordnen der Anschlusseinheit an den Anschlussabschnitten ausgeglichen werden. Durch die Führung können die Anschlussabschnitte, wenn Sie fertigungsbedingt nicht exakt entsprechend den Positionen der Kontaktabschnitte ausgerichtet sind, einfacher in den Aufnahmeräumen aufgenommen oder - bildlich gesprochen - eingefangen werden. Dadurch kann das Anordnen der Anschlussabschnitte in den Kontaktabschnitten ganz erheblich erleichtert und einfach automatisiert werden. Die Montagefreundlichkeit kann so Vorteilhaft erhöht werden.
Bevorzugt ist die Führung an einem der Leiteranordnung gegenüberliegenden Ende eines jeweiligen Kontaktabschnitts angeordnet. Bevorzugt ist der N-te Kontaktabschnitt zwischen dem ersten und dem (N-1 )-ten Kontaktabschnitt der ersten Anschlusseinheit und/oder zweiten Anschlusseinheit angeordnet. Bevorzugt ist die Führung an die Wand des Kontaktabschnitts anschließend ausgebildet. Die erste Wand der Führung kann mit der ersten Wand des Kontaktabschnitts einen, insbesondere stumpfen, Winkel einschließen.
Bei der erfindungsgemäßen Anschlusseinheit kann vorgesehen sein, dass der N- te Kontaktabschnitt der ersten Anschlusseinheit und/oder zweiten Anschlusseinheit eine zweite Wand aufweist, die den Aufnahmeraum auf einer der ersten Wand gegenüberliegenden Seite einseitig begrenzt, sodass der N-te Kontaktabschnitt zum Einfassen des Anschlussabschnitts eingerichtet ist. Der N-te Kontaktabschnitt kann somit eine Referenzposition für die übrigen Kontaktabschnitte ausbilden und einen der Anschlussabschnitte beidseitig einfassen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Führung des N-ten Kontaktabschnitts eine zweite Wand aufweist, die gegenüber der zweiten Wand des N-ten Kontaktabschnitts vom Aufnahmeraum wegweisend abgeschrägt ist, sodass die Führung gegenüber einem Abstand der ersten Wand des Kontaktabschnitts zur zweiten Wand des N-ten Kontaktabschnitts aufgeweitet ist. Dadurch kann die Führung die Positionstoleranzen des Anschlussabschnitts in zwei Richtungen ausgleichen. Die zweite Wand des Kontaktabschnitts kann mit der zweiten Wand der Führung einen, insbesondere stumpfen, Winkel einschließen. Die erste Wand und die zweite Wand der Führung können sich entlang von Geraden erstrecken, die einen spitzen Winkel, insbesondere einen Winkel zwischen 40 und 80 Grad, einschließen.
Der N-te Kontaktabschnitt der ersten Anschlusseinheit und/oder zweiten Anschlusseinheit kann ferner eine dritte Wand aufweisen, welche den Aufnahmeraum in einer zur ersten Wand senkrechten Richtung begrenzt. Die dritte Wand kann einen Anschlag für den in den Aufnahmeraum aufzunehmenden Anschlussabschnitt ausbilden. Bevorzugt verläuft die dritte Wand senkrecht zur zweiten Wand. Die dritte Wand kann die erste Wand und die zweite Wand verbinden.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist der Aufnahmeraum eines jeweiligen des ersten bis (N-1 )-ten Kontaktabschnitts der ersten Anschlusseinheit und/oder zweiten Anschlusseinheit auf einer der ersten Wand gegenüberliegenden Seite offen. Dies ermöglicht es, die Anschlussabschnitte einfach in die Aufnahmeräume aufzunehmen, wenn die Anschlussabschnitte zueinander radial ausgerichtet sind. So kann die Anschlusseinheit mittels einer senkrecht oder entlang einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte gerichteten Linearbewegung an den Anschlussabschnitten angeordnet werden, da die bezüglich der Linearbewegung unterschiedlich ausgerichteten Anschlussabschnitte nicht an der offenen Seite verkanten können.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltungsvariante weisen die ersten bis (N-1 )-ten Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit und/oder zweiten Anschlusseinheit jeweils eine der ersten Wand gegenüberliegende zweite Wand auf, die vom Aufnahmeraum wegweisend abgeschrägt ist. Dies ermöglicht es, die Anschlussabschnitte einfach in die Aufnahmeräume aufzunehmen, wenn die Anschlussabschnitte zueinander radial ausgerichtet sind. So kann die Anschlussein- heit mittels einer senkrecht oder entlang einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte gerichteten Linearbewegung an den Anschlussabschnitten angeordnet werden, da die bezüglich der Linearbewegung unterschiedlich ausgerichteten Anschlussabschnitte nicht an der zweiten Wand verkanten, sondern an ihr entlangleiten können. Bevorzugt ist die zweite Wand des Kontaktabschnitts zum N-ten Kontaktabschnitt hinweisend abgeschrägt.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausgestaltungsvariante weist ein jeweiliger der ersten bis (N-1 )-ten Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit und/oder zweiten Anschlusseinheit eine zweite Wand auf, die den Aufnahmeraum auf einer der ersten Wand gegenüberliegenden Seite einseitig begrenzt, sodass der jeweilige Kontaktabschnitt zum Einfassen des Anschlussabschnitts eingerichtet ist. Besonders bevorzugt sind die ersten und zweiten Wände der N Kontaktabschnitte parallel zueinander ausgerichtet sind. So kann die Anschlusseinheit mittels einer senkrecht oder entlang einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte gerichteten Linearbewegung an den Anschlussabschnitten angeordnet werden, wenn die Anschlussabschnitte parallel zueinander ausgerichtet sind.
Dabei ist es bevorzugt, dass die Führungen eines jeweiligen der ersten bis (N-1 )- ten Kontaktabschnitte jeweils eine zweite Wand aufweisen, die gegenüber der zweiten Wand des jeweiligen Kontaktabschnitts vom Aufnahmeraum wegweisend abgeschrägt ist, sodass die Führung gegenüber einem Abstand der ersten Wand des Kontaktabschnitts zur zweiten Wand des jeweiligen Kontaktabschnitts aufgeweitet ist. Die zweite Wand des Kontaktabschnitts kann mit der zweiten Wand der Führung einen, insbesondere stumpfen, Winkel einschließen. Die erste Wand und die zweite Wand der Führung können sich entlang von Geraden erstrecken, die einen spitzen Winkel, insbesondere einen Winkel zwischen 40 und 80 Grad, einschließen. Die Führungen der ersten bis N-ten Kontaktabschnitte können gleichartig ausgebildet sein. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die ersten bis (N-1 )-ten Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit und/oder zweiten Anschlusseinheit jeweils eine weitere Wand aufweisen, welche den Aufnahmeraum in einer zur ersten Wand senkrechten Richtung begrenzt. Die weitere Wand kann einen Anschlag für den in den Aufnahmeraum aufzunehmenden Anschlussabschnitt ausbilden. Wenn der Kontaktabschnitt die zweite Wand aufweist, kann vorgesehen sein, dass die weitere Wand senkrecht zur zweiten Wand verläuft und/oder die erste Wand und die zweite Wand verbindet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Statoranordnung für eine elektrische Maschine, aufweisend: einen Stator, aufweisend einen Statorkern mit einer axialen Stirnseite und eine Statorwicklung, die eine Anzahl N Stränge aufweist und abschnittsweise aus Formleitern, die sich durch den Statorkern erstrecken, und aus ersten bis 2N-ten Anschlussabschnitten, die sich an der Stirnseite an einen Teil der Formleiter anschließend an unterschiedlichen Winkelpositionen einer Umfangsrichtung in Axialrichtung erstrecken, ausgebildet ist; und eine erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung; wobei die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit die ersten bis N-ten Anschlussabschnitte, insbesondere zur Ausbildung eines Sternpunkts, kontaktieren und die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit die (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte, insbesondere zur Ausbildung von Anschlüssen für die Stränge, kontaktieren.
Die erfindungsgemäße Statoranordnung für eine elektrische Maschine weist einen Stator auf. Der Stator weist einen Statorkern auf. Der Statorkern weist eine axiale Stirnseite auf. Der Stator weist ferner Statorwicklung auf. Die Statorwicklung weist eine Anzahl N Stränge auf. Die Statorwicklung ist abschnittsweise aus Formleitern ausgebildet. Die Formleiter erstrecken sich durch den Statorkern. Die Statorwicklung ist ferner aus ersten bis 2N-ten Anschlussabschnitten gebildet. Die ersten bis 2N-ten Anschlussabschnitte erstrecken sich an der Stirnseite an einen Teil der Formleiter anschließend an unterschiedlichen Winkelpositionen einer Umfangs- richtung in Axialrichtung. Die Statoranordnung weist ferner eine erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung auf. Die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit kontaktieren die ersten bis N-ten Anschlussabschnitte, insbesondere zur Ausbildung eines Sternpunkts. Die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit kontaktieren die (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte, insbesondere zur Ausbildung von Anschlüssen für die Stränge.
Der Statorkern ist bevorzugt durch eine Vielzahl von gegeneinander isolierten Statorblechen ausgebildet. Im Statorkern kann eine Vielzahl von entlang der Umfangsrichtung angeordneten Nuten ausgebildet sein, die sich von der Stirnseite zu einer axial gegenüberliegenden weiteren Stirnseite erstrecken. In den Nuten können die Formleiter aufgenommenen sein.
Die Formleiter sind bevorzugt durch Stäbe aus einem elektrisch leitfähigen Metall, insbesondere Kupfer, ausgebildet. Bevorzugt sind die Formleiter in einer vorgegebenen geraden Anzahl von Schichten, insbesondere vier, sechs, acht, zehn oder zwölf Schichten, radial geschichtet in einer jeweiligen Nut angeordnet. Die Anzahl der Stränge entspricht typischerweise einer Anzahl von Phasen des Stators.
Die Statorwicklung kann als Haarnadelwicklung ausgebildet sein. An der ersten Stirnseite und einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite können die Formleiter eines jeweiligen Strangs durch Verbinder derart miteinander elektrisch leitfähig verbunden sein, dass sie eine Reihenschaltung oder mehrere Reihenschaltungen ausbilden. Bevorzugt sind Verbinder erster Art an der ersten Stirnseite einstückig mit den Formleitern ausgebildet. An der zweiten Stirnseite können Paare von Formleitern durch Verbinder zweiter Art elektrisch leitfähig verbunden sein. Die Verbinder zweiter Art können jeweils zwei sich an die Formleiter des Paares, insbesondere einstückig, anschließende Verbindungsabschnitte aufweisen. Die Verbindungsabschnitte können paarweise miteinander, insbesondere stoffschlüssig, elektrisch leitfähig verbunden sein. Jeder Anschlussabschnitt kann mehrere Anschlusselemente umfassen, die sich jeweils an einen der Formleiter anschließen. Bevorzugt weist jeder Anschlussabschnitt für jede Reihenschaltung des Strangs ein Anschlusselement auf.
Es kann vorgesehen sein, dass die ersten bis N-ten Anschlussabschnitte und/oder die (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte des Stators an ihrer jeweiligen Winkelposition in Umfangsrichtung radial ausgerichtet sind.
Bei dem Stator können die Anschlussabschnitte ein Paar paralleler Seitenflächen aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die ersten bis (N-1 )-ten Anschlussabschnitte gegenüber dem N-ten Anschlussabschnitt, derart verformt sind, dass die Paare paralleler Seitenflächen der ersten bis N-ten Anschlussabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Alternativ oder zusätzlich können die (N+1 )-ten bis (2N-1 )-ten Anschlussabschnitte gegenüber dem (2N)-ten Anschlussabschnitt, derart verformt sein, dass die Paare paralleler Seitenflächen der (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Die ersten bis N-ten Anschlussabschnitte bzw. die (N+1 )-ten bis (2N-ten) Anschlussabschnitte können derart gleich orientiert sein, dass ihre Paare paralleler Seitenflächen im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
Die Paare paralleler Seitenflächen der ersten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte können parallel zueinander ausgerichtet sein. Es ist aber bevorzugt, dass die Paare paralleler Seitenflächen der ersten bis N-ten Anschlussabschnitte einerseits und die Paare paralleler Seitenflächen der (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte andererseits unterschiedlich ausgerichtet sind, insbesondere einen Winkel größer als null einschließen.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die Anschlussabschnitte durch Torsion um eine zu einer Längsachse des Stators parallelen Achse verformt. Dazu können die ers- ten bis (N-1 )-ten Anschlussabschnitte und/oder die (N+1 )-ten bis (2N-1 )-ten Anschlussabschnitte einen Torsionsabschnitt aufweisen, welcher die Torsion ausbildet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung, umfassend folgende Schritte: Bereitstellen eines Stators, aufweisend einen Statorkern mit einer axialen Stirnseite und eine Statorwicklung, die eine Anzahl N Stränge aufweist und abschnittsweise aus Formleitern, die sich durch den Statorkern erstrecken, und aus ersten bis 2N-ten Anschlussabschnitten, die sich an der Stirnseite an einen Teil der Formleiter anschließend an unterschiedlichen Winkelpositionen einer Umfangsrichtung in Axialrichtung erstrecken, ausgebildet ist; Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung; Überführen des Befestigungsmittels aus der losen Stellung in die befestigte Stellung derart, dass die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit die ersten bis N-ten Anschlussabschnitte, insbesondere zur Ausbildung eines Sternpunkts, kontaktieren und die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit die (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte, insbesondere zur Ausbildung von Anschlüssen für die Stränge, kontaktieren.
Dabei lassen sich sämtliche Ausführungen zur Anschlusseinrichtung auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, sodass auch mit diesem die zuvor genannten Vorteile erzielt werden können.
In bevorzugter Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner folgenden Schritt: Verfügen der Anschlussabschnitte und der Kontaktabschnitte, insbesondere unter Ausbildung stoffschlüssiger Fügeverbindungen, in der befestigten Stellung des Befestigungsmittels. Das Verfügen der Anschlussabschnitte und der Kontaktabschnitte erfolgt bevorzugt mittels Laserschweißen.
Bei Verwendung einer Anschlusseinrichtung, bei der das Befestigungsmittel die Befestigungsabschnitte aufweist, kann das Überführen des Befestigungsmittels aus der losen Stellung in die befestigte Stellung umfassen: Durchführen einer Relativbewegung der Anschlusseinheiten aufeinander zu entlang einer im Wesentlichen senkrecht, insbesondere senkrecht, zu einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte verlaufenden Bewegungsrichtung, sodass die Befestigungsabschnitte ineinandergreifend verbunden werden. Alternativ umfasst das Überführen ein Durchführen einer Relativbewegung der Anschlusseinheiten aufeinander zu entlang einer im Wesentlichen parallel, insbesondere parallel, zu einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte verlaufenden Bewegungsrichtung, sodass die Befestigungsabschnitte ineinandergreifend verbunden werden.
Bei Verwendung einer Anschlusseinrichtung, bei der das Befestigungsmittel dazu eingerichtet ist, die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit in der befestigten Stellung durch eine auf die die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit wirkende Kraft zusammen zu zwingen, kann das Überführen des Befestigungsmittels aus der losen Stellung in die befestigte Stellung umfassen: Zusammenzwingen der ersten Anschlusseinheit und der zweiten Anschlusseinheit mittels des Befestigungsmittels durch eine auf die erste Anschlusseinheit und die zweite Anschlusseinheit wirkende Kraft. Es können ferner Schritte des Lösens des Befestigungsmittels und des Entfernens des Befestigungsmittels nach dem Verfügen der Anschlussabschnitte und der Kontaktabschnitte vorgesehen sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine elektrische Maschine zum Antreiben eines Fahrzeugs, aufweisend: eine erfindungsgemäße Statoranordnung oder eine durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Statoranordnung; und einen drehbar innerhalb des Stators gelagerten Rotor.
Die elektrische Maschine ist bevorzugt als Synchronmaschine oder als Asynchronmaschine ausgebildet. Der Rotor ist bevorzugt permanent erregt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung;
Fig. 2 eine Detailansicht eines Kontaktabschnitts der ersten Anschlusseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Statoranordnung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Anschlusseinrichtung;
Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht der Anschlusseinrichtung in der befestigten Stellung;
Fig. 5 bis 7 jeweils eine Draufsicht auf die Anschlusseinrichtung beim Übergang von einer losen Stellung in eine befestigte Stellung;
Fig. 8 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung;
Fig. 9 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung;
Fig. 11 eine stirnseitige Detailansicht eines Stators eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Statoranordnung; Fig. 12 bis 14 jeweils eine Draufsicht auf die Leiteranordnungen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung für die in Fig. 12 gezeigte Statoranordnung beim Übergang von einer losen Stellung in eine befestigte Stellung; und
Fig. 15 eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinrichtung 1. Die Anschlusseinrichtung 1 weist eine erste Anschlusseinheit 1 a und eine zweite Anschlusseinheit 1 b auf.
Die erste Anschlusseinheit 1 a weist drei Kontaktabschnitte 2a, 2b, 2c auf. Die Kontaktabschnitte 2a, 2b, 2c sind jeweils zum Kontaktieren eines von drei Anschlussabschnitten 105a, 105b, 105c eines Stators 101 (siehe Fig. 3) eingerichtet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jeder Kontaktabschnitt 2a, 2b, 2c eine erste Wand 3a und eine zweite Wand 3b auf, die in Fig. 1 repräsentativ für die Kontaktabschnitte 2b, 2c beim Kontaktabschnitt 2a mit Bezugszeichen versehen sind. Jeder Kontaktabschnitt 2a, 2b, 2c bildet einen Aufnahmeraum 4 aus, der zum Einfassen eines der drei Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c eingerichtet ist und durch die erste Wand 3a und die zweite Wand 3b begrenzt ist. Die Wände 3a, 3b aller Kontaktabschnitte 2a, 2b, 2c sind dabei parallel zueinander ausgerichtet. Darüber hinaus weist jeder Kontaktabschnitt 2a, 2b, 2c eine dritte Wand 3c auf, welche senkrecht zur ersten Wand 3a und zur zweiten Wand 3b verläuft und den Aufnahmeraum ebenfalls begrenzt.
Daneben weist die erste Anschlusseinheit 1 a eine Leiteranordnung 5 auf, welche die Kontaktabschnitte 2a, 2b, 2c elektrisch leitfähig verbindet. Die Leiteranordnung 5 ist dazu als, hier exemplarisch bogenförmige bzw. sichelförmige, Stromschiene ausgebildet. Die Kontaktabschnitte 2a, 2b, 2c sind als Ausnehmungen der Leiteranordnung 5 bzw. der Stromschiene ausgebildet. Die Anschlusseinheit 1 a umfasst ferner einen Isolationskörper 6, der an der Leiteranordnung 5 angeordnet ist und die Kontaktabschnitte 2a, 2b, 2c freilegende Öffnungen 7a, 7b, 7c aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Isolationskörper 6 an der Leiteranordnung 5 angeformt und durch eine die Leiteranordnung 5 abschnittsweise umgebende und zusammenhängende Umhüllung ausgebildet. Der Isolationskörper 6 ist aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, beispielsweise einem Kunststoff, gebildet.
Die zweite Anschlusseinheit 1 b weist drei Kontaktabschnitte 2d, 2e, 2f auf. Die Kontaktabschnitte 2d, 2e, 2f sind jeweils zum Kontaktieren eines von drei Anschlussabschnitten 105d, 105e, 105f des Stators 101 (siehe Fig. 3) eingerichtet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jeder Kontaktabschnitt 2d, 2e, 2f eine erste Wand 3a und eine zweite Wand 3b auf, die in Fig. 1 repräsentativ für die Kontaktabschnitte 2e, 2f beim Kontaktabschnitt 2d mit Bezugszeichen versehen sind. Jeder Kontaktabschnitt 2d, 2e, 2f bildet einen Aufnahmeraum 4 aus, der zum Einfassen eines der drei Anschlussabschnitte 105d, 105e, 105f eingerichtet ist und durch die erste Wand 3a und die zweite Wand 3b begrenzt ist. Die Wände 3a, 3b aller Kontaktabschnitte 2d, 2e, 2f sind dabei parallel zueinander ausgerichtet. Darüber hinaus weist jeder Kontaktabschnitt 2d, 2e, 2f eine dritte Wand 3c auf, welche senkrecht zur ersten Wand 3a und zur zweiten Wand 3b verläuft und den Aufnahmeraum ebenfalls begrenzt.
Eine Leiteranordnung 5 der zweiten Anschlusseinheit 1 b ist durch eine der Anzahl der Kontaktabschnitte 2d, 2e, 2f entsprechende Anzahl von Leiterabschnitten 14a, 14b, 14c ausbildet. Die Leiterabschnitte 14a, 14b, 14c sind gegeneinander elektrisch isoliert und jeweils mit einem der Kontaktabschnitte 2d, 2e, 2f elektrisch leitfähig verbunden. Die Leiterabschnitt 14a, 14b, 14c sind jeweils durch eine Stromschiene ausgebildet.
Die zweite Anschlusseinheit 1 b umfasst - wie die erste Anschlusseinheit 1 a - ferner einen Isolationskörper 6, der an der Leiteranordnung 5 angeordnet ist und die Kontaktabschnitte 2d, 2e, 2f freilegende Öffnungen 7a, 7b, 7c aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Isolationskörper 6 an der Leiteranordnung 5 angeformt und durch eine die Leiteranordnung 5 abschnittsweise umgebende und zusammenhängende Umhüllung ausgebildet. Der Isolationskörper 6 ist aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, beispielsweise einem Kunststoff, gebildet. Der Isolationskörper 6 isoliert die Leiterabschnitte 14a, 14b, 14b gegeneinander und legt die Relativposition der Leiterabschnitte 14a, 14b, 14c zueinander fest.
Die Anschlusseinrichtung 1 weist ein Befestigungsmittel 17 auf. Dazu bildet die erste Anschlusseinheit 1 a einen ersten Befestigungsabschnitt 8 des Befestigungsmittels 17 aus. Der erste Befestigungsabschnitt 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei Rastelemente 9a, 9b ausgebildet. Ebenso bildet die zweite Anschlusseinheit 1 b einen zweiten Befestigungsabschnitt 10 des Befestigungsmittels 17 aus, der durch Rastelemente 9c, 9d ausgebildet ist. Im ersten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsabschnitte 8, 10 bzw. die Rastelemente 9a-d durch den Isolationskörper 6 der jeweiligen Anschlusseinheit 1 a, 1 b ausgebildet.
Der erste Befestigungsabschnitt 8 ist dazu eingerichtet, mit dem zweiten Befestigungsabschnitt 10 derart ineinanderzugreifen, dass die erste Anschlusseinheit 1 a und die zweite Anschlusseinheit 1 b aus einer losen Stellung in eine befestigte Stellung überführbar sind. In der befestigten Stellung sind die erste Anschlusseinheit 1 a und die zweite Anschlusseinheit 1 b aneinander befestigt und die Leiteranordnung 5 der Anschlusseinheit 1 a und eine Leiteranordnung 5 der zweiten Anschlusseinheit 1 b gegeneinander elektrisch isoliert.
Fig. 2 ist eine Detailansicht des Kontaktabschnitts 2a, dessen Darstellung repräsentativ für die weiteren Kontaktabschnitte 2b-f ist.
Der Kontaktabschnitt 2a weist eine Führung 11 auf, die gegenüber einem Abstand d der ersten Wand 3a zur zweiten Wand 3b, aufgeweitet ist. Die Führung 1 1 schließt sich dabei an die erste Wand 3a und an die zweite Wand 3b auf einer der dritten Wand 3c gegenüberliegenden Seite der ersten Wand 3a und der zweiten Wand 3b an. Die Führung 1 1 weist ihrerseits eine erste Wand 12a und eine zweite Wand 12b auf. Die erste Wand 12a der Führung 1 1 schließt sich an der der dritten Wand 3c gegenüberliegenden Seite an die erste Wand 3a des Kontaktabschnitts 2a an. Die zweite Wand 12b der Führung 1 1 schließt sich an der der dritten Wand 3c gegenüberliegenden Seite an die zweite Wand 3b des Kontaktabschnitts 2a an. Die erste Wand 12a und die erste Wand 3a schließen einen stumpfen Winkel 13 ein. Ebenso schließen die zweite Wand 3b und die zweite Wand 12b einen stumpfen Winkel ein. Die Wände 12a, 12b der Führung 1 1 erstrecken sich jeweils entlang einer Geraden. Die Geraden schneiden sich unter einen spitzen Winkel von etwa 60 Grad.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Statoranordnung 100. Die Statoranordnung 100 weist einen Stator 101 , und die Anschlusseinrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf.
Der Stator 101 weist einen Statorkern 102 auf, der hier exemplarisch aus einer Vielzahl von axial geschichteten und gegeneinander elektrisch isolierten Statorblechen aus einem weichmagnetischen Werkstoff gebildet ist. Daneben weist der Stator 101 eine Statorwicklung 103, die als Haarnadelwicklung ausgebildet ist, auf. Die Statorwicklung 103 weist hier exemplarisch drei Stränge auf und ist abschnittsweise aus Formleitern 104a, 104b, die sich durch den Statorkern 102 erstrecken gebildet. Die Statorwicklung 103 ist ferner abschnittsweise aus ersten bis sechsten Anschlussabschnitten 105a bis 105f, die sich an einer ersten Stirnseite 106 des Statorkerns 102 an einem Teil der Formleiter 104a, 104b anschließend an unterschiedlichen Winkelposition einer Umfangsrichtung in Axialrichtung erstrecken, gebildet.
Die ersten bis dritten Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c sind zur Ausbildung eines Sternpunkts eingerichtet. Die vierten bis sechsten Anschlussabschnitte 105d, 105e, 105f sind jeweils zur Ausbildung eines Anschlusses für die Stränge eingerichtet. Die ersten bis dritten Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c sind exemplarisch radial innen an der jeweiligen Winkelposition angeordnet. Die vierten bis sechsten Anschlussabschnitte 105d, 105e, 105f sind exemplarisch radial außen an einer jeweiligen der Winkelposition angeordnet.
Mit Bezug zu Fig. 1 weist ein Querschnitt eines jeweiligen Anschlussabschnitts 105a-f zwei parallele Seiten auf. Die zugehörigen Seitenflächen 107a, 107 b erstrecken sich in die Papierebene. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind lediglich der ersten Anschlussabschnitt 105a und der vierte Anschlussabschnitt 105d aus Fig. 1 mit Bezugszeichen versehen sind. Bei dem Stator 101 sind die ersten und zweiten Anschlussabschnitte 105a, 105b gegenüber dem dritten Anschlussabschnitt 105c derart verformt, dass die Paare paralleler Seitenflächen 107a, 107b der ersten bis dritten Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Ohne diese Verformung wären die Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c wegen der im Wesentlichen zylindersymmetrischen Gestalt des Stators 101 radial ausgerichtet, sodass entsprechende Paare paralleler Seitenflächen 107a, 107b nicht parallel, sondern entsprechend ihrer Position in Umfangsrichtung schräg zueinanderstehen würden.
Desgleichen sind auch der vierte und fünfte Anschlussabschnitt 105d, 105e gegenüber dem sechsten Anschlussabschnitt 105f derart verformt, dass die Paare paralleler Seitenflächen 107a, 107b der vierten bis sechsten Anschlussabschnitte 105d, 105e, 105f im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Paare paralleler Seitenflächen 107a, 107b aller Anschlussabschnitte 105a-f, also der ersten bis sechsten Anschlussabschnitte 105a-f, nicht parallel zueinander ausgerichtet. D. h., die Paare paralleler Seitenflächen 107a, 107b der ersten bis dritten Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c einerseits und die Paare paralleler Seitenflächen 107a, 107b der vierten bis sechsten Anschlussabschnitte 105d, 105e, 105f andererseits schließen miteinander einen Winkel ein, der größer als null Grad ist.
Die Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105d, 105e sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Torsion um eine zu einer Längsachse des Stators 101 paralle- len Achse, verformt. Dazu sind in Fig. 4 Torsionsabschnitte 108 schematisch dargestellt, in denen der Verlauf der Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105d, 105e die Torsion aufweist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Statorwicklung 103 für jeden der Stränge zwei Reihenschaltungen von Formleitern 104a, 104b auf, die parallele Pfade des Strangs ausbilden. Jeder Anschlussabschnitt 105a-f umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Anschlusselemente 109a, 109b, die in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur beim Anschlussabschnitt 105c mit einem Bezugszeichen versehen sind. Ein jeweiliges Anschlusselement 109a, 109b schließt sich dabei an einen der bezüglich einer der Reihenschaltungen äußeren Formleiter 104a, 104b einstückig an.
Die Statorwicklung 103 ist ferner abschnittsweise durch eine Vielzahl von Verbindern erster Art 1 10a und Verbindern zweiter Art 1 10b ausgebildet. Die Formleiter 104a, 104b eines jeweiligen Strangs sind durch die Verbinder erster Art 1 10a und Verbinder zweiter Art 1 10b zu den Reihenschaltungen miteinander verbunden. Die Verbinder erster Art 1 10a sind einstückig mit Paaren von Formleitern 104a, 104b ausgebildet. An einer der ersten Stirnseite 106 gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 1 1 1 des Statorkerns 102 sind Paare von nicht durch Verbinder erster Art 1 10a verbundenen Formleitern 104a, 104b durch die Verbinder zweiter Art 1 10b miteinander verbunden. Die Verbinder zweiter Art weisen dazu zwei Verbindungelemente auf. Die Verbindungselemente sind jeweils einstückig mit einem der durch den Verbinder zweiter Art 1 10b verbunden Formleiter 104a, 104b ausgebildet. Die Verbindungselemente sind stoffschlüssig miteinander an der zweiten Stirnseite 1 1 1 verbunden, beispielsweise durch Schweißen.
Fig. 4 ist eine perspektivische Detailansicht der Anschlusseinrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der befestigten Stellung. Die Befestigungsabschnitte 8, 10 der Anschlusseinheiten 1 a, 1 b sind in der befestigten Stellung ineinandergreifend verbunden, sodass die Rastelemente 9a, 9c und 9b, 9d zwei Rastverbindungen ausbilden.
Fig. 5 bis Fig. 7 sind jeweils eine Draufsicht auf die Anschlusseinrichtung 1 beim Übergang von einer losen Stellung in die befestigte Stellung.
Wie Fig. 6 zu entnehmen ist, sind die Paare paralleler Seitenflächen 107a, 107b der Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, wenn sie noch nicht in den Aufnahmeräumen 4 der Kontaktabschnitte 2a, 2b, 2c aufgenommen sind. Allerdings bestehen gewisse Positionstoleranzen der Anschlussabschnitte 105a bis 105c zueinander und der Anschlusselemente 109a, 109b zueinander. Dies gilt entsprechend für die Anschlussabschnitte 105d bis 105f.
Wie Fig. 6 zu entnehmen ist, werden die Anschlusseinheiten 1 a, 1 b in einer zur Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte 105a-f senkrechten Linearbewegungsrichtung, die durch Pfeile in Fig. 6 dargestellt ist, aufeinander zu bewegt. Dabei dienen die Führungen 11 dazu, die zuvor erwähnten Positionstoleranzen auszugleichen. Es ist zu beachten, dass die Aufnahme der Anschlussabschnitte 105a- f in die Aufnahmeräume 4 in diesem Ausführungsbeispiel durch die vorangegangene Verformung der Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105d, 105e ermöglicht wird. Der erforderliche Kraftaufwand, um die Anschlussabschnitte 105a-f zwischen die parallelen Wände 3a, 3b zu führen, wäre bei einer radialen Ausrichtung der Anschlussabschnitte 105a-f nämlich zu hoch. Dabei ist es möglich die Befestigungsabschnitte durch eine Weiterführung der Linearbewegung zu verbinden. Es ist aber auch möglich die Befestigungsabschnitte durch eine Bewegung parallel zur Längsachse des Stators zu verbinden.
Fig. 7 zeigt die Anschlusseinrichtung 1 in ihrer befestigten Stellung, in welcher die Befestigungsabschnitte 8, 10 analog zu Fig. 4 ineinandergreifend verbunden sind. In dieser Stellung können die Kontaktabschnitte 2a-f und die Anschlussabschnitte 105a-f, beispielsweise durch Schweißen, miteinander verfügt werden.
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinrichtung 1 . Dabei entspricht die zweite Anschlusseinheit 1 b jener gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Sämtliche Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 lassen sich bis auf die im Folgenden beschriebenen Abweichungen auf das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 übertragen.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der erste Befestigungsabschnitt 8 des Befestigungsmittels 17 durch die Leiteranordnung 5 der Anschlusseinheit 1 a ausgebildet, die dazu aus dem Isolationskörper 6 herausragt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass der zweiten Befestigungsabschnitt 10 des Befestigungsmittels 17 durch die Leiteranordnung 5 der zweiten Anschlusseinheit 1 b ausgebildet ist, wenn der erste Befestigungsabschnitt 8 - wie beim ersten Ausführungsbeispiel - durch den Isolationskörper 6 der ersten Anschlusseinheit 1 a ausgebildet ist.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel der Anschlusseinrichtung 1. Dabei lassen sich alle Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel bis auf die im Folgenden beschriebenen Abweichungen auf das dritte Ausführungsbeispiel übertragen.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist der erste Befestigungsabschnitt 8 des Befestigungsmittels 17 durch Vorsprünge 15a, 15b ausgebildet. Der zweite Befestigungsabschnitt 10 ist durch Ausnehmungen 16a, 16b, die gegengleich zu den Vorsprüngen 15a, 15b ausgebildet sind, ausgebildet. Die Vorsprünge 15a, 15b und die Ausnehmungen 16a, 16b korrespondieren, vergleichbar mit zwei Puzzleteilen, miteinander, um die Anschlusseinheiten 1 a, 1 b mittels eines Formschlusses aneinander zu befestigen. Beim dritten Ausführungsbeispiel werden die Anschlusseinheiten 1 a, 1 b auch durch eine Linearbewegung ineinandergreifend verbunden, um den Formschlusses auszubilden. Die Bewegungsrichtung der Linearbewegung verläuft jedoch parallel zur Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte 105a-f.
Fig. 10 ist eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel einer Anschlusseinrichtung 1 .
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Anschlusseinheiten 1 a, 1 b keine Befestigungsabschnitte auf. Beim vierten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsmittel 17 ist dazu eingerichtet, die erste Anschlusseinheit 1 a und die zweite Anschlusseinheit 1 b in der befestigten Stellung durch eine auf die Anschlusseinheiten 1 a, 1 b wirkende Kraft zusammen zu zwingen, sodass die Anschlussabschnitte 105a-f in der befestigten Stellung elektrisch leitfähig an den Kontaktabschnitten 2a-f befestigt werden können. Dies kann beispielsweise durch stoffschlüssiges Verfügen, insbesondere durch Schweißen, geschehen. Das Befestigungsmittel 17 ist als zusätzliche, von den Anschlusseinheiten 1 a, 1 b separate Komponente der Anschlusseinrichtung 1 ausgebildet. Das Befestigungsmittel ist in der befestigten Stellung, insbesondere nach Herstellung der Befestigung der Anschlussabschnitte 105a-f an den Kontaktabschnitten 2a-f, lösbar, sodass das Befestigungsmittel 17 nicht an der Statoranordnung 100 verbleibt.
Fig. 1 1 eine stirnseitige Detailansicht eines Stators 101 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Statoranordnung 100. Bei dem Stator 101 sind die Anschlussabschnitte 105a-f an ihrer jeweiligen Winkelposition in Umfangsrichtung radial ausgerichtet.
Fig. 12 bis Fig. 14 sind jeweils eine Draufsicht auf die Leiteranordnungen 5 der Anschlusseinheiten 1 a, 1 b gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Anschlusseinrichtung 1 für die in Fig. 1 1 gezeigte Statoranordnung beim Übergang von einer losen Stellung in eine befestigte Stellung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung des Isolationskörpers 6 und des Befestigungs- mittels 17 in Fig. 12 bis Fig. 14 verzichtet. Es lassen sich jedoch alle Ausführungen zum Isolationskörper 6 und zum Befestigungsmittel 17 aus den vorangegangenen Ausführungsbeispielen auf das fünfte Ausführungsbeispiel übertragen.
Fig. 12 zeigt die Leiteranordnungen 5 in der losen Stellung der Anschlusseinheiten 1 a, 1 b.
Bei der ersten Anschlusseinheit 1 a ist die jeweilige zweite Wand 3b des ersten Kontaktabschnitts 2a und des zweiten Kontaktabschnitts 2b vom Aufnahmeraum 4 wegweisend abgeschrägt. Die Führung 1 1 des ersten Kontaktabschnitts 2a und des zweiten Kontaktabschnitts 2b ist durch die erste Wand 12a, die sich an die erste Wand 3a des ersten Kontaktabschnitts 2a bzw. des zweiten Kontaktabschnitts 2b anschließt, ausgebildet. Das heißt, dass bei der Führung 1 1 des ersten Kontaktabschnitts 2a und des zweiten Kontaktabschnitts 2b keine zweite Wand 12b vorgesehen ist. Der dritte Kontaktabschnitt 2c entspricht jenem des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei der zweiten Anschlusseinheit 1 b ist der jeweilige Aufnahmeraum 4 des ersten Kontaktabschnitts 2d und des zweiten Kontaktabschnitts 2e auf einer der ersten Wand 3a gegenüberliegenden Seite offen. Das heißt, dass beim ersten Kontaktabschnitt 2d und beim zweiten Kontaktabschnitt 2e keine zweite Wand vorgesehen ist. Die Führung 1 1 des ersten Kontaktabschnitts 2d und des zweiten Kontaktabschnitts 2e ist durch ihre erste Wand 12a, die sich an die erste Wand 3a des ersten Kontaktabschnitts 2d bzw. des zweiten Kontaktabschnitts 2e anschließt, ausgebildet. Das heißt, dass bei der Führung 1 1 des zweiten Kontaktabschnitts 2d und des zweiten Kontaktabschnitts 2e keine zweite Wand 12b vorgesehen ist. Der dritte Kontaktabschnitt 2c entspricht jenem des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in Fig. 12 bis Fig. 14 dargestellt werden die Anschlusseinheiten 1 a, 1 b analog zu Fig. 5 bis Fig. 7 aus der losen Stellung in die in Fig. 14 dargestellte befestigte Stellung überführt. Die abgeschrägten zweiten Wände 3b der ersten und zweiten Kontaktabschnitte 2a, 2b der ersten Anschlusseinheit 1 a ermöglichen hier einen Ausgleich der Positionstoleranzen auch dadurch, dass die Anschlussabschnitte 105a, 105b an den zweiten Wänden 2a, 2b entlang gleiten können. Die offene Ausgestaltung der ersten und zweiten Kontaktabschnitte 2d, 2e der zweiten Anschlusseinheit 1 b ermöglich, dass die Anschlussabschnitte 105a, 105b bei der Linearbewegung nicht verkanten. So wird die Anordnung der Anschlusseinrichtung 1 an den Anschlussabschnitten 105a-f auch bei deren radialer Ausrichtung durch die Linearbewegung ermöglicht.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zur Herstellung einer Statoranordnung 100 beschrieben, die anhand der Fig. 1 bis Fig. 14 näher erläutert werden.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist ein Schritt des Bereitstellens eine Stators 101 vorgesehen. Es ist ferner ein weiterer Schritt des Bereitstellens einer Anschlusseinrichtung 1 vorgesehen. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Überführens des Befestigungsmittels 17 aus der losen Stellung in die befestigte Stellung derart, dass die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit 1 a die ersten bis dritten Anschlussabschnitte 105a, 105b, 105c zur Ausbildung eines Sternpunkts kontaktieren und die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit 1 b die vierten bis sechsten Anschlussabschnitte 105d, 105e, 105f zur Ausbildung von Anschlüssen für die Stränge kontaktieren.
Der Schritt des Überführens umfasst dabei ein Durchführen einer Relativbewegung der Anschlusseinheiten 1 a, 1 b aufeinander zu entlang einer im Wesentlichen senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte 105a-f verlaufenden Erstreckungsrichtung, sodass die Befestigungsabschnitte 8, 10 ineinandergreifen, wenn die Anschlusseinrichtung 1 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens umfasst der Schritt des Überführens ein Durchführen einer Relativbewegung der Anschlusseinheiten 1 a, 1 b aufeinander zu entlang einer im Wesentlichen parallel zu einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte 105a-f verlaufenden Bewegungsrichtung, sodass die Befestigungsabschnitte 8, 10 ineinandergreifen, wenn die Anschlusseinrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des Verfahrens umfasst das Überführen des Befestigungsmittels 17 aus der losen Stellung in die befestigte Stellung ein Zusammenzwingen der ersten Anschlusseinheit 1 a und der zweiten Anschlusseinheit 1 b mittels des Befestigungsmittels 17 durch eine auf die erste Anschlusseinheit 1 a und die zweite Anschlusseinheit 1 b wirkende Kraft, wenn die Anschlusseinrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens ist ein anschließender Schritt des Verfügens der Anschlussabschnitte 105a-f und der Kontaktabschnitte 2a-f unter Ausbildung stoffschlüssiger Fügeverbindungen, beispielsweise durch Laserschweißen, in der befestigten Stellung des Befestigungsmittels 17 vorgesehen sein. Beim zweiten Ausführungsbeispiel können anschließende Schritte des Lösens des Befestigungsmittels 17 und des Entfernens des Befestigungsmittels 17 vorgesehen sein.
Fig. 15 ist eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs 200 mit einem Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine 201 , die zum Antreiben des Fahrzeugs 200 eingerichtet ist.
Die elektrische Maschine 201 umfasst eine Statoranordnung 100 gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele bzw. eine durch das Verfahren erhaltene Statoranordnung 100 und einen drehbar innerhalb der Statoranordnung 100 gelagerten Rotor 202. Die elektrische Maschine 201 ist als Teil eines Antriebstrangs des Fahrzeugs 200 ausgebildet. Die elektrische Maschine 201 kann eine Synchronmaschine sein. Der Rotor 202 ist bevorzugt permanenterregt. Alternativ ist die elektrische Maschine 201 eine Asynchronmaschine. Das Fahrzeug 200 kann dementsprechend ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) oder ein Hybridfahrzeug sein.

Claims

29 Patentansprüche
1 . Anschlusseinrichtung (1 ) für einen Stator (101 ) mit einer eine Anzahl N Stränge aufweisenden Statorwicklung (103), aufweisend eine erste Anschlusseinheit (1 a) und eine zweite Anschlusseinheit (1 b), die jeweils N Kontaktabschnitte (2a-f) und eine Leiteranordnung (5) aufweisen, wobei die Kontaktabschnitte (2a-c) der ersten Anschlusseinheit (1 a) jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von N Anschlussabschnitten (105a-c) der Statorwicklung (103) eingerichtet sind, und die Leiteranordnung (5) der ersten Anschlusseinheit (1 a) die Kontaktabschnitte (2a-c) der ersten Anschlusseinheit (1 a) elektrisch leitfähig verbindet, wobei die Kontaktabschnitte (2d-f) der zweiten Anschlusseinheit (1 b) jeweils zum elektrisch leitfähigen Kontaktieren eines von N weiteren Anschlussabschnitten
(105d-f) der Statorwicklung (103) eingerichtet sind und die Leiteranordnung (5) der zweiten Anschlusseinheit (1 b) N Leiterabschnitte (14a-c) aufweist, die gegeneinander elektrisch isoliert und jeweils mit einem der N Kontaktabschnitte (2d-f) der zweiten Anschlusseinheit (1 b) elektrisch leitfähig verbunden sind, wobei ein Befestigungsmittel (17) vorgesehen ist, durch welches die erste Anschlusseinheit (1 a) und die zweite Anschlusseinheit (1 b) aus einer losen Stellung in eine befestigte Stellung überführbar sind, in welcher die erste Anschlusseinheit (1 a) und die zweite Anschlusseinheit (1 b) aneinander befestigt sind und die Leiteranordnung (5) der ersten Anschlusseinheit (1 a) und die Leiteranordnung (5) der zweiten Anschlusseinheit (1 b) gegeneinander elektrisch isoliert sind.
2. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Befestigungsmittel (17) einen ersten Befestigungsabschnitt (8) und einen zweiten Befestigungsabschnitt (10) aufweist, die in der befestigten Stellung ineinandergreifen, wobei eine der Anschlusseinheiten (1 a) einen Isolationskörper (6) aufweist, der an der Leiteranordnung (5) der einen Anschlusseinheit (1 a) angeordnet ist und den ersten Befestigungsabschnitt (8) ausbildet, wobei der zweite Befestigungsabschnitt (10) durch die andere der Anschlusseinheiten (1 b) ausgebildet ist. 30
3. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste Befestigungsabschnitt (8) und der zweite Befestigungsabschnitt (10) jeweils ein Rastelement (9a-d) ausbilden, wobei das Rastelement (9a, 9b) des ersten Befestigungsabschnitts (8) und das Rastelement (9c, 9d) des zweiten Befestigungsabschnitts (10) in der befestigten Stellung unter Ausbildung einer Rastverbindung ineinandergreifend verbunden sind.
4. Anschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der einer der Befestigungsabschnitte (8) einen Vorsprung (15a, 15b) ausbildet und der andere der Befestigungsabschnitte (10) eine mit dem Vorsprung (8) korrespondierende Ausnehmung (16a, 16b) ausbildet, wobei die Befestigungsabschnitte (8, 10) in der befestigten Stellung unter Ausbildung eines Formschlusses ineinandergreifen.
5. Anschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die andere der Anschlusseinheiten (1 b) einen Isolationskörper (6) aufweist, der an der Leiteranordnung (5) der Anschlusseinheit (1 b) angeordnet ist und den zweiten Befestigungsabschnitt (10) ausbildet.
6. Anschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zweite Befestigungsabschnitt (10) durch die Leiteranordnung (5) der anderen der Anschlusseinheiten (1 b) ausgebildet ist.
7. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Befestigungsmittel (17) dazu eingerichtet ist, die erste Anschlusseinheit (1 a) und die zweite Anschlusseinheit (1 b) in der befestigten Stellung durch eine auf die die erste Anschlusseinheit (1 a) und die zweite Anschlusseinheit (1 b) wirkende Kraft zusammen zu zwingen, sodass die Anschlussabschnitte (105a-f) des Stators (101 ) an den Kontaktabschnitten (2a-f) elektrisch leitfähig, insbesondere durch stoffschlüssiges Verfügen, befestigbar sind.
8. Anschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein jeweiliger Kontaktabschnitt (2a-c) der ersten Anschlusseinheit (1 a) als Ausnehmung der Leiteranordnung (5) der ersten Anschlusseinheit (1 a) ausgebildet ist und/oder ein jeweiliger Kontaktabschnitt (2d-f) der zweiten Anschlusseinheit (1 b) als Ausnehmung eines der Leiterabschnitte (14a-c) der Leiteranordnung (5) der zweiten Anschlusseinheit (1 b) ausgebildet ist.
9. Anschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiteranordnung (5) der ersten Anschlusseinheit (1 b) als Stromschiene ausgebildet ist und/oder ein jeweiliger Leiterabschnitt (14a-c) der Leiteranordnung (5) der zweiten Anschlusseinheit (1 b) als Stromschiene ausgebildet ist.
10. Statoranordnung (100) für eine elektrische Maschine (201 ), aufweisend:
- einen Stator (101 ), aufweisend einen Statorkern (102) mit einer axialen Stirnseite (106) und eine Statorwicklung (103), die eine Anzahl N Stränge aufweist und abschnittsweise aus Formleitern (104a, 104b), die sich durch den Statorkern (102) erstrecken, und aus ersten bis 2N-ten Anschlussabschnitten (105a-f), die sich an der Stirnseite (106) an einen Teil der Formleiter (104a, 104b) anschließend an unterschiedlichen Winkelpositionen einer Umfangsrichtung in Axialrichtung erstrecken, ausgebildet ist; und
- eine Anschlusseinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; wobei die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit (1 a) die ersten bis N-ten Anschlussabschnitte (105a-c), insbesondere zur Ausbildung eines Sternpunkts, kontaktieren und die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit (1 b) die (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte (105d-f), insbesondere zur Ausbildung von Anschlüssen für die Stränge, kontaktieren.
1 1 . Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung (100), umfassend folgende Schritte:
Bereitstellen eines Stators (101 ), aufweisend einen Statorkern (102) mit einer axialen Stirnseite (106) und eine Statorwicklung (103), die eine Anzahl N Stränge aufweist und abschnittsweise aus Formleitern (104a, 104b), die sich durch den Statorkern (102) erstrecken, und aus ersten bis 2N-ten Anschlussabschnitten (105a-f), die sich an der Stirnseite (106) an einen Teil der Formleiter (104a, 104b) anschließend an unterschiedlichen Winkelpositionen einer Umfangsrichtung in Axialrichtung erstrecken, ausgebildet ist;
- Bereitstellen einer Anschlusseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9;
Überführen des Befestigungsmittels (17) aus der losen Stellung in die befestigte Stellung derart, dass die Kontaktabschnitte der ersten Anschlusseinheit (1 a) die ersten bis N-ten Anschlussabschnitte (105a-c), insbesondere zur Ausbildung eines Sternpunkts, kontaktieren und die Kontaktabschnitte der zweiten Anschlusseinheit (1 b) die (N+1 )-ten bis (2N)-ten Anschlussabschnitte (105d-f), insbesondere zur Ausbildung von Anschlüssen für die Stränge, kontaktieren.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , ferner umfassend folgenden Schritt: Verfügen der Anschlussabschnitte (105a-f) und der Kontaktabschnitte (2a-f), insbesondere unter Ausbildung stoffschlüssiger Fügeverbindungen, in der befestigten Stellung des Befestigungsmittels (17).
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei die Anschlusseinrichtung (1 ) die Merkmale des Anspruchs 2 aufweist, wobei das Überführen des Befestigungsmittels (17) aus der losen Stellung in die befestigte Stellung umfasst:
- Durchführen einer Relativbewegung der Anschlusseinheiten (1 a, 1 b) aufeinander zu entlang einer im Wesentlichen senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte (105a-f) verlaufenden Bewegungsrichtung, sodass die Befestigungsabschnitte (8, 10) ineinandergreifen, oder
- Durchführen einer Relativbewegung der Anschlusseinheiten (8, 10) aufeinander zu entlang einer im Wesentlichen parallel zu einer Erstreckungsrichtung der Anschlussabschnitte (105a-f) verlaufenden Bewegungsrichtung, sodass die Befestigungsabschnitte (8, 10) ineinandergreifen. 33
14. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei die Anschlusseinrichtung (1 ) die Merkmale des Anspruchs 7 aufweist, wobei das Überführen des Befestigungsmittels (17) aus der losen Stellung in die befestigte Stellung umfasst: Zusammenzwingen der ersten Anschlusseinheit (1 a) und der zweiten Anschlusseinheit (1 b) mittels des Befestigungsmittels (17) durch eine auf die erste Anschlusseinheit (1 a) und die zweite Anschlusseinheit (1 b) wirkende Kraft; wobei insbesondere Schritte des Lösens des Befestigungsmittels (17) und des Entfernens des Befestigungsmittels (17) nach dem Verfügen der Anschlussabschnitte (105a-f) und der Kontaktabschnitte (2a-f) vorgesehen sind.
15. Elektrische Maschine (201 ) zum Antreiben eines Fahrzeugs (100), aufweisend: eine Statoranordnung (100) nach Anspruch 10 oder eine durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14 erhaltene Statoranordnung (100); und einen drehbar innerhalb des Stators (101 ) gelagerten Rotor (202).
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