DE102020129057A1 - stator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für eine elektrische Maschine (19), mit einer Wicklung (2) umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern (3), die untereinander verschaltet sind, wobei Enden zumindest eines Teils der Leiter (3) axial oder radial über die Wicklung (2) hervorstehen, wobei ein Verschaltungsring (28) mit wenigstens einem Trägerring (7), an welchem wenigstens eine Stromschiene (29) angeordnet ist, axial auf die Wicklung (2) aufgesetzt ist, an welchem die Leiter (3), insbesondere mittels Schweiß- oder Lötverbindungen angeschlossen sind, wobei der Stator (1) einen Statorträger (20) aufweist, in welchem der Stator (1) zumindest abschnittsweise aufgenommen ist und mittels dessen Drehmoment des Stators (1) auf ein Maschinengehäuse (21) der elektrischen Maschine (19) übertragbar ist, wobei der Trägerring (7) mittels einer Verbindung (22) an dem Statorträger (20) angeordnet ist, und die Verbindung (22) in Axialrichtung verlaufende und in Radialrichtung federelastisch angelenkte Ringabschnitte (23) aufweist, deren freie Enden (25) erste Reib- und/oder Formschlussmittel (24) aufweisen, welche mit wenigstens einem zweiten Reib- und/oder Formschlussmittel (26) eine axial sichernde und/oder radial sichernde und/oder in Umfangsrichtung sichernde Verbindung (22) ausbilden.The invention relates to a stator (1) for an electrical machine (19), with a winding (2) comprising a plurality of conductors (3) assigned to one or more phases, which are interconnected, the ends of at least some of the conductors (3 ) protrude axially or radially beyond the winding (2), with an interconnection ring (28) with at least one support ring (7) on which at least one busbar (29) is arranged being placed axially on the winding (2), on which the conductors (3), in particular by means of welded or soldered connections, the stator (1) having a stator support (20) in which the stator (1) is accommodated at least in sections and by means of which the torque of the stator (1) is applied to a machine housing (21) of the electrical machine (19) can be transmitted, the carrier ring (7) being arranged on the stator carrier (20) by means of a connection (22), and the connection (22) extending in the axial direction and in the radial direction direction has resiliently articulated ring sections (23), the free ends (25) of which have first friction and/or form-fitting means (24), which, with at least one second friction and/or form-fitting means (26), have an axially securing and/or radially securing and /or form a connection (22) that secures in the circumferential direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Wicklung umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern, die untereinander verschaltet sind, wobei Enden zumindest eines Teils der Leiter axial oder radial über die Wicklung hervorstehen, wobei ein Verschaltungsring mit wenigstens einem Trägerring, an welchem wenigstens eine Stromschiene angeordnet ist, axial auf die Wicklung aufgesetzt ist, an welchem die Leiter, insbesondere mittels Schweiß- oder Lötverbindungen angeschlossen sind, wobei der Stator einen Statorträger aufweist, in welchem der Stator zumindest abschnittsweise aufgenommen ist und mittels dessen Drehmoment des Stators auf ein Maschinengehäuse der elektrischen Maschine übertragbar ist.The present invention relates to a stator for an electrical machine, with a winding comprising a plurality of conductors assigned to one or more phases, which are interconnected, with the ends of at least some of the conductors protruding axially or radially beyond the winding, with an interconnection ring having at least a carrier ring, on which at least one busbar is arranged, is placed axially on the winding, to which the conductors are connected, in particular by means of welded or soldered connections, the stator having a stator carrier in which the stator is accommodated at least in sections and by means of which Torque of the stator can be transmitted to a machine housing of the electric machine.

In vielen industriellen Anwendungen - und zunehmend auch in der Automobilindustrie - werden permanenterregte Synchronmaschinen (PSM) eingesetzt. Eine solche PSM Maschine besteht aus einem zu bestromenden Stator und einen permanenterregten Rotor.In many industrial applications - and increasingly also in the automotive industry - permanent magnet synchronous machines (PSM) are used. Such a PSM machine consists of a stator to be energized and a permanently excited rotor.

Bei einer derartigen elektrischen Maschine kann die Verschaltung der einzelnen, um den Umfang verteilten Wicklungen beispielsweise über einen Verschaltungsring oder mehrere Verschaltungsringe erfolgen. Hierbei können üblicherweise aus Kupfer bestehende Stromschienen an oder in einem gemeinsamen oder separaten Trägerringen aus Kunststoff angeordnet sein. Gelegentlich wurden diese Art von Verschaltungsringen auch als Schaltringe oder Kontaktbrücken bezeichnet. Derartige Verschaltungsringe werden in der Regel axial auf das Wicklungspaket aufgesetzt.In such an electrical machine, the individual windings distributed around the circumference can be connected, for example, via a connection ring or a plurality of connection rings. In this case, busbars usually made of copper can be arranged on or in a common or separate carrier ring made of plastic. Occasionally, this type of interconnection rings were also referred to as switching rings or contact bridges. Such interconnection rings are generally placed axially onto the winding stack.

DE102008007409A1 beschreibt beispielsweise einen dreiteiligen Schaltring für einen Stator, wobei drei Stromschienen sowie ein Sternpunktring in einer Ebene flächig nebeneinander liegend in einem Trägerring aus einem temperaturbeständigen Kunststoff angeordnet sind. Die Kontaktstellen der Stromschienen sowie des Sternpunktrings ragen aus dem Trägerring heraus und sind mit den Drahtenden der Teilwicklungen des Stators verbunden. Dabei bedarf es einer hohen Positionierungsgenauigkeit, genauen Einzelteiltoleranzen und mehrerer Schweiß- und Verbindungsstellen. DE102008007409A1 describes, for example, a three-part switching ring for a stator, with three busbars and a star point ring being arranged in one plane lying flat next to one another in a carrier ring made of a temperature-resistant plastic. The contact points of the busbars and the star point ring protrude from the carrier ring and are connected to the wire ends of the partial windings of the stator. This requires a high level of positioning accuracy, precise individual part tolerances and multiple welding and connection points.

Der oben genannte Aufbau eines Verschaltungsrings wird üblicherweise auf den Statorträger mit den darin enthaltenen Statorzähnen verbunden. Nach dem Stand der Technik, wird dieser axial auf den Statorträger inkl. der Einzelzähne gelegt. Die Fixierung erfolgt durch die Verschweißung der einzelnen Phasen und Sternpunkte mit dem Verschaltungsring selbst. Durch diese Schweißstellen wird eine axiale Fixierung erreicht, die allerdings auch die ganze Belastung durch entstehende Vibrationen im Fahrzeug, aber auch Toleranzen ausgleichen muss. Daher kann es bei Dauerbelastung zu vibrationsbedingten Materialversagen insbesondere an den Schweißstellen kommen, so dass die elektrische Maschine vollständig ausfallen kann.The above construction of a connection ring is usually connected to the stator support with the stator teeth contained therein. According to the state of the art, this is placed axially on the stator carrier including the individual teeth. The fixation takes place by welding the individual phases and star points with the interconnection ring itself. These welds achieve an axial fixation, which, however, also has to compensate for the entire load caused by vibrations occurring in the vehicle, but also for tolerances. Therefore, permanent stress can lead to vibration-related material failure, particularly at the welds, so that the electrical machine can fail completely.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektrische Maschine bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Standzeiten im vibrationsbehafteten Betrieb verbessert ist.The object of the present invention is therefore to provide an electrical machine which is improved in terms of its service life in vibration-prone operation.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Wicklung umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern, die untereinander verschaltet sind, wobei Enden zumindest eines Teils der Leiter axial oder radial über die Wicklung hervorstehen, wobei ein Verschaltungsring mit wenigstens einem Trägerring, an welchem wenigstens eine Stromschiene angeordnet ist, axial auf die Wicklung aufgesetzt ist, an welchem die Leiter, insbesondere mittels Schweiß- oder Lötverbindungen angeschlossen sind, wobei der Stator einen Statorträger aufweist, in welchem der Stator zumindest abschnittsweise aufgenommen ist und mittels dessen Drehmoment des Stators auf ein Maschinengehäuse der elektrischen Maschine übertragbar ist, wobei der Trägerring mittels einer Verbindung an dem Statorträger angeordnet ist, und die Verbindung in Axialrichtung verlaufende und in Radialrichtung federelastisch angelenkte Ringabschnitte aufweist, deren freie Enden erste Reib- und/oder Formschlussmittel aufweisen, welche mit wenigstens einem zweiten Reib- und/oder Formschlussmittel eine axial sichernde und/oder radial sichernde und/oder in Umfangsrichtung sichernde Verbindung ausbilden.This object is achieved by a stator for an electrical machine, with a winding comprising a plurality of conductors assigned to one or more phases, which are interconnected, the ends of at least some of the conductors protruding axially or radially beyond the winding, with an interconnection ring having at least one carrier ring, on which at least one conductor rail is arranged, is placed axially on the winding, to which the conductors are connected, in particular by means of welded or soldered connections, the stator having a stator carrier in which the stator is accommodated at least in sections and by means of whose torque of the stator can be transmitted to a machine housing of the electrical machine, the carrier ring being arranged on the stator carrier by means of a connection, and the connection having ring sections running in the axial direction and resiliently articulated in the radial direction, the free ends of which have first R have friction and/or form-fitting means, which form an axially-securing and/or radially-securing and/or circumferentially-securing connection with at least one second friction and/or form-fitting means.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass zwischen dem Statorträger und dem Trägerring eine formschlüssige oder und reibschlüssige Verbindung entsteht, welche Belastungen aus Vibrationen, Schwingungen und Toleranzen aus der Montage und/oder dem Fertigungsprozess aufnehmen kann. Insbesondere die an dem Trägerring angeordneten Stromschienen werden so von den Belastungen aus beispielsweise Vibrationen, Schwingungen und Toleranzen aus Montage und/oder Fertigungsprozess zumindest teilweise entkoppelt.This achieves the advantage that a form-fitting or friction-fitting connection is created between the stator carrier and the carrier ring, which connection can absorb loads from vibrations, oscillations and tolerances from the assembly and/or the manufacturing process. In particular, the busbars arranged on the carrier ring are thus at least partially decoupled from the loads from, for example, vibrations, oscillations and tolerances from the assembly and/or manufacturing process.

Ferner ist durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elektrischen Maschine eine Zugentlastung für Schweißstellen Stromschiene und Leiter geschaffen. Ferner führen die Formschlussmittel zu einer einfachen Montage sowie Zentrierung des Trägerrings an dem Statorträger.Furthermore, the design of the electric machine according to the invention provides strain relief for welding points of the busbar and conductor. Furthermore, the form-fitting means lead to simple assembly and centering of the support ring on the stator support.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter in the The order in which they are mentioned in the set of claims is explained and particularly preferred embodiments of the subject matter of the invention are described below.

Elektrische Maschinen dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil.Electrical machines are used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally include a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or runner and arranged movably relative to the stationary part.

Im Falle von als Rotationsmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, den Stator für eine Radialflussmaschine vorzusehen.In the case of electrical machines designed as rotary machines, a distinction is made in particular between radial flux machines and axial flux machines. A radial flux machine is characterized in that the magnetic field lines extend in the radial direction in the air gap formed between rotor and stator, while in the case of an axial flux machine the magnetic field lines extend in the axial direction in the air gap formed between rotor and stator. In connection with the present invention, it is preferable to provide the stator for a radial flux machine.

Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.The electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or all-electric motor vehicle. In particular, the electrical machine is dimensioned in such a way that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. Furthermore, it is preferred that the electrical machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.

Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine zumindest abschnittsweise. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt werden und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren Einflüssen.The motor housing encloses the electrical machine at least in sections. A motor housing can also accommodate the control and power electronics. The motor housing can also be part of a cooling system for the electric machine and can be designed in such a way that cooling fluid can be supplied to the electric machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces. In addition, the motor housing protects the electrical machine and any electronics that may be present from external influences.

Ein Motorgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden.A motor housing can be formed in particular from a metallic material. Advantageously, the motor housing can be formed from a cast metal material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the motor housing entirely or partially from a plastic.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Stator innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist.In connection with the present invention it is preferred that the stator is arranged inside the motor housing.

Der Stator einer Radialflussmaschine kann insbesondere zylindrisch aufgebaut sein und aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen bestehen. Durch diesen Aufbau werden die durch das Statorfeld verursachten Wirbelströme im Stator geringgehalten. Über den Umfang verteilt können in das Elektroblech parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Nuten oder umfänglich geschlossene Ausnehmungen eingelassen sein, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin können die Nuten mit Verschlusselementen, wie Verschlusskeilen oder Deckeln oder dergleichen verschlossen sein, um ein Herauslösen der Statorwicklung zu verhindern.The stator of a radial flow machine can, in particular, be constructed cylindrically and consist of electrical laminations which are electrically insulated from one another and are constructed in layers and packaged to form laminated cores. This structure keeps the eddy currents in the stator caused by the stator field low. Distributed over the circumference, grooves or circumferentially closed recesses can be let into the electrical lamination running parallel to the rotor shaft, which receive the stator winding or parts of the stator winding. Depending on the construction towards the surface, the slots can be closed with locking elements such as locking wedges or covers or the like in order to prevent the stator winding from being detached.

Ein Trägerring kann eine oder mehrere Stromschienen aufnehmen und insbesondere zueinander beabstandet und elektrisch isolierend anordnen.A carrier ring can accommodate one or more busbars and, in particular, can be arranged at a distance from one another and in an electrically insulating manner.

Bevorzugt weist ein Trägerring eine kreisringförmige Grundform mit mehreren kreisringförmig und konzentrisch angeordneten Aufnahmen, wie beispielsweise Nuten, auf, in denen die entsprechenden Stromschienen angeordnet sind. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Ringnuten eine im Querschnitt U-förmige Kontur aufweisen. Bevorzugt ist ein Trägerring aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Grundsätzlich ist es denkbar, einen Trägerring einteilig oder mehrteilig auszubilden.A carrier ring preferably has a circular ring-shaped basic shape with a plurality of circular ring-shaped and concentrically arranged receptacles, such as grooves, in which the corresponding busbars are arranged. In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the annular grooves have a contour that is U-shaped in cross section. A carrier ring is preferably made of a plastic material. In principle, it is conceivable for a support ring to be designed in one piece or in multiple pieces.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Stromschienen aus Kupfer geformt sind und eine kreisringsegmentartige Grundform mit einem bevorzugt rechteckigen Querschnitt aufweisen. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Leiter aus Kupfer geformt sind.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the busbars are formed from copper and have a basic shape like a segment of a circular ring with a preferably rectangular cross section. According to a further particularly preferred embodiment of the invention, provision can be made for the conductors to be formed from copper.

Der Stator weist einen Statorträger auf, in welchem der Stator zumindest abschnittsweise aufgenommen ist und mittels dessen Drehmoment des Stators auf ein Maschinengehäuse der elektrischen Maschine übertragbar ist. Die Grundfunktionen des Statorträgers in einer elektrischen Maschine bestehen im Tragen des Stators selbst sowie die Übertragung des Drehmoments der elektrischen Maschine vom Stator in das Motorgehäuse der elektrischen Maschine. Die Übertragung des Drehmoments von dem Statorträger auf das Motorgehäuse kann beispielsweise mittels durch Befestigungslaschen am Statorträger realisiert sein, welche als gezogene Blechteile ausgebildet sein können. Ferner ist es denkbar, dass der Statorträger mittels Spannpratzen, d.h. Brackets, axial vorgespannt sein kann. Des Weiteren kann eine Momentübertragung beispielsweise auch mittels eines Nut-Feder-Systems und zusätzlicher axialer Vorspannung über Spannpratzen erfolgen.The stator has a stator carrier, in which the stator is accommodated at least in sections and by means of which the torque of the stator can be transmitted to a machine housing of the electrical machine. The basic functions of the stator support in an electrical machine consist of supporting the stator itself and the transmission Transmission of the torque of the electric machine from the stator into the motor housing of the electric machine. The torque can be transmitted from the stator carrier to the motor housing, for example, by means of fastening lugs on the stator carrier, which can be designed as drawn sheet metal parts. Furthermore, it is conceivable that the stator carrier can be axially pretensioned by means of clamping claws, ie brackets. Furthermore, torque can also be transmitted, for example, by means of a tongue and groove system and additional axial prestressing via clamping claws.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ringabschnitte an dem Trägerring und das wenigstens eine zweite Reib- und/oder Formschlussmittel an dem Statorträger ausgebildet sind. Es kann gemäß einer hierzu alternativen Ausgestaltung auch vorgesehen sein, dass die Ringabschnitte an dem Statorträger und das wenigstens eine zweite Reib- und/oder Formschlussmittel an dem Trägerring ausgebildet sind.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the ring sections are formed on the carrier ring and the at least one second friction and/or form-fitting means are formed on the stator carrier. According to an alternative configuration, it can also be provided that the ring sections are formed on the stator carrier and the at least one second friction and/or form-fitting means are formed on the carrier ring.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die ersten Formschlussmittel und das wenigstens eine zweite Formschlussmittel eine Schnapp-Rast-Verbindung ausbilden, wodurch eine einfache Montage des Trägerrings ermöglicht wird.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the first form-fitting means and the at least one second form-fitting means form a snap-lock connection, as a result of which simple assembly of the carrier ring is made possible.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Ringabschnitte an dem Trägerring radial innen an dem Statorträger anliegen, so dass eine besonders kompakte Bauform der elektrischen Maschine realisierbar ist.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the ring sections on the carrier ring rest radially on the inside of the stator carrier, so that a particularly compact design of the electrical machine can be implemented.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Statorträger eine Rampe aufweist, über welche die freien Enden der Ringabschnitte beim axialen Aufstecken des Verschaltungsrings auf den Statorträger radial nach Innen ausgelenkt werden. Hierdurch kann die Montagefreundlichkeit des Trägerrings weiter verbessert werden.Furthermore, the invention can also be further developed such that the stator carrier has a ramp via which the free ends of the ring sections are deflected radially inwards when the interconnection ring is pushed onto the stator carrier axially. As a result, the ease of assembly of the carrier ring can be further improved.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Ringabschnitte äquidistant über den Umfang des Verschaltungsrings und/oder des Statorträgers angeordnet sind, wodurch eine besonders vorteilhafte Vibrationsentkopplung zwischen dem Statorträger und dem Verschaltungsring realisierbar ist.In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the ring sections are arranged equidistantly over the circumference of the interconnection ring and/or the stator carrier, as a result of which a particularly advantageous vibration decoupling between the stator carrier and the interconnection ring can be implemented.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Trägerring aus einem Kunststoff geformt ist und die Ringabschnitte und/oder das wenigstens eine zweite Reib- und/oder Formschlussmittel monolithisch mit dem Trägerring ausgebildet sind, so dass ein besonders kostengünstig gefertigter Trägerring bereitgestellt werden kann.It can also be advantageous to further develop the invention in such a way that the carrier ring is formed from a plastic and the ring sections and/or the at least one second friction and/or form-fitting means are formed monolithically with the carrier ring, so that a particularly inexpensively manufactured carrier ring is provided can be.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der Trägerring wenigstens drei konzentrisch verlaufende Ringnuten aufweist, in denen jeweils eine Stromschiene angeordnet ist. Hierdurch ist der Trägerring insbesondere für eine 3-phasige Ansteuerung der elektrischen Maschine geeignet.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the support ring has at least three concentric annular grooves, in each of which a busbar is arranged. As a result, the carrier ring is particularly suitable for a 3-phase control of the electrical machine.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea.

Es zeigen:

• 1 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer elektrischen Maschine,
• 2 eine Detailansicht des Trägerrings der elektrischen Maschine in einer Querschnittsansicht, und
• 3 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer elektrischen Maschine mit einem zu montierenden Trägerring.

Show it:

• 1 a perspective cross-sectional view of a detail of an electrical machine,
• 2 a detailed view of the carrier ring of the electrical machine in a cross-sectional view, and
• 3 a perspective cross-sectional view of a detail of an electrical machine with a support ring to be mounted.

Die 1 sowie die 3 zeigen einen Stator 1 für eine elektrische Maschine 19, mit einer Wicklung 2 umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern 3, die untereinander verschaltet sind, wobei Enden zumindest eines Teils der Leiter 3 axial oder radial über die Wicklung 2 hervorstehen. In der 1 ist der Trägerring 7 in einer am Statorträger 20 fixierten Bausituation gezeigt, während in der 3 eine Montagesituation zeigt, in der der Trägerring 7 auf dem Statorträger 20 aufgesetzt aber noch nicht fixiert ist.the 1 as well as the 3 show a stator 1 for an electrical machine 19, with a winding 2 comprising a plurality of conductors 3 assigned to one or more phases, which are interconnected, the ends of at least some of the conductors 3 protruding axially or radially beyond the winding 2. In the 1 the support ring 7 is shown in a construction situation fixed to the stator support 20, while in FIG 3 shows an assembly situation in which the support ring 7 is placed on the stator support 20 but not yet fixed.

Der Stator 1 weist den Statorträger 20 auf, in welchem der Stator 1 zumindest abschnittsweise aufgenommen ist und mittels dessen Drehmoment des Stators 1 auf ein Maschinengehäuse der elektrischen Maschine übertragbar ist.The stator 1 has the stator carrier 20, in which the stator 1 is accommodated at least in sections and by means of which the torque of the stator 1 can be transmitted to a machine housing of the electrical machine.

Ebenfalls zu erkennen ist, dass ein Leiter 3 auf die Phase bzw. Stromschiene 29 des Verschaltungsrings 28 führt, wo dieser mittels einer Schweiß- oder Lötverbindung an der Stromschiene stoffschlüssig fixiert ist. Der Verschaltungsring 28 mit dem Trägerring 7 ist axial auf die Wicklung 2 aufgesetzt. Der Trägerring 7 ist aus einem Kunststoff geformt und besitzt in der gezeigten Ausgestaltung vier konzentrisch und radial beabstandete sowie in einer Radialebene verlaufende Ringnuten, in denen jeweils eine Stromschiene 29 angeordnet ist.It can also be seen that a conductor 3 leads to the phase or busbar 29 of the interconnection ring 28, where it is fixed to the busbar in a materially bonded manner by means of a welded or soldered connection. The connection ring 28 with the support ring 7 is placed axially onto the winding 2 . The carrier ring 7 is formed from a plastic and, in the embodiment shown, has four annular grooves which are concentrically and radially spaced apart and run in a radial plane, in each of which a busbar 29 is arranged.

Der Trägerring 7 ist axial auf die Wicklung 2 aufgesetzt und mittels einer Verbindung 22 an dem Statorträger 20 angeordnet. Die Verbindung 22 weist in Axialrichtung verlaufende und in Radialrichtung federelastisch angelenkte Ringabschnitte 23 auf, was insbesondere gut anhand der 2 ersichtlich ist. Die freien Enden 25 weisen erst Reib- und/oder Formschlussmittel 24 auf, die mit wenigstens einem zweiten Reib- und/oder Formschlussmittel 26 eine axial sichernde und/oder radial sichernde und/oder in Umfangsrichtung sichernde Verbindung 22 ausbilden. Die Ringabschnitte 23 sind an dem Trägerring 7 und das wenigstens eine zweite Reib- und/oder Formschlussmittel 26 ist an dem Statorträger 20 ausgebildet.The carrier ring 7 is placed axially onto the winding 2 and is arranged on the stator carrier 20 by means of a connection 22 . The connection 22 has running in the axial direction and resiliently articulated in the radial direction ring sections 23, which is particularly good based on the 2 is evident. The free ends 25 first have friction and/or form-fitting means 24 which form an axially securing and/or radially securing and/or circumferentially securing connection 22 with at least one second friction and/or form-fitting means 26 . The ring sections 23 are formed on the carrier ring 7 and the at least one second friction and/or form-fitting means 26 is formed on the stator carrier 20 .

Die ersten Formschlussmittel 24 und das wenigstens eine zweite Formschlussmittel 26 bilden eine Schnapp-Rast-Verbindung aus, wobei die Ringabschnitte 23 an dem Trägerring 7 radial innen an dem Statorträger 20 anliegen. Der Statorträger 20 weist eine Rampe 27 auf, über welche die freien Enden 25 der Ringabschnitte 23 beim axialen Aufstecken des Verschaltungsrings 28 auf den Statorträger 20 radial nach Innen ausgelenkt werden, was auch gut aus der Zusammenschau der 1-3 ersichtlich wird. Die Ringabschnitte 23 sind in der gezeigten Ausführungsform der 1 äquidistant über den Umfang des Verschaltungsrings 7 angeordnet. Mittels der in der 1 gezeigten Schnapp-Rast-Verbindung kann der Trägerring 7 auf montagefreundliche wie sichere Weise auf dem Statorträger 20 fixiert werden.The first form-fitting means 24 and the at least one second form-fitting means 26 form a snap-lock connection, with the ring sections 23 on the carrier ring 7 resting radially on the inside of the stator carrier 20 . The stator carrier 20 has a ramp 27, via which the free ends 25 of the ring sections 23 are deflected radially inwards when the connection ring 28 is axially plugged onto the stator carrier 20, which is also clear from the synopsis of the 1-3 becomes evident. The ring sections 23 are in the embodiment shown 1 arranged equidistantly over the circumference of the connection ring 7 . Using the in the 1 With the snap-lock connection shown, the support ring 7 can be fixed on the stator support 20 in an easy-to-assemble and secure manner.

Durch die in radialer Richtung federelastisch verschwenkbaren Ringabschnitte 23 können Vibrationen und/oder Fertigungstoleranzen zwischen dem Statorträger 20 und dem Trägerring 7 ausgeglichen bzw. absorbiert werden. Es erfolgt somit eine gewisse Entkopplung zwischen dem Statorträger 20 und Trägerring 7.Vibrations and/or manufacturing tolerances between the stator carrier 20 and the carrier ring 7 can be compensated for or absorbed by the ring sections 23 that are resiliently pivotable in the radial direction. There is thus a certain decoupling between the stator carrier 20 and the carrier ring 7.

Wie insbesondere auch gut aus der 2 ersichtlich, sind die ersten Formschlussmittel 24 in der gezeigten Ausführungsform als radial nach Außen weisende Nasen an dem freien Ende 25 des Ringabschnitts 23 ausgebildet, die in das als korrespondierende Nut ausgeformte zweiten Formschlussmittel 26 eingreifen. Die Nut ist umlaufend in dem Statorträger 20 ausgebildet. Die Nasen sind monolithisch mit den Ringabschnitten 23 ausgebildet.How particularly good from the 2 As can be seen, the first form-fitting means 24 in the embodiment shown are designed as radially outward-pointing lugs on the free end 25 of the ring section 23, which engage in the second form-fitting means 26 designed as a corresponding groove. The groove is formed circumferentially in the stator support 20 . The lugs are monolithic with the ring portions 23 .

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following patent claims are to be understood in such a way that a mentioned feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' feature, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteReference List

11

Statorstator

22

Wicklungwinding

33

Leiter Director

77

Trägerring carrier ring

1919

elektrische Maschineelectric machine

2020

Statorträgerstator carrier

2121

Maschinengehäusemachine housing

2222

Verbindungconnection

2323

Ringabschnittering sections

2424

Formschlussmittelform-fitting means

2525

Endenend up

2626

Formschlussmittelform-fitting means

2727

Ramperamp

2828

Verschaltungsringinterconnection ring

2929

Stromschienepower rail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

• DE 102008007409 A1 [0004]DE 102008007409 A1 [0004]

Claims (9)

Stator (1) für eine elektrische Maschine (19), mit einer Wicklung (2) umfassend eine Mehrzahl an einer oder mehreren Phasen zugeordneten Leitern (3), die untereinander verschaltet sind, wobei Enden zumindest eines Teils der Leiter (3) axial oder radial über die Wicklung (2) hervorstehen, wobei ein Verschaltungsring (28) mit wenigstens einem Trägerring (7), an welchem wenigstens eine Stromschiene (29) angeordnet ist, axial auf die Wicklung (2) aufgesetzt ist, an welchem die Leiter (3), insbesondere mittels Schweiß- oder Lötverbindungen angeschlossen sind, wobei der Stator (1) einen Statorträger (20) aufweist, in welchem der Stator (1) zumindest abschnittsweise aufgenommen ist und mittels dessen Drehmoment des Stators (1) auf ein Maschinengehäuse (21) der elektrischen Maschine (19) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerring (7) mittels einer Verbindung (22) an dem Statorträger (20) angeordnet ist, und die Verbindung (22) in Axialrichtung verlaufende und in Radialrichtung federelastisch angelenkte Ringabschnitte (23) aufweist, deren freie Enden (25) erste Reib- und/oder Formschlussmittel (24) aufweisen, welche mit wenigstens einem zweiten Reib- und/oder Formschlussmittel (26) eine axial sichernde und/oder radial sichernde und/oder in Umfangsrichtung sichernde Verbindung (22) ausbilden.Stator (1) for an electrical machine (19), with a winding (2) comprising a plurality of conductors (3) assigned to one or more phases, which are interconnected, the ends of at least some of the conductors (3) being axial or radial protrude beyond the winding (2), a connection ring (28) with at least one support ring (7) on which at least one busbar (29) is arranged being placed axially on the winding (2) on which the conductors (3) , in particular by means of welded or soldered connections, the stator (1) having a stator support (20) in which the stator (1) is accommodated at least in sections and by means of which the torque of the stator (1) is applied to a machine housing (21) of the Electrical machine (19) is transferable, characterized in that the support ring (7) by means of a connection (22) on the stator support (20) is arranged, and the connection (22) extending in the axial direction and in the radial direction ng has spring-elastically articulated ring sections (23), the free ends (25) of which have first friction and/or form-fitting means (24), which, together with at least one second friction and/or form-fitting means (26), have an axially securing and/or radially securing and /or form a connection (22) that secures in the circumferential direction. Stator (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte (23) an dem Trägerring (7) und das wenigstens eine zweite Reib- und/oder Formschlussmittel (26) an dem Statorträger (20) ausgebildet sind.Stator (1), after claim 1 , characterized in that the ring sections (23) on the support ring (7) and the at least one second friction and / or form-fitting means (26) are formed on the stator support (20). Stator (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte (23) an dem Statorträger (20) und das wenigstens eine zweite Reib- und/oder Formschlussmittel (26) an dem Trägerring (7) ausgebildet sind.Stator (1), after claim 1 , characterized in that the ring sections (23) on the stator support (20) and the at least one second friction and / or form-fitting means (26) are formed on the support ring (7). Stator (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Formschlussmittel (24) und das wenigstens eine zweite Formschlussmittel (26) eine Schnapp-Rast-Verbindung ausbilden.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first form-fitting means (24) and the at least one second form-fitting means (26) form a snap-lock connection. Stator (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte (23) an dem Trägerring (7) radial innen an dem Statorträger (20) anliegen.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ring sections (23) on the support ring (7) rest radially on the inside of the stator support (20). Stator (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (20) eine Rampe (27) aufweist, über welche die freien Enden (25) der Ringabschnitte (23) beim axialen Aufstecken des Verschaltungsrings (7) auf den Statorträger (20) radial nach Innen ausgelenkt werden.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator support (20) has a ramp (27) over which the free ends (25) of the ring sections (23) when the connection ring (7) is axially attached to the Stator carrier (20) are deflected radially inwards. Stator (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte (23) äquidistant über den Umfang des Verschaltungsrings (7) und/oder des Statorträgers (20) angeordnet sind.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ring sections (23) are arranged equidistantly over the circumference of the connection ring (7) and/or the stator support (20). Stator (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerring (7) aus einem Kunststoff geformt ist und die Ringabschnitte (23) und/oder das wenigstens eine zweite Reib- und/oder Formschlussmittel (26) monolithisch mit dem Trägerring (7) ausgebildet sind.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ring (7) is formed from a plastic and the ring sections (23) and / or the at least one second friction and / or form-fitting means (26) monolithically with the Carrier ring (7) are formed. Stator (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerring (7) drei konzentrisch verlaufende Ringnuten aufweist, in denen jeweils eine Stromschiene (29) angeordnet ist.Stator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support ring (7) has three concentric annular grooves, in each of which a busbar (29) is arranged.

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