WO2018206324A1 - Stator für eine elektrische maschine und elektrische maschine - Google Patents

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WO2018206324A1
WO2018206324A1 PCT/EP2018/060941 EP2018060941W WO2018206324A1 WO 2018206324 A1 WO2018206324 A1 WO 2018206324A1 EP 2018060941 W EP2018060941 W EP 2018060941W WO 2018206324 A1 WO2018206324 A1 WO 2018206324A1
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WO
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line
stator
bridge element
bridge
elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/060941
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lennart Leopold
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056—Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H02K15/0081—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • 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 ⁇ Ma.
  • the stator has a laminated core with a plurality of grooves, wherein in the grooves in each case at least one line element of an electrical winding is arranged.
  • line ends of the line elements protrude in the axial direction out of the end face.
  • the line ends preferably form part of the winding head of the stator.
  • the invention also relates to an electric machine with a stator.
  • Electric machines which are used as motors or generators, each have a rotor and a stator, which are magnetically active.
  • stator or rotor line elements of a winding or coil are inserted.
  • the line elements may be, for example, an insulated wire or winding rods in the form of copper rods. If copper rods are used as line elements, then the line elements can be arranged in a so-called bar winding.
  • the line elements of the electrical winding in particular the line ends of the line elements, must be connected to each other in electrical machines according to a specific scheme.
  • the so-called “twist process” be ⁇ known. In such a process the led out of the end face of the laminated core conductor ends of the conduit members together as far as twisted in the circumferential direction of the electric machine or bent, so " getwisted “until the line elements to be connected abut each other and can be connected together.
  • windings produced by the so-called twist process have the disadvantage that they have a lot of installation space in the axial direction occupy, which is at the expense of the active length and thus the power density of the electric machine.
  • stator of an electrical machine.
  • the stator includes a stator main body having a plurality of slots and segmented windings.
  • the segmented windings consist of winding rods which are inserted into the grooves of Stator ground stressess and Verbin ⁇ extension rods which connect the respective ends of the winding bars to each other, together.
  • the invention is based on the object, the structure of an electrical machine, in particular a stator of the
  • the invention provides a stator for an electrical machine.
  • the stator has a laminated core with several grooves. In each case at least one line element of an electrical winding is arranged or received in the grooves.
  • At a front side of the laminated core projecting cable ends of Conduit elements in the axial direction from the end face of the laminated core out.
  • the at least one line element can be, for example, an insulated wire or an insulated rod, for example a copper rod or a copper rod.
  • axial direction is meant the main direction of extension of the electrical machine or of the stator, ie in particular the direction in the direction of the axis of rotation of the electric machine
  • one side of an end plate of the laminated core of the stator can form an end face
  • the invention is characterized in that at least one electrical connection is provided by means of a bridge element between at least two of the line ends and / or the bridge element is part of the winding head.
  • bridge element is meant in particular a connecting element which is formed from an electrically conductive material and is arranged to electrically connect at least two line ends of the line elements to one another connect to. The connected line ends are further arranged in different ones of the plurality of slots of the laminated core.
  • connection is meant here that in ⁇ example, a line end of a line element - a line end of a first line element in a groove of the laminated core in the circumferential direction of the stator with a Lei ⁇ tion end of another line element - a line end of a second line element - in another or other slot of the stator is electrically connected.
  • the bridge member can therefore be adapted to provide or paired into ⁇ special electrical connection between two of the line ends of the plurality of line elements to produce.
  • the bridge element is formed as a one-piece sheet metal part.
  • “Sheet portion” is preferably meant a rolled metal. Be ⁇ vorzugt the sheet metal part or the bridge member is formed of copper.
  • the thickness of the sheet metal part is preferably narrower or thinner than the width of the sheet metal part.
  • the sheet metal part is particularly so connected to the at least two cable ends that the width of which extends in the axial direction of the plate package. a narrow side of the sheet metal part is therefore preferably the end face of the laminated core faces.
  • the cross sectional area of the bridge member is preferably adapted to a cross-sectional area of the respective line elements.
  • the cross-sectional area of the bridges ⁇ elements is identical to the cross-sectional area of the line ⁇ elements.
  • the cross-sectional area of the bridge member with the cross-sectional area of the Kausele- ment with which the bridge member is electrically connected to the same. by "integrally” here is preferably gemei nt, that the bridge element as a part or a piece, that is integrally formed.
  • the bridge element has a curved shape in the circumferential direction of the electric machine or the stator.
  • the bridge element is preferably adapted in the circumferential direction to the, in particular radial, shape or the radius of the laminated core
  • the bridge element in the circumferential direction may have a predetermined radius of curvature, in particular a constant or variable size.
  • the bridge element has the advantage that an electrical connection between the line ends of the line elements can be produced in a particularly simple and reliable manner. Furthermore, by the connecting element, the axial length of the line elements can be reduced. As a result, material can be saved and the size of the electric machine can be reduced. Due to the reduced size and the design of the connecting element As a sheet metal part, the weight of the electric machine is also reduced.
  • the invention also includes developments, the characteristics of which provide additional advantages.
  • the Brü ⁇ ckenelement is further formed step-shaped.
  • the bridge element in cross-section, in particular perpendicular to the main extension direction, a stepped shape or a stepped profile.
  • stepswise a zigzag shape or getreppte form is meant in particular.
  • the bridge element a plurality of stages, each stage comprising two legs or stages leg.
  • Each step leg is preferably inclined to a reference plane, respectively in a given before ⁇ angle to the
  • the legs of one step of the step-shaped bridge element can preferably be arranged at a predetermined angle to one another Alternatively, it may be provided that the respective stages have the same angle of their legs to each other.
  • each step leg with respect to the reference plane has a lower slope than the other step leg of the two adjacent step legs, in particular based on the same reference plane.
  • the step-shaped bridge element therefore preferably has a plurality of or a plurality of step legs, each step leg having a predetermined pitch relative to the reference plane or being arranged at a predetermined angle inclined to the reference plane.
  • the step legs may be inclined with respect to the preceding, adjacent step leg alternately to the reference plane and away from the reference plane.
  • the step legs preferably have the same orientation or are aligned identically or extend in the same direction.
  • the stages leg are such disposed Anei ⁇ Nander that they move away in an upward from the reference plane.
  • the steps are arranged in such a way that the step edges facing the reference plane and the distance of the step edge to the reference plane increases successively. Due to the stepped design of the bridge element, there is the advantage that, if several bridge elements connect each ⁇ - line ends of the stator to each other, a minimum distance between the bridge elements, is minimized in spite of radial dimensions ensured. Thereby can
  • the bridge element has a first end region which is connected to a first line end of the at least two line ends, wherein the first end region has an angled or bent shape and rests against one side of the line end ,
  • the first end region of the bridge element can be arranged at a predetermined angle to the remaining or remaining part of the bridge element.
  • the end region rests flat on one side of the line end at a predetermined distance from the end face of the laminated core.
  • the bridge element advantageously has a second end region opposite the first end region, which is connected to a further line end of the at least two line ends, wherein the second end region has a trapezoidal shape and bears against one side of the further line end.
  • the second end region preferably runs straight to the front side.
  • trapezoidal shape it is meant that the bridge element, in particular the sheet metal part, terminates in this area with a trapezoidal shape, the second end area is preferably designed as a trapezoidal prism
  • groove is meant in particular a recess or groove here. This groove serves to remove material from the bridge element when connecting the bridge element to the line end, in particular by welding, in order to be able to produce a cohesive connection with the line end.
  • a further embodiment provides that in the grooves in each case an inner pipe element and an outer pipe element are arranged side by side or one above the other, wherein the bridge element electrically connects the inner line ⁇ element, which is a groove opening of the groove, with the outer pipe element of another groove ,
  • the line elements are part of a two-layer winding.
  • two line elements - internal line ⁇ element and external line element - are arranged in a groove.
  • the inner conduit member is the conduit member which is directed to the slot opening of the groove.
  • the inner cable member is connected to a corresponding circumferential outer pipe element which is arranged in a different groove than connected to the Brü ⁇ ckenelement inboard conduit member.
  • the outer line element with a corresponding circumferential direction inside line element, which is arranged in a different groove than the outer element connected to the bridge element be connected.
  • the inner line element has a different length in the axial direction compared to the outer line element, wherein the inner lying line element is formed starting from the front side in the direction longer than the outer Lei ⁇ tion element.
  • the connected Lei ⁇ ends which are electrically connected to the connecting element, of different lengths.
  • the line end of the outer pipe member is such ge ⁇ arc that the line end of the outer Lei ⁇ processing elements extending radially along the end face of the laminated core.
  • the line end of the line au ⁇ refracting external element from the internal managerial processing element extends away.
  • the minimum distance between the bridge elements can be for example 1 mm perpendicular to the axial direction. Due to the minimum distance, short circuits, in particular in low-voltage applications, between the electrically conductive components of the stator, in particular between the bridge elements, can be avoided particularly reliably. As a result, the electric machine can be operated particularly reliably and safely.
  • the inner pipe element and the outer pipe element have the same length in the axial direction.
  • the first Conduit element and the second line element identical or identical.
  • the connected line ends and the bridge element can preferably be connected in a materially bonded manner.
  • the cohesive connection may be a welded connection and / or a solder connection, in particular a brazed connection.
  • the connected line ends and the bridge element are connected by means of an electrically conductive adhesive. This results in the advantage that the connected line ends can be connected to the coupling unit in a particularly simple and cost-effective manner.
  • the line ends and / or the bridge element are at least partially surrounded by a potting compound.
  • the potting compound may be formed for example of a plastic or resin or silicone.
  • the line ends and / or the bridge element can be soaked, dripped, potted or overmolded with the potting compound.
  • the potting compound ensures that the cable ends and the connecting element are electrically insulated. By potting a cost-effective way of electrical insulation of the current-carrying components of the electric machine is possible.
  • the potting compound gives the winding head - the line ends and the bridge element - ⁇ additional stability.
  • the potting compound of the winding head can be thermally connected to a housing of the electric machine or a cooling structure, such as a cooling channel. In this way, heat can be released from the winding heads to the housing or the cooling structure via the potting compound. By the heat dissipation efficiency of the electric machine can be increased.
  • the invention also includes an electric machine with the stator according to the invention.
  • the electric machine has a plurality of bridge elements, wherein a number of the bridge elements, in particular on an end face of the stator, coincides with the number of slots of the laminated core of the stator.
  • the electrical machine on a plurality of bridge elements wherein a number of bridge elements, in particular ⁇ sondere at an opposite end of the stator, is greater than or less than a number of the slots of the laminated core of the stator.
  • the respective bridge elements are connected to the respective line ends of the line elements such that a minimum distance is formed in the radial direction between the bridge elements.
  • the minimum distance between the respective bridge elements is preferably between 0.5 mm and 3 mm, more preferably between 1 mm and 2 mm.
  • the invention also includes a motor vehicle with an electric machine.
  • the motor vehicle is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the invention also includes developments of the electric machine according to the invention and of the motor vehicle, which have features as they have already been described in connection with the developments of the stator according to the invention. For this reason, the corresponding WEI are developments of the electric machine and the invention of the motor vehicle according to the invention here not again be ⁇ wrote.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of an electrical machine with a stator with a plurality of line elements and an embodiment of a bridge element in a perspective view;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the electric machine of FIG. 1 with a plurality of bridge elements in a perspective view
  • Fig. 3 is a schematic representation of the bridge element in a plan view
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a further embodiment of an electrical machine having a stator with a plurality of line elements and a further embodiment of a bridge element in a perspective view;
  • Fig. 5 is a schematic representation of the electrical machine of Fig. 4 with a plurality of bridge elements in a perspective view.
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention.
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • FIG. 1 and Fig. 2 an embodiment of a stator 1 of an electric machine is shown.
  • FIG. 4 and FIG. 5 show a further embodiment of a stator 1 of an electrical machine.
  • a stator 1 of an electric machine is shown in a perspective view.
  • the stator 1 may, for example, be part of an alternator and / or prime mover of a motor vehicle, in particular of a passenger car.
  • the stator 1 has a laminated core 2, which may be formed in a conventional manner from soft magnetic sheet metal layers, which are electrically insulated from each other and stacked along an axial direction x or layered.
  • axial direction x is meant a main extension direction, which coincides in particular with the axis of rotation of the electric machine.
  • the laminated core 2 has grooves 3 in which line elements 4 of an electrical winding are inserted.
  • the line elements 4 are preferred as isolated rods, so-called ⁇ pins are formed.
  • the line elements 4 are insulated copper bars.
  • FIG. 1 shows that the line elements 4 are part of a two-layer winding. This can be seen, inter alia, from the fact that in a groove 3 in each case two line elements 4 - an inner line element 7 and an outer Lei ⁇ processing element 8 - are arranged.
  • the inner line element 7 is the line element 4, which is directed or turned to the slot opening of the groove 3.
  • the bridge element 9 has a curved shape in the circumferential direction u of the stator 1.
  • the bridge element will be discussed in more detail below.
  • the inner conduit member 7 with a circumferentially u corresponding outer conduit member 8, which is arranged in a different groove 3 than the inner conduit member 7, respectively.
  • the line elements 4 are, as shown in FIG. 1 can be seen the same.
  • the line elements 4 - internal Lei ⁇ processing elements 7 and outer line elements 8 - are formed in the embodiment shown in Fig. 1 and Fig. 2 as rods or rods with a rectangular profile or cross-section. Due to the rectangular, straight shape such line elements are also referred to as I-pin.
  • the line ends 6 of the line elements 4 have, in particular in the axial direction x, the same length. In particular, the line elements 4 are of equal length.
  • the bridge element 9, in particular a first end region 10 of the bridge element 9, abuts against one side of the line end 6 of an inner line element 7.
  • the bridge member is located at 9 to-facing on one of the groove opening side of the pipe end 6 of the inner Lei ⁇ tung element 7.
  • the bridge element 9 abuts the line end 6 of the inner line element 7 at a predetermined distance from the end face 5.
  • the bridge element 9, in particular a second end region 11 of the bridge element 9 lying opposite the first end region 10 bears against an outer line element 8 arranged adjacent to a groove in the circumferential direction u of the stator 1.
  • the bridge element 9, in particular the second end region 11 of the bridge element 9 rests against a side of the outer line element 8 facing away from the groove opening.
  • the first end portion 10 or end portion of the bridge member 9 forms an extension of the inner conduit member 7 in the axial direction x of the stator 1.
  • first end is meant the portion at a first end of the bridge member 9 which is parallel to the conduit end 6 in axial
  • the first end region 10 has an opening, in particular through-hole, or recess or hole on. This opening serves to remove material from the bridge element when connecting the bridge element 9 to the line end 6 by welding in order to produce a material connection with the line end 6.
  • the first end portion 10 of the bridge element 9 is formed in cross-section substantially rectangular. In this case, agrees a width of the first end 10 with the width of the inner line ⁇ elements 7, which extends perpendicular to the axial direction x ER-, match.
  • the second end region or end section of the bridge element 9 forms an extension of the outer line element 8 in the axial direction x of the stator 1.
  • second end region is meant the section at a second end of the bridge element 9, which is parallel to the line end 6 in the axial direction
  • the first end portion 11 and the second end portion 11 of the bridge member 9 have different geometries.
  • the first end portion 11 is substantially rectangular in cross-section, with the second end portion 11 at a lower portion adjacent to the conduit end 6 of the outer conduit member 8.
  • the side or edge facing the front side 5 runs parallel to the front side 5.
  • the side of the trapezoidal projection facing the front side 5 extends at a predetermined angle inclined to the front side 5 of FIG
  • the end face 5 opposite side of the trapezoidal approach can be arranged inclined at a predetermined angle to the end face 5.
  • the side can extend at an angle of 115 ° inclined to the axial direction x or in a direction perpendicular to the axial direction x of 65 °.
  • the second end portion 11 may be formed as or in the manner of a rectangle with corner portion. Further, the second end portion 11, as well as the first end portion 10, an opening, in particular through hole, or recess or have a hole. This opening serves to connect the bridge element 9 to the line end 6 by welding material remove from the bridge element 9 to produce a material connection with or to the line end 6.
  • the bridge element 9 may have a height of 20 mm in the axial direction.
  • the first end region 10 and the second end region 10 have a height of 20 mm.
  • the first end portion 10 has a width perpendicular to the axial direction of 4.2 mm.
  • the second end region 11 has two different shapes due to the trapezoidal projection
  • the second end region 11 has a width of 8.4 mm. In the area of the rectangular area, which adjoins the trapezoidal section, the second end area 11 has a width of 6, 9 mm.
  • the trapezoidal extension extends in the axial
  • Direction x between 6 mm and 7.1 mm.
  • the rectangular portion adjacent to the trapezoidal portion extends in the axial direction x with a length of 13 mm or 13.1 mm. Due to the curved shape of the bridge element 9, the second end region 11 has a length of 1.5 mm perpendicular to the axial direction x.
  • the bridge element 9 extends perpendicular to the axial direction x with a total extension of 64.6 mm.
  • the central area between the first end area 10 and the second end area 11 has a length or extension perpendicular to the axial direction x of 52 mm.
  • the thickness or thickness of the bridge element 9 is preferably 1.5 mm.
  • the bridge element 9 is formed as a sheet metal part.
  • the bridge element 9 is formed as a stamped bent sheet metal part. In the manufacture of such sheet metal parts are punched from a sheet and bent into a predetermined shape.
  • the bridge ⁇ element 9 is, as shown in FIG. 1 and Fig. 2 can be seen, stepped. With "stepped" is in particular an im
  • the bridge element 9 in cross section, in particular perpendicular to the main direction of extension or axial direction x, a step shape or a stepped profile.
  • the bridge element 9 has a plurality of steps 12, wherein each step 12 has two legs 13.
  • the legs 13 of each step 12 of the stepped bridge element 9 are arranged at a predetermined angle to each other.
  • the first end region 10 and the second end region 11 also each form a leg 13.
  • the bridge element 9 is arcuate.
  • the bridge element 9 is adapted in the circumferential direction u to the radius, in particular outer radius, of the laminated core 2.
  • the stator 1 is shown with a plurality of bridge elements 9.
  • all line elements 4 are connected in pairs with a bridge element 9.
  • the bridge elements 9 are arranged such that adjacent bridge elements are arranged at a predetermined distance in the radial direction, perpendicular to the axial direction x, to each other.
  • the distance between two adjacent bridge elements 9 is one millimeter.
  • the respective bridge elements are arranged parallel to one another in a predetermined, in particular uniform, distance.
  • the step-shaped bridge element 9 is shown in a plan view. From Fig. 3 shows how the individual step legs of the step-shaped, arched bridge element 9 are arranged or aligned with each other. Overall, the bridge element 9 shown in FIG. 3 has thirteen adjacent step legs 13. The individual step legs 13 are aligned relative to a reference plane B. In other words, the respective step legs 13 of the step-shaped bridge element 9 are aligned or arranged at a predetermined angle inclined to the reference plane B. In other words, the respective step legs 13 have a predetermined pitch relative to or relative to the reference plane B.
  • each step of the step-shaped bridge element 9 has one of the step legs with adjacent step legs the reference plane B has a smaller pitch than the other step leg of the two adjoining step legs.
  • the step-shaped bridge element 9 therefore preferably has a plurality of or a plurality of step legs, each step leg having a predetermined pitch relative to the reference plane B or being arranged at a predetermined angle inclined to the reference plane.
  • the orientation of the individual step legs 13 with respect to the reference plane B will be described below with reference to FIG.
  • the first step leg 13.1 is aligned along the reference plane B.
  • the second step leg 13.2 adjoins the first step leg 13.1 and is aligned at an angle of 31 ° to the reference plane B.
  • the third step leg 13.3 adjoins the second step leg 13.2 and is aligned at an angle of 15 ° to the reference plane B or relative to the reference plane B.
  • the fourth step leg 13.4 adjoins the third step leg 13.3 and is oriented at an angle of 35 ° to the reference plane B.
  • the fifth step leg 13.5 adjoins the fourth step leg 13.4 and is aligned at an angle of 23 ° to the reference plane B.
  • the sixth step leg 13.6 adjoins the fifth step leg 13.5 and is aligned at an angle of 42 ° to the reference plane B.
  • the seventh step leg 13.7 adjoins the sixth step leg 13.6 and is aligned at an angle of 30 ° to the reference plane B.
  • the eighth step leg 13.8 adjoins the seventh step leg 13.7 and is aligned at an angle of 50 ° to the reference plane B.
  • the ninth step leg 13.9 adjoins the eighth step leg 13.8 and is aligned at an angle of 38 ° to the reference plane B.
  • the tenth step leg 13.10 adjoins the ninth step leg 13.9 and is aligned at an angle of 69 ° to the reference plane B.
  • the eleventh step leg 13.11 adjoins the tenth step leg 13.10 and is aligned at an angle of 45 ° to the reference plane B.
  • the twelfth step leg 13.12 adjoins the eleventh step leg 13.11 and is aligned at an angle of 69 ° to the reference plane B.
  • an extension of the respective step legs in the direction of the reference plane B and a height of the respective step legs in a direction of a further reference plane A, which extends perpendicular to the reference plane B, is indicated.
  • the dimensions given in FIG. 3 are given in millimeters and refer to the corresponding reference planes A or B.
  • the first step leg 13.1 has an extension of 5.2 mm from the reference plane A into the reference plane B
  • the second step leg 13.2 has an extension of 5.2 mm starting from the first step leg 13.1
  • the third step leg 13.3 has an extension of 4, 9 mm, starting from the second step leg 13.2
  • the fourth step leg 13.4 an extension of 4.9 mm starting from the third step leg 13.3, the fifth step leg 13.5 a
  • the first step leg 13.1 has an extension of 1.5 mm from the reference plane B in the further reference plane A
  • the second step leg 13.2 has an extension of 1.4 mm from the first step leg 13.1, the third step leg 13.3 an extension of 2.8 mm, starting from the second step leg 13.2, the fourth step leg 13.4 an extension of 1, 6 mm starting from the third step leg 13.3, the fifth step leg 13.5 an extension of 3.5 mm starting from the fourth step leg 13.4, the sixth step leg 13.6 an extension of 2.4 mm starting from the fifth step leg 13.5
  • the ninth step leg 13.9 an extension of 4.1 mm starting from the eighth step leg 13.8, the tenth step leg 13.10 an extension of 1.7 mm starting from the ninth step leg 13.9
  • the eleventh step leg 13.11 an extension of 4.1 mm starting from the tenth step leg 13.10, the twelfth
  • the thirteenth stage is applied to the leg 13:13 line end 6 of the inner pipe element 7 and the first stage leg 13.1 of the cable end 6 of the au ⁇ refracting external line member 8.
  • the bridge element 9 in an area which faces the end face 5 of the laminated core 2, an arcuate transition.
  • the bridge element 9 in an area which faces the end face 5 of the laminated core, an arcuate transition.
  • the thirteenth stage leg 13:13 and the first stages leg 13.1 in the axial direction x are formed longer than the da commonlie ⁇ constricting stages leg 02/13 to 12/13.
  • the second end region 11 described above corresponds to the first step leg 13.1 and the first end section corresponds to the thirteenth step leg 13.13.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment of the stator 1 for an electrical machine.
  • the internal conduit elements 7 have a rectangular shape.
  • the inner pipe elements 7 have a rectangular shape in cross section.
  • the pipe ends of the outer pipe elements 8 are curved or bent.
  • the respective end of the outer line elements 8, ie the respective line end of the outer line elements 8, is bent in such a way that the line end is parallel to the
  • the outer conduit elements 8 have a rectangular shape. Due to the bent line ends such line elements 7 are also referred to as C-pin. In other words, such line elements have a C-shape in longitudinal section.
  • the bridge element 9 bridges in the connected state of the two line ends 6 a total of six grooves 3 of the laminated core 2. The bridge element 9 thus skips four grooves. Between the connected line ends 6, some of the remaining line ends 6 are arranged in the circumferential direction in between. As can be seen in FIG. 5, the stator has a plurality of bridge elements 9.
  • the bridge element 9 according to the embodiment in FIG. 4 and FIG. 5, like the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, is designed as a sheet metal part and has a curved shape in the circumferential direction u of the stator 1.
  • the arched or arcuate shape of the bridge element 9 is adapted to the circumferential contour of the laminated core 2 of the stator 1.
  • the bridge element 9 in FIGS. 4 and 5 likewise has a first end region 10 and a second end region 12.
  • the first end region 10 is connected to the inner line end 7, the first end region 10 having an angled shape and abutting one side of the inner line element 7.
  • the end portion 10 rests flat on one side of the line end 6 of the inner pipe element 7 at a predetermined distance from the end face 5 of the laminated core 2.
  • the bridge element 9 has a second end region 11 opposite the first end region 10, which is connected to the outer line end 8, wherein the second end region 11 has a trapezoidal shape and bears against one side of the line end of the outer line element 8.
  • trapezoidal mold is meant that the bridging element 9 terminates in this region having a trapezoid shape.
  • the second end portion 11 is preferably being as a trapezoidal prism forms ⁇ .
  • the bridge element to the second end portion a groove 14 which extends parallel to the end face 5 of the
  • Laminated core 2 extends.
  • groove is meant in particular a depression or groove.
  • the line ends 6 and the bridge element 9 will be materially connected to one another by welding. After connecting the respective line ends 6 with the bridge element 9, the line ends and / or the bridge element are at least partially surrounded by a potting compound. Overall, the example shows how a space-reduced bridge winding head can be provided by the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für eine elektrische Maschine. Der Stator (1) umfasst ein Blechpaket (2) mit mehreren Nuten (3), wobei in die Nuten (3) jeweils zumindest ein Leitungselement (4) einer elektrischen Wicklung angeordnet ist. An einer Stirnseite (5) des Blechpakets (2) ragen Leitungsenden (6) der Leitungselemente (4) in axialer Richtung (x) aus der Stirnseite (5) heraus. Ferner ist zumindest eine elektrische Verbindung mittels eines Brückenelements (9) zwischen mindestens zwei der Leitungsenden (6) der Leitungselemente (4) bereitgestellt ist, wobei die verbundenen Leitungsenden (6) in verschiedenen Nuten (3) der mehreren Nuten (3) des Blechpakets (2) angeordnet sind. Das Brückenelement (9) ist zum elektrischen Verbinden der mindestens zwei Leitungsenden (6) als einteiliges Blechteil ausgebildet und weist eine in Umfangsrichtung (u) der elektrischen Maschine gewölbte Form auf.

Description

Beschreibung
Stator für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Ma¬ schine. Der Stator weist ein Blechpaket mit mehreren Nuten auf, wobei in die Nuten jeweils zumindest ein Leitungselement einer elektrischen Wicklung angeordnet ist. An einer Stirnseite des Blechpakets ragen Leitungsenden der Leitungselemente in axialer Richtung aus der Stirnseite heraus. Die Leitungsenden bilden bevorzugt einen Teil des Wickelkopfes des Stators. Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Maschine mit einem Stator.
Elektrische Maschinen, welche als Motoren oder Generatoren eingesetzt werden, besitzen jeweils einen Rotor und einen Stator, die magnetisch aktiv sind. Dazu sind in dem Stator oder Rotor Leitungselemente einer Wicklung oder Spule eingelegt. Bei den Leitungselementen kann es sich beispielsweise um einen isolierten Draht oder um Wicklungsstäbe in Form von Kupferstangen handeln . Werden als Leitungselemente Kupferstangen verwendet , so können die Leitungselemente in einer sogenannten Stabwicklung angeordnet sein.
Die Leitungselemente der elektrischen Wicklung, insbesondere die Leitungsenden der Leitungselemente, müssen bei elektrischen Maschinen nach einem bestimmten Schema miteinander verbunden werden. Zum Verbinden der Leitungselemente ist aus dem all¬ gemeinen Stand der Technik der sogenannte „Twistprozess" be¬ kannt. Bei einem derartigen Prozess werden die aus der Stirnseite des Blechpakets herausgeführten Leitungsenden der Leitungselemente zusammen in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine soweit verdreht oder gebogen, also „getwisted" , bis die zu verbindenden Leitungselemente aneinander anliegen und miteinander verbunden werden können.
Die nach dem sogenannten Twistprozess hergestellten Wicklungen haben den Nachteil, dass sie in axialer Richtung viel Bauraum einnehmen, welcher zulasten der aktiven Länge und damit der Leistungsdichte der elektrischen Maschine geht.
Anstelle die Leitungsenden durch einen aufwändigen Twistprozess herzustellen, ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik weiterhin bekannt, Wicklungsenden segmentierter Wicklungen mithilfe sogenannter Verbindungsstäbe zu verbinden. Dazu be¬ schreibt die US 2013/0020890 AI einen Stator einer elektrischen Maschine. Der Stator umfasst einen Statorgrundkörper mit einer Mehrzahl von Nuten und segmentierte Wicklungen. Die segmentierten Wicklungen setzen sich aus Wicklungsstäben, welche in die Nuten des Statorgrundkörpers eingelegt sind, und Verbin¬ dungsstäben, welche die jeweiligen Enden der Wicklungsstäbe miteinander verbinden, zusammen.
Der Nachteil dieser Wicklungstechnik besteht darin, dass die Wicklungsenden durch eine komplexe Anordnung der Verbindungsstäbe miteinander verbunden werden müssen. Ferner vergrößert sich durch diese Wicklungstechnik die Baugröße der elektrischen Maschine, da die Verbindungsstäbe zum elektrischen Verbinden radial nach außen geführt sind und somit den Umfang der elektrischen Maschine vergrößern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Stators der
elektrischen Maschine, kompakter zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stator für eine elektrische Maschine gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe gelöst durch eine elektrische Maschine gemäß
Patentanspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
Durch die Erfindung ist ein Stator für eine elektrische Maschine bereitgestellt. Der Stator weist ein Blechpaket mit mehreren Nuten auf. In den Nuten ist jeweils zumindest ein Leitungselement einer elektrischen Wicklung angeordnet oder aufgenommen. An einer Stirnseite des Blechpakets ragen Leitungsenden der Leitungselemente in axialer Richtung aus der Stirnseite des Blechpakets heraus. Bei dem zumindest einen Leitungselement kann es sich beispielsweise um einen isolierten Draht oder einen isolierten Stab, beispielsweise um einen Kupferstab oder eine Kupferstange, handeln. Mit „axialer Richtung" ist hier die Haupterstreckungsrichtung der elektrischen Maschine oder des Stators gemeint, also insbesondere die Richtung in Richtung der Rotationsachse der elektrischen Maschine. Mit Stirnseite des Stators ist beispielsweise die Fläche des Blechpakets gemeint, welche sich an einem Ende des Blechpakets des Stators senkrecht zur axialen Richtung erstreckt. Mit anderen Worten kann eine Seite eines Endblechs des Blechpakets des Stators eine Stirnseite bilden . Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine elektrische Verbindung mittels eines Brückenelements zwischen mindestens zwei der Leitungsenden bereitgestellt ist. Bevorzugt bilden die verbundenen Leitungsenden und/oder das Brückenelement Teil des Wickelkopfes. Mit „Brückenelement" ist insbesondere ein Verbindungselement, welches aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, gemeint und dazu eingerichtet ist, zumindest zwei Leitungsenden der Leitungselemente elektrisch miteinander zu verbinden. Die verbundenen Leitungsenden sind ferner in verschiedenen der mehreren Nuten des Blechpakets angeordnet. Mit „Verbindung" ist hier gemeint, dass bei¬ spielsweise ein Leitungsende eines Leitungselements - einem Leitungsende eines ersten Leitungselements -in einer Nut des Blechpakets in Umfangsrichtung des Stators mit einem Lei¬ tungsende eines anderen Leitungselements - einem Leitungsende eines zweiten Leitungselements - in einer weiteren oder anderen Nut des Stators elektrisch verbunden ist. Das Brückenelement kann also dazu eingerichtet sein, eine paarweise Verbindung, ins¬ besondere elektrische Verbindung, zwischen jeweils zwei der Leitungsenden der mehreren Leitungselemente bereitzustellen oder herzustellen.
Zum elektrischen Verbinden der mindestens zwei Leitungsenden ist das Brückenelement als einstückiges Blechteil ausgebildet. Mit „Blechteil" ist bevorzugt ein gewalztes Metall gemeint. Be¬ vorzugt ist das Blechteil beziehungsweise das Brückenelement aus Kupfer gebildet. Die Dicke des Blechteils ist dabei bevorzugt schmaler oder dünner als die Breite des Blechteils. Das Blechteil ist insbesondere derart mit den zumindest zwei Leitungsenden verbunden, dass sich dessen Breite in axialer Richtung des Blechpakets erstreckt. Eine schmale Seite des Blechteils ist damit bevorzugt der Stirnseite des Blechpakets zugewandt. Bevorzugt ist die Querschnittsfläche des Brückenelements an eine Querschnittsfläche der jeweiligen Leitungselemente angepasst. Besonders bevorzugt ist die Querschnittsfläche des Brücken¬ elements identisch zu der Querschnittsfläche der Leitungs¬ elemente. Mit anderen Worten kann die Querschnittsfläche des Brückenelements mit der Querschnittsfläche des Leitungsele- ments, mit dem das Brückenelement elektrisch verbunden ist, übereinstimmen. Mit „einstückig" ist hier bevorzugt gemeint, dass das Brückenelement als ein Teil oder ein Stück, also einteilig, ausgebildet ist. Ferner weist das Brückenelement eine in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine oder des Stators gewölbte Form auf. Mit „gewölbt" ist hier gemeint, dass die Form des Brückenelements gebogen oder gekrümmt oder halbrund oder gebogen beziehungsweise bogenförmig ausgebildet ist. Zum Verbinden der Leitungselemente ist das Brückenelement bevorzugt in Umfangsrichtung an die, insbesondere radiale, Form oder den Radius des Blechpakets angepasst. Mit anderen Worten kann das Brückenelement in Um- fangsrichtung einen vorbestimmten Wölbungsradius, insbesondere konstanter oder veränderliche Größe, aufweisen.
Durch das Brückenelement ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders einfache und zuverlässige Art und Weise eine elektrische Verbindung zwischen den Leitungsenden der Leitungselemente hergestellt werden kann. Des Weiteren kann durch das Verbindungselement die axiale Länge der Leitungselemente reduziert werden. Dadurch kann Material eingespart und die Baugröße der elektrischen Maschine reduziert werden. Durch die reduzierte Baugröße und die Ausbildung des Verbindungselements als Blechteil reduziert sich zudem das Gewicht der elektrischen Maschine .
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Brü¬ ckenelement ferner stufenförmig ausgebildet ist. Insbesondere weist das Brückenelement im Querschnitt, insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung, eine stufenförmige Form oder ein stufenförmiges Profil auf. Mit „stufenförmig" ist insbesondere eine Zickzack-Form oder getreppte Form gemeint. Bevorzugt weist das Brückenelement mehrere Stufen auf, wobei jede Stufe jeweils zwei Schenkel oder Stufenschenkel aufweist. Bevorzugt ist jeder Stufenschenkel zu einer Referenzebene jeweils in einem vor¬ bestimmten Winkel geneigt zu der Referenzebene angeordnet, wobei sich das stufenförmige Brückenelement zickzackförmig oder in einer Zickzack-Form von der Referenzebene weg bewegt. Weiterhin können die Schenkel einer Stufe des stufenförmigen Brückenelements bevorzugt in einem vorbestimmten Winkel zu¬ einander angeordnet. Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die jeweiligen Stufen untereinander unterschiedliche Winkel ihrer Schenkel zueinander aufweisen. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die jeweiligen Stufen die gleichen Winkel ihrer Schenkel zueinander aufweisen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, bei aneinander angrenzenden Stufenschenkeln jeder Stufe des stufenförmigen Brückenelements jeweils einer der Stufenschenkel bezogen auf die Referenzebene eine geringere Steigung aufweist als der andere Stufenschenkel der beiden aneinandergrenzenden Stufenschenkel, insbesondere bezogen auf die gleiche Referenzebene. Das stufenförmige Brückenelement weist also bevorzugt eine Mehrzahl an oder mehrere Stufenschenkel auf, wobei jeder Stufenschenkel bezogen auf die Referenzebene eine vorbestimmte Steigung aufweist oder in einem vorbestimmten Winkel geneigt zu der Referenzebene angeordnet ist. Mit anderen Worten können die Stufenschenkel mit Bezug zu dem vorhergehenden, angrenzenden Stufenschenkel abwechselnd zu der Referenzebene hin und von der Referenzebene weg geneigt sein. Bevorzugt weisen die Stufenschenkel die gleiche Ausrichtung auf beziehungsweise sind gleich ausgerichtet oder verlaufen in die gleiche Richtung.
Besonders bevorzugt sind die Stufenschenkel dergestalt anei¬ nander angeordnet, dass sie sich in einem Aufwärtstrend von der Referenzebene weg bewegen. Mit anderen Worten kann sich durch aneinander angrenzende Stufenschenkel eine Stufenkante bilden, wobei die Stufen derart aneinander angeordnet sind, dass die Stufenkanten der Referenzebene zugewandt sind und der Abstand der Stufenkante zur Referenzebene sukzessive zunimmt. Durch die stufenförmige Ausbildung des Brückenelements ergibt sich der Vorteil, dass, wenn mehrere Brückenelemente die je¬ weiligen Leitungsenden des Stators miteinander verbinden, ein Mindestabstand zwischen den Brückenelementen, trotz minimierten radialen Abmessungen, gewährleistet ist. Dadurch können
Kurzschlüsse zwischen den elektrisch leitenden Komponenten des Stators, insbesondere zwischen den Brückenelementen, besonders zuverlässig vermieden werden. Dadurch kann die elektrische Maschine besonders zuverlässig und sicher betrieben werden. Eine alternative bevorzugte Ausführungsform des Stators für eine elektrische Maschine sieht vor, dass das Brückenelement einen ersten Endbereich aufweist, welcher mit einem ersten Leitungsende der zumindest zwei Leitungsenden verbunden ist, wobei der erste Endbereich eine abgewinkelte oder abgeknickte Form aufweist und an einer Seite des Leitungsendes anliegt. Mit anderen Worten kann der erste Endbereich des Brückenelements in einem vorbestimmten Winkel zu dem restlichen oder übrigen Teil des Brückenelements angeordnet sein. Besonders bevorzugt liegt der Endbereich plan an einer Seite des Leitungsendes in einem vorbestimmten Abstand zur Stirnseite des Blechpakets an. Durch eine derartige Ausgestaltung des ersten Endbereichs des Brü¬ ckenelements kann das Brückenelement mit dem Leitungselement beziehungsweise dem Leitungsende besonders einfach, bei¬ spielsweise durch Laserschweißen, verbunden werden.
In vorteilhafter Weise weist das Brückenelement einen dem ersten Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich auf, welcher mit einem weiteren Leitungsende der zumindest zwei Leitungsenden verbunden ist, wobei der zweite Endbereich eine trapezförmige Form aufweist und an einer Seite des weiteren Leitungsendes anliegt. Der zweite Endbereich verläuft bevorzugt gerade zu der Stirnseite hin. Mit „trapezförmiger Form" ist gemeint, dass das Brückenelement, insbesondere das Blechteil, in diesem Bereich mit einer Trapezform abschließt. Der zweite Endbereich ist bevorzugt als trapezförmiges Prisma ausgebildet. Ferner weist das Brückenelement dem zweiten Endbereich eine Nut auf, welche sich parallel zur Stirnseite des Blechpakets erstreckt. Mit„Nut" ist hier insbesondere eine Vertiefung oder Rille gemeint. Diese Nut dient dazu, beim Verbinden des Brückenelements mit dem Leitungsende, insbesondere durch Schweißen, Material von dem Brückenelement abzutragen, um eine Stoffschlüssige Verbindung mit dem Leitungsende herzustellen zu können.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in den Nuten jeweils ein innenliegendes Leitungselement und ein außenliegendes Leitungselement nebeneinander oder übereinander angeordnet sind, wobei das Brückenelement das innenliegende Leitungs¬ element, welches einer Nutöffnung der Nut zugewandt ist, mit dem außenliegenden Leitungselement einer anderen Nut elektrisch verbindet. Bevorzugt sind die Leitungselemente Bestandteil einer Zweischichtwicklung. Bei einer Zweischichtwicklung sind in eine Nut jeweils zwei Leitungselemente - innenliegendes Leitungs¬ element und außenliegendes Leitungselement - angeordnet. Das innenliegende Leitungselement ist das Leitungselement, welches zur Nutöffnung der Nut gerichtet ist. Bei einer Zweischicht¬ wicklung ist das innenliegende Leitungselement mit einem in Umfangsrichtung korrespondierenden außenliegenden Leitungselement, welches in einer anderen Nut als das mit dem Brü¬ ckenelement verbundene innenliegende Leitungselement angeordnet ist, verbunden. Alternativ kann bei einer Zweischichtwicklung, insbesondere in Abhängigkeit der elektrischen Maschine, das außenliegende Leitungselement mit einem in Umfangsrichtung korrespondierenden innenliegenden Leitungselement, welches in einer anderen Nut als das mit dem Brückenelement verbundene außenliegende Leitungselement angeordnet ist, verbunden sein.
In vorteilhafter Weise weist das innenliegende Leitungselement im Vergleich zu dem außenliegenden Leitungselement eine unterschiedliche Länge in axialer Richtung auf, wobei das in- nenliegende Leitungselement ausgehend von der Stirnseite in Richtung länger ausgebildet ist, als das außenliegende Lei¬ tungselement. Mit anderen Worten sind die verbundenen Lei¬ tungsenden, welche elektrisch mit dem Verbindungselement verbunden sind, unterschiedlich lang ausgebildet. Ferner ist das Leitungsende des außenliegenden Leitungselements derart ge¬ bogen, dass sich das Leitungsende des außenliegenden Lei¬ tungselements radial entlang der Stirnseite des Blechpakets erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich das Leitungsende des au¬ ßenliegenden Leitungselements von dem innenliegenden Lei- tungselement weg. Durch die abgeknickte Form des außenliegenden Leitungselements im Bereich des Leitungsendes kann gewährleistet werden, dass wenn mehrere Brückenelemente die jeweiligen Leitungsenden - Leitungsende des innenliegendes Leitungselement mit korrespondierendem Leitungsende des außenliegenden Lei- tungselements - miteinander verbinden, ein Mindestabstand zwischen den Brückenelementen gewährleistet ist. Der Mindestabstand zwischen den Brückenelementen kann senkrecht zur axialen Richtung beispielsweise 1 mm betragen. Durch den Mindestabstand können Kurzschlüsse, insbesondere bei Nieder- voltanwendungen, zwischen den elektrisch leitenden Komponenten des Stators, insbesondere zwischen den Brückenelementen, besonders zuverlässig vermieden werden. Dadurch kann die elektrische Maschine besonders zuverlässig und sicher betrieben werden .
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass das innenliegende Leitungselement und das außenliegende Leitungselement in axialer Richtung die gleiche Länge aufweisen. Insbesondere sind das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement gleich oder identisch ausgebildet. Durch die gleiche Ausbildung der beiden Leitungselemente - innenliegendes Leitungselement und außen¬ liegendes Leitungselement - wird der Aufbau des Stators ver- einfacht und damit die Wirtschaftlichkeit der elektrischen Maschine erhöht.
Des Weiteren können die verbundenen Leitungsenden und das Brückenelement bevorzugt stoffschlüssig verbunden sein. Bei- spielsweise kann es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Schweißverbindung und/oder um eine Lötverbindung, insbesondere um eine Hartlötverbindung, handeln. Es kann auch vorgesehen sein, dass die verbundenen Leitungsenden und das Brückenelement mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs verbunden sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die verbundenen Leitungsenden mit der Kopplungseinheit auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise miteinander verbunden werden können. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Leitungsenden und/oder das Brückenelement zumindest bereichsweise von einer Vergussmasse umgeben sind. Die Vergussmasse kann beispielsweise aus einem Kunststoff oder Harz oder Silikon gebildet sein. Beispielsweise können die Leitungsenden und/oder das Brü- ckenelement mit der Vergussmasse getränkt, geträufelt, vergossen oder umspritzt sein. Durch die Vergussmasse ist gewährleistet, dass die Leitungsenden und das Verbindungselement elektrisch isoliert sind. Durch die Vergussmasse ist eine kostengünstige Art der elektrischen Isolation der stromführenden Komponenten der elektrischen Maschine möglich. Die Vergussmasse verleiht dem Wickelkopf - den Leitungsenden und dem Brückenelement - zu¬ sätzlich Stabilität. Zusätzlich kann durch die Vergussmasse der Wickelkopf thermisch an ein Gehäuse der elektrischen Maschine oder eine Kühlstruktur, wie beispielsweise einen Kühlkanal, angebunden werden. Damit kann über die Vergussmasse Wärme von den Wickelköpfen an das Gehäuse oder die Kühlstruktur abgegeben werden. Durch die Wärmeabfuhr kann ein Wirkungsgrad der elektrischen Maschine erhöht werden. Zu der Erfindung gehört auch eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Stator. In vorteilhafter Weise weist die elektrische Maschine mehrere Brückenelemente auf, wobei eine Anzahl der Brückenelemente, insbesondere an einer Stirnseite des Stators, mit der Anzahl der Nuten des Blechpakets des Stators übereinstimmt. In vorteil¬ hafter Weise weist die elektrische Maschine mehrere Brücken- elemente auf, wobei eine Anzahl der Brückenelemente, insbe¬ sondere an einer gegenüberliegenden Stirnseite des Stators, größer oder kleiner ist als eine Anzahl der Nuten des Blechpakets des Stators. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die jeweiligen Brückenelemente derart mit den jeweiligen Leitungsenden der Leitungselemente verbunden, dass in radialer Richtung zwischen den Brückenelementen ein Mindestabstand gebildet ist. Der Mindestabstand zwischen den jeweiligen Brückenelementen liegt bevorzugt zwischen 0,5 mm und 3 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm.
Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet. Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und des Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Stators beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Wei- terbildungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal be¬ schrieben .
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be- schrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer elektrischen Maschine mit einem Stator mit mehreren Leitungselementen und einer Ausführungsform eines Brückenelements in einer Perspektivansicht;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektrischen Maschine von Fig. 1 mit mehreren Brückenelementen in einer Perspektivansicht;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Brückenelements in einer Draufsicht;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer elektrischen Maschine mit einem Stator mit mehreren Leitungselementen und einer weiteren Ausführungsform eines Brückenelements in einer Perspektivansicht; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung der elektrischen Maschine von Fig. 4 mit mehreren Brückenelementen in einer Perspektivansicht.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines Stators 1 einer elektrischen Maschine gezeigt. In Fig. 4 und Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Stators 1 einer elektrischen Maschine gezeigt. In Fig. 1 ist ein Stator 1 einer elektrischen Maschine in einer Perspektivansicht gezeigt. Der Stator 1 kann beispielsweise Teil einer Lichtmaschine und/oder Antriebsmaschine eines Kraftwa- gens, insbesondere eines Personenkraftwagens, sein. Der Stator 1 weist ein Blechpaket 2 auf, das in an sich bekannter Weise aus weichmagnetischen Blechschichten gebildet sein kann, die elektrisch gegeneinander isoliert sind und entlang einer axialen Richtung x gestapelt oder geschichtet sind. Mit„axialer Richtung x" ist eine Haupterstreckungsrichtung, welche insbesondere mit der Rotationsachse der elektrischen Maschine zusammenfällt, gemeint .
Ferner weist das Blechpaket 2 Nuten 3 auf, in denen Lei- tungselemente 4 einer elektrischen Wicklung eingelegt sind. Die Leitungselemente 4 sind bevorzugt als isolierte Stäbe, soge¬ nannte Pins, ausgebildet. Beispielsweise handelt es sich bei den Leitungselementen 4 um isolierte Kupferstäbe. An einer
Stirnseite 5 des Blechpakets 2 ragen in axialer Richtung x Leitungsenden 6 der Leitungselemente 4 heraus. Der Über¬ sichtlichkeit halber sind von den dargestellten Nuten 3, Leitungselementen 4 und den Leitungsenden 6 nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt, dass die Leitungselemente 4 Bestandteil einer Zweischichtwicklung sind. Das ist unter anderem daran zu erkennen, dass in einer Nut 3 jeweils zwei Leitungselemente 4 - ein innenliegendes Leitungselement 7 und ein außenliegendes Lei¬ tungselement 8 - angeordnet sind. Das innenliegende Lei- tungselement 7 ist das Leitungselement 4, welches zur Nutöffnung der Nut 3 gerichtet oder gewandt ist.
Bei dem Stator 1 sind paarweise zwei Leitungsenden 6 mittels eines Brückenelements 9 elektrisch miteinander verbunden. Das Brü- ckenelement 9 weist eine in Umfangsrichtung u des Stators 1 gewölbte Form auf. Auf das Brückenelement wird im Folgenden noch genauer eingegangen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Zweischichtwicklung ist das innenliegende Leitungselement 7 mit einem in Umfangsrichtung u korrespondierenden außenliegenden Leitungselement 8, welches in einer anderen Nut 3 als das innenliegende Leitungselement 7 angeordnet ist, verbunden. Die Leitungselemente 4 sind, wie Fig. 1 zu entnehmen ist, gleich ausgebildet. Die Leitungselemente 4 - innenliegenden Lei¬ tungselemente 7 und außenliegenden Leitungselemente 8 - sind der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsform als Stäbe oder Stangen mit einem rechteckigen Profil oder Querschnitt aus- gebildet. Durch die rechteckige, gerade Form werden derartige Leitungselemente auch als I-Pin bezeichnet. Die Leitungsenden 6 der Leitungselemente 4 weisen, insbesondere in axialer Richtung x, die gleiche Länge auf. Insbesondere sind die Leitungselemente 4 gleich lang ausgebildet.
Das Brückenelement 9, insbesondere ein erster Endbereich 10 des Brückenelements 9, liegt an einer Seite des Leitungsendes 6 eines innenliegenden Leitungselements 7 an. Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, liegt das Brückenelement 9 an einer der Nutöffnung zu- gewandten Seite des Leitungsendes 6 des innenliegenden Lei¬ tungselements 7 an. Insbesondere liegt das Brückenelement 9 in einem vorbestimmten Abstand zur Stirnseite 5 an dem Leitungsende 6 des innenliegenden Leitungselements 7 an. Ferner liegt das Brückenelement 9, insbesondere ein dem ersten Endbereich 10 gegenüberliegender zweiter Endbereich 11 des Brückenelements 9 an einem in Umfangsrichtung u des Stators 1 benachbarten Nut angeordneten außenliegenden Leitungselement 8 an. Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, liegt das Brückenelement 9, insbesondere der zweite Endbereich 11 des Brückenelements 9, an einer der Nutöffnung abgewandten Seite des außenliegenden Leitungselements 8 an.
Der erste Endbereich 10 oder Endabschnitt des Brückenelements 9 bildet eine Verlängerung des innenliegenden Leitungselements 7 in axialer Richtung x des Stators 1. Mit „ersten Endbereich" ist der Abschnitt an einem ersten Ende des Brückenelements 9 gemeint, welcher sich parallel zu dem Leitungsende 6 in axialer Richtung x erstreckt. Ferner weist der erste Endbereich 10 eine Öffnung, insbesondere Durchgangsbohrung, oder Aussparung oder ein Loch auf. Diese Öffnung dient dazu, beim Verbinden des Brückenelements 9 mit dem Leitungsende 6 durch Schweißen Material von dem Brückenelement abzutragen, um eine Stoffschlüssige Verbindung mit dem Leitungsende 6 herzustellen. Der erste Endbereich 10 des Brückenelements 9 ist dabei im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Dabei stimmt eine Breite des ersten Endbereichs 10 mit der Breite des innenliegenden Leitungs¬ elements 7, welche sich senkrecht zur axialen Richtung x er- streckt, überein.
Der zweite Endbereich oder Endabschnitt des Brückenelements 9 bildet eine Verlängerung des außenliegenden Leitungselements 8 in axialer Richtung x des Stators 1. Mit „zweiten Endbereich" ist der Abschnitt an einem zweiten Ende des Brückenelements 9 gemeint, welcher sich parallel zu dem Leitungsende 6 in axialer Richtung x erstreckt. Der erste Endbereich 10 und der zweite Endbereich 11 des Brückenelements 9 weisen unterschiedliche Geometrie auf. Der erste Endbereich 11 weist im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei der zweite Endbereich 11 in einem unteren Bereich, welcher an dem Leitungsende 6 des außenliegenden Leitungselements 8 anliegt, einen trapezförmigen Ansatz aufweist. Die der Stirnseite 5 zugewandte Seite oder Kante verläuft parallel zur Stirnseite 5. Die der Stirnseite 5 ge- genüberliegende Seite des trapezförmigen Ansatzes verläuft in einem vorbestimmten Winkel geneigt zur Stirnseite 5 des
Blechpakets. Mit anderen Worten kann die der Stirnseite 5 gegenüberliegende Seite des trapezförmigen Ansatzes in einem vorbestimmten Winkel geneigt zur Stirnseite 5 angeordnet sein. Dabei kann Seite mit einem Winkel von 115° geneigt zu der axialen Richtung x oder in einem von 65° senkrecht zur axialen Richtung x verlaufen. Der zweite Endbereich 11 kann als oder nach Art eines Rechtecks mit Eckabschnitt ausgebildet sein. Ferner kann der zweite Endbereich 11, wie auch der erste Endbereich 10, eine Öffnung, insbesondere Durchgangsbohrung, oder Aussparung oder ein Loch aufweisen. Diese Öffnung dient dazu, beim Verbinden des Brückenelements 9 mit dem Leitungsende 6 durch Schweißen Material von dem Brückenelement 9 abzutragen, um eine stoffschlüssige Verbindung mit oder zu dem Leitungsende 6 herzustellen.
Im Folgenden wird noch auf eine konkrete Ausführungsform des Brückenelements 9 eingegangen. Das Brückenelement 9 kann in die axiale Richtung eine Höhe von 20 mm aufweisen. Dabei weisen der erste Endbereich 10 und der zweite Endbereich 10 eine Höhe von 20 mm auf. Der erste Endbereich 10 weist eine Breite senkrecht zur axialen Richtung von 4,2 mm auf. Der zweite Endbereich 11 weist durch den trapezförmigen Ansatz zwei unterschiedliche
Breiten auf. Im Bereich des trapezförmigen Ansatzes weist der zweite Endbereich 11 eine Breite von 8,4 mm auf. Im Bereich des rechteckigen Bereichs, welcher an den trapezförmigen Abschnitt angrenzt, weist der zweite Endbereich 11 eine Breite von 6, 9 mm auf. Der trapezförmige Ansatz erstreckt sich in die axiale
Richtung x zwischen 6 mm und 7,1 mm. Der rechteckige Bereich, welcher an den trapezförmigen Abschnitt angrenzt, erstreckt sich in die axiale Richtung x mit einer Länge von 13 mm oder 13,1 mm. Durch die gewölbte Form der Brückenelements 9, weist der zweite Endbereich 11 senkrecht zur axialen Richtung x eine Länge von 1,5 mm auf.
Insgesamt erstreckt sich das Brückenelement 9 senkrecht zur axialen Richtung x mit einer Ausdehnung von insgesamt 64,6 mm. Der Zentralbereich zwischen dem ersten Endbereich 10 und dem zweiten Endbereich 11, weist eine Länge oder Ausdehnung senkrecht zur axialen Richtung x von 52 mm auf. Die Dicke oder Stärke des Brückenelements 9 beträgt bevorzugt 1,5 mm. Das Brückenelement 9 ist als Blechteil ausgebildet. Bevorzugt ist das Brückenelement 9 als gestanztes Biegeblechteil ausgebildet. Bei der Herstellung werden derartige Blechteile aus einem Blech gestanzt und in eine vorbestimmte Form gebogen. Das Brücken¬ element 9 ist, wie Fig. 1 und Fig. 2 zu entnehmen ist, stufenförmig ausgebildet. Mit „stufenförmig" ist insbesondere eine im
Querschnitt ausgebildete Zickzackform gemeint. Insbesondere weist das Brückenelement 9 im Querschnitt, insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung oder axialen Richtung x, eine Stufenform oder ein stufenförmiges Profil auf. Dabei weist das Brückenelement 9 mehrere Stufen 12 auf, wobei jede Stufe 12 zwei Schenkel 13 aufweist. Die Schenkel 13 jeder Stufe 12 des stufenförmigen Brückenelements 9 sind in einem vorbestimmten Winkel zueinander angeordnet. Der erste Endbereich 10 und der zweite Endbereich 11 bilden ebenfalls jeweils einen Schenkel 13 aus. Neben der stufenförmigen Form ist das Brückenelement 9 bogenförmig ausgebildet. Zum Verbinden der Leitungselemente 4 ist das Brückenelement 9 in Umfangsrichtung u an den Radius, insbesondere Außenradius, des Blechpakets 2 angepasst.
In Fig. 2 ist der Stator 1 mit mehreren Brückenelementen 9 gezeigt. Dabei sind alle Leitungselemente 4 paarweise mit einem Brückenelement 9 verbunden. Die Brückenelemente 9 sind dabei derart angeordnet, dass benachbarte Brückenelemente in einem vorbestimmten Abstand in radialer Richtung, senkrecht zur axialen Richtung x, zueinander angeordnet sind. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen zwei benachbarten Brückenelementen 9 einen Millimeter. Mit anderen Worten sind die jeweiligen Brückenelemente parallel in einem vorbestimmten, insbesondere gleichmäßigen Abstand, zueinander angeordnet.
In Fig. 3 ist das stufenförmige Brückenelement 9 in einer Draufsicht gezeigt. Aus Fig. 3 geht hervor, wie die einzelnen Stufenschenkel des stufenförmigen, gewölbten Brückenelements 9 zueinander angeordnet oder ausgerichtet sind. Insgesamt weist das in Fig. 3 gezeigte Brückenelement 9 dreizehn aneinander angrenzende Stufenschenkel 13 auf. Dabei sind die einzelnen Stufenschenkel 13 bezogen auf eine Referenzebene B ausgerichtet. Mit anderen Worten sind die jeweiligen Stufenschenkel 13 des stufenförmigen Brückenelements 9 in einem vorbestimmten Winkel geneigt zu der Referenzebene B ausgerichtet oder angeordnet. Mit anderen Worten weisen die jeweiligen Stufenschenkel 13 eine vorbestimmte Steigung zu oder bezogen auf die Referenzebene B auf. Wie in der Winkelabfolge der aneinandergrenzenden Stufenschenkel 13.1 bis 13.13 zu erkennen ist, weist bei aneinander angrenzenden Stufenschenkeln jeder Stufe des stufenförmigen Brückenelements 9 jeweils einer der Stufenschenkel bezogen auf die Referenzebene B eine geringere Steigung auf als der andere Stufenschenkel der beiden aneinandergrenzenden Stufenschenkel. Das stufenförmige Brückenelement 9 weist also bevorzugt eine Mehrzahl an oder mehrere Stufenschenkel auf, wobei jeder Stufenschenkel bezogen auf die Referenzebene B eine vorbestimmte Steigung aufweist oder in einem vorbestimmten Winkel geneigt zu der Referenzebene angeordnet ist.
Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig. 3 die Ausrichtung der einzelnen Stufenschenkel 13 mit Bezug auf die Referenzebene B beschrieben. Der erste Stufenschenkel 13.1 ist entlang der Referenzebene B ausgerichtet. Der zweite Stufenschenkel 13.2 grenzt an den ersten Stufenschenkel 13.1 an und ist mit einem Winkel von 31° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der dritte Stufenschenkel 13.3 grenzt an den zweiten Stufenschenkel 13.2 an und ist mit einem Winkel von 15° zu der Referenzebene B oder bezogen auf die Referenzebene B ausgerichtet. Der vierte Stufenschenkel 13.4 grenzt an den dritten Stufenschenkel 13.3 an und ist mit einem Winkel von 35° zu der Referenzebene B aus- gerichtet. Der fünfte Stufenschenkel 13.5 grenzt an den vierten Stufenschenkel 13.4 an und ist mit einem Winkel von 23° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der sechste Stufenschenkel 13.6 grenzt an den fünften Stufenschenkel 13.5 an und ist mit einem Winkel von 42° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der siebte Stufenschenkel 13.7 grenzt an den sechsten Stufenschenkel 13.6 an und ist mit einem Winkel von 30° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der achte Stufenschenkel 13.8 grenzt an den siebten Stufenschenkel 13.7 an und ist mit einem Winkel von 50° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der neunte Stufenschenkel 13.9 grenzt an den achten Stufenschenkel 13.8 an und ist mit einem Winkel von 38° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der zehnte Stufenschenkel 13.10 grenzt an den neunten Stufenschenkel 13.9 an und ist mit einem Winkel von 69° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der elfte Stufenschenkel 13.11 grenzt an den zehnten Stufenschenkel 13.10 an und ist mit einem Winkel von 45° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der zwölfte Stufenschenkel 13.12 grenzt an den elften Stufenschenkel 13.11 an und ist mit einem Winkel von 69° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Der dreizehnte Stufenschenkel 13.13 grenzt an den zwölften Stu¬ fenschenkel 13.12 an und ist mit einem Winkel von 45° zu der Referenzebene B ausgerichtet. Neben den Winkelangaben ist auch eine Ausdehnung der jeweiligen Stufenschenkel in Richtung der Referenzebene B sowie eine Höhe der jeweiligen Stufenschenkel in eine Richtung einer weiteren Referenzebene A, welche sich senkrecht zur Referenzebene B erstreckt, angegeben. Die in Fig. 3 angegebenen Abmessungen sind in Millimeter angegeben und beziehen sich auf die entsprechenden Referenzebenen A oder B.
Aufeinanderfolgend weist der erste Stufenschenkel 13.1 in die Referenzebene B eine Ausdehnung von 5,2 mm ausgehend von der Referenzebene A, der zweite Stufenschenkel 13.2 eine Ausdehnung von 5,2 mm ausgehend von dem ersten Stufenschenkel 13.1, der dritte Stufenschenkel 13.3 eine Ausdehnung von 4,9 mm ausgehend von dem zweiten Stufenschenkel 13.2, der vierte Stufenschenkel 13.4 eine Ausdehnung von 4,9 mm ausgehend von dem dritten Stufenschenkel 13.3, der fünfte Stufenschenkel 13.5 eine
Ausdehnung von 4,3 mm ausgehend von dem vierten Stufenschenkel 13.4, der sechste Stufenschenkel 13.6 eine Ausdehnung von 5,1 mm ausgehend von dem fünften Stufenschenkel 13.5, der siebte der Stufenschenkel 13.7 eine Ausdehnung von 3 mm ausgehend von dem sechsten Stufenschenkel 13.6, der achte Stufenschenkel 13.8 eine Ausdehnung von 4,3 mm ausgehend von den siebten Stufenschenkel 13.7, der neunte Stufenschenkel 13.9 eine Ausdehnung von 2,9 mm ausgehend von dem achten Stufenschenkel 13.8, der zehnte Stufenschenkel 13.10 einer Ausdehnung von 2,2 mm ausgehend von dem neunten Stufenschenkel 13.9, der elfte Stufenschenkel 13.11 eine Ausdehnung von 2,1 mm ausgehend von dem zehnten Stufenschenkel 13.10, der zwölfte Stufenschenkel 13.12 eine Ausdehnung von 2,8 mm ausgehend von dem elften Stufenschenkel 13.11 auf. Aufeinanderfolgend weist der erste Stufenschenkel 13.1 in die weitere Referenzebene A eine Ausdehnung von 1,5 mm ausgehend von der Referenzebene B, der zweite Stufenschenkel 13.2 eine Ausdehnung von 1,4 mm ausgehend von dem ersten Stufenschenkel 13.1, der dritte Stufenschenkel 13.3 eine Ausdehnung von 2,8 mm ausgehend von dem zweiten Stufenschenkel 13.2, der vierte Stufenschenkel 13.4 eine Ausdehnung von 1, 6 mm ausgehend von dem dritten Stufenschenkel 13.3, der fünfte Stufenschenkel 13.5 eine Ausdehnung von 3,5 mm ausgehend von dem vierten Stufenschenkel 13.4, der sechste Stufenschenkel 13.6 eine Ausdehnung von 2,4 mm ausgehend von dem fünften Stufenschenkel 13.5, der siebte der Stufenschenkel 13.7 eine Ausdehnung von 3,4 mm ausgehend von dem sechsten Stufenschenkel 13.6, der achte Stufenschenkel 13.8 eine Ausdehnung von 2,9 mm ausgehend von den siebten Stufenschenkel 13.7, der neunte Stufenschenkel 13.9 eine Ausdehnung von 4,1 mm ausgehend von dem achten Stufenschenkel 13.8, der zehnte Stufenschenkel 13.10 einer Ausdehnung von 1,7 mm ausgehend von dem neunten Stufenschenkel 13.9, der elfte Stufenschenkel 13.11 eine Ausdehnung von 4,1 mm ausgehend von dem zehnten Stufenschenkel 13.10, der zwölfte Stufenschenkel 13.12 eine Ausdehnung von 3,4 mm ausgehend von dem elften Stufenschenkel 13.11 auf.
Mit Bezug auf Fig. 1 liegt der dreizehnte Stufenschenkel 13.13 an dem Leitungsende 6 des innenliegenden Leitungselements 7 und der erste Stufenschenkel 13.1 an dem Leitungsende 6 des au¬ ßenliegenden Leitungselements 8 an. Beim Übergang des dreizehnten Stufenschenkels 13.13 zu dem zwölften Stufenschenkel 13.12 weist das Brückenelement 9 in einem Bereich, welches der Stirnseite 5 des Blechpakets 2 zugewandt ist, einen bogenförmigen Übergang auf. Beim Übergang des zweiten Stufenschenkels 13.2 zu dem ersten Stufenschenkel 13.1 weist das Brückenelement 9 in einem Bereich, welcher der Stirnseite 5 des Blechpakets zugewandt ist, einen bogenförmigen Übergang auf. Dabei sind der dreizehnte Stufenschenkel 13.13 und der erste Stufenschenkel 13.1 in die axiale Richtung x länger ausgebildet, als die dazwischenlie¬ genden Stufenschenkel 13.2 bis 13.12. Der zuvor beschriebene zweite Endbereich 11 entspricht dabei dem ersten Stufenschenkel 13.1 und der erste Endbereich dem dreizehnten Stufenschenkel 13.13.
In Fig. 4 und Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Stators 1 für eine elektrische Maschine dargestellt. Wie auch bei der ersten Ausführungsform (Fig. 1 und Fig. 2) weisen die innenliegenden Leitungselemente 7 eine rechteckige Form auf. Die innenliegenden Leitungselemente 7 weisen im Querschnitt eine rechteckige Form auf. Die Leitungsenden der außenliegenden Leitungselemente 8 sind gewölbt oder gebogen. Das jeweilige Ende der außenliegenden Leitungselemente 8, also das jeweilige Leitungsende der außenliegenden Leitungselemente 8, ist dabei derart gebogen, dass das Leitungsende sich parallel zur
Stirnseite 5 des Blechpakets 2 erstreckt. Im Querschnitt weisen die außenliegenden Leitungselemente 8 eine rechteckige Form auf. Durch die gebogenen Leitungsenden werden derartige Leitungselemente 7 auch als C-Pin bezeichnet. Mit anderen Worten weisen derartige Leitungselemente im Längsschnitt eine C-Form auf. Das Brückenelement 9 überbrückt im verbundenen Zustand der zwei Leitungsenden 6 insgesamt sechs Nuten 3 des Blechpakets 2. Das Brückenelement 9 überspringt also vier Nuten. Zwischen den verbundenen Leitungsenden 6 sind in Umfangsrichtung einige der übrigen Leitungsenden 6 dazwischenliegend angeordnet. Der Stator weist, wie Fig. 5 zu entnehmen ist, mehrere Brückenelemente 9 auf.
Das Brückenelement 9 gemäß der Ausführungsform in Fig. 4 und Fig. 5 ist wie die zu den Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsform als Blechteil ausgebildet und weist eine in Umfangsrichtung u des Stators 1 gewölbte Form auf. Die gewölbte oder bogenförmige Form des Brückenelements 9 ist an die Umfangskontur des Blechpakets 2 des Stators 1 angepasst.
Das Brückenelement 9 in Fig. 4 und Fig. 5 weist ebenfalls einen ersten Endbereich 10 und einen zweiten Endbereich 12 auf. Der erste Endbereich 10 ist mit dem innenliegenden Leitungsende 7 verbunden, wobei der erste Endbereich 10 eine abgewinkelte Form aufweist und an einer Seite des innenliegenden Leitungselements 7 anliegt. Dabei liegt der Endbereich 10 plan an einer Seite des Leitungsendes 6 des innenliegenden Leitungselements 7 in einem vorbestimmten Abstand zur Stirnseite 5 des Blechpakets 2 an. Ferner weist das Brückenelement 9 einen dem ersten Endbereich 10 gegenüberliegenden zweiten Endbereich 11 auf, welcher mit dem außenliegenden Leitungsende 8 verbunden ist, wobei der zweite Endbereich 11 eine trapezförmige Form aufweist und an einer Seite des Leitungsendes des außenliegenden Leitungselements 8 anliegt. Mit „trapezförmiger Form" ist gemeint, dass das Brückenelement 9 in diesem Bereich mit einer Trapezform abschließt. Der zweite Endbereich 11 ist bevorzugt als trapezförmiges Prisma ausge¬ bildet. Ferner weist das Brückenelement dem zweiten Endbereich eine Nut 14 auf, welche sich parallel zur Stirnseite 5 des
Blechpakets 2 erstreckt. Mit „Nut" ist hier insbesondere eine Vertiefung oder Rille gemeint.
Die Leitungsenden 6 und das Brückenelement 9 werden stoff- schlüssig, durch Schweißen, miteinander verbunden sein. Nach dem Verbinden der jeweiligen Leitungsenden 6 mit den Brückenelement 9 werden die Leitungsenden und/oder das Brückenelement zumindest bereichsweise von einer Vergussmasse umgeben. Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein bauraumreduzierter Brücken-Wickelkopf bereitgestellt werden kann .
Bezugs zeichenliste
1 Stator
2 Blechpaket
3 Nut
4 Leitungselement
5 Stirnseite
6 Leitungsende
7 innenliegendes Leitungselement 8 außenliegendes Leitungselement
9 Brückenelement
10 erster Endbereich
11 zweiter Endbereich
12 Stufe
13 Schenkel
13.1 erster Stufenschenkel
13.2 zweiter Stufenschenkel
13.3 dritter Stufenschenkel
13.4 vierter Stufenschenkel
13.5 fünfter Stufenschenkel
13.6 sechster Stufenschenkel
13.7 siebter Stufenschenkel
13.8 achter Stufenschenkel
13.9 neunter Stufenschenkel
13.10 zehnter Stufenschenkel
13.11 elfter Stufenschenkel
13.12 zwölfter Stufenschenkel
13.13 dreizehnter Stufenschenkel 14 Nut
A weitere Referenzebene
B Referenzebene
u Umfangsrichtung
x axiale Richtung

Claims

Patentansprüche
1. Stator (1) für eine elektrische Maschine umfassend:
- ein Blechpaket (2) mit mehreren Nuten (3), wobei
- in die Nuten (3) j eweils zumindest ein Leitungselement (4) einer elektrischen Wicklung angeordnet ist, wobei
- an einer Stirnseite (5) des Blechpakets (2) Leitungsenden (6) der Leitungselemente (4) in axialer Richtung (x) aus der Stirnseite (5) herausragen, wobei
- zumindest eine elektrische Verbindung mittels eines Brü¬ ckenelements (9) zwischen mindestens zwei der Leitungsenden (6) der Leitungselemente (4) bereitgestellt ist, wobei
- die verbundenen Leitungsenden (6) in verschiedenen Nuten (3) der mehreren Nuten (3) des Blechpakets (2) angeordnet sind, wobei - das Brückenelement (9) eine in Umfangsrichtung (u) der elektrischen Maschine gewölbte Form aufweist;
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Brückenelement (9) zum elektrischen Verbinden der mindestens zwei Leitungsenden (6) als einteiliges Blechteil ausgebildet ist.
2. Stator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Brückenelement (9) ferner stufenförmig ausgebildet ist.
3. Stator nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das stufenförmige Brückenelement (9) mehrere aneinander an¬ grenzende Stufenschenkel (13) aufweist, wobei jeder Stufen- Schenkel zu einer Referenzebene (B) jeweils in einem vorbe¬ stimmten Winkel geneigt zu der Referenzebene (B) angeordnet ist, wobei sich das stufenförmige Brückenelement (9) zickzackförmig von der Referenzebene (B) weg bewegt.
4. Stator (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Brückenelement (1) einen ersten Endbereich (10) aufweist, welcher mit einem Leitungsende (6) der zumindest zwei Lei- tungsenden verbunden ist, wobei der erste Endbereich (10) eine abgewinkelte Form aufweist und an einer Seite des Leitungsendes (6) anliegt.
5. Stator nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Brückenelement (9) einen zweiten Endbereich (11) aufweist, welcher mit einem weiteren Leitungsende (6) der zumindest zwei Leitungsenden (6) verbunden ist, wobei der zweite Endbereich (11) eine trapezförmige Form aufweist und an einer Seite des weiteren Leitungsendes (6) anliegt.
6. Stator (l)nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in den Nuten (3) jeweils ein innenliegendes Leitungselement (7) und ein außenliegendes Leitungselement (8) übereinander an¬ geordnet sind, wobei das Brückenelement das innenliegende Leitungselement (7), welches einer Nutöffnung der Nut (3) zugewandt ist, mit dem außenliegenden Leitungselement (8) elektrisch verbindet.
7. Stator nach Anspruch 6, insbesondere in Rückbezug auf Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das innenliegende Leitungselement (7) im Vergleich zu dem außenliegenden Leitungselement (8) eine unterschiedliche Länge in axialer Richtung (x) aufweist, wobei das innenliegende Leitungselement (7) ausgehend von der Stirnseite (5) in die axiale Richtung (x) länger ausgebildet ist, als das außenliegende Leitungselement (7), wobei das Leitungsende (6) des außen¬ liegenden Leitungselements (8) derart gebogen ist, dass es sich radial entlang der Stirnseite (5) des Blechpakets (2) erstreckt.
8. Stator (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das innenliegende Leitungselement (7) und das außenliegende Leitungselement (8) in axialer Richtung (x) die gleiche Länge aufweisen .
9. Stator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die verbundenen Leitungsenden (6) und das Brückenelement (9) stoffschlüssig verbunden sind.
10. Stator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitungsenden (6) und/oder das Brückenelement (9) zumindest bereichsweise von einer Vergussmasse umgeben sind.
11. Elektrische Maschine mit einem Stator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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