DE102007034325A1

DE102007034325A1 - Electric machine

Info

Publication number: DE102007034325A1
Application number: DE102007034325A
Authority: DE
Inventors: Klaus Herbold; Helmut Kreuzer; Christoph Schwarzkopf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-01-29
Also published as: WO2009013312A2; WO2009013312A3

Abstract

Es wird eine elektrische Maschine, insbesondere ein Generator, angegeben, der einen Ständer (12) mit zwischen zwei Lagerschilden (14, 15) eingespanntem Ständerblechpaket (121) und einer darin aufgenommenen, mehrphasigen Ständerwicklung (13), die Wicklungsstränge mit jeweils einem Stranganfang (A) und Strangende (E) aufweist, und einen aus Gleichrichterdioden bestehenden Gleichrichter sowie eine auf einem Lagerschild (14) angeordnete Anschlussplatte (34) zur Herstellung der elektrischen Verbindung (13) aufweist, an der zu den Gleichrichterdioden führende Anschlussfahnen vorhanden sind. Zur Realisierung einer fünfphasigen Ständerwicklung (13) mit betriebssicheren elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Wicklungssträngen und dem Gleichrichter, die in einem kostengünstigen, automatisierbaren Fertigungsprozess hergestellt werden können, sind jeweils das Strangende (E) des einen Wicklungsstrangs und der Stranganfang (A) des folgenden Wicklungsstrangs durch zumindest abschnittweise Verdrillung miteinander zu einem Wicklungsanschluss (28) verbunden, die Wicklungsanschlüsse (28) durch miteinander fluchtende Öffnungen (37, 38) in Lagerschild (14) und Anschlussplatte (34) hindurch an jeweils eine Anschlussfahne der Anschlussplatte (34) geführt und mit der Anschlussfahne verschweißt (Fig. 7).The invention relates to an electric machine, in particular a generator, comprising a stator (12) with a stator core (121) clamped between two bearing plates (14, 15) and a multiphase stator winding (13) received therein, the winding phases each having a stator core (12). A) and strand end (E), and having a rectifier diode rectifier and a mounted on a bearing plate (14) connecting plate (34) for producing the electrical connection (13), are provided on the leading to the rectifier diodes terminal lugs. To realize a five-phase stator winding (13) with reliable electrical connections between the individual winding strands and the rectifier, which can be produced in a cost-effective, automatable manufacturing process, respectively the strand end (E) of the one winding strand and the strand beginning (A) of the following winding strand connected by at least partially twisting each other to a winding connection (28), the winding connections (28) through aligned openings (37, 38) in the bearing plate (14) and connection plate (34) through each a connecting lug of the connection plate (34) and out with welded the terminal lug (Fig. 7).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Generator, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention is based on an electrical machine, in particular a generator according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Drehstromgenerator ( DE 37 28 081 A1 ) sind die Gleichrichterdioden des Gleichrichters auf einen plattenartigen Pluskühlkörper und auf einen plattenförmigen Minuskühlkörper aufgeteilt und die Anschlussplatte, auch Schaltungsplatine oder Leiterplatte genannt, zwischen dem Plus- und Minuskühlkörper angeordnet. Die genannten, sandwichartig gestapelten Bauteile sind miteinander verbunden und als sog. Gleichrichtereinheit von außen an den schleifringseitigen Lagerschild angesetzt. Die Gleichrichterdioden sind mit dem Diodengehäuse, die den einen Anschluss der Gleichrichterdioden bilden, eingesetzt. Den anderen Diodenanschluss bilden von den Gleichrichterdioden abgehende, sog. Kopfdrähte. Der Pluskühlkörper und der Minuskühlkörper liegen mit dazwischen angeordneter Anschlussplatte aufeinander, und die Kopfdrähte durchdringen gegenüberliegende Bohrungen in dem jeweils anderen Kühlkörper. In der als Kunststoff-Spritzgussteil ausgeführten Anschlussplatte ist ein Stanzgitter eingelegt und in diesem Leiterbahnen realisiert, die mit Kontaktlaschen zur Herstellung der Verbindung zwischen den Diodenkopfdrähten und mit Anschlussfahnen zur Herstellung der Verbindung mit den sechs Stranganfängen und Strangenden der Wicklungsstränge der dreiphasigen Ständerwicklung versehen sind. Die Kontaktlaschen und Anschlussfahnen stehen dabei rechtwinklig von der Anschlussplatte ab.In a known alternator ( DE 37 28 081 A1 ), the rectifier diodes of the rectifier are divided on a plate-like positive heat sink and a plate-shaped negative heat sink and the connection plate, also called circuit board or printed circuit board, disposed between the positive and negative heat sink. The said, sandwiched stacked components are connected together and attached as so-called. Rectifier unit from the outside to the slip ring side bearing plate. The rectifier diodes are used with the diode housing, which form the one terminal of the rectifier diodes. The other diode connection form so-called head wires that emerge from the rectifier diodes. The positive heat sink and the minus heat sink lie with a connecting plate arranged therebetween, and the head wires penetrate opposite holes in the respective other heat sink. In the designed as a plastic injection molded part connection plate a punched grid is inserted and realized in this conductor tracks, which are provided with contact tabs for establishing the connection between the diode head wires and with terminal lugs for establishing the connection with the six strand beginnings and strand ends of the winding strands of the three-phase stator winding. The contact lugs and terminal lugs are at right angles to the connection plate.

In der Anschlussplatte sind der Peripherie folgend sog. Köcher in Form von Hohlrohren vorgesehen, die einstückig an die Anschlussplatte angeformt sind und sich von der Anschlussplatte in Richtung Ständerblechpaket erstrecken und durch Öffnungen im Lagerschild hindurchtreten.In the connecting plate are the periphery following so-called quiver provided in the form of hollow tubes, which are integral to the Terminal plate are molded and extending from the terminal plate extend in the direction of stator core and through openings pass through in the end shield.

Durch diese Köcher sind die von den Wicklungssträngen kommenden Anschlussdrähte geführt. In jedem Köcher befinden sich zusätzlich noch eine Kontaktlasche oder eine Anschlussfahne des Stanzgitters. Die Anschlussenden der Kontaktlaschen und Anschlussfahnen sind hammerartig ausgebildet, so dass es möglich ist, die Anschlussenden zu einer U-Form anzubiegen. Je nach Erfordernis werden in das U-Ende von Kontaktlasche oder Anschlussfahne zwei Diodenkopfdrähte bzw. Diodenkopfdraht und Anschlussdraht der Wicklungsstränge bzw. die Anschlussdrähte der zum Sternpunkt zusammenzufassenden Wicklungsstränge eingelegt. Die U-Form wird zusammengedrückt, also vercrimpt, und dann vorzugsweise im Widerstandsschweißprozess verschweißt.By These quivers are those of the winding strands leading connecting wires out. In every quiver There is also a contact tab or a Connecting lug of the stamped grid. The terminal ends of the contact tabs and connecting lugs are hammer-shaped so that it is possible is to bend the terminal ends to a U-shape. Depending on the requirement be in the U-end of contact tab or terminal lug two Diode head wires or diode head wire and connecting wire the winding strands or the connecting wires the winding strands to be summed up to the star point inserted. The U-shape is compressed, so crimped, and then preferably welded in the resistance welding process.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass bei einer fünfphasigen Ständerwicklung, die hohe Anforderungen an Einbauraum und Wicklungssteifigkeit stellt, betriebssichere, elektrische Verbindungen der einzelnen Wicklungsstränge der Ständerwicklung im kostengünstigen, automatisierbaren Fertigungsprozess erzielt werden. Die Verschaltung der Wicklungsstränge wird an den ohnehin erforderlichen Schnittstellen zum Gleichrichter durch Verdrillen der Anfänge und Enden der Wicklungsstränge hergestellt, und durch das daselbst erfolgende Verschweißen mit den Anschlussfahnen des Gleichrichters die Anzahl der herzustellenden Verbindungen minimiert. Durch die Verdrillung werden ohne zusätzliche Bauteile die Positionen der Wicklungsanschlüsse bezüglich der Gleichrichteranschlüsse lagesicher fixiert und durch weiche Übergänge der Drahtbiegungen günstige Verhältnisse für die Schwingungsbelastung im Betrieb erzeugt. Der vorgefertigte Ständer kann zudem ohne Beschädigung im Fertigungsprozess transportiert, gelagert und verbaut werden, da Lage und Ausrichtung der Wicklungsanschlüsse durch die Verdrillung der Strangenden und Stranganfänge gesichert sind. Nach der Montage von Lagerschild und Gleichrichter mit Anschlussplatte liegen Anschlussfahnen und Wicklungsanschlüsse montagegerecht aufeinander und sind für Schweißzangen sowohl in radialer als auch in axialer Anordnung gut zugänglich. Die definierte Lage von Wicklungsanschlüssen der Ständerwicklung und Anschlussfahnen der Anschlussplatte garantiert eine qualitativ hochwertige Schweißung und vermeidet zusätzliche Fertigungsschritte, wie z. B. das Crimpen. Die Verbindung mehrerer Drähte der Wicklungsstränge innerhalb einer Schweißung kann mit oder ohne Verzinnung der Drahtenden erfolgen.The inventive electric machine with the Features of claim 1 has the advantage that in a five-phase Ständerwicklung, the high demands on installation space and Winding stiffness provides reliable, electrical connections the individual winding strands of the stator winding in a cost-effective, automatable production process be achieved. The interconnection of the winding strands is at the anyway required interfaces to the rectifier Twisting the beginnings and ends of the winding strands produced, and by the self-welding with the Terminal lugs of the rectifier the number of produced Minimized connections. By twisting are without additional Components the positions of the winding terminals with respect to the rectifier connections fixed in a secure position and by soft transitions of wire bends favorable Conditions for the vibration load during operation generated. The pre-made stand can also without damage transported, stored and installed in the manufacturing process, the position and orientation of the winding connections through the Twisting of strand ends and strand beginnings secured are. After mounting of end shield and rectifier with connection plate Terminal lugs and winding connections are suitable for mounting on each other and are for welding guns both easily accessible in radial as well as in axial arrangement. The defined position of winding terminals of the stator winding and terminal lugs of the connection plate guarantees a high quality Welding and avoid additional manufacturing steps, such as B. crimping. The connection of several wires of the Winding strands within a weld can done with or without tinning the wire ends.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine lässt sich besonders vorteilhaft mit einem Ständer realisieren, dessen Ständerblechpaket 60 oder 80 Axialnuten zur Aufnahme der Ständerwicklung aufweist und dessen fünfphasige Ständerwicklung aus hochkant gerollten Endloslamellen oder aus 360°-Vollamellen oder Lamellensegmenten oder in Flachpakettechnik hergestellt ist. Die aus der Verdrillung der Strangenden und -anfänge hervorgegangenen Wicklungsanschlüsse sind entweder verteilt angeordnet, z. B. mit einem Abstand in Umfangsrichtung vom 30° bis 50°, oder sind zentral in einem Winkelfenster von z. B. 30° bis 90° herausgeführt. Die Wicklungsstränge der Ständerwicklung sind als Wellen- oder Schleifenwicklung mit 6 bis 30 Leitern oder Drähten pro Nut ausgeführt. Der Wicklungsdraht hat vorzugsweise einen Durchmesser von 0,5 bis 2,0 mm.The inventive electric machine leaves realize particularly advantageous with a stand, whose stator core 60 or 80 axial grooves for receiving having the stator winding and its five-phase Ständerwicklung from upright rolled endless slats or from 360 ° full lamellae or lamellar segments or in flat-pack technology is made. The twisting of the string ends and beginnings emerged winding connections are either distributed arranged, z. B. with a distance in the circumferential direction from 30 ° to 50 °, or are centrally in an angular window of z. B. 30 ° to 90 ° led out. The winding strands the stator winding are as wave or loop winding with 6 to 30 conductors or wires per groove. The winding wire preferably has a diameter of 0.5 to 2.0 mm.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen elektrischen Maschine möglich.By the measures listed in the further claims are advantageous developments and improvements in the claim 1 specified electric machine possible.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The The invention is based on an embodiment shown in the drawings explained in more detail in the following description. Show it:

1 einen Längsschnitt einer elektrischen Maschine mit Ständer und Klauenpolläufer, schematisiert dargestellt, 1 a longitudinal section of an electric machine with stator and claw-pole rotor, shown schematically,

2 ein Schaltbild einer fünfphasigen Ständerwicklung des Ständers der elektrischen Maschine in 1 mit angeschlossenem Gleichrichter, 2 a circuit diagram of a five-phase stator winding of the stator of the electric machine in 1 with connected rectifier,

3 eine perspektivische, schematisierte Darstellung eines Ständersegments des Ständers der elektrischen Maschine in 1 mit Ständerblechpaket und Wickelkopf der Ständerwicklung und einem vom Wicklungskopf abgehenden Wicklungsanschluss, 3 a perspective, schematic representation of a stator segment of the stator of the electric machine in 1 with stator core and winding head of the stator winding and a winding connection that leaves the winding head,

4 ausschnittweise eine perspektivische Darstellung eines Segments des Ständers der elektrischen Maschine in 1 mit montiertem, bürstenseitigem Lagerschild, 4 a perspective view of a segment of the stator of the electric machine in detail 1 with mounted, brush-side end shield,

5 eine gleiche Darstellung wie in 4 mit auf dem Lagerschild montierter Gleichrichtereinheit, 5 a same representation as in 4 with rectifier unit mounted on the end plate,

6 eine gleiche Darstellung wie in 5 mit einer Schweißzangen in axialer Anordnung zum Verschweißen eines Wicklungs- und Gleichrichteranschlusses, 6 a same representation as in 5 with a welding gun in axial arrangement for welding a winding and rectifier terminal,

7 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie VII-VII in 5 nach Abschluss des Schweißvorgangs in 6, 7 a section along the line VII-VII in 5 after completion of the welding process in 6 .

8 ausschnittweise eine Gleichrichtereinheit mit einer Modifizierung von Isolierköcher- und Anschlussfahnengestaltung. 8th a section of a rectifier unit with a modification of insulating quiver and terminal lug design.

Die in 1 schematisiert im Längsschnitt dargestellte elektrische Maschine mit Klauenpolläufer 11 wird insbesondere als Synchrongenerator mit geregelter elektrischer Erregung des Klauenpolläufers 11 in Kraftfahrzeugen eingesetzt.In the 1 schematized in longitudinal section shown electrical machine with claw-pole rotor 11 is used in particular as a synchronous generator with regulated electrical excitation of the claw-pole rotor 11 used in motor vehicles.

Die elektrische Maschine weist in bekannter Weise einen Ständer 12 mit einem hohlzylindrischen, als Ständerblechpaket 121 ausgeführten, laminierten Ständereisen und eine in axialen Ständer- oder Ankernuten des Ständerbleckpakets 121 einliegende, als Fünfphasenwicklung ausgeführte Ständer- oder Ankerwicklung 13 auf, deren Wickelköpfe 131 an beiden Stirnseiten des Ständerbleckpakets 121 aus diesem vorstehen. Das Ständerblechpaket 121 ist zwischen zwei axial voneinander beabstandeten Lagerschilden 14 angeordnet, die mittels Schrauben 29 miteinander verspannt sind. Der in 1 obere Lagerschild 14 wird nachstehend schleifringseitiger Lagerschild und der in 1 untere Lagerschild 15 antriebsseitiger Lagerschild genannt. In jedem Lagerschild 14, 15 ist zentral ein Drehlager 16 angeordnet. In den beiden Drehlagern 16 ist eine Läuferwelle 17 des Klauenpolläufers 11 aufgenommen. Auf der Läuferwelle 17 sind in bekannter Weise zwei voneinander axial beabstandete, identisch ausgebildete Polräder 18 befestigt, zwischen denen ein auf der Läuferwelle 17 sitzender Eisenkern 19 angeordnet ist. Auf den Eisenkern 19 sitzt eine Felderregerspule 20, die ringförmig gewickelt ist und mit ihren beiden Spulenenden an einem jenseits des schleifringseitigen Lagerschilds 14 auf der Läuferwelle 17 befestigten Schleifringpaar, bestehend aus den Schleifringen 21 und 22, angeschlossen ist. Ein Bürstenhalter 23, der mit seinen Bürsten 24, 25 auf den Schleifringen 21, 22 aufliegt, sorgt für die Stromversorgung der Felderregerspule 20. Jedes Polrad 18 weist eine gleiche Anzahl von axial über die Felderregerspule 20 greifenden Klauenpolen 181 auf, wobei die Klauenpole 181 der gegenüberliegenden Polräder 18 kammartig ineinandergeschoben sind, so dass in Umfangsrichtung gesehen immer ein Klauenpol 181 des einen Polrads 18 einem Klauenpol 181 des anderen Polrads 18 folgt. Die Klauenpole 181 einunddesselben Polrads 18 weisen die gleiche Polarität auf, so dass sich über den Umfang des Klauenpolläufers 11 immer ein Nordpol mit einem Südpol abwechselt. Die Außenflächen der Klauenpole 181 definieren zusammen mit der zylindrischen Innenfläche des Ständerblechpakets 121 den Arbeitsluftspalt 26 der Maschine.The electric machine has a stator in a known manner 12 with a hollow cylindrical, as a stator core 121 running, laminated Ständerereisen and one in axial stator or Ankernuten the Ständerbleckpakets 121 In-line, designed as a five-phase winding stator or armature winding 13 on, their winding heads 131 at both ends of the stator lamination packet 121 protrude from this. The stator core 121 is between two axially spaced-apart end shields 14 arranged by means of screws 29 clamped together. The in 1 upper end shield 14 is below slip ring side bearing plate and in 1 lower end shield 15 called drive-side end plate. In every end shield 14 . 15 is centrally a pivot bearing 16 arranged. In the two pivot bearings 16 is a rotor shaft 17 of the claw-pole runner 11 added. On the rotor shaft 17 are in a known manner two axially spaced apart, identically formed Polräder 18 attached, between which one on the rotor shaft 17 sitting iron core 19 is arranged. On the iron core 19 sits a field exciter coil 20 , which is wound in a ring and with its two coil ends at one beyond the slip ring side bearing plate 14 on the rotor shaft 17 attached slip ring pair, consisting of the slip rings 21 and 22 , connected. A brush holder 23 , with his brushes 24 . 25 on the slip rings 21 . 22 rests, ensures the power supply of the field exciter coil 20 , Every pole wheel 18 has an equal number of axially across the field exciter coil 20 gripping claw poles 181 on, with the claw poles 181 the opposite pole wheels 18 comb-like are pushed together, so seen in the circumferential direction always a claw pole 181 of a pole wheel 18 a claw pole 181 of the other pole wheel 18 follows. The claw poles 181 one and the same pole wheel 18 have the same polarity, so that extends beyond the circumference of the claw-pole runner 11 always a north pole with a south pole alternates. The outer surfaces of the claw poles 181 define together with the cylindrical inner surface of the stator core 121 the working air gap 26 the machine.

Wie in 2 schematisiert dargestellt ist, weist die Ständerwicklung 13 fünf Wicklungsstränge 27 auf, die jeweils als Schleifen- oder Wellenwicklung ausgeführt sind. In dem in 1 oberen Wickelkopf 131, der dem schleifringseitigen Lagerschild 14 zugekehrt ist und im folgenden schleifringseitiger Wickelkopf 131 genannt wird, sind jeweils die Stranganfänge A und die Strangenden E der fünf Wicklungsstränge 27 der Ständerwicklung 13 herausgeführt, und zwar sind – wie dies in 3 skizziert ist – die Stranganfänge A der einzelnen Wicklungsstränge 27 innen am Wicklungskopf 131 und die Strangenden E außen am Wicklungskopf 131 herausgeführt. Bei jedem Wicklungsstrang 271 liegt dabei sein Strangende E auf einem äußeren Kreis und sein Stranganfang A auf einem inneren Kreis mit einem gegenüber dem äußeren Kreis kleineren Radius. Dabei sind jeweils die Strangenden E des einen Wicklungsstrangs 27 in Umfangsrichtung abgekröpft und an den ebenfalls abgekröpften Stranganfang A des folgenden Wicklungsstrangs 27 angebogen. Die aneinander anliegenden Strangenden E und Stranganfänge A bilden einen Wicklungsanschluss 28. Dabei sind Strangende E und Stranganfang A bis auf den freien Endabschnitt 281 miteinander verdrillt und stehen axial aus dem schleifringseitigen Wickelkopf 131 vor. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist im Ausführungsbeispiel jeder Wicklungsstrang 27 mit zwei parallelen Wicklungsdrähten 271, 272 gewickelt, so dass am Stranganfang A und Strangende E jeweils zwei Wicklungsdrähte 271, 272 aneinanderliegen. Die Wicklungsdraht-Paare von Stranganfang A und Strangende E sind miteinander zum Wicklungsanschluss 28 verdrillt.As in 2 is shown schematically, the stator winding 13 five winding strands 27 on, which are each designed as a loop or wave winding. In the in 1 upper winding head 131 , the wear ring side bearing plate 14 is facing and in the following slip ring end winding 131 are called, respectively, the strand beginning A and the strand E of the five phase windings 27 the stator winding 13 led out, and indeed are - as in 3 sketched - the strand beginning A of the individual winding strands 27 inside at the winding head 131 and the strand ends E on the outside of the winding head 131 led out. For every winding strand 271 its strand end E lies on an outer circle and its strand beginning A on an inner circle with a smaller radius than the outer circle. In each case, the strand ends E of one winding strand are 27 Bent in the circumferential direction and to the likewise cranked strand beginning A of the following winding strand 27 being bent. The adjoining strand ends E and strand starts A form a winding connection 28 , Strangend E and Stranganfang A are up to the free end section 281 twisted together and are axially from the slip ring end winding 131 in front. How out 3 it can be seen, in the exemplary embodiment, each winding strand 27 with two parallel winding wires 271 . 272 wound, so that at Stranganfang A and strand end E two winding wires 271 . 272 against one another. The winding wire pairs of Stranganfang A and Stranggende E are together to the winding connection 28 twisted.

Wie das Schaltbild in 2 zeigt, ist die fünfphasige Ständerwicklung an einem Gleichrichter 30, bestehend aus zehn Gleichrichterdioden 31 angeschlossen, an dessen Ausgang die gewünschte Gleichspannung abnehmbar ist. Die Gleichrichterdioden 31 sind auf einen sog. Minuskühlkörper 32 und einen Pluskühlkörper 33 verteilt. Zwischen den plattenartigen Kühlkörpern 32, 33 ist eine Anschlussplatte 34 aus Kunststoff angeordnet (7). Im Innern der Anschlussplatte 34 sind zu den Gleichrichterdioden 31 führende Leiterbahnen integriert, die mit auf der Oberseite der Anschlussplatte 34 rechtwinklig ausgebogenen Anschlussfahnen 35 (2 und 6) zum Anschluss der Ständerwicklung 13 verbunden sind. Der sandwichartige Aufbau von Minuskühlkörper 32, Anschlussplatte 34 und Pluskühlkörper 33 bildet die sog. Gleichrichtereinheit 40, die außen auf dem schleifringseitigen Lagerschild 14 befestigt und von einer Schutzkappe 36 überdeckt ist (1). Schutzkappe 36 und Lagerschilde 14, 15 sind mit Luftdurchtrittsschlitzen versehen.Like the schematic in 2 shows, the five-phase stator winding is connected to a rectifier 30 , consisting of ten rectifier diodes 31 connected to the output of the desired DC voltage is removable. The rectifier diodes 31 are on a so-called. Minuskühlkörper 32 and a plus heat sink 33 distributed. Between the plate-like heat sinks 32 . 33 is a connection plate 34 made of plastic ( 7 ). Inside the connection plate 34 are to the rectifier diodes 31 integrated conductive tracks that are on top of the subplate 34 right-angled extension lugs 35 ( 2 and 6 ) for connecting the stator winding 13 are connected. The sandwiched structure of minus heat sink 32 , Connection plate 34 and plus heat sink 33 forms the so-called rectifier unit 40 on the outside of the sliding ring side end shield 14 attached and from a protective cap 36 is covered ( 1 ). protective cap 36 and end shields 14 . 15 are provided with air passage slots.

Zum Anschließen der Ständerwicklung 13 an den Gleichrichter 30 sind entlang der Peripherie des schleifringseitigen Lagerschilds 14 Öffnungen 37 (4 bis 7) vorhanden, die so angeordnet sind, dass sie mit den von dem schleifringseitigen Wickelkopf 131 axial abstehenden Wicklungsanschlüssen 28 fluchten. Die Öffnungen 37 liegen hierzu auf einem Teilerkreis mit dem gleichen Radius wie der Teilerkreis der fünf Wicklungsanschlüsse 28 und weisen eine gleiche Teilung wie die Wicklungsanschlüsse 28 auf. In der Anschlussplatte 34 sind in gleicher Weise auf einem Teilerkreis mit gleichem Radius Öffnungen angeordnet, die eine gleiche Teilung wie die Öffnungen 37 im Lagerschild 14 aufweisen und somit bei positionsrichtigem Aufsetzen der Gleichrichtereinheit 40 auf den Lagerschild 14 mit den Öffnungen 37 fluchten. Jede Öffnung 37 ist von einem Isolierköcher 38 umschlossen, der einstückig an die Anschlussplatte 34 angespritzt ist und bei auf dem Lagerschild 14 sitzender Gleichrichtereinheit 40 die zugeordnete Öffnung 37 durchdringt (7).For connecting the stator winding 13 to the rectifier 30 are along the periphery of the sliding ring-side end shield 14 openings 37 ( 4 to 7 ), which are arranged so that they with the of the slip ring side winding 131 axially projecting winding connections 28 aligned. The openings 37 For this, lie on a divider circle with the same radius as the divider circuit of the five winding connections 28 and have the same pitch as the winding terminals 28 on. In the connection plate 34 are arranged in the same way on a pitch circle with the same radius openings, which have an equal pitch as the openings 37 in the bearing plate 14 and thus in positionally correct placement of the rectifier unit 40 on the bearing plate 14 with the openings 37 aligned. Every opening 37 is from an insulated quiver 38 enclosed, the one-piece to the connection plate 34 is sprayed on and on the bearing plate 14 seated rectifier unit 40 the associated opening 37 penetrates ( 7 ).

Beim Aufsetzen des schleifringseitigen Lagerschilds 14 auf das Ständerblechpaket 121 wird ersteres so ausgerichtet, dass die Wicklungsanschlüsse 28 durch die Öffnungen 37 hindurchtreten, wie dies für einen Wicklungsanschluss 28 in 4 dargestellt ist. Beim Aufsetzen der Gleichrichtereinheit 40 aus Minuskühlkörper 32 und Pluskühlkörper 33 mit Gleichrichterdioden 31 und Anschlussplatte 34 auf den schleifringseitigen Lagerschild 14 treten die Wicklungsanschlüsse 28 mit ihren verdrillten Abschnitten durch die Isolierköcher 38 hindurch und ragen mit ihren unverdrillten Endabschnitten 281 aus den Isolierköchern 38 heraus. Die Anschlussfahnen 35 der Gleichrichtereinheit 40 sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie mit flächigen Fahnenenden dann plan an den aus den Isolierköchern 38 vorstehenden, unverdrillten Endabschnitten 281 der Wicklungsanschlüsse 28 anliegen (5). Nunmehr werden, wie dies in 6 dargestellt ist, Schweißzangen 39 an die unverdrillten Endabschnitte 281 und an die anliegenden Abschnitte der Anschlussfahnen 35 angesetzt und durch einen Widerstandsschweißprozess eine Schweißverbindung zwischen jeweils einem Wicklungsanschluss 28 und einer Anschlussfahne 35 hergestellt, die elektrisch und mechanisch von hoher Qualität ist.When mounting the sliding ring-side end shield 14 on the stator core 121 the former is aligned so that the winding terminals 28 through the openings 37 pass through as for a winding connection 28 in 4 is shown. When placing the rectifier unit 40 from minus heat sink 32 and plus heat sink 33 with rectifier diodes 31 and connection plate 34 on the slip ring side end shield 14 Join the winding connections 28 with their twisted sections through the insulating quiver 38 through and protrude with their untwisted end sections 281 from the insulators 38 out. The connection flags 35 the rectifier unit 40 are designed and arranged so that they flat with flat flag ends then plan to the out of the Isolierköchern 38 protruding, untwisted end portions 281 the winding connections 28 issue ( 5 ). Now, as in 6 is shown, welding tongs 39 to the untwisted end sections 281 and to the adjacent sections of the terminal lugs 35 attached and by a resistance welding process, a welded joint between each one winding connection 28 and a connection flag 35 manufactured, which is of high quality, both electrically and mechanically.

7 zeigt ausschnittweise einen Schnitt durch Gleichrichtereinheit 40 und schleifringseitigem Wickelkopf 131, in dem die Schweißverbindung 41 eines Wicklungsanschlusses 28 der Ständerwicklung 13 mit einer Anschlussfahne 35 der Gleichrichtereinheit 40 nach erfolgtem Widerstandsschweißen angedeutet ist, wobei die Schweißeng mit verzinnten Enden erfolgt ist. 7 shows a section of a section through rectifier unit 40 and slip ring side winding head 131 in which the welded joint 41 a winding connection 28 the stator winding 13 with a connection banner 35 the rectifier unit 40 is indicated after the resistance welding, wherein the welding is done with tinned ends.

8 zeigt eine alternative Ausbildung der Anschlussfahnen 35'. Deren in Kontakt mit den unverdrillten Endabschnitten 281 der Wicklungsanschlüsse 28 tretenden Fahnenenden sind U-förmig gestaltet und nehmen zwischen ihren U-Schenkeln 351 und 352 jeweils die unverdrillten Endabschnitte 281 eines Wicklungsanschlusses 28 mit dessen im Ausführungsbeispiel vier Wicklungsdrähten 271, 272, die nebeneinander gereiht sind, auf. Zum Widerstandsschweißen werden dann die Schweißzangen 39 an die beiden U-Schenkel 351, 352 der Anschlussfahnen 35' angesetzt. Im übrigen sind in 8 mit den vorstehend beschriebenen Bauteilen identische Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, so der Minuskühlkörper 32, der Pluskühlkörper 33 und die dazwischenliegende Anschlussplatte 34 mit einstückig angeformten Isolierköchern 38, deren Form gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel modifiziert ist. 8th shows an alternative embodiment of the terminal lugs 35 ' , Those in contact with the untwisted end sections 281 the winding connections 28 kicking flag ends are U-shaped and take between their U-thighs 351 and 352 in each case the untwisted end sections 281 a winding connection 28 with its in the embodiment four winding wires 271 . 272 , which are lined up next to each other. For resistance welding then the welding guns 39 to the two U-legs 351 . 352 the connection flags 35 ' stated. Otherwise, in 8th With the components described above identical components provided with the same reference numerals, so the negative heat sink 32 , the plus heat sink 33 and the intermediate connection plate 34 with integrally molded insulating quivers 38 whose shape is modified from the embodiment described above.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3728081 A1 [0002] - DE 3728081 A1 [0002]

Claims

Elektrische Maschine, insbesondere Generator, mit einem Ständer (12), der ein zwischen zwei Lagerschilden (14, 15) eingespanntes Ständerblechpaket (121) und eine darin aufgenommene, mehrphasige Ständerwicklung (13) mit jeweils einen Stranganfang (A) und ein Strangende (E) aufweisenden Wicklungssträngen (27) aufweist, wobei die Stranganfänge (A) und die Strangenden (E) an einer Stirnseite des Ständerblechpakets (121) axial vorstehen, mit einem Gleichrichterdioden (31) aufweisenden Gleichrichter (30) und mit einer auf der von dem Ständerblechpaket (121) abgekehrten Seite des einen Lagerschilds (14) angeordneten Anschlussplatte (34) zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen Gleichrichter (31) und Ständerwicklung (13), an der zu den Gleichrichterdioden (31) führende Anschlussfahnen (34) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständerwicklung (13) fünfphasig ist und jeweils das Strangende (E) des einen Wicklungsstrangs (27) und der Stranganfang (A) des folgenden Wicklungsstrangs (27) durch zumindest abschnittweise Verdrillung miteinander zu einem Wicklungsanschluss (28) verbunden sind und dass die Wicklungsanschlüsse (28) durch Öffnungen (37) im Lagerschild (14) und Öffnungen in der Anschlussplatte (34) hindurch an jeweils eine Anschlussfahne (35) der Anschlussplatte (34) geführt und mit der Anschlussfahne (35) verschweißt sind.Electric machine, in particular generator, with a stand ( 12 ), one between two bearing shields ( 14 . 15 ) clamped stator core ( 121 ) and a multiphase stator winding ( 13 ) with one strand beginning (A) and one strand end (E) having winding strands ( 27 ), wherein the strand beginning (A) and the strand ends (E) at one end face of the stator core ( 121 ) protrude axially, with a rectifier diode ( 31 ) rectifier ( 30 ) and with one on the of the stator core ( 121 ) side facing away from the one bearing plate ( 14 ) arranged connecting plate ( 34 ) for establishing the electrical connection between rectifiers ( 31 ) and stator winding ( 13 ), to the rectifier diodes ( 31 ) leading terminal flags ( 34 ) are present, characterized in that the stator winding ( 13 ) is five-phase and in each case the strand end (E) of the one winding strand ( 27 ) and the strand beginning (A) of the following winding strand ( 27 ) by at least partially twisting each other to a winding connection ( 28 ) and that the winding connections ( 28 ) through openings ( 37 ) in the end shield ( 14 ) and openings in the connection plate ( 34 ) through to a respective terminal lug ( 35 ) of the connection plate ( 34 ) and with the connection flag ( 35 ) are welded.

Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils das Strangende (E) des einen Wicklungsstrangs (27) in Umfangsrichtung abgekröpft und an den Stranganfang (A) des folgenden Wicklungsstrangs (27) angebogen ist.Electrical machine according to claim 1, characterized in that in each case the strand end (E) of the one winding strand ( 27 ) in the circumferential direction and to the strand beginning (A) of the following winding strand ( 27 ) is bent.

Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Öffnungen (37) im Lagerschild (14) und in der Anschlussplatte (34) einerseits und der Wicklungsanschlüsse (28) andererseits sowie der Anschlussfahnen (35) an der Anschlussplatte (34) so vorgenommen ist, dass alle auf Teilerkreisen mit gleichen Radien liegen und eine gleiche Teilung aufweisen.Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the arrangement of the openings ( 37 ) in the end shield ( 14 ) and in the connection plate ( 34 ) on the one hand and the winding connections ( 28 ) on the other hand, and the terminal lugs ( 35 ) on the connection plate ( 34 ) is made so that all lie on divider circles with the same radii and have an equal division.

Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in der Anschlussplatte (34) von einstückig an die Anschlussplatte (34) angeformten Isolierköchern (38) umschlossen sind, die in die Öffnungen (37) im Lagerschild (14) eintauchen, und dass die Wicklungsanschlüsse (28) durch die Isolierköcher (38) hindurchgeführt sind und auf der vom Lagerschild (14) abgekehrten Oberseite der Anschlussplatte (34) aus den Isolierköchern (38) mit einem Endabschnitt (281) vorstehen.Electrical machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the openings in the connection plate ( 34 ) of one piece to the connection plate ( 34 ) molded insulating quivers ( 38 ), which are in the openings ( 37 ) in the end shield ( 14 ) and that the winding connections ( 28 ) through the insulating quiver ( 38 ) and on the bearing plate ( 14 ) facing away from the top of the connection plate ( 34 ) from the insulating bags ( 38 ) with an end portion ( 281 ) protrude.

Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangenden (E) und Stranganfänge (A) der Wicklungsstränge (27) in den aus den Isolierköchern (38) herausragenden Endabschnitten (281) der Wicklungsanschlüsse (28) unverdrillt sind und plan aneinanderliegen.Electrical machine according to claim 4, characterized in that the strand ends (E) and strand starts (A) of the winding strands ( 27 ) in the from the Isolierköchern ( 38 ) outstanding end sections ( 281 ) of the winding connections ( 28 ) are untwisted and lie flat against each other.

Elektrische Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahnen (35) der Anschlussplatte (34) an den Köcheröffnungen angeordnet sind und rechtwinklig von der Anschlussplatte (34) abstehen.Electrical machine according to claim 4 or 5, characterized in that the terminal lugs ( 35 ) of the connection plate ( 34 ) are arranged on the quiver openings and at right angles from the connection plate ( 34 ) stand out.

Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahnen (35) flächige Fahnenenden aufweisen, die plan an den Endabschnitten (281) der Wicklungsanschlüsse (28) anliegen.Electrical machine according to claim 6, characterized in that the terminal lugs ( 35 ) have flat flag ends, the plan at the end portions ( 281 ) of the winding connections ( 28 ) issue.

Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahnen (35') U-förmig gebogene Fahnenenden aufweisen und dass die Wicklungsanschlüsse (28) jeweils zwischen zwei U-Schenkeln (351, 352) aufgenommen sind.Electrical machine according to claim 6, characterized in that the terminal lugs ( 35 ' ) Have U-shaped curved end ends and that the winding connections ( 28 ) between two U-legs ( 351 . 352 ) are included.

Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung zwischen den Wicklungsanschlüssen (28) und den Anschlussfahnen (35) der Anschlussplatte (34) an den Endabschnitten (281) der Wicklungsanschlüsse (28) vorgenommen ist.Electrical machine according to one of claims 4 to 8, characterized in that the welded connection between the winding terminals ( 28 ) and the terminal lugs ( 35 ) of the connection plate ( 34 ) at the end sections ( 281 ) of the winding connections ( 28 ) is made.

Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindungen zwischen den Wicklungsanschlüssen (28) und den Anschlussfahnen (35) der Anschlussplatte (34) durch Widerstandsschweißen hergestellt ist.Electrical machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the welded joints between the winding terminals ( 28 ) and the terminal lugs ( 35 ) of the connection plate ( 34 ) is made by resistance welding.