CN117426043A - 用于构成定子绕组的方法、实心叠片定子和电动马达 - Google Patents

Abstract

为了构成电动马达的实心叠片定子(1)的定子绕组，根据方法，给实心叠片定子(1)的定子叠片组(2)装备绝缘盘(14)。给在径向方向上突出的定子齿(6)卷绕绕组线(10)。在绕过预定数量的定子齿(6)后，将绕组线(10)引离定子叠片组(2)并再次引回而形成至少呈U状的套环(24)。随后，将套环(24)用于与马达电子器件接触。

Description

用于构成定子绕组的方法、实心叠片定子和电动马达

技术领域

本发明涉及用于构成电动马达的实心叠片定子(Vollblechstator)的定子绕组的方法。此外，本发明还涉及这种实心叠片定子以及电动马达。

背景技术

实心叠片定子(也被称为：“实心叠片切割定子”)通常是由如下叠片组形成的定子，该叠片组的单叠片是呈环形闭合的。在内部开槽的实心叠片定子中径向向内探伸有所谓(定子)齿，这些定子齿分别通过叠片组中的凹槽彼此间隔开并在按规定的使用状态下承载着由线圈线缠绕而成的用于产生磁场的线圈。与此相反，还已知有由所谓的齿链形成的定子。在此，叠片组在各个齿之间翻开，在开放状态下进行卷绕，并随后拼合成定子环。

在各个齿上形成的线圈(根据电动马达的实施方案)例如交替地与电网的两个或三个相进行互连。该互连通常(大多是间接地经由马达电子器件)在定子的端面上方进行，马达电子器件相应地也布置在该端面上。为了防止线圈线与叠片组之间发生电接触，已知有不同的绝缘种类。然而，在大多数情况下，无论怎样绝缘，沿叠片组中的槽(至少是在实心叠片定子中)在端侧上布置有所谓的绝缘盘。该绝缘盘可以是插装的、压注成型，或者也可以共同地以对槽和齿进行的绝缘作为主体围绕定子叠片组注塑包封。联接侧的绝缘盘，即其在实现对线圈接触和布置有马达电子器件的一侧上，在此具有所谓的终接座，即轴向突出的凸起部，线圈线可以牢固放置在这些凸起部上用于所谓的终接。终接在此指的是线圈线至接触位置的布线和/或在其中至少两个配属于同相的线圈之间的布线。通常，在绝缘盘上还布置有接触设备，例如用于所谓的绝缘刺破式接触件的容纳部，线圈线被紧固在其中以用于与马达电子器件接触。然而，电动马达进而是定子实施得越小，绝缘盘上用于终接座和/或接触设备的结构空间就越小，从而使得它们必须实施得更小并因此所能承受机械载荷更少。

发明内容

现在，本发明的任务是能够实现改进的定子。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1特征的用于构成实心叠片定子的定子绕组的方法来解决。此外，根据本发明，该任务通过具有权利要求9特征的实心叠片定子来解决。此外，根据本发明，该任务通过具有权利要求10特征的电动马达来解决。本发明的有利且部分具有创造性的实施方式和改进方案在从属权利要求和以下描述中阐述。

根据本发明的方法被用于构成电动马达的实心叠片定子的定子绕组。在此，根据方法，给实心叠片定子的定子叠片组(尤其是在端侧)装备绝缘盘。给定子叠片组的在径向方向上尤其是向内突出的定子齿(简称“齿”)卷绕绕组线(或“线圈线”；尤其是用于分别构成配属的线圈)。在经过预定数量的齿后(即在构成相应数量的线圈后)，将绕组线引离定子叠片组并再次引回而形成至少呈U状的套环。随后，将该套环用于尤其是使相应数量的线圈与马达电子器件接触。换句话说，就是铺设松散的线套环，其中，“松散”在此和下文中尤其是指该套环最初(即在中间制造步骤中)自由地“悬挂”在空间中，即其大部分(即超过尤其是套环长度的至少百分之50)不贴靠在绝缘盘上。

由于用于接触的套环最初被自由或松散地铺设，使得该套环不需要接驳在绝缘盘上，尤其是不需要用于与机械器件(如绝缘刺破式接触件)进行电接触，从而可以省略掉为此所需的元件，并因此能够实现节省空间地实施绝缘盘。

优选地，各自的套环优选至少粗略径向地朝定子叠片组的外侧铺设。由此简化了在后续步骤中对套环的处理，这是因为在定子叠片组的外侧的套环相对较容易地能触及到。

通常，在绝缘盘上适宜地构造有多个所谓的终接座。它们在此是优选在轴向方向上突出的柱状的凸起部。在适宜的方法变体中，将套环或每个套环在定子叠片组的周边方向上布置在其中一个终接座旁边。此外，在绕组线的铺设方向上在各自的套环之前和/或之后围绕终接座地分别放置用于使各自的套环被牢固放置的辅助套环。终接座对于绕组线沿绝缘盘在所配属的齿之间进行铺设(“终接”)本就是必需的。优选地，但对于每个套环来说只铺设一个辅助套环，以便节省线圈线并使线圈线的长度上的电阻保持得尽可能小。在此已证实，只需一个辅助套环就足以使套环固定以用于足够的可处理性。

“周边方向”在此和下文中尤其指的是与优选大致圆环形的定子叠片组相切(以及与布置在定子中心的转动轴线或在按规定最终制成状态下以能旋转的方式布置在该定子中的转子的轴线相切)的方向。因此，径向方向相应地尤其指的是垂直于转动轴线的方向。因此，轴向方向尤其指的是沿转动轴线延伸的方向。

在另外的适宜的方法变体中，套环或每个套环呈伽马状地构成或(在绳结学中通常含义的意义下)被构造为“孔眼”。因此，呈环形闭合的方式铺设套环，线圈线至少绕过360并本身交叉。然而可选地，(附加或替选地)也铺设成“开放式的”、即本身不交叉的套环(即尤其是呈U形或弧形的套环)。

优选地，上述辅助套环(尤其是仅)铺设在相应的、尤其是被放置成孔眼状的套环之后。在此，在放置套环时例如通过将线圈线交叉而能够实现将整个套环“压住”。这是因为在孔眼状放置时，孔眼的“末端”与孔眼的起始端交叉，并因此(在轴向方向上看)位于起始端的上方。如果现在将辅助套环放置在该位置处，则将有利地也压住了孔眼的起始端。

在另外的适宜的方法变体中，围绕终接座至少360度地放置辅助套环。由此能够实现足够可靠地牢固放置辅助套环。

在(尤其是针对辅助套环)附加或替选的方法变体中，绕组线在各自的套环之前和/或之后夹紧在绝缘盘的固定缝隙中。

优选地，套环或每个套环在后续的制造步骤中被牢固放置在附加的结构元件上，尤其是用于进行下游接触。

在优选的方法变体中，将接触环作为附加的结构元件套装在被卷绕的绝缘盘上(即在卷绕线圈和放置好套环以及可能的辅助套环之后)。接触环尤其是由塑料形成的环。该接触环具有与套环的数量相等数量的容纳窗(其也称为接触窗)。优选在套环定位后，将套环向径向内部放置到接触环之上。在此将套环分别放入相应配属的容纳窗中并优选也夹紧在其中。

在适宜的实施方案中，接触窗也被构造成用于容纳绝缘刺破式接触件。在这种情况下，各自的套环适宜地借助这样的被置入到接触环中(优选是接触窗中)的绝缘刺破式接触件进行接触。优选地，绝缘刺破式接触件被用于与上述马达电子器件电接驳。

根据本发明的实心叠片定子被使用在电动马达中。实心叠片定子(从以上描述中也可以得出地)具有带绝缘盘的定子叠片组。此外，实心叠片定子还具有在径向方向上突出的齿，这些齿卷绕有绕组线以分别形成线圈。在此，绕组线(至少在中间制造步骤中)在经过预定数量的齿后优选粗略径向地朝定子叠片组外侧被引离定子叠片组并再次被引回而形成上述的至少呈U状的套环。套环或每个套环在此被用于与马达电子器件接触。尤其地，根据本发明的实心叠片定子借助上述方法形成。

根据本发明的电动马达包括上述的实心叠片定子。

因此，实心叠片定子和电动马达也具有由上述方法所得出的另外的实体特征，例如辅助套环或各自的辅助套环和/或接触环。因此，实心叠片定子和电动马达也得到相同的优点。

附图说明

下面将参照附图对本发明的实施例进行详细解释。其中：

图1以看向端侧的视图示意性地示出在一个制造子步骤中的实心叠片定子；以及

图2以侧视图示意性地示出在另外的制造步骤中的环形叠片定子。

在所有的图中，相应的部分和尺寸始终设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中以看向端侧的视图示意性地示出了未详细示出的电动马达的(实心叠片)定子1。该定子1在通常的按规定的使用状态下被置入(通常是压入)到电动马达的壳体中。定子1由定子叠片组2形成，该定子叠片组具有沿轴线A依次堆叠的定子叠片。在这些定子叠片内进而是在叠片组2内关于轴线A在径向内侧切割出多个凹槽4。定子叠片组2的在凹槽4之间从沿周边方向U闭合的环径向向内突出的凸起部在此和下文中被称为定子齿，或简称为“齿6”。在这些齿6上在径向内侧构造有所谓的极靴8(或极靴帽)。这些极靴朝向轴线A取向地具有形成圆环区段的边缘，该边缘在按规定的使用状态下被布置成相对于以能围绕轴线A旋转的方式容纳在定子1中的转子具有微小的气隙。图1在此示出了定子1的一个中间制造步骤。

为了可以构建起对电动马达运行所需的磁场，齿6被卷绕有绕组线或线圈线10，从而使得每个齿6都分别承载相配属的线圈12。这在此也被称为集中式绕组。为了尽可能构成高的电功率性能，各个线匝相互间要求尽可能紧密地布置。

在所示的实施例中，定子1具有十二个齿6并且因此也具有十二个极。在此，通过如下方式使多个线圈12相互接触，即，使绕组线10沿在本实施例中作为单独的构件插装到定子叠片组2上的所谓的绝缘盘14铺设在相对应的齿6之间。在此，绝缘盘14承载多个“终接座16”，即轴向延伸的立柱或凸起部，绕组线10围绕它们进行铺设，以便保持绕组线的张力并防止线圈12松弛。

在本实施例中，定子1非常小，以至于在定子叠片组2的环的区域内没有足够的结构空间用于能够使绕组线10放入其中的接触位置。出于该原因，在线圈12构成之后并因此也就是在绕组线10沿着绝缘盘14终接之后，将在此被称为接触环18(参见图2)的另外的构件插装到定子叠片组2上。在该接触环18中构造有接触窗20(或也被称为：容纳窗)，随后在这些接触窗中借助绝缘刺破式接触件22进行绕组线10的接触。

为此，在卷绕好预定数量的线圈12后对绕组线10进行铺设时，使“松散的”套环24在绝缘盘14上方朝着定子叠片组2的外侧放置(参见图2)。各自的套环24在此被铺设成在两个终接座16之间穿过。在铺设方向上在套环24之后，“固定”的辅助套环26(或辅助绕组)被放置成围绕布置在套环24的端部的终接座16，即，使套环24布置在以该绕组线10卷绕的最后的线圈12与相对应的辅助套环26之间。该辅助套环26能够实现，使松散的套环24至少在可操纵的极限之内保持其铺设定位和其取向。

如果所有的套环24和辅助套环26都已放置好，则将接触环18安置到绝缘盘14上并与该绝缘盘连接，在本实施例中示例性地借助卡扣连接部28与之连接。随后，将套环24向内翻折约180度，即弯曲到接触环18之上。在此，接触窗20布置在套环24的位置处，从而使得向内弯曲的套环24现在被放入接触窗20中，并且优选在那里被夹紧。随后，将绝缘刺破式接触件22置入接触窗20中，由此接触套环24的绕组线10。

随后，套装马达电子器件(未详细示出)，这些马达电子器件同样与绝缘刺破式接触件22电连接，尤其与另外的绝缘刺破式接线端电连接，这些另外的绝缘刺破式接线端被构造在承载着针对绕组线10的绝缘刺破式接触件并形成绝缘刺破式接触件22的同一板材件上。

原则上，线圈12的绕组线10在终接座16之外铺设。但是，为了例如使不同的线圈12的绕组线10在绝缘盘14上的交叉保持得尽可能少，绕组线10在可选的、在此示出的实施例中也要部分径向在终接座16之内铺设。为此，一方面，绕组线10部分地围绕终接座16蜿蜒曲折，这也是为了作为上述的辅助套环26的替选或附加方案地固定和张紧绕组线本身；另一方面，绕组线10还在某些位置处径向在终接座16之内地在(至少)两个或甚至三个终接座16之间“绷紧”。因此，绕组线10在此分别形成在两个终接座16的沿周边方向U相互远离的端部之间延伸的弦20。绕组线10围绕与弦20相邻的终接座16蜿蜒曲折也足以使弦20张紧。这种部分径向在终接座16之内实施的布线还节省了绝缘盘14的区域中的结构空间。

本发明的主题并不局限于上述实施例。相反，本领域技术人员可以从上述描述中推导出本发明的另外的实施方式。

附图标记列表

1 定子

2 定子叠片组

4 凹槽

6 齿

8 极靴

10 绕组线

12 线圈

14 绝缘盘

16 终接座

18 接触环

20 接触窗

22 绝缘刺破式接触件

24 套环

26 辅助套环

28 卡扣连接部

30 弦

A 轴线

U 周边方向

Claims (10)

1.用于构成电动马达的环形叠片定子(1)的定子绕组的方法，其中，根据方法，

-给所述实心叠片定子(1)的定子叠片组(2)装备绝缘盘(14)，

-给在径向方向上突出的定子齿(6)卷绕绕组线(10)，

-在经过预定数量的定子齿(6)后，将所述绕组线(10)引离所述定子叠片组(2)并再次引回而形成至少呈U状的套环(24)，并且

-将所述套环(24)用于与马达电子器件接触。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，将所述套环(24)粗略径向地朝所述定子叠片组(2)的外侧取向地放置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，在所述绝缘盘(14)上构造有多个在轴向方向(A)上突出的终接座(16)，其中，将所述套环或每个套环(24)在所述定子叠片组(2)的周边方向(U)上布置在其中一个终接座(16)旁边，并且其中，在所述绕组线(10)的铺设方向上在各自的套环(24)之前和/或之后围绕相应的终接座(16)地分别放置用于使各自的套环(24)被牢固放置的辅助套环(26)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中，所述套环或每个套环(24)呈伽马状构成。

5.根据权利要求3或4所述的方法，

其中，围绕所述终接座(16)至少360度地放置所述辅助套环(26)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，

其中，所述绕组线(10)在各自的套环(24)之前和/或之后夹紧在所述绝缘盘(14)的固定缝隙中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，

其中，将接触环(18)套装到被卷绕的绝缘盘(14)上，所述接触环具有与所述套环(24)的数量相等数量的容纳窗(20)，其中，将所述套环(24)向径向内部放置到所述接触环(18)之上，其中，将所述套环(24)分别放入相应配属的容纳窗(20)中。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中，各自的套环(24)借助被置入到所述接触环(18)中的绝缘刺破式接触件(22)进行接触。

9.电动马达的实心叠片定子(1)，所述实心叠片定子具有：

-具有绝缘盘(14)的定子叠片组(2)，

-在径向方向上突出的定子齿(6)，所述定子齿卷绕有绕组线(10)，以及

-所述绕组线(10)在经过预定数量的定子齿(6)后粗略径向地朝所述定子叠片组(2)外侧引导来形成至少呈U状的套环(24)，其中，所述套环(24)被用于与马达电子器件接触。

10.具有根据权利要求9所述实心叠片定子(1)的电动马达。