DE102017219861A1 - An insulation displacement connection as well as a stator for an electrical machine and an electrical machine comprising an insulation displacement connection and method for producing such a stator - Google Patents
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Abstract
Schneid-Klemm-Verbindung (20), insbesondere für die elektrische Kontaktierung von Drähten (22) in einer elektrische Maschine (12), sowie ein Stator (10) für ei- ne elektrische Maschine (12) und eine elektrische Maschine (12) mit einem ga- belförmigen Schneid-Klemm-Element (70), das zwei freie Schenkel (21) auf- weist, an deren Innenseiten Schneidkanten (71) zur Kontaktierung des Drahts (22) angeformt sind, wobei die freien Schenkel (21) quer zu einer Einsteckrich- tung (3) beweglich am Schneid-Klemm-Element (70) angeformt sind, und beim Einfügen in eine Aufnahmetasche (46) für das Schneid-Klemm-Element (70) quer zur Einsteckrichtung (3) aufeinander zu bewegt werden, so dass sich die beweg- lichen freien Schenkel (21) mit ihren Schneidkanten (71) in eine Oberfläche (23) des in die Aufnahmetasche (46) eingelegten Drahts (22) elektrisch kontaktierend einschneiden. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators (10). Cutting-clamping connection (20), in particular for the electrical contacting of wires (22) in an electrical machine (12), and a stator (10) for an electric machine (12) and an electric machine (12) a gabel-shaped insulation displacement element (70) having two free legs (21) on whose inner sides cutting edges (71) for contacting the wire (22) are integrally formed, wherein the free legs (21) transversely to an insertion direction (3) are movably formed on the cutting-clamping element (70), and when inserted into a receiving pocket (46) for the insulation displacement element (70) transversely to the insertion (3) are moved towards each other, such that the movable free limbs (21) with their cutting edges (71) cut into a surface (23) of the wire (22) inserted in the receiving pocket (46) in an electrically contacting manner. The invention also relates to a method for producing such a stator (10).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneid-Klemm-Verbindung, sowie einen Stator für eine elektrische Maschine und eine elektrische Maschine umfassend eine Schneid-Klemm-Verbindung und ein Verfahren zum Herstellen eines sol- chen Stators nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to an insulation displacement connection, as well as a stator for an electrical machine and an electrical machine comprising an insulation displacement connection and a method for producing such a stator according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Mit der DE 10 2008 054 529 A1 ist ein Stator einer elektrischen Maschine be- kannt geworden, bei dem einzelne Statorsegmente zu einem ringförmigen Statorgrundkörper zusammengesetzt sind. Auf den einzelnen Statorsegmenten ist eine Isolationsmaske angeordnet, auf die einzelne Spulen gewickelt sind, de- ren Drahtenden in Aufnahmetaschen in der Isolationsmaske eingelegt sind. Zur elektrischen Kontaktierung der Spulen greifen Schneid-Klemm-Elemente axial in die Aufnahmetaschen ein und verklemmen sich mit den Drahtenden. Die Schneid-Klemm-Elemente sind hier einstückig an Leiterringe einer Verschal- tungsplatte angeformt, die axial auf den bewickelten Statorgrundkörper aufge- setzt wird. Die geometrischen Abmessungen der Schneid-Klemm-Elemente und der Aufnahmetaschen sind exakt auf den Durchmesser des Wicklungsdrahts ab- gestimmt, um diesen zuverlässig elektrisch zu kontaktieren. Zur Adaption einer solchen elektrischen Maschine an verschiedene Leistungsbereiche besteht der Bedarf, dass der Durchmesser des Wicklungsdrahts verändert werden soll. Hier- zu muss dann für jeden Leistungsbereich die Geometrie der Leiterringe der Ver- schaltungsplatte und das Design der Isolationsmaske mit den Aufnahmetaschen jeweils verändert werden, was ein sehr großer konstruktiver und kostenintensiver Aufwand darstellt. Diese Nachteile sollen durch die erfindungsgemäße Lösung behoben werden.With DE 10 2008 054 529 A1, a stator of an electric machine has become known, in which individual stator segments are assembled to form an annular stator base body. On the individual stator segments, an insulation mask is arranged, on which individual coils are wound whose wire ends are inserted in receiving pockets in the insulation mask. For electrical contacting of the coils, cutting-clamping elements engage axially in the receiving pockets and jam with the wire ends. The insulation displacement elements are integrally formed here on conductor rings of a connection plate, which is placed axially on the wound stator base body. The geometric dimensions of the insulation displacement elements and the receiving pockets are exactly matched to the diameter of the winding wire in order to reliably contact it electrically. In order to adapt such an electric machine to different power ranges, there is a demand that the diameter of the winding wire should be changed. For this purpose, the geometry of the conductor rings of the circuit board and the design of the insulation mask with the receiving pockets must be changed for each power range, which represents a very large constructive and cost-intensive effort. These disadvantages are to be remedied by the solution according to the invention.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtungen und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Ausformung von flexiblen, freien Schenkeln am gabelförmigen Ende der Schneid-Klemm-Elemente diese für die Kontaktierung unterschiedlicher Drahtdicken verwendet werden können. Hierzu werden die freien Schenkel beim Einfügen in die Aufnahmetaschen derart umgebogen, dass sie auch bei ver- schiedenen Drahtdurchmessern in der Aufnahmetasche immer mit einem ausrei- chenden Anpressdruck gegen die Drahtoberfläche verstellt und eingedrückt wer- den. Somit wird beim Einfügen der gleichbleibenden Schneid-Klemm-Elemente in die gleichbleibenden Aufnahmetaschen auch bei unterschiedlichen Dicken der Drähte immer eine zuverlässige elektrische Kontaktierung hergestellt, ohne dass eine Abänderung der Verschaltungsplatte oder der Isoliermaske notwendig ist. Dadurch kann solch eine Schneid-Klemm-Verbindung universell als Standard- bauteil eingesetzt werden, ohne dass andere Bauteile an die verschiedenen Drahtdicken angepasst werden müssen.The devices of the invention and the method according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that can be used for contacting different wire thicknesses by the formation of flexible, free legs on the forked end of the insulation displacement elements. For this purpose, when inserting into the receiving pockets, the free legs are bent in such a way that, even with different wire diameters in the receiving pocket, they are always adjusted and pressed against the wire surface with a sufficient contact pressure. Thus, a reliable electrical contact is always produced when inserting the constant insulation displacement elements in the same receiving pockets even at different thicknesses of the wires, without a modification of the wiring plate or the insulating mask is necessary. As a result, such an insulation displacement connection can be universally used as a standard component, without having to adapt other components to the different wire thicknesses.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteil- hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprü- chen vorgegebenen Ausführungen möglich. Um die freien Schenkel beweglich an das Schneid-Klemm-Element anzuformen, sind die freien Schenkel mittels dünnen Stegen mit dem Grundkörper des Schneid-Klemm-Elements verbunden. Das Schneid-Klemm-Element ist beispielsweise als Metallblech ausgebildet, dessen Dicke in Drahtrichtung deutlich geringer ist, als die flächige Ausdehnung quer zum Draht. Die Breite der dünnen Stege ist insbesondere in der Blechebene quer zum Draht dünner ausgebildet, als die Breite der freien Schenkel quer zur Drahtrichtung. Dadurch ist gewährleistet, dass die freien Schenkel stabiler aus- gebildet sind, als die dünnen Stege, mit denen die freien Schenkel am Schneid- Klemm-Element angebunden sind. Dadurch bilden die dünnen Stege eine Art Drehpunkt, um den die beiden freien Schenkel aufeinander zu gebogen werden können. Dabei weisen die beiden freien Schenkel, die gabelförmig zueinander angeordnet sind, an ihren Innenseiten Schneidkanten auf, mit denen sie in die Oberfläche eines - vorzugsweise runden - Drahtes einschneiden können. Die freien Schenkel sind bevorzugt geradlinig ausgebildet und werden beim Einfügen in die korrespondierende Aufnahmetasche nicht in sich verbogen, sondern be- vorzugt nur im Bereich der dünnen Stege um einen Winkel aufeinander zu ge- dreht. Dadurch kann in Abhängigkeit der Einstecktiefe des Schneid-Klemm- Elements in die Aufnahmetasche der Winkel zwischen den beiden freien Schen- kel - und damit auch die lichte Weite zwischen den beiden freien Schenkel - beim Einschieben variiert werden. Durch diese drehbewegliche Anbindung der beiden freien Schenkel an das Schneid-Klemm-Element können Drähte unterschiedli- cher Durchmesser durch die freien Schenkel elektrisch kontaktiert werden.The measures listed in the dependent claims make possible advantageous developments and improvements of the embodiments specified in the independent claims. In order to mold the free legs movable to the insulation displacement element, the free legs are connected by means of thin webs with the main body of the insulation displacement element. The insulation displacement element is formed for example as a metal sheet whose thickness in the wire direction is significantly lower than the areal dimension across the wire. The width of the thin webs is formed thinner, in particular in the sheet plane transverse to the wire, as the width of the free legs transversely to the wire direction. This ensures that the free legs are made more stable than the thin webs with which the free legs are connected to the insulation displacement element. As a result, the thin webs form a kind of pivot around which the two free legs can be bent towards each other. In this case, the two free legs, which are arranged in a fork shape to each other, on their inner sides cutting edges, with which they can cut into the surface of a - preferably round - wire. The free legs are preferably rectilinear and, when inserted into the corresponding receiving pocket, are not bent in themselves, but are preferably turned toward one another by an angle only in the area of the thin webs. As a result, depending on the insertion depth of the insulation displacement element into the receiving pocket, the angle between the two free arms - and thus also the clear width between the two free legs - can be varied during insertion. As a result of this rotationally movable connection of the two free legs to the insulation displacement element, wires of different diameters can be electrically contacted by the free limbs.
Die dünnen Stege können fertigungstechnisch sehr günstig durch Aussparungen im Schneid-Klemm-Element hergestellt werden. Die Aussparungen sind derart im Bereich des Klemmgrunds der gabelförmig angeordneten freien Schenkel ange- ordnet, dass das Material im Bereich der Anbindung der freien Schenkel an das Schneid-Klemm-Elemente derart geschwächt wird, dass hier ein dünner Steg entsteht. Dieser Steg bildet dann quasi ein bewegliches Gelenk zwischen dem freien Schenkel und dem Grundkörper des Schneid-Klemme-Elements.The thin webs can be produced very cheaply by recesses in the insulation displacement element manufacturing technology. The recesses are arranged in the region of the clamping base of the fork-shaped free legs such that the material in the region of the connection of the free legs to the insulation displacement elements is weakened such that a thin web is formed here. This web then forms a kind of movable joint between the free leg and the main body of the cutting-clamp element.
Dabei sind die Aussparungen als randoffene Freisparungen ausgebildet, die sich in der Ebene quer zur Drahtachse einander gegenüberliegen. Die Freisparungen sind beispielsweise halbkreisförmig ausgebildet und reichen so nah an den ga- belförmigen Klemmgrund heran, dass der Abstand zwischen der Freisparung und dem Klemmgrund den dünnen Steg zur flexiblen Anbindung des freien Schenkel bilden. Alternativ können die Freisparungen jedoch auch eine andere Form aus- bilden, solange deren Abstand zum Klemmgrund klein genug ist, um die Flexibili- tät der dadurch gebildeten dünnen Stege zur gewährleisten. In this case, the recesses are designed as edge-open recesses which lie opposite each other in the plane transverse to the wire axis. The recesses are, for example, semicircular and extend so close to the fork-shaped clamping base that the distance between the cutout and the clamping base form the thin web for flexible connection of the free leg. Alternatively, however, the recesses can also take on a different shape as long as their distance from the clamping base is small enough to ensure the flexibility of the thin webs formed thereby.
Besonders kostengünstig lässt sich das Schneid-Klemm-Element aus einem elektrisch leitenden Metallblech herstellen. Dabei kann das Schneid-Klemm- Element einstückig aus dem Metallblech ausgestanzt werden. Die Dicke in Längsrichtung des Drahts ist dadurch durch die Blechdicke gegeben. Die Aus- dehnung quer zur Drahtrichtung wird durch das Stanzverfahren bestimmt. Dabei werden am unteren Ende die gabelförmig angeordneten freien Schenkel zur Kon- taktierung des Drahts ausgestanzt. Am gegenüberliegenden oberen Ende weist das Schneid-Klemm-Element einen Anschlussbereich auf, über den der elektri- sche Strom zu- oder abgeführt wird.Particularly cost-effective, the insulation displacement element can be made of an electrically conductive metal sheet. In this case, the insulation displacement element can be punched in one piece from the metal sheet. The thickness in the longitudinal direction of the wire is thereby given by the sheet thickness. The extension across the wire direction is determined by the punching method. In this case, the fork-shaped free legs are punched out at the bottom for contacting the wire. At the opposite upper end, the insulation displacement element has a connection region via which the electric current is supplied or removed.
Dieser Anschlussbereich kann beispielsweise als Kontaktzunge ausgebildet sein, an den ein entsprechender Leiter angeschweißt oder angelötet werden kann. Der Anschlussbereich kann auch als Anschluss-Pin ausgebildet sein, der direkt in ei- ne korrespondierende elektrisch leitende Hülse einsteckbar ist. Beispielweise kann ein solcher Kontakt-Pin direkt in eine entsprechende Öffnung in einer elektrischen Leiterplatte eingesteckt werden - entweder als Einpresskontakt oder mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verlötet werden. IThis connection region can be designed, for example, as a contact tongue, to which a corresponding conductor can be welded or soldered. The connection region can also be designed as a connection pin, which can be inserted directly into a corresponding electrically conductive sleeve. For example, such a contact pin can be plugged directly into a corresponding opening in an electrical circuit board - either as a press-in contact or soldered to the tracks of the circuit board. I
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Anschlussbereich auch einstückig mit einem Leiterelement verbunden sein, das beispielsweise Bestandteil einer Ver- schalteplatte zur Ansteuerung von elektrischen Spulen einer elektrischen Ma- schine ist. Ein solcher elektrischer Leiter kann sich dabei beispielsweise in der gleichen Ebene erstrecken, wie das Blech des Schneid-Klemm-Elements, oder das Schneid-Klemm-Element kann als Stanzbiegeteil winklig von einem elektri- schen Leiter umgebogen sein. Besonders günstig ist es dabei, wenn mehrere Schneid-Klemm-Elemente einstückig an einem ringförmigen elektrischen Leiter angeformt sind, der gleichzeitig mehrere Spulen einer elektrischen Maschine kontaktiert.In a further embodiment, the connection region can also be integrally connected to a conductor element which is, for example, part of an interconnecting plate for controlling electrical coils of an electrical machine. Such an electrical conductor can extend, for example, in the same plane as the metal sheet of the insulation displacement element, or the insulation displacement element can be bent as a stamped bent part at an angle from an electrical conductor. It is particularly advantageous if several insulation displacement elements are integrally formed on an annular electrical conductor, which simultaneously contacts a plurality of coils of an electrical machine.
Der Klemmgrund zwischen den beiden gabelförmig zueinander angeordneten freien Schenkeln ist bevorzugt bogenförmig ausgebildet, so dass dieser nach dem Einfügen in die entsprechende Aufnahmetasche halbkreisförmig am Umfang eines runden Drahts anliegt. Um einen zuverlässigen elektrischen Kontakt aus- zubilden, ist bevorzugt auch am Klemmgrund eine Schneidkante angeformt, die sich über den Umfang der Oberfläche des Drahts in diesen einschneidet. Bei ei- ner solchen Ausführung wird das Schneid-Klemm-Element in Einfügerichtung immer so weit in die Aufnahmetasche eingepresst, bis der Klemmgrund unmittel- bar am Draht anliegt, beziehungsweise bis sich die Schneidkante im Klemm- grund in den Draht einschneidet. Je nach verwendetem Drahtdurchmesser wird das Schneid-Klemm-Element dabei mehr oder weniger tief in die identische Auf- nahmetasche eingefügt.The clamping base between the two forked free legs arranged to each other is preferably arcuate, so that it rests semi-circularly after insertion into the corresponding receiving pocket on the circumference of a round wire. In order to form a reliable electrical contact, a cutting edge is preferably also formed on the clamping base, which cuts into the latter over the circumference of the surface of the wire. In such an embodiment, the insulation displacement element is always pressed into the receiving pocket in the insertion direction until the clamping base abuts directly against the wire, or until the cutting edge intersects the wire in the clamping base. Depending on the wire diameter used, the insulation displacement element is inserted more or less deeply into the identical receiving pocket.
Zur sicheren Fixierung des Schneid-Klemm-Elements in der Aufnahmetasche sind am Schneid-Klemm-Element Rastelemente angeformt, die sich beim Einfü- gen in die Aufnahmetasche an deren Innenwände festklemmen. Besonders ein- fach können solche Rastelemente als Rasthaken aus dem Metallblech ausge- stanzt werden, die sich dann in die Kunststoffwand der Aufnahmetasche eingra- ben. Bevorzugt sind hierbei mindestens zwei sich quer zur Einfügerichtung ge- genüberliegende Rasthaken angeformt. Optional kann jedoch auch eine soge- nannte Tannenbaumgeometrie ausgestanzt werden, die vollständig in die Auf- nahmetasche eintaucht. Die Rastelemente sind bezüglich der Einfügerichtung oberhalb der Freisparungen angeordnet, so dass sich beim Einfügen des Gabel- kontakts die freien Schenkel um den Draht herum schließen können. Nach dem vollständigen Einfügen des Gabelkontakts wird das Schneid-Klemm-Element mit- tels der Rasthaken gegen ein Herausfallen aus der Aufnahmetasche gesichert.For secure fixation of the insulation displacement element in the receiving pocket locking elements are formed on the insulation displacement element, which clamp when inserted into the receiving pocket on the inner walls. Such snap-in elements can be punched out of the metal sheet as snap-in hooks, which then dig into the plastic wall of the receiving pocket. In this case, at least two latching hooks lying transversely to the insertion direction are preferably formed. Optionally, however, it is also possible to punch out a so-called fir tree geometry, which completely dips into the receiving pocket. The locking elements are arranged with respect to the insertion direction above the recesses, so that when inserting the fork contact the free legs can close around the wire. After the fork contact has been completely inserted, the insulation displacement element is secured against falling out of the reception pocket by means of the latching hooks.
Die erfindungsgemäße Schneid-Klemm-Verbindung wird dadurch gebildet, dass ein elektrischer Draht in eine Aufnahmetasche eingelegt wird, und danach das Schneid-Klemm-Element in die Aufnahmetasche eingefügt wird. Dadurch wird der Draht einerseits mechanisch fest in der Aufnahmetasche fixiert, und anderer- seits gleichzeitig elektrisch mit dem Schneid-Klemm-Element kontaktiert. Dazu weist die Aufnahmetasche zwei beabstandete Taschenwände auf, zwischen de- nen das flächige Schneid-Klemm-Element eingefügt wird. Daher ist der Abstand dieser beiden Taschenwände mindestens so groß wie die Blechdicke des Schneid-Klemm-Elements. Der Draht wird mit seiner Längsrichtung quer zu die- sen beiden Taschenwänden in die Aufnahmetasche eingelegt. Hierzu weisen die beiden Taschenwände jeweils Schlitze auf, die sich vom oberen offenen Rand der Aufnahmetasche in Einfügerichtung bis zu einem Schlitzgrund erstrecken. The insulation displacement connection according to the invention is formed in that an electrical wire is inserted into a receiving pocket, and then the cutting-clamping element is inserted into the receiving pocket. As a result, on the one hand, the wire is fixed mechanically firmly in the receiving pocket and, on the other hand, it is simultaneously contacted electrically with the insulation displacement element. For this purpose, the receiving pocket has two spaced-apart pocket walls, between which the flat cutting-clamping element is inserted. Therefore, the distance between these two pocket walls is at least as large as the sheet thickness of the insulation displacement element. The wire is inserted with its longitudinal direction transversely to these two pocket walls in the receiving pocket. For this purpose, the two pocket walls each have slots which extend from the upper open edge of the receiving pocket in the insertion direction to a slot bottom.
Der Draht wird bis zum Schlitzgrund eingelegt, und durchdringt beide Taschen- wände vollständig.The wire is inserted all the way to the bottom of the slot, completely penetrating both pocket walls.
Innerhalb der Aufnahmetasche ist im Bereich der Blechdicke in Längsrichtung des Drahts eine Führung für die freien Schenkel angeformt, die dafür sorgt, dass beim Einfügen des Schneid-Klemm-Elements in die Aufnahmetasche die beiden freien Schenkel aufeinander zu bewegt werden. Dabei gleiten die voneinander wegweisenden Außenseiten der jeweiligen freien Schenkel entlang dieser Füh- rung der Aufnahmetasche, bis die Schneidkanten an den jeweiligen Innenseiten der freien Schenkel in den eingelegten Draht einschneiden. Die Führung weist jeweils eine Schräge auf, so dass die lichte Weite zwischen den beiden freien Schenkeln in Abhängigkeit der Einfügetiefe des Schneid-Klemm-Elements in die Aufnahmetasche sich verringert. Dabei wirken die beiden gegenüberliegenden Führungsflächen wie ein Trichter, in dem die beiden beweglich angeordneten freien Schenkel beim Eindrücken aufeinander zu bewegt werden. Within the receiving pocket a guide for the free legs is formed in the region of the sheet thickness in the longitudinal direction of the wire, which ensures that when inserting the insulation displacement element in the receiving pocket, the two free legs are moved towards each other. The mutually pioneering outer sides of the respective free legs slide along this guide of the receiving pocket until the cutting edges on the respective inner sides of the free legs cut into the inserted wire. The guide in each case has a bevel, so that the clear width between the two free legs is reduced as a function of the insertion depth of the insulation displacement element into the receiving pocket. The two opposite guide surfaces act like a funnel, in which the two movably arranged free legs are moved towards each other when pressed.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Führung innerhalb der Aufnahmetasche als Konus, bzw. als ein Schnitt durch einen Konus, ausgebildet ist, die vorzugsweise gerade Führungsfläche aufweist. Dadurch entsteht vorteilhaft ein linearer Zu- sammenhang zwischen der Einfügetiefe des Schneid-Klemm-Elements in der Aufnahmetasche und der lichten Weite zwischen den freien Enden der beiden freien Schenkel. Wenn das Schneid-Klemm-Element vollständig in die Aufnah- metasche eingefügt ist, ist die lichte Weite an den freien Enden der freien Schen- kel geringer, als der Drahtdurchmesser. Dadurch bilden die freien Schenkel be- züglich der Einfügerichtung eine Art Hinterschnitt mit dem Draht. Die Führung ist ebenso wie die Schlitzbreite in den Taschenwänden für einen maximalen Draht- durchmesser ausgelegt. Bei der Verwendung von dünneren Drähten werden durch die seitliche Führung die freien Schenkel immer noch zuverlässig in die Drahtoberfläche eingepresst. Bevorzugt werden dabei die freien Schenkel nicht nur elastisch verformt, sondern auch plastisch, so dass die um den Draht herum gebogenen freien Schenkel formstabil bleiben.It when the guide is formed within the receiving pocket as a cone, or as a section through a cone, which preferably has a straight guide surface is particularly advantageous. This advantageously results in a linear relationship between the insertion depth of the insulation displacement element in the receiving pocket and the clear width between the free ends of the two free limbs. When the insulation displacement element is fully inserted into the receiving pocket, the clearance at the free ends of the free arms is less than the wire diameter. As a result, the free legs with respect to the insertion direction form a kind of undercut with the wire. The guide is designed as well as the slot width in the pocket walls for a maximum wire diameter. When using thinner wires, the lateral guide still reliably presses the free legs into the wire surface. Preferably, the free legs are not only elastically deformed, but also plastic, so that the bent around the wire around free leg remain dimensionally stable.
Eine solch erfindungsgemäße Schneid-Klemm-Verbindung eignet sich ideal für die Kontaktierung von elektrischen Spulen in einer elektrischen Maschine. Dabei können die Aufnahmetaschen beispielsweise in eine Isoliermaske der Statorzäh- ne ausgebildet werden. Dabei kann die Isoliermaske sowohl für Einzelzahnseg- mente oder auch für einen ringförmig geschlossenen Stator ausgebildet sein. Dabei dient die Isoliermaske gleichzeitig als Führungselement für den Wick- lungsdraht. Die Schneid-Klemm-Elemente sind bei einer solchen Ausführung vor- teilhaft Bestandteil einer Verschaltungsplatte des Stators, über die die elektri- schen Spulen angesteuert werden. Dabei können die Schneid-Klemm-Elemente einstückig mit Leiterelementen ausgebildet sein, die in die Verschalteplatte ein- gefügt sind. Alternativ können die Schneid-Klemm-Elemente als separate Bautei- le ausgebildet sein, die nachträglich mit den Leitern verbunden werden. Die Lei- ter sind vorzugsweise Bestandteil einer Elektronikeinheit der elektrischen Ma- schine, die zu deren Ansteuerung dient. Je nach Verschaltung der Spulen kann für die beiden Drahtenden einer Spule jeweils eine eigene Aufnahmetasche für jedes Drahtende ausgebildet sein, das jeweils mittels eines separaten Schneid- Klemm-Elements kontaktiert ist. Alternativ kann jedoch auch die Wicklung mittels eines ununterbrochenen Wicklungsdrahts über mehrere Statorzähne durchgewi- ckelt werden und zwischen zwei Statorzähnen nur eine Aufnahmetasche ausge- bildet werden, in den der Verbindungsdraht zwischen zwei durchgewickelten Spulen eingelegt wird. Bei dieser Ausführung wird der elektrische Kontakt jeweils mittels einer Schneid-Klemm-Verbindung zwischen zwei Spulen abgegriffen, um die Einzelspulen entsprechend miteinander zu verschalten.Such an insulation displacement connection according to the invention is ideally suited for the contacting of electrical coils in an electrical machine. In this case, the receiving pockets can be formed, for example, in an insulating mask of the stator teeth. In this case, the insulating mask can be designed both for single-tooth segments or for a stator closed in a ring shape. At the same time, the insulating mask serves as a guide element for the winding wire. In such an embodiment, the insulation displacement elements are advantageously part of a wiring plate of the stator, via which the electrical coils are driven. In this case, the insulation displacement elements can be formed in one piece with conductor elements which are inserted into the circuit board. Alternatively, the insulation displacement elements can be designed as separate components, which are subsequently connected to the conductors. The conductors are preferably part of an electronic unit of the electrical machine which serves to drive them. Depending on the interconnection of the coils, a separate receiving pocket for each wire end can be formed for each of the two wire ends of a coil, which pocket is in each case contacted by means of a separate insulation displacement element. Alternatively, however, the winding can also be wound through a plurality of stator teeth by means of a continuous winding wire and only one receiving pocket can be formed between two stator teeth, into which the connecting wire is inserted between two wound-through coils. In this embodiment, the electrical contact is tapped in each case by means of an insulation displacement connection between two coils in order to interconnect the individual coils accordingly.
Die erfindungsgemäße Schneid-Klemm-Verbindung eignet sich besonders vor- teilhaft zur Herstellung eines Stators der mit unterschiedlich dicken Drähten be- wickelt werden kann. Durch die Verwendung unterschiedlicher Drahtdicken kön- nen beispielsweise unterschiedliche Wicklungskonzepte, bzw. unterschiedliche Leistungsbereiche einer elektrischen Maschine erzielt werden, ohne dass das geometrische Grundkonzept des Stators geändert werden muss. Dabei können bei verschiedene Variationen des Stators die unterschiedlich dicken Wicklungs- drähte in die identische Aufnahmetaschen der Isoliermaske eingelegt werden. Ebenso können identische Schneid-Klemm-Elemente für die verschiedenen Drahtdicken verwendet werden, die in die Aufnahmetaschen eingepresst werden. Durch die flexible Anpassung der freien Schenkel, die um die jeweiligen Drähte herumgebogen werden, wird für verschiedene Drahtdicken eine zuverlässige elektrische Kontaktierung durch die Schneid-Klemm-Verbindung erzielt. Durch die Verwendung der identischen Aufnahmetaschen und der identischen Schneid- Klemm-Elemente kann auf eine konstruktive Änderung des Statordesigns ver- zichtet werden, wodurch ein kostengünstiges Baukasten-Konzept für die Ferti- gung der Statoren realisiert werden kann.The insulation displacement connection according to the invention is particularly advantageous for producing a stator which can be wound with wires of different thicknesses. By using different wire thicknesses, it is possible, for example, to achieve different winding concepts or different power ranges of an electrical machine, without the basic geometric concept of the stator having to be changed. In this case, with different variations of the stator, the differently thick winding wires can be inserted into the identical receiving pockets of the insulating mask. Similarly, identical insulation displacement elements can be used for the different wire thicknesses that are pressed into the receiving pockets. The flexible adaptation of the free legs, which are bent around the respective wires, a reliable electrical contact is achieved by the insulation displacement connection for different wire thicknesses. By using the identical receiving pockets and the identical insulation displacement elements, it is possible to dispense with a structural change of the stator design, whereby a cost-effective modular concept for the production of the stators can be realized.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen:
-
1 eine Ansicht eines Schneid-Klemm-Elements, das in eine Aufnahmetasche eingefügt wird, -
2 und3 zwei gefügte Schneid-Klemm-Verbindungen mit unterschiedlich dicken Drähten, -
4 das Aufsetzen einer Verschalteplatte mit Schneid-Klemm- Elementen auf einen bewickelten Stator mit Aufnahmetaschen.
-
1 a view of an insulation displacement element, which is inserted into a receiving pocket, -
2 and3 two joined insulation displacement connections with different thicknesses of wires, -
4 the placement of a Verschalteplatte with insulation displacement elements on a wound stator with receiving pockets.
In
Die Aufnahmetasche
Im Ausführungsbeispiel ist der Schlitzgrund
Die
Zum Vergleich ist in
In
Auf der rechten Seite, unten ist eine Aufnahmetasche
In einer alternativen - nicht dargestellten - Ausführung kann der Stator
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der ein- zelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die kon- krete Ausbildung der Schneid-Klemm-Elemente
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102020216375A1 (en) | 2020-12-21 | 2022-06-23 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Stator arrangement for an electrical machine |
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2017
- 2017-11-08 DE DE102017219861.3A patent/DE102017219861A1/en active Pending
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