WO2016110427A1 - Stator für eine elektrische maschine und verfahren zum herstellen eines solchen - Google Patents

Stator für eine elektrische maschine und verfahren zum herstellen eines solchen Download PDF

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WO2016110427A1
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winding
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connection plug
wound
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Tamas Csoti
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electric machine, and to an electric machine and to a method for producing such a stator according to the preamble of the independent claims.
  • stator of an electric machine in which axially on a disk set an insulating lamella and a wiring disc are arranged.
  • the stator is wound for example by means of needle winding, wherein the individual partial coils are connected to each other by means of connecting wires on the outer periphery of the Verschaltungsin.
  • the entire winding is wound in one piece by means of a single winding wire.
  • the inventive device and the method according to the invention with the features of the independent claims has the advantage that is ensured by the formation of the electric stator winding as two electrically completely separate winding strands, that even in the short circuit of one winding strand, with the other winding strand of the engine can continue to operate.
  • the power of the electric motor is reduced, it is still possible to reliably carry out safety-relevant applications, such as, for example, the steering of a vehicle, possibly by applying a higher muscle force.
  • the winding is formed with two by three phases, the motor can continue to be operated with the remaining three phases in the event of a short circuit, wherein each phase consists of at least two sub-coils, which are wound on different stator teeth.
  • the stator body is preferably formed in the circumferential direction as a continuous ring, wherein at this radially inwardly the individual stator teeth are formed.
  • the stator has twelve stator teeth, but also versions with 18 or 24 stator teeth are possible.
  • the stator body is advantageously stacked from individual laminations, which together result in a disk set.
  • the individual stator blades are particularly favorably rotated in the circumferential direction relative to one another so that the longitudinal direction of the stator teeth deviates from the axial direction by a certain interlocking angle.
  • the first winding strand is geometrically completely arranged on a first stator half, and the second winding strand completely on the opposite stator half.
  • the engine is divided into two halves of the engine, wherein when a short circuit occurs still a half of the engine (angular range of 180 ° of the stator) is functional.
  • it is of particular advantage that no crossovers of the connecting wires between the individual coil sections occur in the wiring board, whereby the probability of a short circuit is further reduced.
  • At both axial end sides of the stator body each have an insulating lamination is arranged to isolate the electrical winding relative to the laminations.
  • the individual sub-coils In order to minimize the Verschaltungsetzwand the individual sub-coils, always two geometrically in the circumferential direction directly adjacent sub-coils are connected to a so-called partial coil pair, which forms a complete phase, for example, in a 12-toothed stator.
  • Two directly adjacent partial coils are particularly advantageously wound uninterrupted in time directly one after the other, as a result of which a very short connecting wire is formed between these two partial coils of the partial coil pair.
  • a partial coil pair can also be produced by first winding a first partial coil with a wire beginning and then winding an adjacent stator tooth in the circumferential direction at the end of a winding strand, in which case the wire end is connected to the wire beginning, so that this connection also forms a short connecting wire of a partial coil pair.
  • the wire beginning and the wire end are clamped in corresponding receptacles of the insulating lamella to fix them reliably.
  • the recordings can be formed labyrinth-shaped.
  • the short connecting wires of the respective partial coil pairs are all on the same axial plane.
  • a so-called interconnection plate is placed axially on the insulating lamella, wherein different Verschaltungssche can be realized by means of different interconnection plates.
  • the connecting wires deposited in the guide elements form a defined interface which can be connected to corresponding fastening sections of the conductor elements.
  • a circuit board electrically connect two partial coil pairs to form a common phase with a total of four partial coils or else also control all partial coil pairs as separate phases with only two partial coils.
  • the circuit board on different conductor elements which have a total of only three or, for example, six connection plug for the engine control unit.
  • the wiring plate is formed as a plastic ring, which is arranged axially on the coil sections.
  • the inner opening of this plastic ring corresponds approximately to the inner stator opening, in which then the rotor can be used.
  • the outer diameter of the plastic ring is smaller than the outer circumference of the insulating lamella, so that the plastic ring can be inserted radially within the outer periphery of the insulating lamella.
  • connection plugs are angled approximately at right angles to the conductor elements, the other ends of which are electrically contacted via the attachment sections with the connecting wires of the winding.
  • the fastening sections form a defined connection interface with the connecting wires, wherein the central part of the conductor elements and the connection plugs can be formed according to customer requirements. If two partial coil pairs are connected together to form a common phase, the circuit board has a total of only three conductor elements, which are formed in one piece in each case.
  • each partial coil pairs are to be controlled as six separate phases
  • six separate conductor elements with a total of six connection plugs are arranged on the plastic ring.
  • the conductor elements can be advantageously designed as bending punched parts or as curved wires. It is particularly favorable whenever two connection plugs are guided in a common holding element, so that in each case only three axial extensions are formed as holding elements both in the case of six connection plugs and in the case of three connection plugs.
  • the two adjacently arranged connection plug are electrically insulated from each other by the plastic guides of the holding elements.
  • the middle parts of the conductor elements are radially offset on axially different planes, so that a contact of the conductor elements with each other is avoided here.
  • the first connection plug of a holding element is electrically contacted with a partial coil pair which radially radially opposite another partial coil pair (in the stator 180 °), which is connected to the connection plug of the other conductor element in the same holding element.
  • the conductor elements can be attached in a very simple and reliable manner by means of hot stamping on the plastic ring.
  • axial rivet pins are formed on the plastic ring, which engage through corresponding holes in the conductor elements therethrough, wherein subsequently the ends of the rivet pins are plastically deformed to rivet heads.
  • the conductor elements can be fixed by means of the plastic ring molded locking elements. If the conductor elements are designed as bending punched parts made of sheet metal, the connection plugs can be very cost-effective as
  • Cutting terminal connection are formed in the end-side notches a corresponding clamping part of the connector to the control unit is inserted.
  • a bearing plate can be axially added to the wiring plate, wherein the bearing plate has corresponding recesses at the locations of the holding elements to receive the plug socket with the connection plugs. These recesses in the bearing cap then form the electrical feedthroughs from the engine control unit to the electrical winding of the stator.
  • the electrical winding of the stator is preferably carried out by means of a needle winding machine, in which a winding head inserts the winding wire along the oblique stator, and leads the connecting wires between the sub-coils in the corresponding guide elements of the insulating lamella.
  • a winding head inserts the winding wire along the oblique stator, and leads the connecting wires between the sub-coils in the corresponding guide elements of the insulating lamella.
  • a winding head inserts the winding wire along the oblique stator, and leads the connecting wires between the sub-coils in the corresponding guide elements of the insulating lamella.
  • the wire beginning and the wire end of a single winding strand in the insulating lamination is preferably arranged in parallel side by side, so that these two adjacent wires can be electrically contacted together by the mounting portions of the conductor elements - in the same way as the individual short connecting wires of the wound coil coil pairs.
  • two electrically insulated motor halves are realized, which can be electrically interconnected depending on the requirement via a corresponding interconnection plate by means of the defined interfaces of the connecting wires again in a simple manner.
  • Fig. 1 shows schematically an inventive winding scheme
  • Fig. 2 shows an inventive interconnection of the individual phases
  • Fig. 3 shows a first embodiment of a wound stator with insulating lamella
  • FIG. 4 is a corresponding plan view of FIG .. 3
  • Fig. 7 shows schematically the conductor elements of the circuit board without plastic body.
  • a cut-open stator 10 is shown schematically, on the
  • Statorzähnen 14 the winding diagram of the electrical winding 16 according to the invention is shown.
  • the stator 10 has, for example twelve stator teeth 14, wherein each stator tooth 14 is always wound exactly one partial coil 18.
  • two directly adjacent partial coils 18 are connected by means of a short connecting wire 31 to an adjacent partial coil pair 20, which forms in this embodiment each have their own phase 26 VI, Ul, Wl, V2, U2, W2.
  • the three phases 26 VI, Ul, Wl form their own phase winding 24, which consists of a separate winding wire 22 is wound.
  • the three phases 26 V2, U2 and W2 form a second winding strand 25, which is wound from a second, separate winding wire 22 and is electrically insulated from the first winding strand 24, as indicated by the dashed line between the sixth and seventh stator tooth 14 in FIG Fig. 4 is shown.
  • a first wire beginning 28 on the second stator tooth 14 is started and a connecting wire 30 is led to the fifth stator tooth 14.
  • the sixth stator tooth 14 is wound, so that this partial coil pair 17 is connected by means of the short connection wire 31 for the partial coil pair 17.
  • the winding wire 22 is guided by means of the connecting wire 30 to the third stator tooth 14, there to form a connected by means of the connecting wire 31 part coil pair 17 together with the fourth stator tooth 14.
  • From the fourth stator tooth 14 of the winding wire 22 is guided over the connecting wire 30 to the first stator tooth 14, where the wire end 29 of the first winding strand 24 is arranged immediately adjacent to the wire beginning 28.
  • the second winding strand 25 is wound with a separate winding wire 22 corresponding to the winding of the first winding strand 24, so that a further three partial coil pairs 17 arise from immediately adjacent arranged partial coils 18, which are connected by means of a short connecting wire 31.
  • the wire beginning 28 and the wire end 29 of the two winding strands 24, 25 are each electrically connected together. This allows six phases to be controlled separately.
  • FIG. 3 shows a three-dimensional view of a stator 14, which is wound in accordance with the winding diagram of FIG.
  • the stator 14 has a stator 34, which is composed of individual laminations 36, for example.
  • the stator body 34 in this case comprises an annular closed yoke yoke 38, on which the stator teeth 14 are formed radially inwardly.
  • the stator 14 has a circular recess into which a rotor, not shown, can be inserted, as better seen in Fig. 4 can be seen.
  • the stator teeth 14 extend in the radial direction 4 inwards and in the axial direction 3 along the rotor axis.
  • the stator teeth 14 are formed entangled in the circumferential direction 2 in order to reduce the cogging torque of the motor.
  • the laminations 36 are rotated in the circumferential direction 2 corresponding to each other.
  • 39 insulating lamellae 40 are placed on both axial end faces in order to electrically insulate the winding wire 22 from the stator body 34.
  • At least one of the two insulating lamellae 40 has an annularly closed circumference 41, from which 4 insulator teeth 42 extend in the radial direction and cover the end faces 39 of the stator teeth 14.
  • the connecting wires 30, 31 are guided between the coil sections 18.
  • 41 grooves 45 are formed in the circumferential direction 2, for example, on the outer circumference, so that the connecting wires 30, 31 are arranged in axially offset planes in order to prevent crossover of the connecting wires 30, 31.
  • the short connecting wires 31 between the sub-coil pairs 17 are arranged in the uppermost axial plane, and in particular all six short connecting wires 31 for contacting the phase connections all run in the same axial plane.
  • two axial extensions 46 are always formed between two partial coils 18 of a partial coil pair 17, which are separated from one another by an intermediate radial opening 47.
  • the short connecting wires 31 of the partial coil pairs 17 are freely accessible from all sides and, in particular in the region of the radial opening 47, are not in contact with the insulating lamella 40.
  • the two wire starts 28 and wire ends 29 are fixed in this embodiment in a labyrinth arrangement 50, which are each arranged in the circumferential direction 2 immediately adjacent to the two axial extensions 46, which are spaced by a radial opening 47.
  • a labyrinth arrangement 50 which are each arranged in the circumferential direction 2 immediately adjacent to the two axial extensions 46, which are spaced by a radial opening 47.
  • the wire beginning 28 is arranged in a first labyrinth arrangement 50 on one side of the radial opening 47, and the wire end 29 of the first winding strand 24 in a second labyrinth arrangement 50 in the circumferential direction 2 opposite to the radial opening 47.
  • the short connecting wires 31 they can be electrically contacted in the same way as the individual connecting wires 31 of the wound-through partial coil pairs 17 for the purpose of phase control.
  • Fig. 4 is also clearly visible that the two parallel connecting wires 31 are arranged at the same radius.
  • the free ends of the wire beginning 28 and the wire end 29 terminate directly after the corresponding labyrinth arrangements 50, so that they do not protrude radially beyond the connecting wires 30, 31.
  • the connecting wires 30, 31 all extend in the circumferential direction 2 along the guide elements 44 and lie radially outside of the coil wound on the stator 14 partial coils 18.
  • the two motor halves 11, 13 are schematically separated by the dash-dotted line, the left half of the engine 11th is electrically isolated from the right motor half 13.
  • the electrical winding 16 is manufactured, for example, by means of needle windings, wherein the connecting wires 30, 31 can be guided radially outward between the sub-coils 18 by means of a winding head and can be deposited in the guide elements 44.
  • all the connecting wires 30, 31 are arranged axially on one side of the stator body 34.
  • the short connecting wires 31 for contacting the phase control can be arranged in a first insulating lamella 40, and the other connecting wires 30, which connect the different pairs of coil pairs 17 to one another, are guided on the axially opposite arranged insulating lamella 40.
  • a circuit board 52 is placed on the embodiment of the stator 10 of FIG. 3, by means of which the electrical winding 16 is driven.
  • the circuit board 52 connection plug 54 can be added to the custom connector connector 56 of a controller.
  • exactly six connection plugs 54 are arranged, each with a phase 26 of the electrical winding 16 are electrically connected.
  • each phase 26 is formed by exactly one partial coil pair 17, so that the six connection plugs 54 are contacted with exactly six connecting wires 31 of adjacent partial coil pairs 17.
  • the interconnection plate 52 has exactly six conductor elements 58 which have the connection plugs 54 at an axially angled end, and at the other end a fastening section 60 which is electrically connected-for example welded-to the connection wires 31.
  • the circuit board 52 has a plastic body 62, which is formed as a closed ring 61, through which the rotor can be inserted into the stator 10. Integrally formed on the plastic body 62 are retaining elements 63 which extend away from the stator body 34 in the axial direction 3.
  • the guide elements 58 extend in the circumferential direction 2 along the plastic body 62, wherein the angled connection plug 54 are guided within the holding elements 63 in the axial direction 3.
  • the conductor elements 58 on the attachment portion 60 whose free end is formed as a loop 64 which surrounds the connecting wires 31.
  • the loop 64 is formed from a sheet material whose cross-section is approximately rectangular.
  • the conductor elements 58 are formed as bending punched parts 59 made of sheet metal, so that the loop 64 can be bent over the connecting wire 31 from the free end of the fastening section 60 during its mounting.
  • the insulating varnish of the connecting wire 31 is melted, so that there is a metallic connection between the fixing portion 60 and the connecting wire 31.
  • the loop 64 is placed around the connecting wire 31 in the area of the radial opening 47, since no guide element 44 is arranged between the connecting wire 31 and the loop 64 in this area.
  • the loop 64 encloses only a single connecting wire 31 or simultaneously two parallel connecting wires 31 which are formed from the wire beginning 28 and the wire end 29 of a single winding strand 24, 25.
  • connection plugs 54 are designed, for example, as insulation displacement connection 55, which have at their free axial end 68 a notch 69 into which a wire or a clamping element of the corresponding connection plug 56 of the customer can be inserted. Furthermore, a crosspiece 70 in the radial direction 4 is formed on the connection plug 54, which is supported correspondingly on an axial stop 72 of the holding element 63. Furthermore, a first guide surface 74 and a second guide surface 75 are formed on the holding element 63, which support the connection plug 54 in both opposite circumferential directions 2. This prevents the connection plug 54 in the circumferential direction 2 when inserting the connecting plug 56 or buckle, whereby the axial tolerances of the connector is ensured.
  • Conductor elements 58 are at least partially radially juxtaposed, thereby requiring that mounting portions 60 of inner conductor elements 58 radially cross outer conductor elements 58 for contacting with the bonding wires 31. Therefore, the radially inner conductor elements 58 are arranged on an axially higher path 76 of the plastic body 62 and the radially outer conductor elements 58 on an axially lower path 77.
  • the formed as a sheet metal strip middle portions 78 of the conductor elements 58 are flat on the plastic body 62 and are, for example connected by riveting or locking elements with this.
  • axial rivet pins 79 are formed on the plastic body 62, for example, which pass through corresponding axial openings 80 of the conductor elements 58.
  • connection plugs 54 are always arranged in a common holding element 63, wherein these are separated from one another in the circumferential direction 2 by a middle web 82 of the holding element 63.
  • the central web 82 forms on both sides in each case a first, second guide surface 74, 75 for the respectively adjacent connection plug 54.
  • the respective second and first guide surfaces 75, 74 opposite the middle web 82 are formed by corresponding mating surfaces 83 which extend in the radial direction 4 and Axialraum 3 extend.
  • these axially opposite - spacer 84 are formed, which supported the interconnection plate 52 axially relative to the stator 34.
  • one holding element 63 has a greater width 85 in the circumferential direction 2 than the other two holding elements 63. This provides an anti-rotation protection for a bearing cover, not shown, which axially joins with correspondingly shaped axial passages on the holding elements 63 becomes.
  • FIG. 6 shows how the two connection plugs 54 bear against the middle web 82 on both sides. Angled in opposite circumferential directions 2, the respective middle section 78 of the conductor element 58 connects to the connection plug 54. Since the radially adjacent conductor elements 58 are arranged on axially different tracks 76, 77, they do not touch, so that they are electrically insulated from each other. The inner ring of the plastic body 62 is slightly wavy, so that a punch tool can be attached to the inner ends of the stator teeth 14 directly on the side surfaces. As a result, the stator 10 can be pressed into a motor housing, not shown.
  • Fig. 7 the six conductor elements 58 are again shown without plastic body 62 of the circuit board 52 to illustrate how the six attachment portions 60 with the respective loops 64, the six phases 26 VI, Ul, Wl. V2, U2, W2 according to the winding diagram of Fig. 1 via the respective connector plug 54 powered.
  • the connection plug 56 not shown, the electrical winding 16 is contacted with a control device in which, for example, the interconnection of FIG. 2 can be realized.

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Abstract

Stator (10) für eine elektrische Maschine (12) sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen, mit einem Statorkörper (34), der radiale Statorzähne (14) aufweist, wobei jeder Statorzahn (14) jeweils genau eine Teilspule (18) einer elektrischen Wicklung (16) aufnimmt, wobei die Wicklung (16) genau aus zwei getrennten -aus genau zwei separaten Wickeldrähten (22) gewickelten - Wicklungssträngen (24, 25) besteht, die jeweils drei Phasen (26) mit jeweils mindestens zwei Teilspulen (18, 17) aufweisen.

Description

Beschreibung
Titel
Stator für eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen eines solchen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stator für eine elektrische Maschine, sowie auf eine elektrische Maschine und auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Mit der DE 10 2012 224 153 AI ist ein Stator einer elektrische Maschine bekannt geworden, bei dem axial auf ein Lamellenpaket eine Isolierlamelle und eine Verschal- tungsscheibe angeordnet sind. Der Stator ist beispielsweise mittels Nadel-Wickeln bewickelt, wobei die einzelnen Teilspulen mittels Verbindungsdrähten am äußeren Umfang der Verschaltungsscheibe miteinander verbunden sind. Dabei wird die gesamte Wicklung in einem Stück mittels eines einzigen Wicklungsdrahtes durchgewickelt.
Für sicherheitskritische Anwendungen von Elektromotoren, wie beispielsweise bei der Servolenkung wird immer wieder die Eigensicherheit solcher elektrischer Wicklungen diskutiert. Dabei besteht die Gefahr, dass bei der Schädigung beispielsweise des Isolierlacks des Wicklungsdrahts ein Kurzschluss der Wicklung entstehen kann, der zu einem Blockieren des Elektromotors führt. Eine solche Gefahr soll durch die erfindungsgemäße Lösung vermieden werden. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat dem gegenüber den Vorteil, dass durch die Ausbildung der elektrischen Statorwicklung als zwei elektrisch komplett voneinander getrennte Wicklungsstränge, gewährleistet ist, dass selbst beim Kurzschluss eines Wicklungsstrangs, mit dem anderen Wicklungsstrang der Motor weiterhin betrieben werden kann. Dabei wird gegebenenfalls zwar die Leistung des Elektromotors reduziert, jedoch ist es weiterhin möglich, sicherheitsrelevante Anwendungen, wie beispielsweise das Lenken eines Fahrzeugs, gegebenenfalls unter Aufbringung einer höheren Muskelkraft weiterhin zuverlässig auszuführen. Ist die Wicklung mit zwei mal drei Phasen ausgebildet, kann der Motor beim Auftreten eines Kurzschlusses weiterhin mit den verbleibenden drei Phasen betrieben werden, wobei sich jede Phase aus mindestens zwei Teilspulen zusammensetzt, die auf unterschiedlichen Statorzähnen gewickelt sind.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen vorgegebenen Ausführungen möglich. So ist der Statorkörper vorzugsweise in Umfangsrichtung als durchgängiger Ring ausgebildet, wobei an diesem radial nach innen die einzelnen Statorzähne angeformt sind. Bevorzugt weist der Stator zwölf Statorzähne auf, sind jedoch auch Ausführungen mit 18 oder 24 Statorzähnen möglich.
Der Statorkörper ist vorteilhaft aus einzelnen Blechlamellen aufgeschichtet, die zusammen ein Lamellenpaket ergeben. Um das Rastmoment der elektrischen Maschine zu verringern, sind besonders günstig die einzelnen Statorlamellen in Umfangsrichtung gegeneinander verdreht, so dass die Längsrichtung der Statorzähne um einen gewissen Verschränkungswinkel von der Axialrichtung abweicht. Dabei bilden jeweils alle Statorzähne mit dem äußeren Jochring des Stators jeweils eine einstückige in Um- fangsrichtung geschlossene Statorlamelle.
Um die Eigensicherheit des Elektromotors zu erzielen, ist der erste Wicklungsstrang geometrisch komplett auf einer ersten Statorhälfte angeordnet, und der zweite Wickelstrang komplett auf der gegenüberliegenden Statorhälfte. Dadurch ist der Motor in zwei Motorhälften aufgeteilt, wobei beim Auftreten eines Kurzschlusses immer noch eine Motorhälfte (Winkelbereich von 180° des Statorkörpers) funktionsfähig ist. Bei dieser Ausführung ist von besonderem Vorteil, dass bei der Verschaltungsplatte keine Überkreuzungen der Verbindungsdrähte zwischen den einzelnen Teilspulen auftreten, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses weiter verringert wird. An beiden axialen Stirnseiten des Statorkörpers ist jeweils eine Isolierlamelle angeordnet, um die elektrische Wicklung gegenüber den Blechlamellen zu isolieren. Dabei weist zumindest eine der beiden Isolierlamellen einstückig an der Isolierlamelle ausgeformte Führungselemente auf, in die die Verbindungsdrähte zwischen den Teilspulen beim Bewickeln gelegt werden können. Damit sich die einzelnen Verbindungsdrähte nicht berühren sind diese auf axial unterschiedlichen Ebenen auf der Isolierlamelle angeordnet. Um den Verschaltungsaufwand der einzelnen Teilspulen zu minimieren, sind immer jeweils zwei geometrisch in Umfangsrichtung direkt nebeneinanderliegenden Teilspulen zu einem sogenannten Teilspulen-Paar verbunden, das beispielsweise bei einem 12- zähningen Stator jeweils eine vollständige Phase ausbildet. Besonders vorteilhaft werden dabei zwei unmittelbar benachbarte Teilspulen ununterbrochen zeitlich direkt nacheinander gewickelt, wodurch ein sehr kurzer Verbindungsdraht zwischen diesen beiden Teilspulen des Teilspulen-Paars gebildet wird.
Des weiteren kann ein Teilspulen-Paar auch dadurch hergestellt werden, dass zuerst eine erste Teilspule mit einem Drahtanfang gewickelt wird und dann in Umfangsrichtung am Ende eines Wicklungsstranges ein benachbarter Statorzahn gewickelt wird, wobei dann das Drahtende mit dem Drahtanfang verbunden wird, so dass diese Verbindung ebenfalls einen kurzen Verbindungsdraht eines Teilspulen-Paares bildet. Dabei werden der Drahtanfang und das Drahtende in entsprechende Aufnahmen der Isolierlamelle eingeklemmt, um diese zuverlässig zu fixieren. Dazu können die Aufnahmen labyrinthförmig ausgebildet sein.
Nach dem Wickeln liegen die kurzen Verbindungsdrähte der jeweiligen Teilspulen- Paare alle auf der gleichen axialen Ebene. Zur Verschaltung der einzelnen Teilspulen wird auf die Isolierlamelle eine sogenannte Verschaltungsplatte axial aufgesetzt, wobei mittels verschiedener Verschaltungsplatten unterschiedliche Verschaltungskonzepte realisiert werden können. Dabei bilden die in den Führungselementen abgelegten Verbindungsdrähte eine definierte Schnittstelle, die mit entsprechenden Befestigungsabschnitten der Leiterelemente verbindbar sind. Dabei kann beispielsweise eine Verschaltungsplatte zwei Teilspulen-Paare zu einer gemeinsamen Phase mit insgesamt vier Teilspulen elektrisch verbinden oder aber auch alle Teilspulen-Paare jeweils als separate Phasen mit nur zwei Teilspulen ansteuern. Dazu weist die Verschaltungsplatte unterschiedliche Leiterelemente auf, die insgesamt nur drei oder aber beispielsweise sechs Anschluss-Stecker für das Motorsteuergerät aufweisen.
Die Verschaltungsplatte ist als Kunststoffring ausgebildet, der axial auf den Teilspulen angeordnet ist. Die innere Öffnung dieses Kunststoff rings entspricht dabei etwa der inneren Statoröffnung, in die dann der Rotor einsetzbar ist. Der Außendurchmesser des Kunststoff rings ist kleiner als der Außenumfang der Isolierlamelle, so dass der Kunststoffring radial innerhalb des Außenumfangs der Isolierlamelle einfügbar ist. Durch diese Ausführung beansprucht die Verschaltungsplatte keinen zusätzlichen radialen Bauraum.
Zur sicheren Positionierung der Anschluss-Stecker sind an dem Kunststoffring einstückig axiale Fortsätze ausgeformt die als Steckersockel für die Anschluss-Stecker dienen. Die Anschluss-Stecker sind näherungsweise rechtwinkelig an den Leiterelementen abgewinkelt, deren andere Enden über die Befestigungsabschnitte mit den Verbindungsdrähten der Wicklung elektrisch kontaktiert sind. Die Befestigungsabschnitte bilden dabei eine definierte Verbindungsschnittstelle mit den Verbindungsdrähten, wobei der Mittelteil der Leiterelemente und die Anschluss-Stecker je nach Kundenanforderung ausgebildet werden können. Werden zwei Teilspulen-Paare zu einer gemeinsamen Phase zusammengeschaltet, weist die Verschaltungsplatte insgesamt nur drei jeweils einstückig ausgebildete Leiterelemente auf. Sollen hingegen jeweils alle Teilspulen-Paare als sechs separate Phasen angesteuert werden, sind auf dem Kunststoff ring sechs separate Leiterelemente mit insgesamt sechs Anschluss-Steckern angeordnet. Die Leiterelemente können vorteilhaft als Biegestanzteile oder auch als gebogene Drähte ausgebildet sein. Besonders günstig ist es, wenn immer zwei Anschluss-Stecker in einem gemeinsamen Halteelement geführt werden, so dass sowohl bei sechs Anschluss-Steckern, als auch bei drei Anschluss-Steckern jeweils nur drei axiale Fortsätze als Halteelemente gebildet sind. Dabei sind die beiden benachbart angeordneten Anschluss-Stecker durch die Kunststoffführungen der Halteelemente elektrisch gegeneinander isoliert. Weiterhin verlaufen die Mittelteile der Leiterelemente radial versetzt auf axial unterschiedlichen Ebenen, so dass auch hier eine Berührung der Leiterelemente untereinander vermieden wird. Dadurch ist beispielsweise der erste Anschluss-Stecker eines Halteelements mit einem Teilspulen-Paar elektrisch kontaktiert, das radial genau einem weiteren Teilspulen-Paar radial gegenüberliegt (im Stator 180°), das mit dem Anschluss-Stecker des anderen Leiterelements im gleichen Halteelement verbunden ist.
Die Leiterelemente können auf sehr einfache und zuverlässige Weise mittels Warmverprägen auf dem Kunststoffring befestigt werden. Dazu sind am Kunststoff ring axiale Nietstifte ausgebildet, die durch entsprechende Löcher in den Leiterelementen hindurch greifen, wobei anschließend die Enden der Nietstifte zu Nietköpfen plastisch umgeformt werden. Alternativ können die Leiterelemente mittels am Kunststoff ring angeformten Rastelementen fixiert werden. Sind die Leiterelemente als Biegestanzteile aus Blech ausgebildet, können die Anschlussstecker sehr kostengünstig als
Schneidklemmverbindung ausgebildet werden, in deren endseitige Kerben ein entsprechendes Klemmteil des Verbindungssteckers zum Steuergerät einführbar ist.
Nach der Montage und Kontaktierung der Verschaltungsplatte mit den Verbindungsdrähten kann der Statorkörper axial in ein Motorgehäuse montiert, beispielsweise ein- gepresst, eingeschrumpft oder eingeklebt werden. Danach kann ein Lagerschild axial auf die Verschaltungsplatte gefügt werden, wobei das Lagerschild an den Stellen der Halteelemente entsprechende Aussparungen hat, um die Steckersockel mit den Anschluss-Steckern aufzunehmen. Diese Aussparungen im Lagerdeckel bilden dann die elektrischen Durchführungen vom Motorsteuergerät zur elektrischen Wicklung des Stators.
Die elektrische Wicklung des Stators wird bevorzugt mittels einer Nadelwickelmaschine ausgeführt, bei der ein Wickelkopf den Wicklungsdraht entlang der schrägen Statornuten einlegt, und die Verbindungsdrähte zwischen den Teilspulen in den entsprechenden Führungselementen der Isolierlamelle führt. Dabei werden beispielsweise bei einem zwölf-zähnigen Stator mit einem ersten Wicklungsdraht sechs Statorzähne auf der radial ersten Statorhälfte gewickelt und zeitlich danach die restlichen sechs Statorzähne mit einem zweiten separaten Wicklungsdraht gewickelt. Dabei wird bevorzugt der Drahtanfang und das Drahtende eines einzigen Wicklungsstrangs in der Isolierlamelle parallel nebeneinander geordnet, so dass diese beiden benachbarten Drähten gemeinsam elektrisch durch die Befestigungsabschnitte der Leiterelemente kontaktiert werden können - in gleicher Weise wie die einzelnen kurzen Verbindungsdrähte der durchgewickelten Teilspulen-Paare. Dadurch sind zwei elektrisch isolierte Motorhälften realisiert, die je nach Anforderung über eine entsprechende Verschaltungsplatte mittels der definierten Schnittstellen der Verbindungsdrähte auch wieder in einfacher Weise elektrisch miteinander verschaltet werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Wickelschema
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Verschaltung der einzelnen Phasen
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines gewickelten Stators mit Isolierlamelle
Fig. 4 eine entsprechende Draufsicht gemäß Fig. 3
Fig. 5 und 6 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 mit aufgesetzter Verschaltungsplatte und
Fig. 7 schematisch die Leiterelemente der Verschaltungsplatte ohne Kunststoffkörper.
In Fig. 1 ist schematisch ein aufgeschnittener Stator 10 dargestellt, auf dessen
Statorzähnen 14 das Wickelschema der erfindungsgemäßen elektrischen Wicklung 16 dargestellt ist. Der Stator 10 weist beispielsweise zwölf Statorzähne 14 auf, wobei auf jeden Statorzahn 14 jeweils immer genau eine Teilspule 18 gewickelt ist. Dabei sind jeweils zwei unmittelbar nebeneinander liegende Teilspulen 18 mittels eines kurzen Verbindungsdrahts 31 zu einem benachbarten Teilspulen-Paar 20 verbunden, das in dieser Ausführung jeweils eine eigene Phase 26 VI, Ul, Wl, V2, U2, W2 bildet. Dabei bilden die drei Phasen 26 VI, Ul, Wl einen eigenen Wicklungsstrang 24, der aus ei- nem separaten Wicklungsdraht 22 gewickelt ist. Die drei Phasen 26 V2, U2 und W2 bilden einen zweiten Wicklungsstrang 25, der aus einem zweiten, separaten Wicklungsdraht 22 gewickelt ist und elektrisch gegenüber dem ersten Wicklungsstrang 24 isoliert ist, wie dies durch die Strichpunkt-Linie zwischen dem sechsten und siebten Statorzahn 14 in Fig. 4 dargestellt ist. Mit der elektrischen Wicklung 16 wird beispielsweise mit einem ersten Drahtanfang 28 am zweiten Statorzahn 14 begonnen und ein Verbindungsdraht 30 zum fünften Statorzahn 14 geführt. Unmittelbar nach dem fünften Statorzahn 14 wird der sechste Statorzahn 14 gewickelt, so dass dieses Teilspulen- Paar 17 mittels des kurzen Verbindungsdrahts 31 für das Teilspulen-Paar 17 verbunden ist. Nach dem sechsten Statorzahn 14 wird der Wickeldraht 22 mittels des Verbindungsdrahts 30 zum dritten Statorzahn 14 geführt, um dort ein mittels des Verbindungsdrahts 31 verbundenes Teilspulen-Paar 17 zusammen mit dem vierten Statorzahn 14 auszubilden. Vom vierten Statorzahn 14 wird der Wickeldraht 22 über den Verbindungsdraht 30 zum ersten Statorzahn 14 geführt, wo das Drahtende 29 des ersten Wicklungsstranges 24 unmittelbar benachbart zum Drahtanfang 28 geordnet wird. Der zweite Wicklungsstrang 25 wird mit einem separaten Wicklungsdraht 22 entsprechend der Wicklung des ersten Wicklungsstranges 24 gewickelt, so dass weitere drei Teilspulen-Paare 17 aus unmittelbar benachbarten angeordneten Teilspulen 18 entstehen, die mittels eines kurzen Verbindungsdrahts 31 verbunden sind. Der Drahtanfang 28 und das Drahtende 29 der beiden Wicklungsstränge 24, 25 sind jeweils elektrisch miteinander verbunden. So können sechs Phasen separat voneinander angesteuert werden.
Dies ist beispielsweise für eine Dreiecksschaltung in Figur 2 gezeigt, bei der der ersten Wicklungsstrang 24 mit den drei Phasen 26 VI, Ul, Wl elektrisch komplett getrennt ist vom zweiten Wicklungsstrang 25 mit den drei Phasen 26 V2, U2, W2 (wodurch zwei getrennte Dreiecks-schaltungen gebildet werden). Dabei werden die sechs Phasen 26 jeweils über die kurzen Verbindungsdrähte 31 bestromt, die jeweils zwischen zwei benachbart angeordneten Teilspulen 18 auf unmittelbar benachbart angeordneten Statorzähnen 14 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel weist der Stator 10 insgesamt 12 Statorzähne 14 auf, es sind jedoch auch Ausführungen vorstellbar, bei denen jede der sechs Phasen 26 beispielsweise insgesamt drei oder vier Teilspulen 18 aufweist, die entsprechend auf 18 oder 24 Statorzähnen 14 gewickelt sind. In Figur 3 ist nun eine räumliche Ansicht eines Stators 14 gezeigt, der entsprechend dem Wickelschema aus Fig. 1 gewickelt ist. Der Stator 14 weist einen Statorkörper 34 auf, der beispielsweise aus einzelnen Blechlamellen 36 zusammengesetzt ist. Der Statorkörper 34 umfasst dabei ein ringförmiges geschlossenes Rückschlussjoch 38, an dem radial nach innen die Statorzähne 14 angeformt sind. Im Inneren weist der Stator 14 eine kreisförmige Aussparung auf, in die ein nicht dargestellter Rotor einfügbar ist, wie dies besser in Fig. 4 ersichtlich ist. Die Statorzähne 14 erstrecken sich in Radialrichtung 4 nach innen und in Axialrichtung 3 entlang der Rotorachse. Im Ausführungsbeispiel sind die Statorzähne 14 in Umfangsrichtung 2 verschränkt ausgebildet, um das Rastmoment des Motors zu verringern. Hierzu werden beispielsweise die Blechlamellen 36 in Umfangsrichtung 2 entsprechend gegeneinander verdreht. Bevor der Statorkörper 34 bewickelt wird, werden an beiden axialen Stirnseiten 39 Isolierlamellen 40 aufgesetzt, um den Wicklungsdraht 22 gegenüber dem Statorkörper 34 elektrisch zu isolieren. Zumindest eine der beiden Isolierlamellen 40 weist einen ringförmig geschlossenen Umfang 41 auf, von dem sich in Radialrichtung 4 Isolatorzähne 42 erstrecken, die die Stirnseiten 39 der Statorzähne 14 bedecken. Am ringförmigen Umfang 41 der Isolierlamelle 40 sind Führungselemente 44 ausgebildet, in denen die Verbindungsdrähte 30, 31 zwischen den Teilspulen 18 geführt werden. Hierzu sind beispielsweise am äußeren Umfang 41 Rillen 45 in Umfangsrichtung 2 ausgebildet, so dass die Verbindungsdrähte 30, 31 in axial versetzten Ebenen angeordnet sind, um ein Überkreuzen der Verbindungsdrähte 30, 31 zu verhindern. Die kurzen Verbindungsdrähte 31 zwischen den Teilspulen-Paaren 17 sind in der obersten axialen Ebene angeordnet, wobei insbesondere alle sechs kurzen Verbindungsdrähte 31 für die Kontaktierung der Phasenanschlüsse alle in der gleichen axialen Ebene verlaufen. Hierzu sind immer zwischen zwei Teilspulen 18 eines Teilspulen-Paares 17 zwei axiale Fortsätze 46 ausgebildet, die durch einen dazwischenliegenden radialen Durchbruch 47 voneinander getrennt sind. Somit sind die kurzen Verbindungsdrähte 31 der Teilspulen-Paare 17 von allen Seiten frei zugänglich und liegen insbesondere im Bereich des radialen Durchbruches 47 nicht an der Isolierlamelle 40 an. Die beiden Drahtanfänge 28 und Drahtenden 29 sind in diesem Ausführungsbeispiel in einer Labyrinthanordnung 50 fixiert, die jeweils in Umfangsrichtung 2 unmittelbar benachbart zu den zwei axialen Fortsätzen 46 angeordnet sind, die durch einen radialen Durchbruch 47 beabstandet sind. So ist in Fig. 3 ersichtlich, dass der Drahtanfang 28 des ersten Wicklungsstrangs 24 über den Umfangsbereich des radialen Durchbruchs 47 parallel und unmittelbar be- nachbart zum Drahtende 29 des ersten Wicklungsstrangs 24 verläuft. Dabei ist der Drahtanfang 28 in einer ersten Labyrinthanordnung 50 an einer Seite des radialen Durchbruchs 47, und das Drahtende 29 des ersten Wicklungsstrangs 24 in einer zweiten Labyrinthanordnung 50 in Umfangsrichtung 2 gegenüberliegend zum radialen Durchbruch 47 angeordnet ist. Durch diese parallele Anordnung der kurzen Verbindungsdrähte 31 können diese in gleicher Weise wie die einzelnen Verbindungsdrähte 31 der durchgewickelten Teilspulenpaare 17 zum Zwecke der Phasenansteuerung elektrisch kontaktiert werden.
In Fig. 4 ist ebenfalls gut ersichtlich, dass die beiden parallel verlaufenden Verbindungsdrähte 31 auf dem gleichen Radius angeordnet sind. Die freien Enden des Drahtanfangs 28 und des Drahtendes 29 enden direkt nach den entsprechenden Labyrinthanordnungen 50, so dass sie radial nicht über die Verbindungsdrähte 30, 31 überstehen. Die Verbindungsdrähte 30, 31 verlaufen alle in Umfangsrichtung 2 entlang den Führungselementen 44 und liegen radial ausserhalb der auf den Statorzähnen 14 gewickelten Teilspulen 18. In Fig. 4 sind die beiden Motorhälften 11, 13 schematisch durch die strichpunktierte Linie getrennt, wobei die linke Motorhälfte 11 elektrisch von der rechten Motorhälfte 13 isoliert ist. Die elektrische Wicklung 16 wird beispielsweise mittels Nadelwickeln gefertigt, wobei die Verbindungsdrähte 30, 31 zwischen den Teilspulen 18 mittels eines Wickelkopfs radial nach außen geführt und in den Führungselementen 44 abgelegt werden können. Bei dieser Ausführung sind alle Verbindungsdrähte 30, 31 axial auf einer Seite des Statorkörpers 34 angeordnet. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung ist es auch möglich einen Teil der Verbindungsdrähte 30, 31 auf die axial gegenüberliegende Seite des Stators 14 zu verlegen. Dabei können beispielsweise die kurzen Verbindungsdrähte 31 zur Kontaktierung der Phasenansteuerung in einer ersten Isolierlamelle 40 angeordnet werden, und die anderen Verbindungsdrähte 30, die die verschiedenen Teilspulenpaare 17 jeweils miteinander verbinden, auf der axial gegenüberliegend angeordneten Isolierlamelle 40 geführt werden.
In Fig. 5 ist auf die Ausführung des Stators 10 gemäß Fig. 3 eine Verschaltungsplatte 52 aufgesetzt, mittels der die elektrische Wicklung 16 angesteuert wird. Hierfür weist die Verschaltungsplatte 52 Anschluss-Stecker 54 auf, auf die kundenspezifische Verbindungs-Stecker 56 eines Steuergeräts gefügt werden können. Bei dieser Ausführung sind genau sechs Anschluss-Stecker 54 angeordnet, die jeweils mit einer Phase 26 der elektrischen Wicklung 16 elektrisch verbunden sind. Dabei wird hier jede Phase 26 durch genau ein Teilspulen-Paar 17 gebildet, so dass die sechs Anschluss-Stecker 54 mit genau sechs Verbindungsdrähten 31 von benachbarten Teilspulen-Paaren 17 kontaktiert sind. Die Verschaltungsplatte 52 weist hierzu genau sechs Leiterelemente 58 auf, die an einem axial abgewinkelten Ende die Anschluss-Stecker 54 aufweisen, und am anderen Ende einen Befestigungsabschnitt 60, der mit den Verbindungsdrähten 31 elektrisch verbunden - beispielsweise verschweißt - wird. Die Verschaltungsplatte 52 weist einen Kunststoffkörper 62 auf, der als geschlossener Ring 61 ausgebildet ist, durch den der Rotor in den Stator 10 eingefügt werden kann. An dem Kunststoffkörper 62 sind einstückig Halteelemente 63 angeformt, die sich in Axialrichtung 3 vom Statorkörper 34 weg erstrecken. Die Leitelemente 58 erstrecken sich in Umfangsrichtung 2 entlang des Kunststoffkörpers 62, wobei die abgewinkelten Anschluss-Stecker 54 innerhalb der Halteelemente 63 in Axialrichtung 3 geführt werden. Am anderen Ende weisen die Leiterelemente 58 den Befestigungsabschnitt 60 auf, dessen freies Ende als Schlinge 64 ausgebildet ist, die die Verbindungsdrähte 31 umschließt. Dabei ist die Schlinge 64 aus einem Blechmaterial gebildet, dessen Querschnitt näherungsweise rechteckig ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Leiterelemente 58 als Biegestanzteile 59 aus Blech gebildet, so dass die Schlinge 64 aus dem freien Ende des Befestigungsabschnitts 60 bei dessen Montage um den Verbindungsdraht 31 umgebogen werden kann. Nach dem Anordnen der offenen Schlinge 64 um den Verbindungsdraht 31 werden beispielsweise an beiden radial gegenüberliegenden Flächen der Schlinge 64 Elektroden angelegt, die in Radialrichtung zusammengedrückt werden, während sie zum Verschweißen der Schlinge 64 mit dem Verbindungsdraht 31 bestromt werden. Hierbei wird der Isolierlack des Verbindungsdrahts 31 aufgeschmolzen, so dass es zu einer metallischen Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt 60 und dem Verbindungsdraht 31 kommt. Die Schlinge 64 wird im Bereich des radialen Durchbruchs 47 um den Verbindungsdraht 31 gelegt, da in diesem Bereich kein Führungselement 44 zwischen dem Verbindungsdraht 31 und der Schlinge 64 angeordnet ist. Dadurch ist genügend Freiraum für das Anlegen der Elektroden vorhanden, so dass ein freies Schenkelende 65 der Schlinge 64 gegen den Befestigungsabschnitt 60 gedrückt werden kann, wodurch die Schlinge 64 geschlossen wird. Dabei umschließt die Schlinge 64 je nach Teilspulenpaar 17 nur einen einzigen Verbindungsdraht 31 oder gleichzeitig 2 parallel nebeneinander verlaufende Verbindungsdrähte 31 die aus dem Drahtanfang 28 und dem Drahtende 29 eines einzigen Wicklungsstrangs 24, 25 gebildet werden. Die Anschluss-Stecker 54 sind beispielsweise als Schneidklemmverbindung 55 ausgebildet, die an ihrem freien axialen Ende 68 eine Kerbe 69 aufweisen, in die ein Draht oder ein Klemmelement des korrespondierenden Verbindungsstecker 56 des Kunden eingefügt werden können. Am Anschluss-Stecker 54 ist des Weiteren ein Quersteg 70 in Radialrichtung 4 ausgebildet, der sich entsprechend an einem axialen Anschlag 72 des Halteelements 63 abstützt. Des Weiteren sind am Halteelement 63 eine erste Führungsfläche 74 und eine zweite Führungsfläche 75 ausgebildet, die den Anschluss- Stecker 54 in beide gegenüberliegenden Umfangsrichtungen 2 abstützen. Dadurch wird verhindert, dass die Anschluss-Stecker 54 beim Einfügen der Verbindungs- Stecker 56 in Umfangsrichtung 2 um- oder ausknicken, wodurch die axiale Toleranzen der Steckverbindung gewährleistet ist.
Die Leiterelemente 58 sind zumindest teilweise radial nebeneinander angeordnet, wodurch es notwendig ist, dass die Befestigungsabschnitte 60 der inneren Leiterelemente 58 die äußeren Leiterelemente 58 radial überqueren, um mit den Verbindungsdrähten 31 kontaktiert zu werden. Daher sind die radial inneren Leiterelemente 58 auf einer axial höheren Bahn 76 des Kunststoffkörpers 62 angeordnet und die radial äußeren Leiterelemente 58 auf einer axial tiefer gelegenen Bahn 77. Dabei liegen die als Blechstreifen ausgebildeten Mittelabschnitte 78 der Leiterelemente 58 flächig am Kunststoffkörper 62 an und sind beispielsweise mittels Nietverbindungen oder Rastelementen mit diesem verbunden. Dazu sind beispielsweise am Kunststoffkörper 62 axiale Nietstifte 79 ausgebildet, die entsprechende axiale Durchbrüche 80 der Leiterelemente 58 durchgreifen. Mittels Wärme - insbesondere Ultraschall - können die Enden der Nietbolzen zu einem Nietkopf 81 umgeformt werden, der einen Formschluß mit den Leiterelementen 58 bildet.
Im Ausführungsbeispiel sind immer zwei Anschluss-Stecker 54 in einem gemeinsamen Halteelement 63 angeordnet, wobei diese in Umfangsrichtung 2 durch einen Mittelsteg 82 des Halteelements 63 voneinander getrennt sind. Dabei bildet der Mittelsteg 82 beidseitig jeweils eine erste, zweite Führungsfläche 74, 75 für die jeweils anliegenden Anschluss-Stecker 54. Die jeweils dem Mittelsteg 82 gegenüberliegenden zweiten und ersten Führungsflächen 75, 74 sind durch entsprechende Gegenflächen 83 gebildet, die sich in Radialrichtung 4 und Axialrichtung 3 erstrecken. Im Bereich der Halteelemente 63 sind - diesen axial gegenüberliegend - Abstandshalter 84 angeformt, die die Verschaltungsplatte 52 axial gegenüber dem Statorkörper 34 abstützten. Im Ausfüh- rungsbeispiel der Figuren 5 und 6 weist genau ein Halteelement 63 eine größere Breite 85 in Umfangsrichtung 2 auf, als die anderen beiden Halteelemente 63. Dadurch wird eine Verdrehsicherung geschaffen für einen nicht dargestellten Lagerdeckel, der axial mit entsprechend ausgeformten axialen Durchführungen auf die Halteelemente 63 gefügt wird.
Fig. 6 zeigt, wie die beiden Anschluss-Stecker 54 beidseitig an dem Mittelsteg 82 anliegen. Jeweils in entgegengesetzte Umfangsrichtungen 2 abgewinkelt schließt sich der jeweilige Mittelabschnitt 78 des Leiterelements 58 an den Anschluss-Stecker 54 an. Da die radial nebeneinanderliegenden Leiterelemente 58 auf axial unterschiedlichen Bahnen 76, 77 angeordnet sind, berühren sich diese nicht, so dass sie elektrisch gegeneinander isoliert sind. Der Innenring des Kunststoffkörpers 62 ist leicht gewellt ausgebildet, damit ein Stempelwerkzeug an den inneren Enden der Statorzähne 14 direkt auf deren Seitenflächen angesetzt werden können. Dadurch kann der Stator 10 in ein nicht dargestelltes Motorgehäuse eingepresst werden.
In Fig. 7 sind die sechs Leiterelemente 58 nochmals ohne Kunststoffkörper 62 der Ver- schaltungsplatte 52 dargestellt, um zu veranschaulichen, wie die sechs Befestigungsabschnitte 60 mit den jeweiligen Schlingen 64 die sechs Phasen 26 VI, Ul, Wl. V2, U2, W2 entsprechend dem Wickelschema der Fig. 1 über die jeweiligen Anschluss- Stecker 54 bestromen. Über die nicht dargestellten Verbindungs-Stecker 56 wird so die elektrische Wicklung 16 mit einem Steuergerät kontaktiert, in dem beispielsweise die Verschaltung nach Fig. 2 realisiert werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Stator (10) für eine elektrische Maschine (12), mit einem Statorkörper (34), der radiale Statorzähne (14) aufweist, wobei jeder Statorzahn (14) jeweils genau eine Teilspule (18) einer elektrischen Wicklung (16) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (16) genau aus zwei getrennten - aus genau zwei separaten Wickeldrähten (22) gewickelten - Wicklungssträngen (24, 25) besteht, die jeweils drei Phasen (26) mit jeweils mindestens zwei Teilspulen (18, 17) aufweisen.
2. Stator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkörper (34) einen äußeren geschlossenen Rückschlussring (38) aufweist, von dem sich die Statorzähne (14) radial nach innen erstrecken - wobei vorzugsweise genau zwölf Statorzähne (14) angeordnet sind.
3. Stator (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Wicklungsstrang (24) in Umfangsrichtung (2) über die erste Hälfte (11) und der zweite Wicklungsstrang (25) über die zweite Hälfte (13) des Statorkörpers (34) erstreckt, so dass zwei elektrisch gegeneinander isoliert gewickelte Motorhälften (11, 13) gebildet werden.
4. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkörper (34) aus einer Mehrzahl aneinanderliegender Statorlamellen (36) zu einem Lamellenpaket (35) zusammengefügt ist - wobei vorzugsweise die einzelnen Statorlamellen (36) in Umfangsrichtung (2) derart gegeneinander verdreht sind, dass sie verschränkte Statorzähne (14) ausbilden.
Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Statorkörper (34) an beiden axialen Stirnseiten (39) jeweils eine Isolierlamelle (40) angeordnet ist, und mindestens eine der beiden Isolierlamellen (40) an ihrem äußeren Umfang (41) geschlossen ausgebildet ist und Führungselemente (44) für Verbindungsdrähte (30, 31) zwischen den einzelnen Teilspulen (18) aufweist, die in axial unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, wobei insbesondere jeweils zwei unmittelbar nebeneinander liegende Teilspulen (18) mittels eines durchgewickelten Verbindungsdrahts (31) direkt miteinander zu einem Teilspulen-Paar (17) verbunden sind.
Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtanfänge (28) und die Drahtenden (29) des ersten und zweiten Wicklungsstrangs (24, 25) jeweils in labyrinthartigen Ausformungen (50) der Isolierlamelle (40) fixiert sind, wobei insbesondere ein Drahtanfang (28) und ein drahtende (29) desselben Wicklungsstranges (24, 25) über einen bestimmten Umfangsbereich (47) parallel nebeneinander angeordnet sind, so dass diese gemeinsam mit einem Leiterelement (58) einer Verschaltungsplatte (52) kontaktierbar sind.
Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die mindestens eine Isolierlamelle (40) mit den darauf angeordneten Verbindungsdrähten (30, 31) in modularer Bauweise unterschiedliche Verschaltungspatten (52) aufsteckbar sind, die kundenspezifische Anschluss-Stecker (54) für die Stromversorgung und/oder unterschiedliche Verschaltungen der einzelnen Phasen (26) und/oder Teilspulen (18) zur Verfügung stellen.
Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschaltungspatte (52) einen geschlossenen Ring (61) aufweist, der innerhalb des geschlossenen Umfangs (41) - insbesondere ra- dial innerhalb der Führungselemente (44) - der Isolierlamelle (40) angeordnet ist und eine Innenöffnung (37) aufweist, durch die ein Rotor axial in den Stator (10) einfügbar ist.
9. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossenen Ring (61) als Kunststoffkörper (62) ausgebildet ist, an dem in Axialrichtung (3) Halteelemente (63) für die axialen Anschluss-Stecker (54) angeformt sind, die insbesondere einstückig mit Leitelementen (63) ausgebildet sind, die elektrisch mit den Verbindungsdrähten (30, 31) verbindbar sind.
10. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Phase (26) des ersten Wicklungsstrangs (24) mit der korrespondierenden Phase (26) des zweiten Wicklungsstrangs (25) gemeinsam mit einem Anschluss-Stecker (54) verbunden sind, so dass insgesamt an der Verschaltungsplatte (52) genau drei Anschluss-Stecker (54) ausgebildet sind.
11. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne Phase (26) einzeln mit jeweils einem Anschluss-Stecker (54) verbunden ist, so dass insgesamt an der Verschaltungsplatte (52) genau sechs Anschluss-Stecker (54) für sechs Phasen (26) ausgebildet sind.
12. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Anschluss-Stecker (54) benachbart an einem gemeinsamen Halteelement (63) angeordnet sind, wobei die beiden Anschluss-Stecker (54) jeweils mit nur einer Phase (26) - insbesondere einem benachbarten Teilspulen-Paar (17) - elektrisch verbunden sind, die sich jeweils im Statorkörper (34) radial genau gegenüberliegen.
13. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterelemente (58) auf der Verschaltungsplatte (52) radial nebeneinander angeordnet sind, und insbesondere mittels Warmverstemmen oder Rastelementen am Kunststoffkörper (62) fixiert sind, wobei die Leiterelemente (58) insbesondere als Biegestanzteile (59) ausgebildet sind, deren abgewinkelte Enden (68) als Schneidklemmverbindung (55) ausgebildet sind, um die Anschluss-Stecker (54) auszubilden.
14. Elektrische Maschine mit einem Stator (10) nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (10) in ein zylindrisches Motorgehäuse eingefügt ist, und Lagerschilde, die eine Rotorwelle des Rotors lagern, das Motorgehäuse axial verschließen - wobei insbesondere an einem Lagerdeckel Durchführungen für die Halteelemente (63) der Anschluss-Stecker (54) ausgebildet sind.
15. Verfahren zum Herstellen eines Stators nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Nadelwickeln zuerst ein erster Wicklungsstrang (24) mit insbesondere drei Phasen (26) in der ersten Hälfte (11) des Statorkörpers (34) gewickelt wird, und danach mit einem zweiten, separaten Wicklungsdraht (22) der zweite Wicklungsstrang (25) mit insbesondere drei Phasen (26) in die zweite Hälfte (13) des Statorkörpers (34) gewickelt wird, wobei vorzugsweise die Drahtanfänge (28) und die Drahtenden (29) der beiden separaten Wicklungsdrähte (22) jeweils in einer am Statorkörper (34) axial anliegenden Isolierlamelle (40) befestigt werden.
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