DE102009001830A1 - Stator for permanent-magnet synchronous electric machine, has carrier element lying at radial wall region at stop surface and secured in position by permanent joint connection i.e. laser-caulked joint connection, at bracket - Google Patents

Abstract

The stator (16) has coils (36) arranged to a stator tooth (32) by insulating body (40) that comprises bracket (40b). A carrier element (56) has connecting lines, and fixed with a cylinder wall region (56e) at an inner- or outer circumferential surface that is formed by the bracket. The carrier element lies at a radial wall region (56b) at a stop surface. The carrier element is secured in position by a permanent joint connection i.e. laser caulked joint connection, at the bracket. The body and the carrier element are made of plastic.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a stator for an electric machine according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer Stator wird beispielsweise in der EP 1 184 957 B1 beschrieben. Dort sind die Statorspulen mittels Wickel- bzw. Isolierkörpern an Statorzähnen angeordnet. Zur gegenseitigen Verschaltung der Spulenenden sind dabei mehrere ringförmige, sich in einem Trägerelement befindliche Verbindungsleiter vorgesehen. Zur Anordnung des Trägerelements an dem Stator sind an axial vom Stator abstehenden Schenkeln der Isolierkörper Eingriffsfenster ausgebildet, in welche an dem Trägerelement vorgesehene Eingriffsklauen eingreifen können und wodurch das Trägerelement sowohl radial als auch axial am Stator gehalten und befestigt wird.A generic stator is used for example in the EP 1 184 957 B1 described. There, the stator coils are arranged by means of winding or insulating bodies on stator teeth. For mutual interconnection of the coil ends while a plurality of annular, located in a carrier element connecting conductor are provided. For arranging the carrier element on the stator axially projecting from the stator legs of the insulating engaging windows are formed, in which provided on the support member engagement claws can engage and whereby the support member is both radially and axially held and fixed to the stator.

Die Verbindungsleiter können am Stator radial oder axial gestaffelt sein und befinden sich axial benachbart zu den Spulen, wodurch ein zusätzlicher Bauraum beansprucht wird. Durch die beim Betrieb der elektrischen Maschine auftretenden Vibrationen können somit Relativbewegungen zwischen dem Trägerelement mit den Verbindungsleitern einerseits und den Spulen andererseits auftreten, wodurch die Kontaktbereiche der Verbindungsleiter mit den Spulenenden sehr stark beansprucht werden und wodurch eine Materialermüdung und schließlich ein Abreißen der Spulenenden auftreten kann. Bei der Montage des Trägerelements am Stator müssen gleichzeitig sowohl alle Kontaktbereiche der Verbindungsleiter zu den Spulenenden als auch alle Eingriffsklauen zu den Eingriffsfenstern ausgerichtet sein, was beim Vorliegen üblicher fertigungs- und montagebedingter Toleranzen nur mit einem sehr hohen Aufwand zu erzielen ist. Die Herstellung eines solchen Stators gestaltet sich daher sehr aufwändig und kostenintensiv.The Connecting conductors can be staggered radially or axially on the stator be and are axially adjacent to the coils, creating a additional space is claimed. By the operation of the electric machine occurring vibrations can thus Relative movements between the carrier element with the connecting conductors on the one hand and the coils on the other hand, whereby the contact areas the connecting conductor with the coil ends very stressed become and thereby a material fatigue and finally a tearing of the coil ends may occur. During installation the support element on the stator must be at the same time all contact areas of the connection conductors to the coil ends as well as all engagement claws aligned with the engagement windows be what in the presence of usual manufacturing and assembly-related Tolerances can only be achieved with a very high effort. The Production of such a stator is therefore very complex and costly.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator der vorgenannten Art so zu verbessern, dass insbesondere dessen Verschaltungseinrichtung prozesssicherer gestaltet, gegenüber Fertigungs- und Montagetoleranzen unempfindlich und gleichermaßen für einen Innen- oder Außenläufermotor geeignet ist.It It is the object of the present invention to provide a stator of the aforementioned Art to improve so that in particular its interconnection device designed more reliable, compared to manufacturing and assembly tolerances insensitive and equally for an interior or external rotor motor is suitable.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Stator der eingangs genannten Art, welcher zusätzlich die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The Invention solves this problem with a stator of the beginning mentioned type, which additionally in the license plate of the Patent claim 1 features listed. advantageous Embodiments of the invention are given in the subclaims.

Es wird demnach ein Stator für eine elektrische Maschine vorgeschlagen mit einem ringförmigen Statorjoch, an dem eine Mehrzahl davon radial abragender Statorzähne ausgebildet ist, an denen mittels Isolierkörpern Spulen angeordnet sind. Dabei weisen die Isolierkörper zumindest einen bezüglich des Stators axial abragenden. Schenkel auf, an dem ein Trägerelement für Verbindungsleiter angeordnet ist, welche in einer vorbestimmten Weise mit Anschlüssen der Spulen elektrisch verbunden sind.It Accordingly, a stator for an electric machine is proposed with an annular stator yoke on which a plurality of which radially projecting stator teeth is formed on which are arranged by means of insulating coils. Show the insulator at least one with respect to the Stators axially projecting. Leg on which a support element is arranged for connection conductors, which in a predetermined Way are electrically connected to terminals of the coils.

Erfindungsgemäß zeichnet sich der Stator dadurch aus, dass das Trägerelement in der Radialebene mit einem Zylinderwandbereich an einer durch die Schenkel der Isolierelemente gebildeten gemeinsamen Innen- oder Außenumfangsfläche festgelegt ist und dass weiter das Trägerelement mit einem Radialwandbereich an einer am Stator ausgebildeten Anschlagfläche anliegt und dass das Trägerelement mittels einer unlösbaren Fügeverbindung an den Schenkeln der Isolierkörper lagegesichert festgelegt ist.Draws according to the invention the stator is characterized in that the carrier element in the radial plane with a cylinder wall area at one through the Leg of the insulating elements formed common indoor or Outside perimeter area is set and that continues the support member having a radial wall portion on a formed on the stator abutment surface and that the carrier element by means of a permanent joint connection is secured in position secured to the legs of the insulator.

Die Erfindung basiert auf dem grundlegenden Gedanken, das Trägerelement am Stator in einem ersten Schritt zunächst mittels dem Zylinderwandbereich in der Radialebene und gleichzeitig mittels einem Radialwandbereich an einer am Stator ausgebildeten Anschlagfläche in axialer Richtung festzulegen und dieses erst in einem zweiten Schritt mittels einer unlösbaren Fügeverbindung axial verliersicher zu fixieren. Als Verbindungstechniken können prinzipiell alle unter die Gattung fallenden, dem Fachmann bekannten Methoden angewendet werden, beispielsweise Schweißverbindungen, Lötverbindungen, Klebverbindungen, Nietverbindungen und dergleichen.The Invention is based on the fundamental idea of the carrier element on the stator in a first step, first by means of Cylinder wall area in the radial plane and at the same time by means of a radial wall portion on a stop surface formed on the stator set in the axial direction and this only in a second Step by means of a permanent joint connection axially captive to fix. As joining techniques can in principle all falling under the genus, known in the art Methods are used, such as welded joints, Soldered joints, glued joints, riveted joints and like.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, dass die Verbindungsleiter bereits vor der Montage des Trägerelementes in dieses eingelegt und dort festgelegt werden können und dass das Trägerelement nach dem vorgenannten ersten Schritt gegebenenfalls lediglich durch Drehen in der Umfangsrichtung genau zu den Spulenanschlüssen ausgerichtet werden kann, um etwaige toleranzbedingte Abweichungen von einer gewünschten Soll-Position auszugleichen, wozu die entsprechenden Verbindungsbereiche des Trägerelementes und/oder der Isolierkörper spielbehaftet ausgeführt sind. Danach erfolgt die Fixierung des Trägerelements an den Schenkeln der Isolierkörper an mindestens zwei Verbindungsbereichen, die nacheinander oder gleichzeitig erzeugt werden. Vorteilhaft sind derartige Verbindungsbereiche zwischen jedem Isolierkörper und dem Trägerelement vorgesehen.By This configuration has the advantage that the connecting conductor already inserted before the mounting of the support element in this and can be specified there and that the support element after the first step mentioned above, if necessary only by Turning in the circumferential direction exactly to the coil terminals can be aligned to any tolerance-related deviations compensate for a desired target position, including the corresponding connection areas of the carrier element and / or the insulating body with play are. Thereafter, the fixation of the carrier element takes place the legs of the insulating body on at least two connecting areas, which are generated one after the other or simultaneously. Are advantageous Such connection areas between each insulator and the support member provided.

Im Gegensatz zu der hier vorgeschlagenen Lösung ist bei dem eingangs erläuterten bekannten Stator gemäß der EP 1 184 957 B1 keine nachträgliche Justagemöglichkeit gegeben; vielmehr erfolgt bei der Anordnung des Trägerelementes am Stator auch gleichzeitig die Festlegung der gegenseitigen Umfangslage.In contrast to the solution proposed here is in the above-explained known stator according to the EP 1 184 957 B1 no subsequent adjustment possible; Rather, in the arrangement of the support member on the stator at the same time the determination of the mutual order start position.

Mit besonderem Vorteil sind die Isolierkörper und das Trägerelement als Kunststoffteile gefertigt, wobei die Isolierkörper bezüglich des Stators Axialvorsprünge aufweisen, welche durch Ausnehmungen des Radialwandbereichs des Trägerelements hindurchgreifen und wobei die Fügeverbindung als Stemmverbindung ausgeführt ist. Dazu werden nach erfolgter Lagezuordnung der Teile die Axialvorsprünge zumindest bis zu einer Plastifizierungstemperatur erhitzt und durch einen auf diese axial einwirkenden Stempel verstemmt. Die verdrängte Kunststoffmasse, überdeckt dabei die Ausnehmungen und kann gleichzeitig zu Justagezwecken vorhandene Spielzwischenräume ausfüllen, wodurch die axiale Lage und die Umfangslage des Trägerelements am Stator dauerhaft fixiert wird.With particular advantage are the insulating body and the support element manufactured as plastic parts, wherein the insulating body have axial projections with respect to the stator, which by recesses of the radial wall portion of the support element reach through and the joint connection as a caulking is executed. This will be done after the location assignment the parts of the axial projections at least heated up to a plasticizing temperature and caulked by a die acting on these axially. The displaced plastic mass, covers it the recesses and at the same time can fill existing clearance gaps for adjustment purposes, whereby the axial position and the circumferential position of the carrier element Permanently fixed on the stator.

Mit noch weiterem besonderen Vorteil ist die Stemmverbindung als Laser-Stemmverbindung unter Verwendung eines für die benutzte Laserstrahlung im Wesentlichen transparenten Kunststoffnietkopfs ausgeführt, wie dieses in der DE 10 2005 000 160 B4 ausführlich beschrieben ist. Insbesondere sind bei dieser Technik die Wickel- bzw. Isolierkörper mit den Axialvorsprüngen aus einem für die angewandte Laserstrahlung absorbierenden Kunststoff hergestellt. Somit kann eine über den Nietkopf eingekoppelte Laserstrahlung diesen zunächst relativ verlustfrei durchdringen, um anschließend am Kopf des Axialvorsprungs absorbiert zu werden, so dass dieser über dessen Plastifizierungstemperatur erhitzt wird und sich mit dem Nietkopf stoffschlüssig verbinden kann. Durch die Einwirkung eines Stempels wird ein überstehender Teil des Nietkopfs in Richtung des Trägerelementes verlagert, wobei dessen Axialvorsprung plastisch verformt wird und wobei im Ergebnis die Ausnehmung radial von dem Kunststoffnietkopf überdeckt wird.With even more particular advantage, the caulking connection is designed as a laser caulking connection using a plastic rivet head which is essentially transparent to the laser radiation used, as described in the US Pat DE 10 2005 000 160 B4 is described in detail. In particular, in this technique, the winding or insulating body are made with the axial projections of a plastic absorbing the applied laser radiation. Thus, a coupled via the rivet head laser radiation penetrate this initially relatively lossless, to be subsequently absorbed at the top of the axial projection, so that it is heated above the plasticizing temperature and can connect cohesively to the rivet head. By the action of a punch, a protruding part of the rivet head is displaced in the direction of the carrier element, wherein the axial projection is plastically deformed and as a result the recess is radially covered by the Kunststoffnietkopf.

Mit Vorteil ist das Trägerelement als einseitig offenes, einen Aufnahmeraum begrenzendes Profil ausgeführt. Der Aufnahmeraum ist dabei unterteilt in eine Verbindungsleiterkammer zur Aufnahme der Verbindungsleiter und in einen an diese angrenzenden Verschaltungsbereich, wo die Spulenanschlüsse mit den Verbindungsleitern verbunden werden.With Advantage is the support element as a one-sided open, a Recording space limiting profile executed. The recording room is divided into a connecting conductor chamber for receiving the connection conductor and in an adjacent to this interconnection area, where the coil terminals are connected to the connecting conductors become.

Mit weiterem Vorteil kann der Aufnahmeraum des Trägerelements mit einem Dichtmittel verschlossen oder vergossen werden, wobei die darin angeordneten Sicherungsmittel gleichfalls mit eingeschlossen werden.With Another advantage of the receiving space of the support element sealed or potted with a sealant, wherein the securing means disposed therein are also included become.

Wenn die Spulenanschlüsse direkt durch die Wicklungsenden der Spulen gebildet werden ist es weiterhin vorteilhaft, deren freitragende Länge möglichst kurz zu halten und die Wicklungsenden weitestgehend und soweit bei deren Verschaltung nicht hinderlich durch eine Führungsstruktur zu unterstützen, um eine Materialermüdung infolge von betriebsbedingten Vibrationen zu vermeiden. Diesem Gedanken folgend, sind an den Schenkeln der Isolierkörper bezüglich des Stators axiale Führungsvorsprünge für die Spulenanschlüsse und in dem Radialwandbereich des Trägerelementes zu den Führungsvorsprüngen korrespondierende Ausnehmungen ausgebildet, in welche die Führungsvorsprünge eingreifen und durch welche die Spulenanschlüsse in den Verschaltungsbereich des Trägerelementes eingeführt sind. Dadurch bleibt zum einen die freitragende Länge der Spulenanschlüsse relativ kurz, zum anderen können die Spulenenden mit deren Verschaltungsbereich an dieser Position durch ein Vergießen beispielsweise mit Silikon oder einem anderen Kunststoff relativ einfach gegen Korrosion geschützt werden.If the coil terminals directly through the coil ends of Coils are formed, it is also advantageous, the cantilevered To keep length as short as possible and the winding ends as far as possible and as far as their interconnection is not a hindrance through a leadership structure to assist a material fatigue due to operational vibration to avoid. Following this thought, the thighs are on the thighs Insulator with respect to the stator axial guide projections for the coil terminals and in the radial wall area the carrier element to the guide projections formed corresponding recesses into which the guide projections engage and through which the coil terminals in the Verschaltungsbereich of the support element are introduced. As a result, on the one hand remains the self-supporting length of the coil terminals relatively short, on the other hand, the coil ends with their Interconnection area at this position by a potting For example, with silicone or other plastic relative easily protected against corrosion.

Alternativ können die Wicklungsenden auch unmittelbar an den Isolier- bzw. Wickelkörpern zugentlastet festgelegt und dort mit Kontaktabschnitten von Kontaktelementen verbunden sein, welche ebenfalls an den Wickelkörpern fixiert sind und in diesem Fall die Spulenanschlüsse ausbilden.alternative the winding ends can also be connected directly to the insula- or wound bodies zugentlastet set and there with Contact portions of contact elements to be connected, which also are fixed to the winding bodies and in this case the Train coil connections.

Zur Erzielung eines axial kurz bauenden Stators sind die Verbindungsleiter bevorzugt im Wesentlichen innerhalb der axialen Erstreckung der Spulen am Stator positioniert. Dabei können diese entweder axial oder radial gestaffelt am Stator angeordnet werden. Im letzteren Fall ist es erforderlich, die zunächst axial von den Spulen abragenden Spulenanschlüsse innerhalb des Trägerelementes radial nach innen oder außen abzuwinkeln.to Achieving a short axial stator are the connecting conductors preferably substantially within the axial extent of Coils positioned on the stator. These can either be axial or arranged radially staggered on the stator. In the latter Case, it is necessary, first axially from the coils protruding coil terminals within the support element to bend radially inwards or outwards.

Die Erfindung wird im Folgenden mittels der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below by means of the accompanying figures exemplified. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Maschine in Innenläuferbauart mit einer stirnseitigen Verschaltungseinrichtung; 1 a schematic representation of an electric machine in internal rotor design with an end-side interconnection device;

2 ein zum Zusammenwirken mit der Verschaltungseinrichtung ausgebildeter Spulen-Isolierkörper; 2 a coil insulator formed for cooperation with the interconnection device;

3 ein Ausschnitt einer mittels Laser-Verstemmen am Stator angeordneten Verschaltungseinrichtung in einer perspektivischen Darstellung. 3 a section of an arranged by means of laser caulking on the stator interconnection device in a perspective view.

1 zeigt schematisch eine elektrische Maschine 10, genauer eine permanenterregte elektrische Synchronmaschine in Innenläuferbauart, mit einem um eine Rotorwelle 12 drehbaren Rotor 14 und mit einem diesen radial außen umgebenden Stator 16. Der Rotor 14 umfasst einen topfförmigen Rotorträger 18, auf dessen zylindrischen Außenumfangsfläche ein lamelliertes Rotorblechpaket 20 angeordnet ist, welches eine Mehrzahl von am Umfang gegenseitig beabstandeten Permanentmagneten 22 trägt. 1 schematically shows an electric machine 10 More specifically, a permanent magnet synchronous electric machine of internal rotor type, with one around a rotor shaft 12 rotatable rotor 14 and with a radially outer surrounding stator 16 , The rotor 14 includes a cup-shaped rotor carrier 18 , on the cylindrical outer peripheral surface of a laminated rotor core 20 is arranged, which ge a plurality of circumferentially mutually spaced permanent magnets 22 wearing.

Der Stator 16 umfasst einen ringförmigen Statorträger 24, in dessen Zentralausnehmung ein ebenfalls aus Blechlamellen gebildetes kreisringförmiges Statorblechpaket 26 angeordnet ist. Der Statorträger 24 kann beispielsweise ein Außen- oder ein Zwischengehäuse der elektrischen Maschine 10 darstellen. Das Statorblechpaket 26 ist segmentiert ausgeführt und aus einer Mehrzahl von identischen, T-förmigen Statorsegmenten zusammengefügt, die von dem Statorträger 24 aufgenommen und zusammengehalten werden. Alternativ dazu kann das Statorblechpaket 26 auch in konventioneller Weise aus einer Stapelung von Ringblechlamellen bestehen.The stator 16 includes an annular stator support 24 , in whose central recess a likewise formed of sheet metal laminations annular Statorblechpaket 26 is arranged. The stator carrier 24 For example, an external or an intermediate housing of the electrical machine 10 represent. The stator core 26 is segmented and assembled from a plurality of identical, T-shaped stator segments joined together by the stator support 24 be recorded and held together. Alternatively, the stator lamination can 26 also consist in a conventional manner of a stack of ring laminations.

Unabhängig von dem konkreten Aufbau bildet das Statorblechpaket 26 ein an dem Statorträger 24 anliegendes ringförmig geschlossenes Statorjoch 30 mit davon nach radial innen gerichteten Zähnen 32 aus, welche zur Bildung der Statorwicklung in bekannter Weise mit Einzelspulen 36 bestückt sind. Die Spulenenden 36a, b der Einzelspulen 36 sind mittels einer in 1 nur schematisch dargestellten Verschaltungseinrichtung 38 verschaltet und mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Leistungselektronik verbunden, welche zum Betreiben der elektrischen Maschine 10 die Wicklung mit einem Strom variabler Phase und Amplitude beaufschlagen kann.Regardless of the concrete structure forms the stator lamination 26 a on the stator 24 fitting ring-shaped closed stator yoke 30 with radially inwardly directed teeth 32 from, which for forming the stator winding in a known manner with individual coils 36 are equipped. The coil ends 36a , b of the single coils 36 are by means of an in 1 only schematically illustrated interconnection device 38 interconnected and connected to a power electronics not shown graphically, which for operating the electric machine 10 the winding can act on a current of variable phase and amplitude.

Die Einzelspulen 36 werden vor der Montage des Stators 16 mit Hilfe von jeweils zwei, aus einem wärmebeständigen Kunststoff bestehenden Isolier- bzw. Wickelkörgern 40, 42 aus einem Leitermaterial, vorzugsweise Kupferdraht, um die Zähne 32 gewickelt und sind dort durch einen radial innen ausgebildeten, in 1 nicht sichtbaren Zahnkopf gegen Verrutschen gesichert.The single coils 36 be before mounting the stator 16 with the help of two, consisting of a heat-resistant plastic insulating or winding bodies 40 . 42 made of a conductor material, preferably copper wire, around the teeth 32 wrapped and there are formed by a radially inward, in 1 invisible tooth head secured against slipping.

Die Isolierkörper 40, 42 umfassen jeweils einen stirnseitig am Blechpaket 26 anliegenden Basisbereich 40a; 42a und zwei davon etwa rechtwinklig und am Stator 16 axial abragende Schenkel 40b, c; 42b, c, die den Wickelbereich in radialer Richtung begrenzen. Der in 2 dargestellte Isolierkörper 40 ist zur Anordnung der Verschaltungseinrichtung 38 im Bereich des radial inneren Schenkels 40b gegenüber dem Isolierkörper 42 modifiziert ausgeführt und umfasst insbesondere zwei am Stator 16 axial abstehende Führungsvorsprünge 40d, e mit einer Nut zur Führung der Spulenenden 36a, b bzw. -anschlüsse und umfasst weiter einen zwischen diesen ausgebildeten und dazu gleichgerichteten Axialvorsprung 40f, der, wie noch ausführlich erläutert, zur Herstellung einer unlösbaren Fügeverbindung mit dem Trägerelement dient.The insulator 40 . 42 each include a front side on the laminated core 26 adjacent base area 40a ; 42a and two of them roughly at right angles and at the stator 16 axially projecting legs 40b , c; 42b , c, which limit the winding area in the radial direction. The in 2 illustrated insulating body 40 is to the arrangement of the interconnection device 38 in the region of the radially inner leg 40b opposite the insulating body 42 modified and in particular comprises two on the stator 16 axially projecting guide projections 40d , e with a groove for guiding the coil ends 36a , b or terminals and further comprises a formed between them and rectified axial projection 40f which, as explained in more detail, is used to produce a non-releasable joint connection with the carrier element.

Die Spulen 36 sind elektrisch einzelnen Strängen zugeordnet und werden mittels der in 3 gezeigten Verschaltungseinrichtung 38 über gemeinsame Verbindungsleiter 52a–c in einer vorbestimmten Weise miteinander verschaltet. Im Ausführungsbeispiel sind diese Verbindungsleiter 52a–c als Bandleiter aus Kupfer ausgeführt und zu einem offenen Ring gebogen. Zur Verbindung mit den Spulenenden 36a, b weisen die Verbindungsleiter 52a–c gegenüber deren Grundkörper überhöhte, durch einen Umformprozess ausgebildete Anschlussbereiche auf, von denen lediglich ein Anschlussbereich 53b des radial mittleren Verbindungsleiters 52b dargestellt ist.The spools 36 are electrically associated with individual strands and by means of in 3 shown interconnection device 38 via common connection conductors 52a -C interconnected in a predetermined manner. In the exemplary embodiment, these connection conductors 52a -C designed as a copper strip conductor and bent into an open ring. For connection with the coil ends 36a , b show the connecting conductors 52a -C compared to the base body of elevated, formed by a forming process connection areas, of which only a connection area 53b the radially middle connecting conductor 52b is shown.

Die Verbindungsleiter 52a–c sind zu deren Anordnung am Stator 16 innerhalb eines aus Kunststoff ausgebildeten ringförmigen Trägerelements 56 aufgenommen, welches dazu auf der den Spulen 36 abgewandten Axialseite einen offenen Aufnahmeraum 55 aufweist, wie in 3 gezeigt.The connection ladder 52a C are for their arrangement on the stator 16 within an annular support member made of plastic 56 recorded, which in addition to the coils 36 remote axial side an open receiving space 55 has, as in 3 shown.

Zur Verschaltung der Spulenanschlüsse 36a, b wird das Trägerelement 56, gegebenenfalls mit den bereits darin eingelegten Verbindungsleitern 52a–c, wie schematisch in 1 gezeigt, am Stator 16 angeordnet. Dabei stützt sich das Trägerelement 56 in der Radialebene mit einem Zylinderwandbereich 56e an einer durch die Schenkel 40b der Isolierelemente 40 gebildeten gemeinsamen Innenumfangsfläche ab und liegt mit einem Radialwandbereich 56b an einer am Stator 16 ausgebildeten Anschlagfläche, insbesondere an der Stirnfläche bzw. -kante 40g (2) des Schenkels 40 an.For interconnecting the coil connections 36a , b becomes the carrier element 56 , optionally with the already inserted in this connection conductors 52a -C, as shown schematically in FIG 1 shown on the stator 16 arranged. In this case, the support element is supported 56 in the radial plane with a cylinder wall area 56e at one by the thighs 40b the insulating elements 40 formed common inner peripheral surface and lies with a radial wall area 56b at one on the stator 16 trained stop surface, in particular on the end face or edge 40g ( 2 ) of the thigh 40 at.

In 3 ist erkennbar, dass der Aufnahmeraum 55 des Trägerelements 56 durch einen gestuften Boden 56a, b mit senkrecht davon abstehenden Seitenwandungen 56c, d, e begrenzt ist und durch innere Trennstege 56f, g zur gegenseitig isolierten Anordnung der Verbindungsleiter 52a–c eine mehrfach unterteilte Verbindungsleiterkammer 55a ausbildet, an die sich axial unmittelbar ein Verschaltungsbereich zur Verschaltung der Spulenenden 36a, b mit den Verbindungsleitern 52a–c anschließt. Es ist weiter erkennbar, dass die Seitenwandungen 56c, d die Trennstege 56f, g und den Wandbereich 56e überragen. Des Weiteren sind im Trägerelement 56 an den Austrittspositionen der Spulenenden 36a, b zur Vermeidung von Kurzschlüssen gegenüber den Verbindungsleitern 52a–c lokale Überhöhungen 56l ausgebildet, welche wie als Auflage der Spulenenden 36a, b dienen.In 3 is recognizable that the recording room 55 the carrier element 56 through a stepped floor 56a , b with vertical sidewalls 56c , d, e is limited and by internal dividers 56f , g for mutually insulated arrangement of the connecting conductors 52a -C a multiply partitioned interconnect chamber 55a forms, at the axially directly an interconnection area for interconnecting the coil ends 36a , b with the connecting conductors 52a -C connects. It is further evident that the side walls 56c , d the dividers 56f , g and the wall area 56e overtop. Furthermore, in the carrier element 56 at the exit positions of the coil ends 36a , b to avoid short circuits with respect to the connecting conductors 52a -C local elevations 56l formed, which as a support of the coil ends 36a serve b.

Es ist in 3 noch weiter erkennbar, dass sich das Trägerelement 56 mit den Verbindungsleitern 52a–c unmittelbar axial benachbart zu den Austrittsbereichen der Spulenanschlüsse 36a, b aus den Führungsvorsprüngen 40d, e der Spulen 36 befindet und diese radial überdeckt.It is in 3 still further recognizable that the carrier element 56 with the connecting conductors 52a C directly axially adjacent to the exit regions of the coil terminals 36a , b from the guide tabs 40d , e of the coils 36 is located and this covers radially.

Das Trägerelement 56 ist in Umfangsrichtung so ausgerichtet, dass die Führungsvorsprünge 40d, e der Spulen 36 jeweils paarweise in dazu korrespondierende in dem Radialwandbereich 56b vorgesehene Ausnehmungen 56x eingreifen. Gleichzeitig greifen in den Radialwandbereich 56b auch die Haltevorsprünge 40f in entsprechende Ausnehmungen 56y ein. In dieser Lage kann bei einer noch nicht optimalen bzw. fehlerhaften Positionierung eine Korrektur durch leichtes Verdrehen des Trägerelementes 56 erfolgen, wozu die Ausnehmungen 56x, y spielbehaftet ausgeführt sind.The carrier element 56 is aligned in the circumferential direction so that the guide projections 40d , e of the coils 36 in pairs corresponding thereto in the radial wall area 56b provided recesses 56x intervention. At the same time reach into the radial wall area 56b also the retaining projections 40f in corresponding recesses 56y one. In this situation, with a not yet optimal or incorrect positioning correction by slight rotation of the support element 56 take what the recesses 56x , y are run with play.

Zur Sicherung der Axial- und Umfangslage des Trägerelements 56 wird dieses mittels eines Laser-Stemmverfahrens am Stator 16 festgelegt. Dazu sind die Wickel- bzw. Isolierkörper 40 mit den Axialvorsprüngen 40f aus einem Kunststoff hergestellt, welcher die angewandte Laserstrahlung z. B. eines Nd:YAG-, eines CO₂- oder eines Diodenlasers zu einem beträchtlichen Anteil absorbieren kann. Als Nietkopf kommt eine Kunststoffscheibe 40g aus einem für die angewandte Laserstrahlung im Wesentlichen transparenten Material zum Einsatz, welche zunächst lose auf den Axialvorsprung 40f aufgelegt wird. Zur Herstellung der Fügeverbindung wird über die Kunststoffscheibe 40g eine Laserstrahlung eingekoppelt, die diese zunächst relativ verlustfrei durchdringt, um anschließend am freien Endbereich des Axialvorsprungs 40f absorbiert zu werden, so dass dieser gemeinsam mit dem angrenzenden Bereich des Nietkop fes 40g über dessen Plastifizierungstemperatur erhitzt wird und sich mit dem Nietkopf 40g stoffschlüssig verbinden kann. Durch die Einwirkung eines Stempels wird der vorzugsweise leicht überstehende Nietkopf 40g in Richtung des Wandabschnittes 56b verlagert, wobei der Axialvorsprung 40f plastisch verformt wird und wobei im Ergebnis die Ausnehmung 56y radial von dem Kunststoffnietkopf überdeckt wird.To secure the axial and circumferential position of the support element 56 this is done by means of a laser Stemmverfahrens on the stator 16 established. These are the winding or insulating body 40 with the axial projections 40f made of a plastic, which the applied laser radiation z. B. a Nd: YAG, a CO ₂ - or a diode laser can absorb to a considerable extent. As Nietkopf comes a plastic disc 40g from a material that is substantially transparent to the applied laser radiation, which is initially loose on the axial projection 40f is hung up. To make the joint connection is on the plastic disc 40g coupled a laser radiation, which initially penetrates relatively lossless, then at the free end portion of the axial projection 40f be absorbed, so that this together with the adjacent area of the Nietkop fes 40g is heated above the plasticizing temperature and with the rivet head 40g can connect cohesively. By the action of a punch is preferably slightly protruding rivet head 40g in the direction of the wall section 56b shifted, the axial projection 40f plastically deformed and as a result the recess 56y is radially covered by the Kunststoffnietkopf.

Nach der Herstellung der Fügeverbindung erfolgt die Verschaltung des Stators 16, wobei jeweils zwei Spulenenden 36a, b von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Spulen 36 mit jweils einem der Verbindungsleiter 52a–c durch Löten oder Schweißen elektrisch verbunden werden. Es ist jedoch auch möglich, die Verschaltung vor dem Herstellung der Fügeverbindung vorzunehmen.After the production of the joint connection, the interconnection of the stator takes place 16 , each with two coil ends 36a , b of two immediately adjacent coils 36 with each one of the connecting conductors 52a -C are electrically connected by soldering or welding. However, it is also possible to make the interconnection prior to the production of the joint connection.

Zum Schutz der innerhalb des Aufnahmeraums 55 angeordneten Elemente vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Korrosionserscheinungen und gleichfalls zur Erhöhung der Stabilität der Verschaltungseinrichtung 38 wird der Aufnahmeraum 55 nach erfolgter Verschaltung komplett mit einem Dichtmittel, beispielsweise mit einem Harz oder Silikon vergossen. Alternativ dazu kann der Aufnahmeraum 55 auch mit einem Deckel verschlossen werden.To protect the inside of the recording room 55 arranged elements from external influences, especially against corrosion and also to increase the stability of the interconnection device 38 becomes the recording room 55 completely cast with a sealant, for example with a resin or silicone after the interconnection. Alternatively, the recording room 55 also be closed with a lid.

Die Spulenanschlüsse werden im Beispiel unmittelbar durch die Wicklungsenden 36a, b der Spulen 36 gebildet. Alternativ können die Wicklungsenden auch am Isolierkörper 40 zugentlastet festgelegt und dort mit Anschlusspins versehen werden, die dann zur Verschaltung mit den Verbindungsleitern 52a–c in den Aufnahmeraum 55a des Trägerelements 55 eingeführt werden. Anstelle der dargestellten radialen Staffelung der Verbindungsleiter 52a–c können diese auch axial gestaffelt zum Stator 16 angeordnet sein, wobei die weiteren Elemente, sofern diese erforderlich sind, entsprechend angepasst werden. Auch ist die spezielle Bauart der elektrischen Maschine hinsichtlich der prinzipiellen Ausführung der Stator-Verschaltungseinrichtung 38 unerheblich; es kann sich also beispielsweise auch um eine elektrische Maschine in Außenläuferbauart handeln.The coil terminals are in the example directly through the coil ends 36a , b of the coils 36 educated. Alternatively, the coil ends can also be on the insulating body 40 tension-relieved and provided there with connection pins, which then to interconnection with the connecting conductors 52a -C in the recording room 55a the carrier element 55 be introduced. Instead of the illustrated radial staggering of the connecting conductor 52a These can also be staggered axially to the stator 16 be arranged, the other elements, if necessary, be adjusted accordingly. Also, the special design of the electrical machine in terms of the basic design of the stator interconnection device 38 unimportant; For example, it may also be an external-type electric machine.

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elektrische Maschineelectrical machine

1212

Rotorwellerotor shaft

1414

Rotorrotor

1616

Statorstator

1818

Rotorträgerrotorarm

2020

RotorblechpaketLaminated core

2222

Permanentmagnetpermanent magnet

2424

Statorträgerstator

2626

Statorblechpaketstator lamination

3030

Statorjochstator yoke

3232

Statorzahnstator tooth

3636

SpuleKitchen sink

36a, b36a, b

Spulenendecoil end

3838

VerschaltungseinrichtungConnecting device

40, 4240 42

Isolierkörperinsulator

40g40g

Stirnflächeface

40a; 42a40a; 42a

Basisbereichbase region

40b, c40b, c

Schenkelleg

40f40f

Axialvorsprungaxial projection

40g40g

Kunststoffscheibe/NietkopfPlastic disc / rivet head

42b, c42b, c

Schenkelleg

52a–c52a-c

Verbindungsleiterconnecting conductors

53a–c53a-c

Anschlussbereichterminal area

5555

Aufnahmeraumaccommodation space

55a55a

VerbindungsleiterkammerConnecting conductors chamber

5656

Trägerelementsupport element

56a, b56a, b

Bodenground

56c, d, e56c, d, e

Seitenwandungsidewall

56f, g56f, G

Trennstegdivider

56l56l

Überhöhungcamber

56x, y56x, y

Ausnehmungrecess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - EP 1184957 B1 [0002, 0010] - EP 1184957 B1 [0002, 0010]
• - DE 102005000160 B4 [0012] - DE 102005000160 B4 [0012]

Claims (7)

Stator (16) für eine elektrische Maschine (10) umfassend – ein ringförmiges Statorjoch (30) mit einer Mehrzahl davon radial abragender Statorzähne (32), – Spulen (36), die mittels Isolierkörpern (40) an den Statorzähnen (32) angeordnet sind, wobei die Isolierkörper (40) zumindest einen bezüglich des Stators (16) axial abragenden Schenkel (40b) aufweisen, – ein an den Schenkeln (40b) befestigtes Trägerelement (56) mit dort angeordneten Verbindungsleitern (52a–c), welche in einer vorbestimmten Weise mit Anschlüssen (36a, b) der Spulen (36) elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (56) in der Radialebene mit einem Zylinderwandbereich (56e) an einer durch die Schenkel (40b) der Isolierkörper (40) gebildeten gemeinsamen Innen- oder Außenumfangsfläche festgelegt ist und mit einem Radialwandbereich (56b) an einer am Stator (16) ausgebildeten Anschlagfläche (40g) anliegt und dass das Trägerelement (56) mittels einer unlösbaren Fügeverbindung an den Schenkeln (40b) der Isolierkörper (40) lagegesichert ist.Stator ( 16 ) for an electric machine ( 10 ) - an annular stator yoke ( 30 ) with a plurality of radially projecting stator teeth ( 32 ), - Do the washing up ( 36 ), by means of insulating bodies ( 40 ) on the stator teeth ( 32 ) are arranged, wherein the insulating body ( 40 ) at least one with respect to the stator ( 16 ) axially projecting legs ( 40b ), - one on the thighs ( 40b ) fixed support element ( 56 ) with there arranged connecting conductors ( 52a C) which in a predetermined manner with terminals ( 36a , b) the coils ( 36 ) are electrically connected, characterized in that the carrier element ( 56 ) in the radial plane with a cylinder wall region ( 56e ) at one through the legs ( 40b ) of the insulating body ( 40 ) defined common inner or outer peripheral surface and with a radial wall area ( 56b ) on one of the stator ( 16 ) formed stop surface ( 40g ) and that the carrier element ( 56 ) by means of a permanent joint on the legs ( 40b ) of the insulating body ( 40 ) is secured. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkörper (40) und das Trägerelement (56) als Kunststoffteile gefertigt sind und dass die Isolierkörper (40) bezüglich des Stators (16) Axialvorsprünge (40f) aufweisen, welche durch Ausnehmungen (56y) des Radialwandbereichs (56b) des Trägerelements (56) hindurchgreifen und dass die Fügeverbindung als Stemmverbindung ausgeführt ist.Stator according to claim 1, characterized in that the insulating body ( 40 ) and the carrier element ( 56 ) are manufactured as plastic parts and that the insulating body ( 40 ) with respect to the stator ( 16 ) Axial projections ( 40f ), which by recesses ( 56y ) of the radial wall area ( 56b ) of the carrier element ( 56 ) and that the joint connection is designed as a caulking. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stemmverbindung als Laser-Stemmverbindung ausgeführt ist, wobei die Axialvorsprünge (40f) stoffschlüssig mit einem die Ausnehmungen (56y) radial überdeckenden Kunststoffnietkopf (40g) verbunden sind.Stator according to Claim 1 or 2, characterized in that the caulking connection is designed as a laser caulking connection, wherein the axial projections ( 40f ) cohesively with a the recesses ( 56y ) radially overlapping Kunststoffnietkopf ( 40g ) are connected. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (56) als einseitig offenes, einen Aufnahmeraum (55) begrenzendes Profil ausgeführt ist.Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier element ( 56 ) as a unilaterally open, a receiving space ( 55 ) limiting profile is executed. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (40b) der Isolierkörper (40) bezüglich des Stators (16) axiale Führungsvorsprünge (40d, e) für die Spulenanschlüsse (36a, b) aufweisen und dass in dem Radialwandbereich (56b) des Trägerelementes (56) zu den Führungsvorsprüngen (40d, e) korrespondierende Ausnehmungen (56x) ausgebildet sind, in welche die Führungsvorsprünge (40d, e) eingreifen und durch welche die Spulenanschlüsse (36a, b) in den Aufnahmeraum (55) des Trägerelementes (56) eingeführt sind.Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the legs ( 40b ) of the insulating body ( 40 ) with respect to the stator ( 16 ) axial guide projections ( 40d , e) for the coil terminals ( 36a , b) and that in the radial wall region ( 56b ) of the carrier element ( 56 ) to the guide projections ( 40d , e) corresponding recesses ( 56x ) are formed, in which the guide projections ( 40d , e) engage and through which the coil terminals ( 36a , b) in the reception room ( 55 ) of the carrier element ( 56 ) are introduced. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiter (52a–c) im Wesentlichen innerhalb der axialen Erstreckung der Spulen (36) am Stator (16) positioniert sind.Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting conductors ( 52a C) substantially within the axial extent of the coils ( 36 ) on the stator ( 16 ) are positioned. Stator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (55) des Trägerelements (56) mit einem Dichtmittel vergossen oder mit einem Deckel verschlossen ist.Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving space ( 55 ) of the carrier element ( 56 ) is sealed with a sealant or closed with a lid.