具有功率連接單元的電機的製作方法

2023-10-04 19:33:34 1

專利名稱：具有功率連接單元的電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求I前序部分所述的具有功率連接單元的電機。
背景技術：
由EP 2139094A1已經公知了這種電機。為了將定子繞組與電源連接，功率連接單元的連接導體與線圈末端的環形接通導體被插入共同的盆狀塑料支撐件中並且通過密封劑澆注。對於對其中插有導體元件的這種塑料支撐件的操作，已經產生進行優化的需求
發明內容

由此，本發明的目的在於，提出一種開頭所述類型的具有更易於操作的功率連接單元的電機。上述目的在這種電機中通過在權利要求I特徵部分給出的特徵來實現。據此，所提出的電機的特徵在於，功率連接單元被實施為塑料連接元件，在該塑料連接元件中連接導體在其延伸長度的至少一部分上相對於彼此間隔開地埋入塑料護套中，以及其中連接導體以其用於與環形接通導體連接的第一端部區段從塑料護套伸出。由此產生的優點是，在製造定子時接通導體可以首先通過其支撐元件設置在定子上並且與線圈末端連接，其中對於這個操作過程可以不受限制地使用整個定子圓周並且在接觸過程中例如熔焊工具或釺焊工具在空間上可更好地進入。功率連接單元是單獨的部件，特別是注塑成型複合元件，其在與線圈末端形成接觸之後才固定在定子上。在此處，原則上可以在定子上自由地選擇功率連接單元的周向位置。連接導體與接通導體的連接分別在線圈末端與接通導體的兩個接觸位置之間通過熔焊、釺焊或藉助其它對此合適的但優選為材料連接方式的連接技術來實現。當然，也可以在與線圈末端形成接觸之前就已經將功率連接單元固定在定子上。在從屬權利要求中給出了本發明的有利的設計和改進方案。根據第一種有利的改進方案，功率連接單元通過至少一個固定區段固定或能固定在定子的定子支架上。為此特別地可以使用相互間的形狀配合連接，該形狀配合連接必要時通過另一連接方式，例如螺紋連接、鉚接或粘接來確保。以此方式，功率連接單元可以相對於特別是藉助於由絕緣材料製成的支架元件同樣設置在定子支架上的接通導體可靠地定位或固定，使得連接導體和接通導體相互間的連接區域基本上不受力。為了實現相關部件的進一步改進的位置對應，功率連接單元以形狀配合連接的方式設置或能設置在支撐元件上，這可以通過構造塑料部件的相應成形的相對接合輪廓容易地實現。為了保護免受外部影響，特別是侵入的溼氣以及為了進一步強化這種布置，連接導體的第一端部區段與定子上的接通導體的多個連接區域可以由共同的蓋元件或框架元件疊蓋，該蓋元件或框架元件以形狀配合連接的方式接合到所述支撐元件和塑料護套中。以此方式形成的接線區域可以在必要時用密封劑澆注或填充。定子繞組的連接有利地可以通過連接導體的第二端部區段具有從該第二端部區段伸出的接觸元件來實現，該接觸元件被與塑料護套連接的第一連接殼體區域包圍。在此處，作為連接元件可以特別地設有套筒，其中在其端面上和/或在其內周面上的與相對於電機位於外部的另一連接元件的電連接通過連接對象的軸向拼接(例如通過插接或螺紋連接)來實現。作為替代，根據另一變型方案，在接觸元件與第一連接殼體區域之間構造有自由空間。在這種情況下，懸臂式豎立的螺栓可以用作連接元件，其外周面和/或其端面是載流的。在此處，也可以通過如前所述的軸向拼接以機械的方式建立連接。本發明還提出，功率連接單元構造有第二連接殼體區域,該第二連接殼體區域可以以形狀配合連接的方式沒入到第一連接殼體區域中，在這裡優選沿連接元件的安裝方向沒入到第一連接殼體區域中，或包圍該第一連接殼體區域，其中兩個連接殼體區域有利地共同固定在包圍定子的機殼上。此外，可以在第一與第二連接殼體區域之間以及在連接殼體區域之一與機殼之間分別設有至少一個密封兀件，該密封兀件防止噴水侵入電機的內部空間。
在又一設計中，功率連接單元具有信號接口區域，經由該信號接口區域例如用於控制電機的輔助導體或傳感器(特別是溫度傳感器或轉速傳感器)可以與控制單元連接。根據功率連接單元的一種特別有利的設計，連接導體沿周向在定子上相間隔地固定在接通導體上，而接觸元件藉助連接導體另外扭轉90°並且節省周向空間地、軸向相間隔地設置在定子上。


下面參照附圖示例性地對本發明進行描述。附圖中圖I示出了內轉子結構形式的電機的示意圖；圖2a-圖2e示出了功率連接單元的第一實施例；圖3a、圖3b示出了功率連接單元的第二實施例。
具體實施例方式圖I示意性示出了電機10，更確切地說內轉子結構形式的永磁激勵同步電機，該電機具有可圍繞轉子軸12旋轉的轉子14和在徑向外側包圍該轉子的定子16。轉子14包括由薄鋼板形成的罐狀轉子支架18，在該轉子支架的圓筒形外周面上設置有薄片疊成的轉子疊片鐵心20，該轉子疊片鐵心支撐多個相對間隔開的永磁體22。定子16包括例如由鋁或鋼材製成的環形金屬定子支架24，在該定子支架的凹部中設置有同樣由金屬薄片構成的圓環狀定子疊片鐵心26。定子支架24也可以是電機10的外殼或中間殼體。附圖中未詳細示出的定子疊片鐵心26在此可以實施為環形疊片鐵心或者分段地實施並且由多個相同的、優選T形的定子區段接合而成，所述定子區段由定子支架24容納或保持在一起。定子16或其疊片鐵心26具有磁軛區域30和從該磁軛區域突出的、在此處指向徑向內側的齒32，這些齒裝配有多個單線圈36以構成一個多相繞組34，並且這些齒被分配給電機的各個相。單線圈36的線圈末端通過在圖I中僅示意性示出的接線裝置38以預定的方式與多個相對於定子16同軸設置的接通導體40a_40c連接(verschalten),並且藉助在圖I中整體以附圖標記42表示的功率連接單元通過功率電子器件44與電源46連接，使得可以為電機10的繞組34提供相位及幅值可變的電流。接通導體40a_40c被實施為銅製的帶狀導體並且優選彎曲成開放的環，該環的端部同樣優選地設置在位於功率連接單元42之外的周邊區域中。也就是說，接通導體40a-40c在功率連接單元42的區域內實施為連續的。為了將接通導體40a_40c設置在定子16上，這些接通導體以雙方相互絕緣的方式由構造為塑料的環形支撐元件56容納。支撐元件56在圖I中沿軸向支撐在線圈36的絕緣體或者說繞線模48上，並且還通過由該絕緣體限定的內周面同時沿徑向對中。在此實施例中，線圈36按照三角形接線方式連接。然而，對於本發明，各種接線方式是不重要的，即作為替代，也可以在使用另一、第四接通導體的情況下實現星形接線或其它接線方式。如前所述，電機10為了與電源連接包括功率連接單元，該功率連接單元在所有附 圖中統一用附圖標記42表示。功率連接單元42為此具有多個連接導體，根據圖2a至圖2e的實施例為三個連接導體421a-421c，所述連接導體同樣由銅帶製成並且被實施為與接通導體40a-40c分離。連接導體421a-421c在定子上在周向上間隔開，但在定子上設置在同一個徑向平面中。特別地，連接導體421a-421c以第一端部區段422a_422c通過其橫截面藉助釺焊或熔焊與在定子上徑向分級的接通導體40a-40c的端面以材料連接的方式連接或可連接，並且以第二端部區段423a-423c通過連接殼體與電源46連接。在圖2d、圖2e中可見，連接導體從這個連接區域開始參照電機的旋轉軸線首先以相對較短的區段軸向延伸，然後在彎曲90°後徑向向外延伸並超出最大定子直徑。根據當前應用情況之一的實際狀況實行對連接導體421a-421c的進一步引導。根據圖2d、圖2e，連接導體421a_421c在形成一個軸向延伸區段和一個徑向延伸區段的情況下再次分別以約90°彎曲兩次，其中第二端部區段423a-423c與定子16的主體間隔開地設置。相反地，圖3中的連接導體421a_421c相對較短並直接實施在定子16上。功率連接單元42整體作為單獨的部件被實施為塑料複合元件，特別是被實施為注塑成型複合元件，其中連接導體421a-421c至少在其延伸長度的一部分上相對於彼此間隔開並且完全埋入塑料護套50中，其中連接導體421a-421c進一步以其第一端部區段422a-422c從塑料護套50伸出。塑料護套50和連接導體40a_40c的同樣由絕緣材料(特別是塑料)製成的支撐元件56具有特定用於相互間接合的形狀配合連接異型部58a、58b，功率連接單元42藉助於該形狀配合連接異型部可以形狀配合連接的方式固定在支撐元件56上。此外，連接導體的第一端部區段422a-422c與定子16上的接通導體40a_40c的連接區域被共同的蓋元件或框架元件60搭接，該蓋元件或框架元件同樣通過設置在此處的形狀配合連接異型部接合到支撐元件56中和功率連接單元42的塑料護套50中。此外，在塑料護套50中設有通孔形式的固定區段62，以例如藉助螺紋連接、鉚接或類似的連接方式將功率連接單元42固定在定子支架24上。此外，支撐元件56可以特別如在EP 2139094A1中所描述的那樣實施。連接導體421a_421c的第二端部區段423a_423c分別具有一個從所述第二端部區段伸出的接觸元件52a-52c，該接觸元件在圖2中構造為螺栓而在圖3中構造為套筒，並且以材料連接的方式通過熔焊或釺焊並且在必要時在應用形狀配合連接的條件下固定到第二端部區段423a-423c上。所述接觸元件52a_52c被設置在塑料護套50上或與塑料護套50實施為一體的第一連接殼體區域54a包圍，其中在圖2中為了外周面的接觸圍繞螺栓構造有自由空間。功率連接單元42還具有第二連接殼體區域54b，該第二連接殼體區域以形狀配合連接的方式與第一連接殼體區域54a連接或者可連接並且沒入第一連接殼體區域中或包圍第一連接殼體區域。所述第二連接殼體區域54b可以優選構造為電插接器的一部分。由此，通過兩個連接殼體區域54a、54b提供一個共同的連接殼體,該共同的連接殼體例如可固定在直接地或以徑向間距包住定子16的機殼上，並且其中為了密封功率連接單元42可以在連接殼體區域54a、54b之間設置密封元件。如在圖2a-圖2e所示的實施例中可見的，連接導體421a_421c以其第一端部區段422a-422c沿周向在定子上相間隔地固定在接通導體40a_40c上，這對於第二端部區段423a-423c進而接觸元件52a_52c同樣適用。在圖3a的實施例中同樣實現了這種布置，其基本結構與圖2a-圖2e描述的示例相對應。此外，功率連接單元42在塑料護套50上或在 與塑料護套50在此處一件式製成的連接殼體54a上具有信號接口區域64，通過該信號接口區域可以將用於控制電機的傳感器連接在定子16上。與前述布置相比變化的是，在由圖3b示出的實施例中連接導體僅以其第一端部區段422a-422c沿周向在定子16上相間隔地固定在接通導體上，而接觸元件52a_52c可以通過相應纏繞或彎曲地構造且在圖3b中被塑料護套50覆蓋的連接導體沿軸向相間隔地設置在定子16上。附圖標記列表10電機12轉子軸14轉子16定子18轉子支架20轉子疊片鐵心22永磁體24定子支架26定子疊片鐵心30磁軛區域32定子齒34繞組36單線圈38接線裝置40a-40c接通導體42功率連接單元42 la-421 c 連接導體422a-422c 第一端部區段423a-423c 第二端部區段44功率電子器件
46電源48繞線模50塑料護套52a-52c接觸元件54a、54b連接殼體區域56支撐元件58a、58b形狀配合連接異型部 60蓋元件62固定區段64信號接口區域。
權利要求
1.電機(10)，包括支撐多相線圈繞組(34)的定子(16)，其中線圈末端以預定的方式與多個電的接通導體(40a-40c)連接，以及其中所述電機(10)為了與電源(46)連接而包括具有多個連接導體(421a-421c)的功率連接單元(42)，該功率連接單元與所述接通導體(40a-40c)分開並且以第一端部區段(422a-422c)與所述接通導體(40a_40c)以材料連接的方式連接或能連接，並且所述功率連接單元以第二端部區段(423a-423c)與所述電源(46)連接或能連 接，其特徵在於，所述功率連接單元(42)是塑料複合元件，在所述功率連接單元中所述連接導體(421a-421c)至少在其延伸長度的一部分上相對於彼此間隔開地埋入塑料護套(50)中，以及其中所述連接導體(421a-421c)以其第一端部區段(422a-422c)從所述塑料護套(50)伸出。
2.按照權利要求I所述的電機，其特徵在於，所述功率連接單元(42)通過至少一個固定區段￠2)固定或能固定在所述定子(16)的定子支架(24)上。
3.按照權利要求I或2所述的電機，其特徵在於，所述接通導體(40a-40c)藉助由絕緣材料製成的支撐元件(56)設置在所述定子(16)上，以及所述功率連接單元(42)以形狀配合連接的方式設置或能設置在所述支撐元件(56)上。
4.按照權利要求1-3中任一項所述的電機，其特徵在於，所述連接導體(421a-421c)的第一端部區段(422a-422c)與在所述定子(16)上的所述接通導體(40a_40c)的多個連接區域被共同的蓋元件或框架元件￠0)疊蓋住，該蓋元件或框架元件以形狀配合連接的方式接合到所述支撐元件(56)中和所述塑料護套(50)中。
5.按照權利要求1-4中任一項所述的電機，其特徵在於，所述連接導體(421a-421c)的第二端部區段(423a-423c)具有從所述第二端部區段伸出的接觸元件(52a_52c)，該接觸元件被與所述塑料護套(50)連接的第一連接殼體區域(54a)包圍。
6.按照權利要求5所述的電機，其特徵在於，在接觸元件(52a-52c)與所述第一連接殼體區域(54a)之間構造有自由空間。
7.按照權利要求1-6中任一項所述的電機，其特徵在於，所述功率連接單元(42)具有第二連接殼體區域(54b)，該第二連接殼體區域以形狀配合連接的方式沒入所述第一連接殼體區域(54a)中或包圍所述第一連接殼體區域(54a)。
8.按照權利要求7所述的電機，其特徵在於，兩個連接殼體區域(54a、54b)共同固定在包圍所述定子(16)的機殼上。
9.按照權利要求1-8中任一項所述的電機，其特徵在於，所述功率連接單元(42)具有信號接口區域(64)。
10.按照權利要求1-9中任一項所述的電機，其特徵在於，所述連接導體(421a-421c)沿周向在所述定子(16)上相間隔地固定在所述接通導體(40a-40c)上，以及所述接觸元件(52a-52c)軸向相間隔地設置在所述定子(16)上。
全文摘要
本發明涉及一種電機(10)，包括支撐多相線圈繞組(34)的定子(16)，其中線圈末端以預定的方式與多個電的接通導體(40a-40c)連接以及其中電機(10)為了與電源(46)連接而包括具有多個連接導體(421a-421c)的功率連接單元(42)，該功率連接單元與所述接通導體(40a-40c)分開並且以第一端部區段(422a-422c)與接通導體(40a-40c)以材料連接的方式連接或能連接，功率連接單元以第二端部區段(423a-423c)與電源(46)連接或能連接。本發明提出，功率連接單元(42)是塑料複合元件，特別是注塑成型複合元件，在功率連接單元中連接導體(421a-421c)在其延伸長度的至少一部分上相對於彼此間隔開地埋入塑料護套(50)中，以及其中連接導體(421a-421c)以其第一端部區段(422a-422c)從塑料護套(50)伸出。
文檔編號H02K3/50GK102820724SQ20121010888
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月10日 優先權日2011年6月9日
發明者A·舍夫萊恩, M·魏德納, U·尼豪斯, M·屈多克, C·布呂克納, S·凱勒 申請人:Zf腓特烈斯哈芬股份公司