DE102023203566A1 - Electric motor and refrigerant compressor with such an electric motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (4). Dieser umfasst einen Stator (20), eine Verschalteinheit (26) mit einer Anzahl an Leiterbahnen (28) zum Verschalten von Spulen (22) des Stators (20), wobei die Verschalteinheit (26) in Axialrichtung (A) über dem Stator (20) angeordnet ist, sowie eine Elektronik (34) zum Betreiben des Stators (20), und ein Gehäuse (11) mit einem Elektronikfach (36) für die Elektronik (34) und mit einem Motorfach (12) für den Stator (20) und für die Verschalteinheit (26), wobei das Elektronikfach (36) und das Motorfach (12) eine gemeinsame Gehäusezwischenwand (38) aufweisen. Durchführungsleiter (40) durchragen zum Kontaktieren der Elektronik (34) mit jeweils einem als Federkontaktelement (32) ausgebildeten Phasenanschluss der Verschalteinheit (26) die Gehäusezwischenwand (38), wobei jedes der Federkontaktelemente (32) zur Bildung eines Steckkontaktes mit dem Durchführungsleiter (40) eingerichtet ist, und wobei eine Lasche (48) des Federkontaktelements (32) in einem Klemmschlitz (50) einer der Leiterbahnen (28) klemmend gehalten ist. The invention relates to an electric motor (4). This comprises a stator (20), a connection unit (26) with a number of conductor tracks (28) for connecting coils (22) of the stator (20), wherein the connection unit (26) is arranged in the axial direction (A) above the stator (20), and electronics (34) for operating the stator (20), and a housing (11) with an electronics compartment (36) for the electronics (34) and with a motor compartment (12) for the stator (20) and for the connection unit (26), wherein the electronics compartment (36) and the motor compartment (12) have a common housing partition (38). Feedthrough conductors (40) protrude through the housing intermediate wall (38) for contacting the electronics (34), each with a phase connection of the interconnection unit (26) designed as a spring contact element (32), wherein each of the spring contact elements (32) is designed to form a plug contact with the feedthrough conductor (40), and wherein a tab (48) of the spring contact element (32) is held in a clamping slot (50) of one of the conductor tracks (28).
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, der einen Stator sowie eine Verschalteinheit zum Verschalten von Spulen des Stators miteinander und/oder mit Phasenanschlüssen der Verschalteinheit aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kältemittelverdichter mit einem solchen Elektromotor.The invention relates to an electric motor which has a stator and a connection unit for connecting coils of the stator to one another and/or to phase connections of the connection unit. Furthermore, the invention relates to a refrigerant compressor with such an electric motor.
Ein solcher Kältemittelverdichter umfasst zweckmäßig eine Elektronik mit einer Brückenschaltung zur Steuerung und/oder zur Bestromung der Spulen des Stators. Die Phasenzweige der Brückenschaltung sind hierbei mit jeweils einem Phasenanschluss der Verschalteinheit elektrisch kontaktiert.Such a refrigerant compressor expediently comprises electronics with a bridge circuit for controlling and/or energizing the coils of the stator. The phase branches of the bridge circuit are each electrically contacted with a phase connection of the switching unit.
Der Kältemittelverdichter umfasst weiterhin eine Verdichtereinrichtung, welche beispielsweise als ein Scroll-Paar ausgebildet ist, und anhand welcher ein Kältemittel verdichtet wird. Je nach Ausgestaltung des Kältemittelverdichter wird die Verschalteinheit sowie der Stator bei Betrieb des Kältemittelverdichters von dem Kältemittel umströmt. Das Kältemittel kann dabei elektrisch leitfähig sein.The refrigerant compressor also includes a compressor device, which is designed, for example, as a scroll pair, and by means of which a refrigerant is compressed. Depending on the design of the refrigerant compressor, the refrigerant flows around the switching unit and the stator when the refrigerant compressor is in operation. The refrigerant can be electrically conductive.
Folglich ist die Elektronik in einem Elektronikfach eines Gehäuses untergebracht, das fluiddicht gegen ein den Stator und die Verschalteinheit aufnehmendes Motorfach des Gehäuses abgedichtet ist. Zur Kontaktierung der Elektronik mit den Phasenanschlüssen sind Leiter vorgesehen, die sich vom Elektronikfach in das Motorfacherstrecken.Consequently, the electronics are housed in an electronics compartment of a housing that is sealed fluid-tight against a motor compartment of the housing that accommodates the stator and the switching unit. Conductors are provided that extend from the electronics compartment into the motor compartment to connect the electronics to the phase connections.
Aufgrund einer bauraumsparenden Ausgestaltung des Kältemittelverdichters, und insbesondere dessen Verschalteinheit, ist eine stoffschlüssige Verbindung der Phasenanschlüsse mit dem jeweiligen Leiter im Zuge der Montage erschwert oder nicht möglich.Due to the space-saving design of the refrigerant compressor, and in particular its interconnection unit, a material connection of the phase connections with the respective conductor is difficult or not possible during assembly.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage des Elektromotors zu erleichtern.The invention is based on the object of facilitating the assembly of the electric motor.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Kältemittelverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Elektromotor gelten dabei sinngemäß auch für den Kältemittelverdichter und umgekehrt.This object is achieved according to the invention by an electric motor with the features of claim 1 and by a refrigerant compressor with the features of
Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein bürstenloser Elektromotor ausgeführt und/oder für einen Kältemittelverdichter vorgesehen und eingerichtet. Der Elektromotor weist einen Stator auf. Geeigneter Weise umfasst dieser ein Statorblechpaket, dessen Statorzähne jeweils eine Spulen tragen, wobei jede der Spulen zweckmäßig aus Isolierdraht gewickelt ist. Der Elektromotor umfasst weiterhin eine (Schalteinheit) Verschalteinheit mit, beispielsweise als Stanzgitter ausgebildeten, Leiterbahnen, welche zum Verschalten der Spulen in einer vorbestimmten Weise mit den Spulenenden (Wickeldrahtenden) der Spulen und/oder mit Phasenanschlüssen der Verschalteinheit elektrisch kontaktiert sind. Die Leiterbahnen sind zweckmäßig anhand eines Leiterbahnträgers gehalten und zueinander elektrisch isoliert. Der Leiterbahnträger ist beispielsweise anhand einer Kunststoffumspritzung der Leiterbahnen gebildet. Die Verschalteinheit ist also vorzugsweise als ein Kunststoff-Spritzgussteil mit einem integrierten, also umspritzten, Stanzgitter ausgeführt.The electric motor is preferably designed as a brushless electric motor and/or intended and set up for a refrigerant compressor. The electric motor has a stator. This suitably comprises a stator laminated core, the stator teeth of which each carry a coil, each of the coils being suitably wound from insulating wire. The electric motor also comprises a (switching unit) interconnection unit with conductor tracks, for example designed as a stamped grid, which are electrically contacted with the coil ends (winding wire ends) of the coils and/or with phase connections of the interconnection unit in order to interconnect the coils in a predetermined manner. The conductor tracks are suitably held by means of a conductor track carrier and electrically insulated from one another. The conductor track carrier is formed, for example, by means of a plastic overmolding of the conductor tracks. The interconnection unit is therefore preferably designed as a plastic injection-molded part with an integrated, i.e. overmolded, stamped grid.
Unter „Axialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung verstanden, die parallel (koaxial) zur Drehachse des Elektromotors, insbesondere dessen Rotors, ist.The term “axial direction” is understood here and in the following to mean in particular a direction that is parallel (coaxial) to the axis of rotation of the electric motor, in particular its rotor.
Die Verschalteinheit ist in Axialrichtung über dem Stator, mit anderen Worten an einer axialen Stirnseite des Stators angeordnet und vorzugsweise mit diesem gefügt.The interconnection unit is arranged in the axial direction above the stator, in other words on an axial front side of the stator and is preferably joined to it.
Weiterhin umfasst der Elektromotor eine Elektronik, die zum Bereiben des Stators, insbesondere zum Bestromen der Spulen des Stators, eingerichtet ist. Zweckmäßig umfasst die Elektronik hierzu eine Brückenschaltung mit Halbleiterschaltern, welche mittels einer PWM-Ansteuerung betätigt werden.The electric motor also includes electronics that are designed to operate the stator, in particular to supply current to the coils of the stator. For this purpose, the electronics expediently include a bridge circuit with semiconductor switches that are actuated by means of a PWM control.
Der Elektromotor umfasst weiterhin ein Gehäuse. Dabei ist die Elektronik ist zum Schutz vor Umwelteinflüssen (Verschmutzungen, Feuchtigkeit) und/oder, sofern der Elektromotor für einen Kältemittelverdichter vorgesehen ist, zum Schutz vor einem Kältemittel in einem Elektronikfach des Gehäuses aufgenommen. Der Stator, die Verschalteinheit und der Rotor des Elektromotors ist in einem Motorfach des Gehäuses aufgenommen, wobei das Elektronikfach und das Motorfach eine gemeinsame Gehäusezwischenwand aufweisen. Zusammenfassend umfasst das Gehäuse ein Elektronikfach für die Elektronik sowie ein Motorfach für den Stator und für die Verschalteinheit. Der vom Elektronikfach umfasste Aufnahmebereich für die Elektronik ist also anhand der Gehäusezwischenwand von dem vom Motorfach umfassten Aufnahmebereich für den Stator und für die Verschalteinheit, insbesondere fluiddicht, getrennt.The electric motor also includes a housing. The electronics are housed in an electronics compartment of the housing to protect them from environmental influences (contamination, moisture) and/or, if the electric motor is intended for a refrigerant compressor, to protect them from refrigerant. The stator, the switching unit and the rotor of the electric motor are housed in a motor compartment of the housing, whereby the electronics compartment and the motor compartment have a common housing partition. In summary, the housing includes an electronics compartment for the electronics and a motor compartment for the stator and for the switching unit. The receiving area for the electronics enclosed by the electronics compartment is therefore separated from the area enclosed by the The motor compartment included a receiving area for the stator and for the interconnection unit, in particular in a fluid-tight manner and separated.
Zweckmäßiger Weise ist das Elektronikfach in Axialrichtung über dem Stator und/oder über der Verschalteinheit angeordnet. Folglich ist die Gehäusezwischenwand in Axialrichtung zwischen der Elektronik und dem Stator bzw. der Verschalteinheit angeordnet.The electronics compartment is expediently arranged in the axial direction above the stator and/or above the switching unit. Consequently, the housing partition is arranged in the axial direction between the electronics and the stator or the switching unit.
Der Elektromotor umfasst weiterhin im Folgenden als Durchführungsleiter oder als Kontaktpin bezeichnete Leiterelemente, welche durch die Gehäusezwischenwand durchgeführt sind, also diese durchragen. Zweckmäßigerweise sind die Durchführungsleiter mit der Elektronik, insbesondere mit jeweils einer Phase (einem Phasenzweig) der Brückenschaltung, elektrisch verbunden. Beispielsweise sind die Durchführungsleiter aus Edelstahl gebildet.The electric motor also comprises conductor elements, referred to below as feedthrough conductors or contact pins, which are passed through the housing partition wall, i.e. protrude through it. The feedthrough conductors are expediently electrically connected to the electronics, in particular to one phase (one phase branch) of the bridge circuit. For example, the feedthrough conductors are made of stainless steel.
Geeigneter Weise sind die Durchführungsleiter stiftförmig ausgebildet und/oder erstrecken sich in Axialrichtung durch eine gemeinsame oder vorzugsweise durch jeweils eine lochartige Aussparung (Durchführung) der Gehäusezwischenwand. Die Durchführungsleiter sind anhand einer Dichtung, insbesondere anhand einer Glasdichtung, fluiddicht in der bzw. in der jeweiligen Aussparung gehalten. Dabei sind die Durchführungsleiter anhand der Dichtung elektrisch gegen die Gehäusezwischenwand isoliert.The feedthrough conductors are suitably pin-shaped and/or extend in the axial direction through a common or preferably through a hole-like recess (feedthrough) in the housing partition wall. The feedthrough conductors are held in a fluid-tight manner in the respective recess by means of a seal, in particular a glass seal. The feedthrough conductors are electrically insulated from the housing partition wall by means of the seal.
Jeder der Phasenanschlüsse ist als ein Federkontaktelement ausgebildet, welches dazu vorgesehen und eingerichtet ist, einen Steckkontakt mit dem jeweiligen Durchführungsleiter zu bilden. Jedes der Federkontaktelemente weist weiterhin eine Lasche auf, die in einem Klemmschlitz einer der Leiterbahnen der Verschalteinheit klemmend gehalten ist. Jedes der Federkontaktelemente ist elektrisch leitend. Auf diese Weise ist die Leiterbahn und der jeweiligen Durchführungsleiter anhand des Federkontaktelements elektrisch kontaktiert.Each of the phase connections is designed as a spring contact element, which is intended and set up to form a plug contact with the respective feedthrough conductor. Each of the spring contact elements also has a tab that is clamped in a clamping slot of one of the conductor tracks of the interconnection unit. Each of the spring contact elements is electrically conductive. In this way, the conductor track and the respective feedthrough conductor are electrically contacted using the spring contact element.
Gemäß einer geeigneten Ausgestaltung ist der jeweilige Klemmschlitz als eine, insbesondere nut-förmige, Aussparung, also als eine Vertiefung, der Leiterbahn ausgebildet. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist der jeweilige Klemmschlitz anhand von zwei Fortsätzen der Leiterbahn gebildet, wobei die Fortsätze parallel zueinander orientiert sind und sich vorzugsweise in Axialrichtung erstrecken.According to a suitable embodiment, the respective clamping slot is designed as a recess, in particular a groove-shaped recess, i.e. as a depression, in the conductor track. According to an alternative embodiment, the respective clamping slot is formed by two extensions of the conductor track, wherein the extensions are oriented parallel to one another and preferably extend in the axial direction.
Im Zuge der Montage des Elektromotors erfolgt eine Kontaktierung der Phasenanschlüsse mit dem jeweiligen Durchführungsleiter also durch einen Steckvorgang. Eine derartige Steckkontaktierung ist dabei vorteilhaft, insbesondere bei vergleichsweise geringem Bauraum, relativ einfach durchzuführen.During the assembly of the electric motor, the phase connections are connected to the respective feedthrough conductor by means of a plug-in process. This type of plug-in contact is advantageous, particularly when the installation space is relatively small, and is relatively easy to implement.
Gemäß einer geeigneten Ausgestaltung des Elektromotors ist der jeweilige Klemmschlitz in der entsprechenden Leiterbahn durchgehend in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung, insbesondere durchgehend in einer Richtung senkrecht zu einer parallel zur Axialrichtung orientierten Mittelachse des jeweiligen Phasenanschlusses, insbesondere des Federkontaktelements. Zweckmäßig durchragen im Montagezustand die Laschen die jeweilige Aufnahme in dieser Richtung. Somit ist eine besonders zuverlässige Klemmung und elektrische Kontaktierung realisiert.According to a suitable design of the electric motor, the respective clamping slot in the corresponding conductor track is continuous in a direction perpendicular to the axial direction, in particular continuous in a direction perpendicular to a central axis of the respective phase connection, in particular of the spring contact element, oriented parallel to the axial direction. In the assembled state, the tabs expediently protrude through the respective receptacle in this direction. This ensures particularly reliable clamping and electrical contact.
Zweckmäßig ist jeder der Klemmschlitze in Axialrichtung offen. Mit anderen Worten ist die Aufnahme nicht durch einen Abschnitt der Leiterbahn in Axialrichtung verdeckt. Somit ist es ermöglicht die Lasche in einer Richtung parallel zur Axialrichtung, nämlich in einer Richtung von der Verschalteinheit zum Stator, in die jeweilige Aufnahme einzustecken. Vorzugsweise erstrecken sich die Laschen im Montagezustand in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung. Auf diese Weise ist jeweils ein bauraumsparende Ausgestaltung der Kontaktierung zwischen dem Federkontaktelement und der jeweiligen Leiterbahn erreicht.Each of the clamping slots is expediently open in the axial direction. In other words, the receptacle is not covered by a section of the conductor track in the axial direction. This makes it possible to insert the tab into the respective receptacle in a direction parallel to the axial direction, namely in a direction from the interconnection unit to the stator. Preferably, the tabs extend in a plane perpendicular to the axial direction when assembled. In this way, a space-saving design of the contact between the spring contact element and the respective conductor track is achieved.
Zusammenfassend sind zur Bildung der Steckkontaktierung die Durchführungsleiter in das jeweilige Federkontaktelement eingesteckt. Im Zuge der Montage werden zunächst die Federkontaktelemente mit dem jeweiligen Leiterelement durch Einstecken, insbesondere durch Einklemmen, dessen Laschen in einer Richtung parallel zur Axialrichtung in den entsprechenden Klemmschlitz gefügt. Die Durchführungsleiter werden anschließend, insbesondere in einer Richtung parallel zur Axialrichtung, in die Federkontakte eingesteckt. Insbesondere wird hierbei der Stator zusammen mit der Verschalteinheit in Axialrichtung verstellt.In summary, to form the plug-in contact, the feedthrough conductors are inserted into the respective spring contact element. During assembly, the spring contact elements are first joined to the respective conductor element by inserting, in particular by clamping, its tabs in a direction parallel to the axial direction into the corresponding clamping slot. The feedthrough conductors are then inserted into the spring contacts, in particular in a direction parallel to the axial direction. In particular, the stator is adjusted in the axial direction together with the interconnection unit.
Bevorzugt weist die Lasche weist dabei eine Breite auf, die geringfügig größer ist als die Breite der Aufnahme. Folglich wird die Lasche zumindest geringfügig beim Einklemmen verformt. Es erfolgt also eine Kontaktbildung zwischen der Lasche und der Leiterbahn nach Art eines Schneid-Klemm-Kontaktes, wobei hier jedoch keine Isolierung durchtrennt wird.The tab preferably has a width that is slightly larger than the width of the receptacle. Consequently, the tab is at least slightly deformed when clamped in. This creates contact between the tab and the conductor track in the manner of an insulation displacement contact, although no insulation is severed here.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das jeweilige Federkontaktelement einen ebenen, insbesondere kreisförmigen, Grundabschnitt auf. Im Montagezustand ist dieser Grundabschnitt zweckmäßig senkrecht zur Axialrichtung orientiert. An diesen ist die die Lasche angeformt ist. Zweckmäßig erstreckt sich die Lasche dabei in der Grundabschnitt aufgespannten Ebene. Zudem sind an den Grundabschnitt federelastische Kontaktarme angeformt sind, welche eine buchsenartige Steckaufnahme für den jeweiligen Durchführungsleiter bilden. Insbesondere erstrecken sich die Kontaktarme hierzu in oder im Wesentlichen in Axialrichtung vom Grundabschnitt ausgehend, wobei die Kontaktarme unter Bildung der Steckaufnahme einen Aufnahmeraum für den Durchführungsleiter käfigartig umfassen. Die Steckaufnahme ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Durchführungsleiter in Axialrichtung in die Steckaufnahme eingesteckt werden kann.According to a practical embodiment, the respective spring contact element has a flat, in particular circular, base section. In the assembled state, this base section is expediently oriented perpendicular to the axial direction. The tab is formed on this. The tab expediently extends in the base section. In addition, spring-elastic contact arms are formed on the base section, which form a socket-like plug-in receptacle for the respective feedthrough conductor. In particular, the contact arms extend in or essentially in the axial direction from the base section, wherein the contact arms enclose a receiving space for the feedthrough conductor in a cage-like manner, forming the plug-in receptacle. The plug-in receptacle is designed in particular such that the feedthrough conductor can be inserted into the plug-in receptacle in the axial direction.
Zweckmäßiger weise sind die Kontaktarme federelastisch in eine Richtung senkrecht zur Axialrichtung, insbesondere zu oder von einer Mittelachse der Steckaufnahme, mit anderen Worten senkrecht zur Einsteckrichtung, verformbar. Im Montagezustand liegen die Kontaktarme am jeweiligen Durchführungsleiter an, wobei die Kontaktarme in federelastisch gegen diesen verspannt sind.The contact arms are expediently spring-elastically deformable in a direction perpendicular to the axial direction, in particular to or from a central axis of the plug-in receptacle, in other words perpendicular to the insertion direction. In the assembled state, the contact arms rest on the respective feedthrough conductor, with the contact arms being spring-elastically braced against it.
Aufgrund der federelastischen Ausgestaltung der Kontaktarme ist besonders vorteilhaft ein Toleranzausgleich für die Position der Durchführleiter relativ zum Phasenanschluss realisiert.Due to the spring-elastic design of the contact arms, tolerance compensation for the position of the feed-through conductors relative to the phase connection is particularly advantageous.
Zusammenfassend ist anhand der Federkontaktelemente jeweils eine federnde Steckverbindung mit Toleranzausgleich gebildet. Eine solche Steckverbindung ist vorteilhaft zerstörungsfrei und/oder werkzeugfrei lösbar.In summary, a spring-loaded plug connection with tolerance compensation is formed using the spring contact elements. Such a plug connection can be removed without causing any damage and/or without using tools.
Gemäß einer geeigneten Ausgestaltung des Elektromotors ist derjenige Abschnitt der jeweiligen Leiterbahn, welcher den Klemmschlitz aufweist, manschettenartig ausgebildet und erstreckt sich in Axialrichtung. Also fasst dieser Abschnitt der Leiterbahn einen Aufnahmebereich für das Federkontaktelement, insbesondere für dessen Grundabschnitt, ein. Mit anderen Worten ist dieser Abschnitt im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet, wobei der Hohlzylinder einen Kreis oder ein, vorzugsweise regelmäßiges, Vieleck als Grundfläche aufweist, und dessen (Zylinder-)Achse parallel zur Axialrichtung ist.According to a suitable design of the electric motor, the section of the respective conductor track which has the clamping slot is designed like a sleeve and extends in the axial direction. This section of the conductor track therefore encloses a receiving area for the spring contact element, in particular for its base section. In other words, this section is essentially designed as a hollow cylinder, the hollow cylinder having a circle or a preferably regular polygon as its base, and its (cylinder) axis being parallel to the axial direction.
Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich hierzu sind entlang des Umfangs dieses Abschnitts der Leiterbahn weitere Klemmschlitze für weitere Laschen des Federkontaktelements angeordnet. Diese weiteren Laschen sind in analoger Weise in den weiteren Klemmschlitzen klemmend gehalten. Also ist das Federkontaktelement an mehreren Stellen klemmend an der Leiterbahn gehalten und mit dieser elektrisch kontaktiert.Alternatively, or preferably in addition to this, further clamping slots for further tabs of the spring contact element are arranged along the circumference of this section of the conductor track. These further tabs are clamped in the further clamping slots in an analogous manner. The spring contact element is therefore clamped to the conductor track at several points and is electrically contacted with it.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Federkontaktelement und/oder der den Klemmschlitz aufweisende Abschnitt der Leiterbahn von einem auch als Dom bezeichneten manschettenartigen Fortsatz umschlossen, der an den Leiterbahnträger der Verschalteinheit angeformt ist und sich in Axialrichtung erstreckt. Also umfasst der manschettenartige Fortsatz des Leiterbahnträgers das Federkontaktelement und/oder den Klemmschlitz aufweisenden Abschnitt der Leiterbahn. Mit anderen Worten sind das Federkontaktelement und/oder der den Klemmschlitz aufweisende Abschnitt der Leiterbahn in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung vollständig innerhalb des manschettenartigen Fortsatz angeordnet.According to an advantageous embodiment, the spring contact element and/or the section of the conductor track having the clamping slot is enclosed by a sleeve-like extension, also referred to as a dome, which is formed onto the conductor track carrier of the interconnection unit and extends in the axial direction. The sleeve-like extension of the conductor track carrier therefore encompasses the spring contact element and/or the section of the conductor track having the clamping slot. In other words, the spring contact element and/or the section of the conductor track having the clamping slot are arranged completely within the sleeve-like extension in a plane perpendicular to the axial direction.
Dieser Fortsatz dient dabei dem Schutz der Steckverbindung zwischen dem Federkontaktelement und dem Durchführungsleiter. Zweckmäßig ist dabei eine Dichtung, insbesondere eine Lippendichtung vorgesehen, die den jeweiligen Durchführungsleiter umfasst, und den Dom fluiddicht verschließt.This extension serves to protect the plug connection between the spring contact element and the feedthrough conductor. A seal, in particular a lip seal, is expediently provided, which surrounds the respective feedthrough conductor and seals the dome in a fluid-tight manner.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Kältemittelverdichter, welcher einen Elektromotor in einer der oben genannten Varianten aufweist. Der Kältemittelverdichter wird auch als elektrischer oder als elektromotorischer Kältemittelverdichter bezeichnet. Der Elektromotor dient insbesondere dazu, eine Verdichtereinrichtung, beispielsweise einen Scroll eines Scroll-Paares anzutreiben. Beispielsweise ist die Verdichtereinrichtung oder ein Teil davon, insbesondere der feststehende Scroll des Scroll-Paares, im Motorfach aufgenommen.A further aspect of the invention relates to a refrigerant compressor which has an electric motor in one of the variants mentioned above. The refrigerant compressor is also referred to as an electric or electromotive refrigerant compressor. The electric motor is used in particular to drive a compressor device, for example a scroll of a scroll pair. For example, the compressor device or a part thereof, in particular the fixed scroll of the scroll pair, is accommodated in the motor compartment.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 schematisch in einer Schnittansicht einen Kältemittelverdichter, der einen Elektromotor mit einem Stator und mit einer Verschalteinheit aufweist, -
2 ausschnittsweise in einer Schnittansicht den Kältemittelverdichter, wobei Durchführungsleiter mit jeweils einem Phasenanschluss der Verschalteinheit steckkontaktiert ist, -
3a in perspektivischer Ansicht einen der als Federkontaktelement ausgebildeten Phasenanschluss, welches eine Lasche aufweist, die in einem Klemmschlitz einer zugeordneten Leiterbahn der Verschalteinheit aufgenommen ist, -
3b in einer Seitenansicht eines der an der jeweiligen Leiterbahn gehaltene Federkontaktelement, -
3c in einer Draufsicht das an der Leiterbahn gehaltene Federkontaktelement der3b , -
3d eine Schnittansicht durch die im Klemmschlitz klemmend gehaltenen Lasche gemäß der Schnittebene IIId der3c , -
4a eines der Federkontaktelemente in perspektivischer Ansicht mit Blick auf dessen Grundabschnitt, an welchen die Laschen angeformt sind, -
4b eines der Federkontaktelemente in perspektivischer Ansicht mit Blick auf die anhand dessen federelastischen Kontaktarmen gebildete buchsenartige Steckaufnahme, und -
5 in einer perspektivischen Ansicht eine alternative Ausgestaltung des Phasenanschlusses, wobei der Klemmschlitz der Leiterbahn als eine Aussparung der Leiterbahn ausgebildet sind.
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1 schematically shows in a sectional view a refrigerant compressor having an electric motor with a stator and with a switching unit, -
2 a partial sectional view of the refrigerant compressor, with the feedthrough conductor being plugged into a phase connection of the interconnection unit, -
3a in perspective view one of the phase connections designed as a spring contact element, which has a tab that is received in a clamping slot of an associated conductor track of the interconnection unit, -
3b in a side view of one of the spring contact elements held on the respective conductor track, -
3c in a top view the spring contact element held on the conductor track of the3b , -
3D a sectional view through the tab clamped in the clamping slot according to the section plane IIId of the3c , -
4a one of the spring contact elements in perspective view with a view of its base section, to which the tabs are formed, -
4b one of the spring contact elements in perspective view with a view of the socket-like plug receptacle formed by its spring-elastic contact arms, and -
5 in a perspective view an alternative embodiment of the phase connection, wherein the clamping slot of the conductor track is designed as a recess in the conductor track.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.
In der
Ein Rotor 16 des Elektromotors 4 umfasst eine Anzahl an Permanentmagneten (nicht weiter dargestellt) und ist mittels einer (Rotor-) Welle 18 um eine Rotationsachse R drehbar gelagert.A
Ein Stator 20 des Elektromotors 4 umfasst ein Blechpaket, welches eine Anzahl an Spulen 22 trägt, die in nicht näher dargestellter Weise jeweils aus einem Spulendraht (Wicklungsdraht, Isolierdraht) gewickelt sind. Die Spulendrahtenden 24 der Spulen 22 sind anhand einer Verschalteinheit 26 des Elektromotors 4 miteinander in vorbestimmter Weise verschaltet, beispielsweise sind die Spulen 22 entsprechend einer Stern- oder Dreiecksschaltung verschaltet. Hierzu umfasst die Verschalteinheit 26 Leiterbahnen 28, welche in einer als Leiterbahnträger 30 bezeichneten Kunststoff-Umspritzung aufgenommen sind.A
Die auch als Verschaltungsring oder als Verschaltungseinheit bezeichnete Verschalteinheit 26 ist in Axialrichtung A über dem Stator 20 angeordnet und in nicht näher dargestellter Weise mit diesem gefügt. Unter der Axialrichtung A wird hier und im Folgenden eine Richtung parallel (koaxial) zur Rotationsachse R des Elektromotors 4 vom Stator 20 zur Verschalteinheit 26 verstanden.The
Der Kältemittelverdichter 2, insbesondere dessen Elektromotor 4, umfasst ein Gehäuse 11. Der Stator 20, der Rotor 16 sowie die Verschalteinheit 26 des als Innenläufer ausgebildete Elektromotors 4 ist dabei ein einem Motorfach 12 des Gehäuses 11 aufgenommen. Das Gehäuse 11 weist weiterhin einen Kältemitteleinlass 14 für das Kältemittel auf.The
Der Ölabscheider 8 ist in einem als Verdichterkopfgehäuse bezeichneten Gehäuseteil angeordnet, welches mit dem Elektronikfach 12 gefügt ist.The
Eine Elektronik 34 zum Betreiben und/oder zum Steuern des Elektromotors 4, insbesondere zur Bestromung der Spulen 22 des Stators, ist ein einem Elektronikfach 36 des Gehäuses 11 aufgenommen, wobei das Elektronikfach 36 in Axialrichtung A über dem Stator 20 und über der Verschalteinheit 26 angeordnet ist. Also ist die Verschalteinheit 26 in Axialrichtung A zwischen der Elektronik 34 und dem Stator 20 angeordnet. Das Elektronikfach 36 und das Motorfach 12 sind anhand einer gemeinsamen Gehäusezwischenwand 38 fluiddicht voneinander getrennt (entkoppelt), wobei zur Kontaktierung der Elektronik 34 mit den Phasenanschlüssen 32 der Verschalteinheit 26 Durchführungsleiter 40 durch die Gehäusezwischenwand 38 ragen. Hierzu sind die beispielsweise aus Edelstahl gebildeten Durchführungsleiter 40 in jeweils durch eine lochartige Aussparung 42 gebildete Durchführung der Gehäusezwischenwand 38 geführt, wobei eine Glasdichtung 44 den jeweiligen Durchführungsleiter 40 fluiddicht und elektrisch isolierend gegenüber der Gehäusezwischenwand 38 in der Aussparung 42 hält. Die stiftförmigen, also zylinderförmigen Durchführungsleiter 40 erstrecken sich dabei in Axialrichtung A, mit anderen Worten ist eine Mittelachse des jeweiligen Durchführungsleiters 34 parallel zur Axialrichtung A. Die Durchführungsleiter 40 sind im Elektronikfach 36 in nicht näher dargestellter Weise mit der Elektronik 34 elektrisch verbunden.
Die Elektronik 34 umfasst zweckmäßig eine Brückenschaltung für das Betreiben des Elektromotors 4 und eine Steuereinrichtung hierzu. Weiterhin ist die Elektronik 34 mit einer kältemittelverdichterexternen Strom- oder Spannungsquelle (nicht dargestellt) verbunden.The
Zur Kühlung wird der Elektromotor 4 im Betrieb beispielsweise vom Kältemittel und/oder einem Motorfluid (Motoröl) umspült. Anhand der fluiddichten Trennung des Elektronikfachs 36 vom Motorfach 12 ist die Elektronik vor einer Beschädigung geschützt.For cooling purposes, the
Die Verschalteinheit 26 umfasst weiterhin in der
Wie insbesondere in den
Jedes der Federkontaktelemente 32 ist mit einer der Leiterbahnen 28 der Verschalteinheit 36 elektrisch und mechanisch kontaktiert. Hierzu umfassen diese Leiterbahnen 28 Klemmschlitze 50, in welchen die Laschen des zugeordneten Federkontaktelements 32 aufgenommen und klemmend gehalten sind. Hierzu sind die Laschen 48 entgegen der Axialrichtung A in den jeweiligen Klemmschlitz eingesteckt, insbesondere eingedrückt. Hierzu sind die Klemmschlitze in Axialrichtung A offen.Each of the
Gemäß einer ersten Ausgestaltung des Kältemittelverdichters 2 gemäß der
Gemäß der alternativen Ausgestaltung gemäß der
In beiden Varianten ist der jeweilige Klemmschlitz 50 durchgehend in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung A, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse M. Im Montagezustand durchragen die Laschen 48 den jeweiligen Klemmschlitz 50.In both variants, the
Wie insbesondere in den
Jeder der Federkontaktelemente 32 umfasst weiterhin Kontaktarme 54, die an den Grundabschnitt 46 angeformt sind. Die Kontaktarme 54 erstrecken sich im Wesentlichen in Axialrichtung A und umfassen käfigartig einen Aufnahmeraum für den jeweiligen Durchführungsleiter 40, so dass eine buchsenartige Steckaufnahme 56 für den Durchführungsleiter gebildet ist. Dabei verjüngt sich der von den Kontaktarmen 54 eingefasste Aufnahmeraum Raum ausgehend von der Grundebene und weitet sich freiendseitig auf, so dass ein Einstecken des jeweiligen Durchführungsleiters 40 erleichtert ist. Die Kontaktarme 54 sind federelastisch zur Mittelachse M bzw. von dieser weg verstellbar. Im Montagezustand liegen die Kontaktarme 54 an der Mantelfläche des Durchführungsleiters 40 an und sind federelastisch vorgespannt.Each of the
Zusammenfassend ist die buchsenartige Steckaufnahme 56 derart ausgebildet, dass der Durchführungsleiter 40 in Axialrichtung A in die Steckaufnahme 56 eingesteckt werden kann.In summary, the socket-
Jedes Federkontaktelement 32 und der den Klemmschlitz 50 aufweisende Abschnitt der mit diesem Federkontaktelement 32 verbundenen Leiterbahn 28 ist von einem manschettenartigen, also hülsenartigen, Fortsatz 58 umschlossen. Dieser ist an den Leiterbahnträger 30 der Verschalteinheit 26 angeformt und erstreckt sich in Axialrichtung A.Each
Gemäß der Ausgestaltung des Kältemittelverdichters gemäß der
In der
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können hieraus im Rahmen der Ansprüche auch andere Varianten der Erfindung vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen und/oder in den Ansprüchen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived from this within the scope of the claims by a person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all details described in connection with the embodiments and/or in the claims are also features can also be combined in other ways without departing from the subject matter of the invention.
Bezugszeichenlistelist of reference symbols
- 22
- Elektrischer KältemittelverdichterElectric refrigerant compressor
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 66
- Verdichterelementcompressor element
- 88
- Ölabscheideroil separator
- 1010
- Kältemittelauslassrefrigerant outlet
- 1111
- GehäuseHousing
- 1212
- Motorfachengine compartment
- 1414
- Kältemitteleinlassrefrigerant inlet
- 1616
- Rotorrotor
- 1818
- Rotorwellerotor shaft
- 2020
- Statorstator
- 2222
- SpuleSink
- 2424
- Spulendrahtendencoil wire ends
- 2626
- Verschalteinheitinterconnection unit
- 2828
- Leiterbahnconductor track
- 3030
- Leiterbahnträgerconductor carrier
- 3232
- Phasenanschluss/ Federkontaktelementphase connection/ spring contact element
- 3434
- Elektronikelectronics
- 3636
- Elektronikfachelectronics compartment
- 3838
- Gehäusezwischenwandhousing partition
- 4040
- Durchführungsleiterimplementation manager
- 4242
- Aussparungrecess
- 4444
- Glasdichtungglass seal
- 4646
- Grundabschnittbasic section
- 4848
- Laschetab
- 5050
- Klemmschlitzclamping slot
- 5252
- Fortsatzappendix
- 5454
- Kontaktarmcontact arm
- 5656
- buchsenartige Aufnahme für den Durchführungsleitersocket-like receptacle for the leadthrough
- 5858
- Fortsatzappendix
- 6060
- Kappecap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102019109393 A1 [0006]DE 102019109393 A1 [0006]
Claims (8)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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2023
- 2023-04-19 DE DE102023203566.9A patent/DE102023203566A1/en active Pending
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2024
- 2024-04-16 WO PCT/EP2024/060216 patent/WO2024218052A1/en active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024218052A1 (en) | 2024-10-24 |
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