DE202016008549U1

DE202016008549U1 - Sammelschieneneinheit für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE202016008549U1
Application number: DE202016008549.3U
Authority: DE
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2026-11-05
Also published as: JP2019537413A; CN111245136B; US20200220416A1; CN109952696B; US11159071B2; CN111245136A; DE102016121119A1; US11081927B2; US20200052543A1; CN112671140A; CN112671140B; CN109952696A; JP7063331B2; WO2018084237A1

Abstract

Sammelschieneneinheit für einen Elektromotor, aufweisend:
einen Sammelschienenhalter, von welchem wenigstens ein Teil aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, und
wenigstens eine an dem Sammelschienenhalter montierte Sammelschiene, wobei die Sammelschiene aufweist:
einen Basisabschnitt, welcher sich entlang einer Montagefläche des Sammelschienenhalters erstreckt,
wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Spule des Elektromotors elektrisch verbunden zu werden, und
einen Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden,
wobei sich der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt von dem Basisabschnitt erstreckt und wenigstens ein Teil des Basisabschnitts ein elastisches Element aufweist, welches dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in Richtung des Sammelschienenhalters zu gestatten.

Description

Technisches Gebiet
Zahlreiche Ausführungsformen betreffen allgemein eine Sammelschieneneinheit für einen Elektromotor und einen eine Sammelschieneneinheit aufweisenden Elektromotor.
Hintergrund
Elektromotoren sind zu essenziellen Bestandteilen in einer großen Vielzahl von Antriebssystemen geworden, welche beispielsweise in mobilen Umgebungen, wie etwa in Fahrzeugen, eingesetzt werden. Der Betrieb von Elektromotoren wird üblicherweise durch eine elektronische Steuerungsschaltung gesteuert, welche mit dem Elektromotor über eine Sammelschieneneinheit elektrisch verbunden ist. Typische elektronische Steuerungsschaltungen weisen eine Mehrzahl von elektronischen Komponenten auf, welche höchst empfindlich auf eine mechanische Belastung reagieren, welche während des Koppelns der elektronischen Steuerungsschaltung an die Sammelschieneneinheit auftreten kann. Eine übermäßige mechanische Belastung, welche auf eine derartige elektronische Steuerungsschaltung ausgeübt wird, kann deren empfindliche Komponenten beschädigen, was zu erhöhten Herstellungskosten führt.
Angesichts des vorangehenden Problems ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Sammelschieneneinheit für einen Elektromotor, welche dazu eingerichtet ist, ein Koppeln an eine elektronische Steuerungsschaltung zu ermöglichen, ohne eine übermäßige mechanische Belastung auf diese auszuüben.
Inhalt
Gemäß zahlreichen Ausführungsformen ist eine Sammelschieneneinheit für einen Elektromotor bereitgestellt. Die Sammelschieneneinheit kann aufweisen: einen Sammelschienenhalter, von welchem wenigstens ein Teil aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, und wenigstens eine Sammelschiene, welche an dem Sammelschienenhalter montiert ist. Die Sammelschiene kann aufweisen: einen Basisabschnitt, welcher sich entlang einer Montagefläche des Sammelschienenhalters erstreckt, wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Spule des Elektromotors elektrisch verbunden zu werden, und einen Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden. Der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt kann sich von dem Basisabschnitt aus erstrecken und wenigstens ein Teil des Basisabschnitts kann ein elastisches Element aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in Richtung des Sammelschienenhalters zu gestatten.
Figurenliste
In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen allgemein auf dieselben Teile in den verschiedenen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern es ist stattdessen allgemein Wert darauf gelegt worden, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. In der nachfolgenden Beschreibung sind zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung durch Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 eine schematische Ansicht eines Elektromotors zeigt,
2 eine Perspektivansicht einer Sammelschieneneinheit zeigt,
3 eine Draufsicht einer Sammelschiene der in 2 gezeigten Sammelschieneneinheit zeigt,
4 eine Querschnittsansicht eines Teils der in 2 gezeigten Sammelschieneneinheit ist,
5 eine Querschnittsansicht senkrecht zu der in 4 gezeigten Querschnittsansicht eines Teils der in 2 gezeigten Sammelschieneneinheit ist, und
6 einen Abschnitt eines Sammelschienenhalters der in 2 gezeigten Sammelschieneneinheit zeigt.

Beschreibung
Die nachfolgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, welche veranschaulichend bestimmte Details und Ausführungsformen zeigen, in die die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann.
Der Begriff „beispielhaft“ wird hier verwendet, um als „Exempel, Beispiel, oder zur Veranschaulichung dienend“ zu bedeuten. Jede hier als „beispielhaft“ beschriebene Ausführungsform oder Ausgestaltung soll nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen gegenüber verstanden werden.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Elektromotors 100, welcher in einer hydraulischen Pumpe eingesetzt werden kann, die dazu eingerichtet ist, beispielsweise eine Betriebsflüssigkeit in einem Fahrzeug, wie etwa Schmieröl oder ein Kühlmittel, zum Beispiel Kühlwasser, zu fördern. Der Elektromotor 100 kann aufweisen: ein Gehäuse 102 und einen Stator 104, welcher innerhalb des Gehäuses 102 fest montiert und dazu eingerichtet ist, ein zeitveränderliches Magnetfeld mittels einer Mehrzahl von Spulen 106 zu erzeugen. Der Stator 104 kann eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt aufweisen, welche um eine zentrale Achse A' zentriert ist.
Der Stator 104 kann ferner einen isolierten Statorkern 108 aufweisen, welcher eine Mehrzahl von Statorkernsegmenten 110 aufweist, um welche die Spulen 106 jeweils gewickelt sind. Die Statorkemsegmente 110 können wenigstens teilweise aus einem ferromagnetischen Material, wie etwa aus ferromagnetischem Stahl, gebildet sein. Zudem kann der Motor 100 einen magnetisierten Rotor (nicht in 1 gezeigt) aufweisen, welcher drehbar innerhalb des Gehäuses 102 montiert und dazu eingerichtet ist, durch eine Wechselwirkung mit dem von dem Stator 104 erzeugten zeitveränderlichen Magnetfeld gedreht zu werden.
Der Motor 100 kann ferner eine Sammelschieneneinheit 112 aufweisen, welche an einer axialen Endseite des Stators 104 bereitgestellt ist.
Eine Perspektivansicht der Sammelschieneneinheit 112 ist in 2 gezeigt. Die Sammelschieneneinheit 112 kann aufweisen: einen Sammelschienenhalter 114, von welchem wenigstens ein Teil aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, und eine Mehrzahl von Sammelschienen 116, 118, 120, welche an dem Sammelschienenhalter 114 montiert sind und wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie etwa Kupfer, gebildet sind. Die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch isolierenden Materials des Sammelschienenhalters 114 kann kleiner als 10^-8 S/m sein. Mittels eines derartigen elektrisch isolierenden Materials können Kurzschlüsse zwischen den Sammelschienen 116, 118, 120 effizient verhindert werden.
Die Sammelschienen 116, 118, 120 können mit den Spulen 106 elektrisch verbunden sein. Genauer gesagt können Endabschnitte 107 eines die Spulen 106 bildenden Wicklungsdrahts elektrisch mit jeweiligen Sammelschienen 116, 118, 120 elektrisch verbunden sein. Die Spulen 106 können in eine Mehrzahl von Phasengruppen gruppiert sein, welche jeweils eine Mehrzahl von elektrisch in Reihe geschalteten Spulen 106 aufweisen. Die Spulen 106 einer jeweiligen Phasengruppe können mittels jeweiliger Endabschnitte 107 des Wicklungsdrahts, welcher die jeweiligen in Reihe geschalteten Spulen 106 bildet, mit zwei verschiedenen Sammelschienen 116, 118, 120 elektrisch verbunden sein.
Der Sammelschienenhalter 114 kann, wie in 2 angedeutet, eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt aufweisen, welche um eine zentrale Achse A zentriert ist und sich durchgehend in einer Umfangsrichtung C erstreckt. Die zentrale Achse A kann in dem in 1 gezeigten montierten Zustand parallel zu der zentralen Achse A' des Stators 104 sein.
Wie in 2 angedeutet, können die Sammelschienen 116, 118, 120 in der Umfangsrichtung C des Sammelschienenhalters 114 in im Wesentlichen regelmäßigen Winkelabständen von 120° angeordnet sein. Zudem können die Sammelschienen 116, 118, 120 identisch sein. Daher wird in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf eine der Sammelschienen 116, 118, 120 Bezug genommen, zum Beispiel auf die Sammelschiene 116. Die nachfolgende Beschreibung gilt für alle Sammelschienen 116, 118, 120.
Eine vergrößerte Ansicht der Sammelschiene 116 ist in 3 gezeigt. Die Sammelschiene 116 kann aufweisen: einen Basisabschnitt 122, welcher sich entlang einer Montagefläche 124 des Sammelschienenhalters 114 erstreckt, eine Mehrzahl von Spulenverbindungsanschlussabschnitten 126a, 126b, welche sich von dem Basisabschnitt 122 aus erstrecken und dazu eingerichtet sind, elektrisch mit Spulen 106 des Elektromotors 100 verbunden zu werden, und einen Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128, welcher dazu eingerichtet ist, elektrisch mit einer Leistungsquelle (nicht in den Figuren gezeigt) verbunden zu werden. In der in den Figuren gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist die Sammelschiene 116 zwei Spulenverbindungsanschlussabschnitte 126a, 126b auf. Wie in den 1-3 angedeutet, kann sich der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 im Wesentlichen rechtwinklig in einer von dem Sammelschienenhalter 114 wegweisenden Richtung erstrecken.
Der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 kann mit einer Leistungsquelle direkt oder indirekt mittels einer elektronischen Steuerungsschaltung verbunden werden, welche die elektrische Spannung und/oder den Strom steuert, welche bzw. welcher einer individuellen Spule 106 oder einer Gruppe von in Reihe geschalteten Spulen 106 des Elektromotors 100 zugeführt wird, um das zeitveränderliche Magnetfeld zu erzeugen, welches für eine Drehung des Rotors erforderlich ist. Der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 kann sich von dem Basisabschnitt 122 aus erstrecken und der Basisabschnitt 122 kann ein elastisches Element 130 aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 in Richtung des Sammelschienenhalters 114 unter dem Einfluss einer Kraft zu gestatten, welche auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt in Richtung des Sammelschienenhalters 114 ausgeübt wird. Das elastische Element 130 kann ein integraler Teil des Basisabschnitts 122 sein und kann als derjenige Abschnitt davon definiert sein, welcher unter dem Einfluss einer Kraft verlagerbar ist, die auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 in Richtung des Sammelschienenhalters 114 ausgeübt wird.
Aufgrund der Elastizität des elastischen Elements 130 kann die mechanische Belastung, welche auf eine elektronische Steuerungsschaltung während des Koppelns davon an den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 ausgeübt wird, im Vergleich zu einem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt verringert werden, welcher nicht dazu eingerichtet ist, unter dem Einfluss einer in Richtung des Sammelschienenhalters 114 gerichteten Kraft in Richtung des Sammelschienenhalters 114 verlagert zu werden. Auf diese Weise kann das Risiko einer Beschädigung der elektronischen Steuerungsschaltung verringert werden.
In den meisten Fällen ist es ausreichend, lediglich eine geringe Ablenkung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 in Richtung des Sammelschienenhalters 114 zu gestatten, um eine Beschädigung einer elektronischen Steuerungsschaltung während des Koppelns davon an den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 zu verhindern. Daher kann die Sammelschieneneinheit 112 wenigstens einen Stopper 132 aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, die Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 in Richtung des Sammelschienenhalters 114 zu begrenzen. Der Stopper 132 kann als ein Teil der Montagefläche 124 eingerichtet sein, mit welchem der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 in physischen Kontakt gebracht werden kann, wenn eine Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 in Richtung des Sammelschienenhalters 114 ausgeübt wird.
Der Teil der Montagefläche 124, welcher als der Stopper 132 wirken kann, kann als eine ausgenommene Fläche 134 eingerichtet sein, die in 6 gezeigt ist. In dieser Konfiguration kann die Montagefläche 124 des Sammelschienenhalters 114 aufweisen: eine Sammelschienenkontaktierungsfläche 136, welche im Wesentlichen in permanentem physischem Kontakt zu der Sammelschiene 116 steht und die ausgenommene Fläche 134, welche in physischem Kontakt mit der Sammelschiene 116 lediglich auf ein Ausüben einer Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 in Richtung des Sammelschienenhalters 114 hin, stehen kann.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann das elastische Element 130 aufweisen: einen ersten Abschnitt 130a, welcher an der Sammelschienenkontaktierungsfläche 136 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 130b, welcher sich entlang der ausgenommenen Fläche 134 des Sammelschienenhalters 114 erstreckt. In dieser Konfiguration kann sich der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 von einem Ende 130b-1 des zweiten Abschnitts 130b aus erstrecken und der erste Abschnitt 130a kann sich von einem gegenüberliegenden Ende 130b-2 des zweiten Abschnitts 130b erstrecken.
Die Sammelschiene 116 kann in einer definierten Position relativ zu dem Sammelschienenhalter 114 mittels eines Trageabschnitts 138 gehalten werden, welcher dazu eingerichtet ist, die Sammelschiene 116 an dem Sammelschienenhalter 114 zu tragen.
Wie in 5 gezeigt kann der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 ein Stopperelement 140 aufweisen und der Trageabschnitt 138 kann einen Kontaktierungsabschnitt 142 für das Stopperelement 140 aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 in einer von der ausgenommenen Fläche 134 wegweisenden Richtung zu begrenzen. Mittels des Stopperelements 140 kann eine übermäßige Verformung des elastischen Elements 130 verhindert werden, wenn eine elektronische Steuerungsschaltung von dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 getrennt wird.
Wie beispielsweise in 2 gezeigt, kann der Trageabschnitt 138 von dem Sammelschienenhalter 114 vorstehen und kann sich benachbart zu dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 erstrecken. Das Stopperelement 140 an dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 und der Kontaktierungsabschnitt 142 für das Stopperelement 140 an dem Trageabschnitt 138 können jeweils Eingriffselemente aufweisen, die als Vorsprünge 140' und 142' ausgebildet sind, welche einander zugewandt und dazu eingerichtet sind, in gegenseitigen Eingriff gebracht zu werden, wenn keine äußere Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 in einer zu dem Sammelschienenhalter 114 weisenden Richtung ausgeübt wird, und aus einem gegenseitigen Eingriff auf ein Ausüben einer Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 in einer zu dem Sammelschienenhalter 114 weisenden Richtung hin, gelöst zu werden.
Wie in den 4 und 5 angedeutet, kann das Stopperelement 140 integral mit dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 gebildet sein, zum Beispiel als ein daraus ausgestanzter Abschnitt. Somit kann ein Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 mit einem einfachen Aufbau auf diese Weise bereitgestellt werden.
Als ein aus dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 ausgestanzter Abschnitt kann das Stopperelement 140 als ein elastischer Vorsprung ausgebildet sein, welcher in Richtung des Trageabschnitts 138 vorgespannt ist.
Wie in den Figuren angedeutet, kann der Trageabschnitt 138 wenigstens einen Teil des Umfangs des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 umgeben, um die Sammelschiene 116 in einer definierten Position an dem Sammelschienenhalter 114 zu halten.
Um den Abstand zwischen dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 und dem Trageabschnitt 138 so klein wie möglich zu halten, kann der Trageabschnitt 138 einen Innenumfang 144 aufweisen, welcher komplementär zu einem Außenumfang des Teils des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 ist, welcher von dem Trageabschnitt 138 umgeben ist. Auf diese Weise kann eine definierte Position der Sammelschiene 116 relativ zu dem Sammelschienenhalter 114 aufrechterhalten werden, was wiederum die auf eine elektronische Steuerungsschaltung, die elektrisch mit der Sammelschiene 116 verbunden ist, ausgeübte mechanische Belastung verringert.
Wie in 6 angedeutet, kann der Trageabschnitt 138 einen Schlitz 146 aufweisen, welcher eine Breite W1 aufweist, die größer als die Breite des zweiten Abschnitts 130b des elastischen Elements 130 ist. Auf diese Weise kann der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 an dem Trageabschnitt 138 durch Einführen des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 in den Trageabschnitt 138 und durch Hindurchführen des zweiten Abschnitts 130b des elastischen Elements 130 durch den Schlitz 146 angebracht werden.
Falls das Stopperelement 140 des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 als ein elastischer Vorsprung ausgebildet ist, kann er in Richtung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 durch den Kontaktierungsabschnitt 142 im Zuge der vorangehend beschriebenen Einführbewegung ausgelenkt werden und kann an dem Kontaktierungsabschnitt 142 vorbeitreten. Nach dem Vorbeitreten an dem Kontaktierungsabschnitt 142 kehrt das Stopperelement 140 in seine anfängliche unausgelenkte Position zurück, die in 5 gezeigt ist, d.h. es nimmt eine Position ein, in welcher es eine Bewegung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 in einer von dem Sammelschienenhalter 114 wegweisenden Richtung verhindert.
Um einen Durchgang des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 durch den Schlitz 146 effizient zu verhindern, kann wenigstens der Teil des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128, welcher von dem Trageabschnitt 138 umgeben ist, eine Breite W3 aufweisen, welche größer als die Breite W1 des Schlitzes 146 und größer als die Breite W2 des zweiten Abschnitts 130b des elastischen Elements 130 ist.
Wie in 4 angedeutet, kann der Trageabschnitt 138 eine Anschlagsfläche 148 aufweisen, welche in Richtung einer Endfläche 150 des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 weist, und kann dazu eingerichtet sein, in physischen Kontakt dazu auf ein Ausüben einer Kraft hin auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 in einer zu dem Sammelschienenhalter 114 weisenden Richtung gebracht zu werden. Somit kann die Anschlagsfläche 148 als ein Stopper konfiguriert sein.
Wie in 3 gezeigt, kann wenigstens ein Spulenverbindungsanschlussabschnitt 126a, 126b als ein U-förmiger oder ein V-förmiger Quetschverbinder eingerichtet sein oder einen derartigen aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, um einen Endabschnitt 107 eines Wicklungsdrahts einer Spule 106 des Stators 104 gequetscht zu werden. Auf diese Weise können die Spulen 106 des Stators 104 elektrisch mit der Sammelschiene 116 einfach durch mechanisches Verformen der jeweiligen Spulenverbindungsanschlussabschnitte 126a, 126b verbunden werden, d.h., dass keine zusätzlichen Verbindungsmittel für deren Verbindung mit den Endabschnitten 107 der Wicklungsdrähte erforderlich sind. Auf diese Weise kann ein einfacher Gesamtaufbau bereitgestellt werden.
Wie in den 2 und 6 gezeigt, kann der Sammelschienenhalter 114 Durchgangslöcher 152a, 152b aufweisen, welche sich in der axialen Richtung A des Sammelschienenhalters 114 erstrecken und in einer überlappenden Beziehung zu den Spulenverbindungsanschlussabschnitten 126a, 126b positioniert sind. Mittels dieser Durchgangslöcher 152a, 152b können Endabschnitte 107 von Wicklungsdrähten der Spulen 106 einfach durch den Sammelschienenhalter 114 hindurchgeführt werden, um diese mit jeweiligen Spulenverbindungsanschlussabschnitten 126a, 126b elektrisch zu verbinden.
Die Spulenverbindungsanschlussabschnitte 126a, 126b können mit den Spulen 106 des Stators 104 vor einem Verbinden einer Leistungsquelle oder einer elektronischen Steuerungsschaltung mit dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 verbunden werden. Wie vorangehend diskutiert, wird durch Koppeln des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts 128 an eine Leistungsquelle eine Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt 128 ausgeübt, welche zu einer Auslenkung des elastischen Elements 130 führt. Eine derartige Auslenkung des elastischen Elements 130 kann einen Einfluss auf die Verbindung zwischen einem Spulenverbindungsanschlussabschnitt 126a, 126b und einem jeweiligen Endabschnitt 107 eines Wicklungsdrahts einer Spule 106 haben, welche unabsichtlich den Kontaktwiderstand dazwischen erhöhen kann. Um das elastische Element 130 von wenigstens einem Spulenverbindungsanschlussabschnitt 126a, 126b mechanisch zu entkoppeln, kann der Basisabschnitt 122 der Sammelschiene 116 mit einem ausgeschnittenen Kopplungsabschnitt 154 zwischen einem Spulenverbindungsanschlussabschnitt 126b und dem elastischen Element 130 bereitgestellt sein.
Eine Auslenkung von Teilen der Sammelschiene 116, welche von dem elastischen Element 130 verschieden sind, kann zusätzlich durch einen vorstehenden Abschnitt 156 eingeschränkt werden, welcher sich entlang der Montagefläche 124 in einer von dem elastischen Element 130 wegweisenden Richtung erstreckt. Der vorstehende Abschnitt 156 kann zusätzlich als ein Heißverstemmungsmittel zum Positionieren der Sammelschiene 116 an dem Sammelschienenhalter 114 in einer definierten Weise verwendet werden.
Wie in 3 gezeigt, kann die Sammelschiene 116 ferner ein elastisches Entkopplungselement 158 zwischen den Spulenverbindungsanschlussabschnitten 126a, 126b aufweisen, welches ferner zu einer mechanischen Entkopplung der Spulenverbindungsanschlussabschnitte 126a, 126b voneinander beitragen kann.
Die Sammelschiene 116 kann integral aus einem durchgehenden plattenähnlichen Material durch Stanzen eines Rohlings aus dem durchgehenden plattenähnlichen Material und anschließendes Biegen des Rohlings gebildet werden.
Nachfolgend werden zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden.
Beispiel 1 ist eine Sammelschieneneinheit für einen Elektromotor. Die Sammelschieneneinheit kann aufweisen: einen Sammelschienenhalter, von welchem wenigstens ein Teil aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, und wenigstens eine an dem Sammelschienenhalter montierte Sammelschiene. Die Sammelschiene kann aufweisen: einen Basisabschnitt, welcher sich entlang einer Montagefläche des Sammelschienenhalters erstreckt, wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Spule des Elektromotors elektrisch verbunden zu werden, und einen Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden. Der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt kann sich von dem Basisabschnitt erstrecken und wenigstens ein Teil des Basisabschnitts kann ein elastisches Element aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in Richtung des Sammelschienenhalters zu gestatten.
In Beispiel 2 kann der Gegenstand des Beispiels 1 optional ferner wenigstens einen Stopper, welcher dazu eingerichtet ist, die Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in Richtung des Sammelschienenhalters zu begrenzen, aufweisen.
In Beispiel 3 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 oder 2 optional ferner aufweisen, dass der Sammelschienenhalter ferner eine Sammelschienenkontaktierungsfläche und eine ausgenommene Fläche, welche in Bezug auf die Sammelschienenkontaktierungsfläche ausgenommen ist, aufweist. Das elastische Element kann einen auf der Sammelschienenkontaktierungsfläche angeordneten ersten Abschnitt und einen sich entlang der ausgenommenen Fläche des Sammelschienenhalters erstreckenden zweiten Abschnitt aufweisen. Der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt kann sich von einem Ende des zweiten Abschnitts aus erstrecken und der erste Abschnitt kann sich von dem anderen Ende des zweiten Abschnitts aus erstrecken.
In Beispiel 4 kann der Gegenstand der Beispiele 2 und 3 optional ferner aufweisen, dass die ausgenommene Fläche des Sammelschienenhalters als ein Stopper ausgebildet ist.
In Beispiel 5 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 4 optional ferner aufweisen, dass sich der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt im Wesentlichen rechtwinklig in einer von dem Sammelschienenhalter wegweisenden Richtung erstreckt.
In Beispiel 6 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 5 optional ferner einen Trageabschnitt aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Sammelschiene an dem Sammelschienenhalter zu tragen.
In Beispiel 7 kann der Gegenstand des Beispiels 6 optional ferner aufweisen: wenigstens ein Stopperelement, welches an dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt bereitgestellt ist, und einen Kontaktierungsabschnitt für das Stopperelement an dem Trageabschnitt. Das Stopperelement kann dazu eingerichtet sein, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in einer von der ausgenommenen Fläche wegweisenden Richtung mittels des Kontaktierungsabschnitts für das Stopperelement zu begrenzen.
In Beispiel 8 kann der Gegenstand des Beispiels 7 optional ferner aufweisen, dass der Trageabschnitt von dem Sammelschienenhalter vorsteht und sich benachbart zu dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt erstreckt. Das Stopperelement an dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt und der Kontaktierungsabschnitt für das Stopperelement an dem Trageabschnitt können jeweils Eingriffselemente aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, in gegenseitigen Eingriff gebracht zu werden, wenn keine äußere Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt in einer zu dem Sammelschienenhalter weisenden Richtung ausgeübt wird, und auf ein Ausüben einer Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt in einer zu dem Sammelschienenhalter weisenden Richtung hin aus einem gegenseitigen Eingriff gelöst zu werden.
In Beispiel 9 kann der Gegenstand des Beispiels 8 optional ferner aufweisen, dass die Eingriffselemente als einander zugewandte Vorsprünge ausgebildet sind.
In Beispiel 10 kann der Gegenstand des Beispiels 9 optional ferner aufweisen, dass das Stopperelement als ein elastischer Vorsprung ausgebildet ist, welcher in Richtung des Trageabschnitts vorgespannt ist.
In Beispiel 11 kann der Gegenstand des Beispiels 10 optional ferner aufweisen, dass das Stopperelement aus dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt gestanzt ist.
In Beispiel 12 kann der Gegenstand eines der Beispiele 6 bis 11 optional ferner aufweisen, dass der Trageabschnitt wenigstens einen Teil des Umfangs des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts umgibt.
In Beispiel 13 kann der Gegenstand des Beispiels 12 optional ferner aufweisen, dass der Trageabschnitt einen Innenumfang aufweist, welcher komplementär zu dem von dem Trageabschnitt umgebenen Außenumfang des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts ist.
In Beispiel 14 kann der Gegenstand eines der Beispiele 12 bis 13 optional ferner aufweisen, dass der Trageabschnitt einen Schlitz aufweist, welcher eine Breite aufweist, die größer als die Breite des Basisabschnitts der wenigstens einen Sammelschiene ist.
In Beispiel 15 kann der Gegenstand des Beispiels 14 optional ferner aufweisen, dass die Breite des von dem Trageabschnitt umgebenen Teils des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts größer als die Breite des Schlitzes ist.
In Beispiel 16 kann der Gegenstand eines der Beispiele 12 bis 15 optional ferner aufweisen, dass die Breite des von dem Trageabschnitt umgebenen Teils des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts größer als die Breite des Basisabschnitts ist.
In Beispiel 17 kann der Gegenstand des Beispiels 2 und eines der Beispiele 6 bis 16 optional ferner aufweisen, dass der Trageabschnitt eine Anschlagsfläche aufweist, welche in Richtung zu einer Endfläche des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts weist und dazu eingerichtet ist, auf ein Ausüben einer Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt in einer zu dem Sammelschienenhalter weisenden Richtung hin, in physischen Kontakt mit diesem gebracht zu werden. Die Anschlagsfläche kann als ein Stopper eingerichtet sein.
In Beispiel 18 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 17 optional ferner aufweisen, dass der wenigstens eine Spulenverbindungsanschlussabschnitt einen U-förmigen oder V-förmigen Quetschverbinder aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, um einen Endabschnitt eines Wicklungsdrahts einer Spule des Elektromotors gequetscht zu werden.
In Beispiel 19 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 18 optional ferner aufweisen, dass der Basisabschnitt der wenigstens einen Sammelschiene einen ausgeschnittenen Kopplungsabschnitt zwischen dem wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt und dem elastischen Element aufweist.
In Beispiel 20 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 19 optional ferner aufweisen, dass der Sammelschienenhalter ein Durchgangsloch benachbart zu dem wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt aufweist.
In Beispiel 21 kann der Gegenstand des Beispiels 20 optional ferner aufweisen, dass sich der wenigstens eine Spulenverbindungsanschlussabschnitt und das Durchgangsloch teilweise überlappen.
In Beispiel 22 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 21 optional ferner aufweisen, dass der Basisabschnitt der wenigstens einen Sammelschiene einen vorstehenden Abschnitt aufweist, welcher sich entlang der Montagefläche in einer von dem elastischen Element wegweisenden Richtung erstreckt.
In Beispiel 23 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 22 optional ferner aufweisen, dass sich der wenigstens eine Spulenverbindungsanschlussabschnitt von dem Basisabschnitt der wenigstens einen Sammelschiene aus erstreckt.
In Beispiel 24 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 23 optional ferner eine Mehrzahl von Spulenverbindungsanschlussabschnitten aufweisen.
In Beispiel 25 kann der Gegenstand des Beispiels 24 optional ferner aufweisen, dass die wenigstens eine Sammelschiene ferner ein elastisches Entkopplungselement zwischen zwei Spulenverbindungsanschlussabschnitten aufweist.
In Beispiel 26 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 25 optional ferner aufweisen, dass die wenigstens eine Sammelschiene integral aus einem ausgestanzten Plattenmaterial gebildet ist.
In Beispiel 27 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 26 optional ferner aufweisen, dass der Sammelschienenhalter eine ringförmige Gestalt hat.
In Beispiel 28 kann der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 27 optional ferner eine Mehrzahl von Sammelschienen aufweisen.
In Beispiel 29 kann der Gegenstand der Beispiele 27 und 28 optional ferner aufweisen, dass die Sammelschienen aus der Mehrzahl von Sammelschienen in der Umfangsrichtung des Sammelschienenhalters angeordnet sind.
Beispiel 30 ist ein Elektromotor, welcher eine Sammelschieneneinheit nach einem der Beispiele 1 bis 29 aufweist.
Während die Erfindung insbesondere durch Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, sollte es für den Fachmann verständlich sein, dass zahlreiche Änderungen der Form und von Details daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen. Der Umfang der Erfindung ist daher durch die beigefügten Ansprüche angezeigt und es ist daher beabsichtigt, dass alle Änderungen, welche von der Bedeutung und vom Äquivalenzbereich der Ansprüche erfasst sind, umfasst sind.

Claims

Sammelschieneneinheit für einen Elektromotor, aufweisend: einen Sammelschienenhalter, von welchem wenigstens ein Teil aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, und wenigstens eine an dem Sammelschienenhalter montierte Sammelschiene, wobei die Sammelschiene aufweist: einen Basisabschnitt, welcher sich entlang einer Montagefläche des Sammelschienenhalters erstreckt, wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Spule des Elektromotors elektrisch verbunden zu werden, und einen Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden, wobei sich der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt von dem Basisabschnitt erstreckt und wenigstens ein Teil des Basisabschnitts ein elastisches Element aufweist, welches dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in Richtung des Sammelschienenhalters zu gestatten.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 1, ferner aufweisend: wenigstens einen Stopper, welcher dazu eingerichtet ist, die Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in Richtung des Sammelschienenhalters zu begrenzen.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Sammelschienenhalter ferner eine Sammelschienenkontaktierungsfläche und eine ausgenommene Fläche, welche in Bezug auf die Sammelschienenkontaktierungsfläche ausgenommen ist, aufweist, wobei das elastische Element einen auf der Sammelschienenkontaktierungsfläche angeordneten ersten Abschnitt und einen sich entlang der ausgenommenen Fläche des Sammelschienenhalters erstreckenden zweiten Abschnitt aufweist, wobei sich der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt von einem Ende des zweiten Abschnitts aus erstreckt und sich der erste Abschnitt von dem anderen Ende des zweiten Abschnitts aus erstreckt.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 2 und 3, wobei die ausgenommene Fläche des Sammelschienenhalters als ein Stopper ausgebildet ist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich der Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt im Wesentlichen rechtwinklig in einer von dem Sammelschienenhalter wegweisenden Richtung erstreckt.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: einen Trageabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Sammelschiene an dem Sammelschienenhalter zu tragen.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 6, ferner aufweisend: wenigstens ein Stopperelement, welches an dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt bereitgestellt ist, und einen Kontaktierungsabschnitt für das Stopperelement an dem Trageabschnitt, wobei das Stopperelement dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts in einer von der ausgenommenen Fläche wegweisenden Richtung mittels des Kontaktierungsabschnitts für das Stopperelement zu begrenzen.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 7, wobei der Trageabschnitt von dem Sammelschienenhalter vorsteht und sich benachbart zu dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt erstreckt, wobei das Stopperelement an dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt und der Kontaktierungsabschnitt für das Stopperelement an dem Trageabschnitt jeweils Eingriffselemente aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, in gegenseitigen Eingriff gebracht zu werden, wenn keine äußere Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt in einer zu dem Sammelschienenhalter weisenden Richtung ausgeübt wird, und auf ein Ausüben einer Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt in einer zu dem Sammelschienenhalter weisenden Richtung hin aus einem gegenseitigen Eingriff gelöst zu werden.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 8, wobei die Eingriffselemente als einander zugewandte Vorsprünge ausgebildet sind.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 9, wobei das Stopperelement als ein elastischer Vorsprung ausgebildet ist, welcher in Richtung des Trageabschnitts vorgespannt ist.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 10, wobei das Stopperelement aus dem Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt gestanzt ist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei der Trageabschnitt wenigstens einen Teil des Umfangs des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts umgibt.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 12, wobei der Trageabschnitt einen Innenumfang aufweist, welcher komplementär zu dem von dem Trageabschnitt umgebenen Außenumfang des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts ist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei der Trageabschnitt einen Schlitz aufweist, welcher eine Breite aufweist, die größer als die Breite des Basisabschnitts der wenigstens einen Sammelschiene ist.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 14, wobei die Breite des von dem Trageabschnitt umgebenen Teils des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts größer als die Breite des Schlitzes ist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Breite des von dem Trageabschnitt umgebenen Teils des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts größer als die Breite des Basisabschnitts ist.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 bis 16, wobei der Trageabschnitt eine Anschlagsfläche aufweist, welche in Richtung zu einer Endfläche des Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitts weist und dazu eingerichtet ist, auf ein Ausüben einer Kraft auf den Leistungsquellenverbindungsanschlussabschnitt in einer zu dem Sammelschienenhalter weisenden Richtung hin, in physischen Kontakt mit diesem gebracht zu werden, wobei die Anschlagsfläche als ein Stopper eingerichtet ist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der wenigstens eine Spulenverbindungsanschlussabschnitt einen U-förmigen oder V-förmigen Quetschverbinder aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, um einen Endabschnitt eines Wicklungsdrahts einer Spule des Elektromotors gequetscht zu werden.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Basisabschnitt der wenigstens einen Sammelschiene einen ausgeschnittenen Kopplungsabschnitt zwischen dem wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt und dem elastischen Element aufweist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Sammelschienenhalter ein Durchgangsloch benachbart zu dem wenigstens einen Spulenverbindungsanschlussabschnitt aufweist.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 20, wobei sich der wenigstens eine Spulenverbindungsanschlussabschnitt und das Durchgangsloch teilweise überlappen.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei der Basisabschnitt der wenigstens einen Sammelschiene einen vorstehenden Abschnitt aufweist, welcher sich entlang der Montagefläche in einer von dem elastischen Element wegweisenden Richtung erstreckt.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei sich der wenigstens eine Spulenverbindungsanschlussabschnitt von dem Basisabschnitt der wenigstens einen Sammelschiene aus erstreckt.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 23, ferner aufweisend: eine Mehrzahl von Spulenverbindungsanschlussabschnitten.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 24, wobei die wenigstens eine Sammelschiene ferner ein elastisches Entkopplungselement zwischen zwei Spulenverbindungsanschlussabschnitten aufweist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei die wenigstens eine Sammelschiene integral aus einem ausgestanzten Plattenmaterial gebildet ist.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei der Sammelschienenhalter eine ringförmige Gestalt hat.
Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 27, aufweisend eine Mehrzahl von Sammelschienen.
Sammelschieneneinheit nach Anspruch 27 und 28, wobei die Sammelschienen aus der Mehrzahl von Sammelschienen in der Umfangsrichtung des Sammelschienenhalters angeordnet sind.
Elektromotor, aufweisend eine Sammelschieneneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 29.