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WO2019072477A1 - Verschaltungsvorrichtung für eine elektrische maschine - Google Patents

Verschaltungsvorrichtung für eine elektrische maschine Download PDF

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Publication number
WO2019072477A1
WO2019072477A1 PCT/EP2018/074509 EP2018074509W WO2019072477A1 WO 2019072477 A1 WO2019072477 A1 WO 2019072477A1 EP 2018074509 W EP2018074509 W EP 2018074509W WO 2019072477 A1 WO2019072477 A1 WO 2019072477A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contacting
openings
interconnection
stator
electrical machine
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/074509
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Burmeister
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to CN201880054598.9A priority Critical patent/CN110999037B/zh
Publication of WO2019072477A1 publication Critical patent/WO2019072477A1/de
Priority to US16/819,407 priority patent/US11437878B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • 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
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    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/16—Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts
    • H01R25/161—Details
    • H01R25/162—Electrical connections between or with rails or bus-bars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
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    • H02K15/33—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
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    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles
    • 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 wiring device for an electrical machine, in particular for an electrical machine such as an electric motor for a motor vehicle, for interconnecting form bar ends of a winding, preferably a stator winding.
  • the invention relates to a corresponding method for mounting such a Verschaltungsvor puzzle. Moreover, the invention relates to an electrical machine with such a Verschaltungsvorectomy and a motor vehicle with such an electric machine
  • Electric motors are well known in the art and are typical electromechanical transducers that convert electrical power to mechanical power. In conventional
  • the conventional electric motor is provided with a fixed outer part and an inner part rotating therein.
  • one of these parts has a permanent magnet and the other part has electrical coils or windings, or both parts have coils.
  • stator which in the case of an "internal rotor" is located outside of a rotor and is connected, for example, to an electric motor housing, in the other case, ie the stator is in relation to the rotor inside, the electric motor is also called "external rotor".
  • the moving, mostly rotating, magnetically acting part of the electric motor is widely - as already mentioned - referred to as a rotor and usually includes an axis, an armature and a coil when the armature is not a permanent magnet.
  • a rotor usually includes an axis, an armature and a coil when the armature is not a permanent magnet.
  • the coil pacts are partially formed by bars, which are used, for example, in corresponding slots of the stator in the case of a stator winding and depending on the circuit diagram of the electric motor connected to the respective end faces of the stator or connected.
  • Types of such circuits may include, for example, a star connection, a plane connection (upper layer and
  • the compensation of these tolerances allows the interconnection assembly on the basis of insertion bevels on the holes of the interconnection assembly, For example, at the holes in the Verschaltungsring the Verschaltungsbauè or on each interconnection contacts.
  • chamfers are in addition to the tolerance compensation in particular also for easier insertion of thick Formstabenden with round or rounded wire cross section useful.
  • Interconnecting module with their sometimes very sharp cut edges in contact with the insertion bevels, which can lead to increased frictional forces and increased abrasion of the carrier of the interconnection assembly. This makes it difficult to carry out the assembly process of the interconnection assembly on the stator or in the worst case impossible.
  • the insertion bevels require a longer insertion of the
  • the inventive interconnecting device for an electrical machine for interconnecting form bar ends of a winding such as a stator winding and comprises a Verschaltungselement, preferably an annular Verschaltungselement having one or more openings for insertion of at least one Formstabende wherein the one or more openings each include an insertion portion and an adjacent contacting portion configured to allow the at least one form bar end to be inserted into the insertion portion and to move relative to the opening introduced Formstabende the introduced Formstabende in the
  • all form bars to be contacted can be introduced simultaneously into the interconnection assembly without contact.
  • the subsequent transverse movement or rotation uses the edge radii of the shaped rods for insertion into the contacting positions and prevents scraping or blocking of the interconnection carrier or of the interconnection contacts by cut edges.
  • the movement can be supported by tools.
  • the interconnection device according to the invention can be developed in an advantageous manner such that the contacting portion has a guiding device forming the guide, which is adapted to reduce the distance of the Formstabendes to the contact during relative movement between the opening and the Formstabendes and / or the Formstabende to the contact introduce.
  • interconnection device can be carried out so that the insertion section and the adjacent thereto
  • the interconnection device according to the invention can be implemented such that the contacting section has a directed in a longitudinal direction or circumferential direction to the insertion and centrally arranged pin portion, the distance between two to be contacted
  • Formstabenden introduced into a respective opening and placed over the guide, formed by an opening wall and central pin portion, in a position in the contacting portion, in which the Formstabenden can be connected to the contacts, for example by welding or other known in the art connection method.
  • the interconnection device according to the invention can be realized so that the interconnection element is a support plate and a
  • Contact openings are formed together with the contacts, wherein the one or more contacting openings are arranged overlapping with respect to the one or more openings.
  • the electric machine according to the invention is in particular an electric motor for a motor vehicle, wherein the electric machine has a stator and the
  • protruding form rod ends is placed.
  • the vehicle according to the invention is in particular a motor vehicle with the electric machine according to the invention.
  • the inventive method for mounting a wiring device for an electrical machine, in particular for an electrical machine for a motor vehicle, is provided for interconnecting form bar ends of a winding, preferably for mounting the interconnection device according to the invention, wherein the interconnection device has a Verschaltungselement, the more
  • openings for introducing at least one Formstabende wherein the openings each have an insertion and an adjacent thereto Have contacting portion which are configured such that the at least one form of rod end can be inserted into the insertion and at
  • the distance of the at least one Formstabendes is reduced to a contact, the method comprising the following steps:
  • Connection device is referenced.
  • Connection device is referenced.
  • the method according to the invention can have the following step following the placement and movement:
  • Figure 1 is a schematic representation of a stator of an electric machine according to the invention and a wiring device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of the invention
  • FIG. 3 shows schematic representations of a section of the interconnecting device according to the invention from FIG. 2 in an enlarged view;
  • FIG. 4 shows schematic representations of a preferred functional principle of the interconnecting device according to the invention from FIG. 2.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a stator 100 of an inventive electric machine not shown and a
  • inventive interconnection device 10 in the removed state ( Figure 1 a)) and in the attached state ( Figure 1 b)).
  • the case illustrated in FIG. 1 is the stator 100 of an electrical machine in the form of an electric motor for a motor vehicle.
  • the stator 100 is a stator known from the prior art and is formed, for example, by a laminated core with respective winding heads at the respective ends of the stator 100, wherein in this embodiment, a stator winding in the form of a Formstabwicklung is provided on the stator 100.
  • a stator winding in the form of a Formstabwicklung is provided on the stator 100.
  • FIG. 1 a there are 100 respective ones on the upper side or upper end side of the stator 100
  • the annular Verschaltungselement 14 is formed in this embodiment by an annular support plate 30 and an annular contacting plate 40, wherein in the support plate 30 described in more detail below openings 16 are formed and in the contacting plate 40 a plurality of contacting holes together with the contacts 50, wherein the Contact openings with respect to the openings 16 are arranged overlapping.
  • the Verschaltungselement 14 For the purpose of placing the Verschaltungselements 14 on the upper end face of the stator 100, the Verschaltungselement 14, the aforementioned plurality of openings 16 for insertion of the form of bar ends 18, such as
  • FIG. 3 shows a schematic
  • the openings 16 each have an insertion section 20 and a contacting section 22 adjacent thereto, which are configured such that the respective form bar ends 12 can be inserted into the insertion section 20 and upon relative movement between the respective opening 16 and the respective introduced form bar end 12, the inserted form bar end enters the contacting section 22 and by means of a guide through the contacting section 22, the distance of the form bar end 12 to a contact 50, with which the respective form bar end 12 is to be contacted, is reduced.
  • FIG. 4 shows in this connection a schematic representation of the preferred functional principle of the inventive interconnecting device 10 of FIG. 2 in an enlarged view.
  • the contacting section 22 has a pin section 26, which is directed in a longitudinal direction towards the insertion section 20 and centrally arranged, and which defines the distance between two to be contacted
  • Formstabenden 12 pretends.
  • the contacting section 22 has a guide device 24 (formed by an opening wall and the pin section 26) which forms the guide and which is adapted to move relative to one another during movement Opening 16 and the two Formstabenden 12 to reduce the distance between the two Formstabenden 12 to the respective contacts 50 and bring the Formstabenden 12 to the contacts 50.
  • the inventive method for mounting the Verschaltungsvoroplasty invention 10 is as follows:
  • the interconnection element 14 is placed on the form bar ends 18, which protrude at the upper end side of the stator 100, so that the Forming rod ends 12 are inserted into the insertion section 20, as shown in Figures 3a) and 4a).
  • the interconnection element 14 is moved relative to the form bar ends 12, rotated in the case shown in Figures 3b) to 3d), so that the form bar ends 12 get into the contacting portion 22 and based on the guide means 24 through the contacting portion 22, the distance of the form bar ends 12th is reduced to respective contacts 50, as shown in Fig. 3b) to d) and Fig. 4b is exemplified.

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  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschaltungsvorrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, zur Verschaltung von Formstabenden einer Wicklung, insbesondere einer Statorwicklung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verschaltungsvorrichtung ein Verschaltungselement aufweist, das eine oder mehrere Öffnungen zum Einführen von mindestens einem Formstabende aufweist, wobei die eine oder mehreren Öffnungen jeweils einen Einführabschnitt und einen daran angrenzenden Kontaktierungsabschnitt aufweist/aufweisen, die derart ausgestaltet sind, dass das mindestens eine Formstabende in den Einführabschnitt eingeführt werden kann und bei Relativbewegung zwischen der Öffnung und dem eingeführten Formstabende das eingeführte Formstabende in den Kontaktierungsabschnitt gelangt und mittels einer Führung durch den Kontaktierungsabschnitt der Abstand des mindestens einen Formstabendes zu einem Kontakt verringert wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Montageverfahren einer solchen Verschaltungsvorrichtung.

Description

Verschaltungsvorrichtung für eine elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft eine Verschaltungsvorrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine elektrische Maschine wie einen Elektromotor für ein Kraftfahrzeug, zur Verschaltung von Formstabenden einer Wicklung, vorzugsweise einer Statorwicklung.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren zur Montage einer solchen Verschaltungsvorrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einer solchen Verschaltungsvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine
Elektromotoren bzw. E-Maschinen (elektrische Maschinen) sind aus dem Stand der Technik weitläufig bekannt und sind typische elektromechanische Wandler, die elektrische Leistung in mechanische Leistung umwandeln. In herkömmlichen
Elektromotoren erzeugen stromdurchflossene Leiterspulen bzw. Leiterwicklungen Magnetfelder, deren gegenseitige Anziehungs- und Abstoßungskräfte in eine
Bewegung, meist eine Drehbewegung, umgesetzt werden. Üblicherweise ist der herkömmliche Elektromotor mit einem feststehenden Au ßenteil und einem sich darin drehenden Innenteil vorgesehen. Dabei besitzt herkömmlicher Weise das eine dieser Teile einen Permanentmagneten und das jeweils andere Teil elektrische Spulen bzw. Wicklungen, oder beide Teile weisen Spulen auf.
Dabei wird der feststehende, magnetisch wirkende Teil eines Elektromotors als Stator bezeichnet, welcher im Falle eines„Innenläufers" in Bezug auf einen Rotor au ßen liegt und beispielsweise mit einem Elektromotorgehäuse verbunden ist; im anderen Fall, d.h. der Stator liegt in Bezug auf den Rotor innen, wird der Elektromotor auch als„Außenläufer" bezeichnet.
Der sich bewegende, meistens rotierende, magnetisch wirkende Teil des Elektromotors wird hingegen weitläufig - wie vorstehend bereits erwähnt - als Rotor bezeichnet und umfasst üblicherweise eine Achse, einen Anker und eine Spule, wenn der Anker kein Permanentmagnet ist. Somit wird nach der Art der Anordnung von Anker und Spulen zwischen Innenläufern und Au ßenläufern unterschieden.
Je nach Art der Anordnung von Anker und Spulen sowie Art und Größe des Elektromotors können unterschiedliche Wicklungsarten der Spulen bzw. Leiterspulen zum Einsatz kommen. Neben den weitläufig bekannten manuellen Wicklungen finden unter anderem auch Formspulenwicklungen und insbesondere bei größeren
Elektromotoren und stärkeren Strömen Stabwicklungen vermehrt Anwendung.
Bei der Stabwicklung bzw. Formstabwicklung sind die Spulenpakte teilweise durch Stäbe gebildet, welche beispielsweise in entsprechende Nuten des Stators im Falle einer Statorwicklung eingesetzt werden und je nach Schaltungsschema des Elektromotors an den jeweiligen Stirnseiten des Stators verschaltet bzw. verbunden werden.
Bei Verwendung einer solchen Stabwicklung bzw. Formstabwicklung stehen in einem ersten Einsetzschritt die in den jeweiligen Nuten des Stators eingesetzten bzw. liegenden Formstäbe über eine Stirnseite des Stators in der Regel hinaus. Um eine entsprechende Verschaltung der herausstehenden Enden der jeweiligen Formstäbe vorzunehmen, wird herkömmlicherweise in einem weiteren Verschaltungsschritt eine Verschaltungsbaugruppe zur Kontaktierung und Verschaltung der jeweiligen Enden auf die Stirnseite des Stators aufgesetzt. Dadurch gelangen die Enden der jeweiligen Formstäbe in jeweilige Löcher in der Verschaltungsbaugruppe und werden
anschließend nach einem bestimmten Schaltungsschema kontaktiert, beispielsweise durch Verschweißen mit andern Kontaktstabenden, etc.
Arten von solchen Verschaltungen bzw. Schaltungsschemata können beispielsweise eine Sternschaltung, eine Ebenenverbindung (Oberschicht und
Unterschicht), Umlenkbrückenverbindung oder Phasenschlussleitung sein.
Allerdings ist die Kontaktierung der Vielzahl von herausstehenden
Formstabenden mit einer solchen Verschaltungsbaugruppe schwierig durchzuführen. Zwar bietet eine Verschaltungsbaugruppe, beispielsweise in Form eines
Verschaltungsringelements, eine Unterstützung bei der gleichzeitigen Einführung der Vielzahl von Formstabenden in die jeweils vorgesehenen Löcher der
Verschaltungsbaugruppe, wenngleich die Formstabenden aufgrund von gewissen Toleranzen von ihrer Position abweichen.
Die Kompensation dieser Toleranzen ermöglicht die Verschaltungsbaugruppe anhand von Einführschrägen an den Löchern der Verschaltungsbaugruppe, beispielsweise an den Löchern in dem Verschaltungsring der Verschaltungsbaugruppe oder an jeweiligen Verschaltungskontakten.
Diese Einführschrägen sind neben dem Toleranzausgleich insbesondere auch zur leichteren Einführung von dicken Formstabenden mit rundem oder abgerundetem Drahtquerschnitt dienlich.
Allerdings gelangen die aufgrund von Toleranzen in ihrer Position
abweichenden Formstabenden beim Einführen in die jeweiligen Löcher der
Verschaltungsbaugruppe mit ihren teilweise sehr scharfen Schnittkanten in Berührung mit den Einführschrägen, was zu erhöhten Reibungskräften und erhöhter Abrasion des Trägers der Verschaltungsbaugruppe führen kann. Dadurch wird die Durchführung des Montagevorgangs der Verschaltungsbaugruppe an dem Stator erschwert oder im schlechtesten Fall unmöglich.
Zudem erfordern die Einführschrägen einen längeren Einführweg der
Formstabenden in die jeweiligen Löcher und damit einen größeren Bauraum in der Fügerichtung. Ferner ist es erforderlich, dass während der Montage das Blockieren erkannt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen
Verschaltungsbaugruppen und Montageverfahren für solche Verschaltungsbaugruppen derart weiterzubilden, dass die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise
überwunden werden können. Insbesondere ist eine Zielsetzung der Erfindung, die gattungsgemäßen Verschaltungsbaugruppen und Montageverfahren für solche Verschaltungsbaugruppen derart auszugestalten, dass eine einfache Montage der Verschaltungsbaugruppe ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Verschaltungsvorrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, ist zur Verschaltung von Formstabenden einer Wicklung wie einer Statorwicklung vorgesehen und umfasst ein Verschaltungselement, vorzugsweise ein ringförmiges Verschaltungselement, das eine oder mehrere Öffnungen zum Einführen von mindestens einem Formstabende aufweist, wobei die eine oder mehreren Öffnungen jeweils einen Einführabschnitt und einen daran angrenzenden Kontaktierungsabschnitt aufweist/aufweisen, die derart ausgestaltet sind, dass das mindestens eine Formstabende in den Einführabschnitt eingeführt werden kann und bei Relativbewegung zwischen der Öffnung und dem eingeführten Formstabende das eingeführte Formstabende in den
Kontaktierungsabschnitt gelangt und mittels einer Führung durch den
Kontaktierungsabschnitt der Abstand des mindestens einen eingeführten
Formstabendes zu einem Kontakt, insbesondere einem Kontaktstabende, verringert wird. Erfindungsgemäß wird somit das Verfahren zur Montage der
Verschaltungsbaugruppe in mehrere nacheinander durchzuführende funktionale Schritte zum Bewegen des Verschaltungselements, nämlich einem Aufsetzen und anschließendem Verdrehen des Verschaltungselements, unterteilt. Insbesondere wird Verschaltungsbaugruppe zunächst nicht direkt in der zum Schweißen erforderlichen Position auf den Stator bzw. auf die jeweiligen Formstabenden aufgesteckt, sondern zunächst auf den Stator aufgesetzt und etwas linear versetzt bzw. um die Mittelachse der elektrischen Maschine bzw. des Elektromotors verdreht an einer Position angeordnet, die größere Einführöffnungsabschnitte aufweist, die derart ausgestaltet sind, dass Positionstoleranzen der jeweiligen Formstabenden in ausreichendem Maße berücksichtigt sind, d.h. dass die Formstabenden auch bei großen innerhalb der Toleranzen liegenden Positionsabweichungen in die jeweiligen Einführöffnungen eingeführt werden können. Anschließend erfolgt eine Verschiebung bzw. Verdrehung der Verschaltungsbaugruppe in eine Kontaktierungsposition in einem
Kontaktierungsabschnitt, bei der jeweilige Formstabenden mit Kontakten kontaktiert werden können, so dass die Drahtkantenradien zusammen mit der Gestaltung der Einführöffnungen die Einführung unterstützen.
Dadurch können erfindungsgemäß sämtliche zu kontaktierenden Formstäbe gleichzeitig berührungslos in die Verschaltungsbaugruppe eingeführt werden. Die nachfolgende Querbewegung bzw. Verdrehung nutzt die Kantenradien der Formstäbe zum Einführen in die Kontaktierungspositionen und verhindert dabei ein Abschaben oder blockieren des Verschaltungsträgers oder der Verschaltungskontakte durch Schnittkanten. Dabei kann die Bewegung durch Werkzeuge unterstützt werden.
Die erfindungsgemäße Verschaltungsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass der Kontaktierungsabschnitt eine die Führung ausbildende Führungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, bei Relativbewegung zwischen der Öffnung und des Formstabendes den Abstand des Formstabendes zu dem Kontakt zu verringern und/oder das Formstabende an den Kontakt heranzuführen.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Verschaltungsvorrichtung so ausgeführt werden, dass der Einführabschnitt und der daran angrenzende
Kontaktierungsabschnitt (zusammen) eine Öffnung in Form eines Langlochs oder in Form eines Kreisbogens ausbilden, wobei sich eine Öffnungsfläche bei dem
Einführabschnitt hin zu dem Kontaktierungsabschnitt verringert.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Verschaltungsvorrichtung derart umgesetzt werden, dass der Kontaktierungsabschnitt einen in einer Längsrichtung oder Umfangsrichtung zum Einführabschnitt hin gerichteten und mittig angeordneten Zapfenabschnitt aufweist, der den Abstand zwischen zwei zu kontaktierenden
Formstabenden vorgibt bzw. festlegt. Vorzugsweise werden jeweils zwei
Formstabenden in eine jeweilige Öffnung eingeführt und über die Führung, gebildet durch eine Öffnungswand und mittigem Zapfenabschnitt, in eine Position in dem Kontaktierungsabschnitt gebracht, bei der die Formstabenden mit den Kontakten verbunden werden können, beispielsweise durch Schweißen oder sonstige dem Fachmann bekannte Verbindungsverfahren.
Ferner kann die erfindungsgemäße Verschaltungsvorrichtung so verwirklicht werden, dass das Verschaltungselement eine Trägerplatte und eine
Kontaktierungsplatte aufweist, wobei in der Trägerplatte die eine oder mehreren Öffnungen ausgebildet sind und in der Kontaktierungsplatte eine oder mehrere
Kontaktierungsöffnungen zusammen mit den Kontakten ausgebildet sind, wobei die eine oder mehreren Kontaktierungsöffnungen in Bezug auf die eine oder mehreren Öffnungen überlappend angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine ist insbesondere ein Elektromotor für ein Kraftfahrzeug, wobei die elektrische Maschine einen Stator und die
erfindungsgemäße Verschaltungsvorrichtung aufweist, wobei das erfindungsgemäße Verschaltungselement der Verschaltungsvorrichtung an mindestens einem Ende des Stators, vorzugsweise einer oberen Stirnseite des Stators, auf dem Stator
herausstehenden Formstabenden aufgesetzt ist. Alternativ kann das
Verschaltungselement auch an beiden Stirnseiten des Stators aufgesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer Verschaltungsvorrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, ist zur Verschaltung von Formstabenden einer Wicklung vorgesehen, vorzugsweise zur Montage der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung, wobei die Verschaltungsvorrichtung ein Verschaltungselement aufweist, das mehrere
Öffnungen zum Einführen von mindestens einem Formstabende aufweist, wobei die Öffnungen jeweils einen Einführabschnitt und einen daran angrenzenden Kontaktierungsabschnitt aufweisen, die derart ausgestaltet sind, dass das mindestens eine Formstabende in den Einführabschnitt eingeführt werden kann und bei
Relativbewegung zwischen der Öffnung und dem Formstabende das Formstabende in den Kontaktierungsabschnitt gelangt und anhand einer Führung durch den
Kontaktierungsabschnitt der Abstand des mindestens einen Formstabendes zu einem Kontakt verringert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Aufsetzen des Verschaltungselements auf die Formstabenden, vorzugsweise auf die von einem Ende eines Stators der elektrischen Maschine herausstehenden Formstabenden, so dass die jeweiligen Formstabenden in die jeweiligen
Einführabschnitte eingesteckt sind,
Bewegen, vorzugsweise Verdrehen, des Verschaltungselements relativ zu den Formstabenden, so dass die Formstabenden in den Kontaktierungsabschnitt gelangen und mittels einer Führung durch den Kontaktierungsabschnitt der Abstand der Formstabenden zu jeweiligen Kontakten verringert wird.
Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung erläuterten Eigenschaften und Vorteile auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen
Verschaltungsvorrichtung verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgende bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, weshalb auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen
Verschaltungsvorrichtung verwiesen wird.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren im Anschluss an das Aufsetzen und Bewegen den folgenden Schritt aufweisen:
Verbinden der Formstabenden mit den jeweiligen Kontakten, vorzugsweise mittels Schweißen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Stators einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und einer erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung;
Figur 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Verschaltungsvorrichtung von Figur 1 ; Figur 3 schematische Darstellungen eines Abschnitts der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung von Figur 2 in vergrößerter Ansicht; und
Figur 4schematische Darstellungen eines bevorzugten Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung von Figur 2.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Stators 100 einer nicht näher dargestellten erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und einer
erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung 10 im entfernten Zustand (Figur 1 a)) und im aufgesetzten Zustand (Figur 1 b)).
Im in Figur 1 dargestellten Fall handelt es sich um den Stator 100 einer elektrischen Maschine in Form eines Elektromotors für ein Kraftfahrzeug. Der Stator 100 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Stator und wird beispielsweise durch ein Blechpaket mit jeweiligen Wickelköpfen an den jeweiligen Enden des Stators 100 gebildet, wobei in diesem Ausführungsbeispiel eine Statorwicklung in Form einer Formstabwicklung an dem Stator 100 vorgesehen ist. Wie in Figur 1 a) zu erkennen ist, stehen an der Oberseite bzw. oberen Stirnseite des Stators 100 jeweilige
Formstabenden 12 hervor.
Wie Figur 1 b) entnommen werden kann, weist die erfindungsgemäße
Verschaltungsvorrichtung 10 ein nachstehend noch näher beschriebenes ringförmiges Verschaltungselement 14 auf, das in diesem Fall nur auf die obere ringförmige
Stirnseite des Stators 100 auf die herausstehenden Formstabenden 12 aufgesetzt ist. Das ringförmige Verschaltungselement 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine ringförmige Trägerplatte 30 und eine ringförmige Kontaktierungsplatte 40 gebildet, wobei in der Trägerplatte 30 nachstehend noch näher beschriebene Öffnungen 16 ausgebildet sind und in der Kontaktierungsplatte 40 mehrere Kontaktierungsöffnungen zusammen mit den Kontakten 50 ausgebildet sind, wobei die Kontaktierungsöffnungen in Bezug auf die Öffnungen 16 überlappend angeordnet sind.
Zum Zwecke des Aufsetzens des Verschaltungselements 14 auf die obere Stirnseite des Stators 100 weist das Verschaltungselement 14 die vorgenannten mehreren Öffnungen 16 zum Einführen von der Formstabenden 18 auf, wie
insbesondere in Figur 2 veranschaulicht ist, wobei Figur 2 eine schematische
Darstellung der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung 10 von Figur 1 zeigt. Insbesondere ist eine perspektivische Ansicht auf das Verschaltungselement 14 von oben in Fig. 2a) dargestellt, während eine perspektivische Ansicht auf das
Verschaltungselement 14 von unten in Fig. 2b) dargestellt ist. Wie in Figur 2 zu erkennen ist, sind mehrere Öffnungen 16 in dem
Verschaltungselement 14 vorgesehen. Figur 3 zeigt dabei eine schematische
Darstellung eines Abschnitts der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung 10 von Figur 2 in vergrößerter Darstellung.
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, weisen die Öffnungen 16 jeweils einen Einführabschnitt 20 und einen daran angrenzenden Kontaktierungsabschnitt 22 auf, die derart ausgestaltet sind, dass die jeweiligen Formstabenden 12 in den Einführabschnitt 20 eingeführt werden können und bei Relativbewegung zwischen der jeweiligen Öffnung 16 und dem jeweiligen eingeführten Formstabende 12 das eingeführte Formstabende in den Kontaktierungsabschnitt 22 gelangt und mittels einer Führung durch den Kontaktierungsabschnitt 22 der Abstand des Formstabendes 12 zu einem Kontakt 50, mit dem das jeweilige Formstabende 12 zu kontaktieren ist, verringert wird.
Figur 4 zeigt in diesem Zusammenhang eine schematische Darstellung des bevorzugten Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung 10 von Figur 2 in vergrößerter Darstellung.
Im dargestellten Fall weist der Kontaktierungsabschnitt 22 einen in einer Längsrichtung zum Einführabschnitt 20 hin gerichteten und mittig angeordneten Zapfenabschnitt 26 auf, der den Abstand zwischen zwei zu kontaktierenden
Formstabenden 12 vorgibt. Wie insbesondere in den Figuren 3a) bis d) und 4a) bis b) zu erkennen ist, weist der Kontaktierungsabschnitt 22 eine die Führung ausbildende Führungseinrichtung 24 (gebildet durch eine Öffnungswand und den Zapfenabschnitt 26) auf, die eingerichtet ist, bei Relativbewegung zwischen der Öffnung 16 und der beiden Formstabenden 12 den Abstand der beiden Formstabenden 12 zu den jeweiligen Kontakten 50 zu verringern und die Formstabenden 12 an die Kontakte 50 heranzuführen.
Wie weiterhin in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, bilden der
Einführabschnitt 20 und der daran angrenzende Kontaktierungsabschnitt eine Öffnung in Form eines rechteckförmigen Langlochs oder nahezu eines quadratischen Lochs aus, wobei sich eine Öffnungsfläche bei dem Einführabschnitt 20 hin zu dem
Kontaktierungsabschnitt 22 aufgrund des Zapfenabschnitts 26 verringert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen Verschaltungsvorrichtung 10 gestaltet sich wie folgt:
Zunächst wird das Verschaltungselement 14 auf die Formstabenden 18, welche an der oberen Stirnseite des Stators 100 hervorstehen, aufgesetzt, so dass die Formstabenden 12 in den Einführabschnitt 20 eingesteckt sind, wie in Figuren 3a) und 4a) dargestellt ist.
Anschließend wird das Verschaltungselement 14 relativ zu den Formstabenden 12 bewegt, in dem in den Figuren 3b) bis 3d) dargestellten Fall verdreht, so dass die Formstabenden 12 in den Kontaktierungsabschnitt 22 gelangen und anhand der Führungseinrichtung 24 durch den Kontaktierungsabschnitt 22 der Abstand der Formstabenden 12 zu jeweiligen Kontakten 50 verringert wird, wie dies in Fig. 3b) bis d) und Fig. 4b exemplarisch dargestellt ist.
Danach werden die jeweiligen Formstabenden 12 mit den jeweiligen Kontakten 50 verbunden, vorzugsweise mittels Schweißen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Verschaltungsvorrichtung (10) für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, zur Verschaltung von
Formstabenden (12) einer Wicklung, insbesondere einer Statorwicklung, wobei die Verschaltungsvorrichtung (10) ein Verschaltungselement (14) aufweist, das eine oder mehrere Öffnungen (16) zum Einführen von mindestens einem Formstabende (18) aufweist, wobei die eine oder mehreren Öffnungen (16) jeweils einen Einführabschnitt (20) und einen daran angrenzenden Kontaktierungsabschnitt (22) aufweist/aufweisen, die derart ausgestaltet sind, dass das mindestens eine Formstabende (12) in den Einführabschnitt (20) eingeführt werden kann und bei Relativbewegung zwischen der Öffnung (16) und dem eingeführten Formstabende (12) das eingeführte Formstabende in den Kontaktierungsabschnitt (22) gelangt und mittels einer Führung durch den Kontaktierungsabschnitt (22) der Abstand des mindestens einen Formstabendes zu einem Kontakt (50) verringert wird.
2. Verschaltungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 , wobei der
Kontaktierungsabschnitt (22) eine die Führung ausbildende Führungseinrichtung (24) aufweist, die eingerichtet ist, bei Relativbewegung zwischen der Öffnung (16) und des Formstabendes (12) den Abstand des Formstabendes (12) zu dem Kontakt (50) zu verringern und/oder das Formstabende an den Kontakt (50) heranzuführen.
3. Verschaltungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der
Einführabschnitt (20) und der daran angrenzende Kontaktierungsabschnitt (22) eine Öffnung in Form eines Langlochs oder in Form eines Kreisbogens ausbilden, wobei sich eine Öffnungsfläche bei dem Einführabschnitt (20) hin zu dem
Kontaktierungsabschnitt (22) verringert.
4. Verschaltungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei der
Kontaktierungsabschnitt (22) einen in einer Längsrichtung oder Umfangsrichtung zum Einführabschnitt (20) hin gerichteten und mittig angeordneten Zapfen abschnitt (26) aufweist, der den Abstand zwischen zwei zu kontaktierenden Formstabenden vorgibt.
5. Verschaltungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschaltungselement (14) eine Trägerplatte (30) und eine Kontaktierungsplatte (40) aufweist, wobei in der Trägerplatte (30) die eine oder mehreren Öffnungen ausgebildet sind und in der Kontaktierungsplatte (40) eine oder mehrere Kontaktierungsöffnungen zusammen mit den Kontakten (50) ausgebildet sind, wobei die eine oder mehreren Kontaktierungsöffnungen in Bezug auf die eine oder mehreren Öffnungen überlappend angeordnet sind.
6. Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor für ein Kraftfahrzeug, wobei die elektrische Maschine aufweist:
einen Stator (100); und
eine Verschaltungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist, wobei das Verschaltungselement (14) der Verschaltungsvorrichtung (10) an
mindestens einem Ende des Stators (100) auf den Stator (100) herausstehenden Formstabenden aufgesetzt ist.
7. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine nach Anspruch 6.
8. Verfahren zur Montage einer Verschaltungsvorrichtung (10) für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine elektrische Maschine für ein
Kraftfahrzeug, zur Verschaltung von Formstabenden (12) einer Wicklung,
vorzugsweise zur Montage einer Verschaltungsvorrichtung nach einem der
vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verschaltungsvorrichtung (10) ein Verschaltungselement (14) aufweist, das ein oder mehrere Öffnungen (16) zum
Einführen von mindestens einem Formstabende (18) aufweist, wobei die eine oder mehreren Öffnungen (16) jeweils einen Einführabschnitt (20) und einen daran angrenzenden Kontaktierungsabschnitt (22) aufweist/aufweisen, die derart ausgestaltet sind, dass das mindestens eine Formstabende (12) in den Einführabschnitt (20) einer jeweiligen Öffnung eingeführt werden kann und bei Relativbewegung zwischen der jeweiligen Öffnung (16) und dem Formstabende (12) das Formstabende in den
Kontaktierungsabschnitt (22) gelangt und anhand einer Führung durch den
Kontaktierungsabschnitt (22) der Abstand des mindestens einen Formstabendes zu einem Kontakt (50) verringert wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Aufsetzen des Verschaltungselements (14) auf Formstabenden (18), vorzugsweise auf von einem Ende eines Stators (100) der elektrischen Maschine herausstehenden Formstabenden, so dass die Formstabenden in den jeweiligen Einführabschnitt (20) einer Öffnung (16) eingesteckt sind,
Bewegen, vorzugsweise Verdrehen, des Verschaltungselements (14) relativ zu den Formstabenden (12), so dass die Formstabenden (12) in den jeweiligen
Kontaktierungsabschnitt (22) gelangen und durch den Kontaktierungsabschnitt (22) der Abstand der Formstabenden zu jeweiligen Kontakten (50) verringert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt im Anschluss an das Aufsetzen und Bewegen aufweist:
Verbinden der Formstabenden (12) mit den jeweiligen Kontakten, vorzugsweise mittels Schweißen.
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