專利名稱：帶有線路支架的電極的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶有一個定子和一個轉子的電機，其中，定子具有至少一個由多個線圈構成的繞組系統(tǒng)，繞組端部處于定子的兩端面上以及各線圈的始端和末端都處于定子的端面上。
電機至少在定子中具有一個繞組系統(tǒng)，該繞組系統(tǒng)至少連接在該電機的一正面區(qū)域內。在此通過手動地對該繞組系統(tǒng)的各線圈的繞組端部進行熔焊或釬焊來實現(xiàn)上述連接。將一些絕緣軟管推移到所述熔焊或釬焊點上。隨后借助于電纜粘接劑將這些絕緣的連接點固定在相鄰的構件上。
由DE 15 88 986已知固定所述繞組系統(tǒng)的構件、尤其是繞組端部的方法，其中公開了一種用于電機的繞組線的固定裝置，通過一個設有指形銷的零件確保繞組線固定在一起以及指形銷本身固定所述連接導線。
另外，由DE 23 52 946已知一種用于感應電機的定子，該定子的勵磁繞組的從定子鐵片中伸出的兩側繞組端部分別設有一個緊密環(huán)繞的在壓制過程中安裝上的立體形式的成型件，該成型件由一個絕緣的柵欄構成，在所述立體成型件的絕緣柵欄內在其周面上設有用于容納借助于釬焊、熔焊或通過夾緊套管相互連接的繞組線接頭的分布槽。
在所述迄今已知的布設結構存在的缺點是，要固定繞組端部，但是不能保證導引或可靠地連接繞組端部。
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種電機，該電機能簡單地避免錯誤地連接繞組接頭和同時尤其簡化了繞組接線的裝配步驟以及簡化了該電機的總體裝配步驟。
上述技術問題通過一種帶有一個定子和一個轉子的電機得以解決，其中，所述定子具有至少一個由多個線圈構成的繞組系統(tǒng)，以一繞組端部處于定子的兩端面上以及所述各線圈的始端和末端位于所述定子的一端面上并且通過至少一個線路支架固定以及這樣觸點接通，即，實現(xiàn)所述繞組系統(tǒng)的線圈的預定連接。
上述技術問題還通過一種用于制造帶有一定子和一轉子的電機的方法得以解決，該方法包括下列步驟
-沖壓疊裝定子和/或轉子的疊片，-將一繞組系統(tǒng)裝入到所述定子和/或轉子的插槽中，-觸點接通所述各繞組線的始端和末端，-借助于按照本發(fā)明所述的線路支架連接所述繞組系統(tǒng)。
通過裝入一個按照本發(fā)明的也被稱為支撐裝置以及位于定子一端面上的線路支架，可以明顯地簡化連接繞組線、亦即各線圈的始端和末端。在此，所述待連接的繞組線通過所述線路支架中預定和對應配設的孔或凹槽伸入到進行電連接的區(qū)域內。因此，通過壓制上的印制導線或連通相應的通道避免了錯誤地連接所述繞組線。
當所述繞組系統(tǒng)由齒繞線圈構成時，這類線路支架是特別適用的，因此可以進一步簡化電機的全部裝配工作。其中，在由兩部分構成的定子中將齒繞線圈從外部推移到預制好的沖壓疊裝的疊片上以及沿徑向從內部推移到所述各齒上，并且在那里通過機械連接或者材料相連的連接固定在所述各齒上。
齒繞線圈有利地定位在可以實現(xiàn)簡單地預制這些齒繞線圈且因此進一步簡化電機的全部裝配工作的支架上。
接下來，將所述線路支架沿軸向定位在所述定子的為此所規(guī)定的端面上以及同時將繞組線、亦即各線圈的始端和末端引入到該線路支架的預定凹槽或孔中以及在那里通過刀形線夾固定和需要時觸點接通。在此，也可以通過在所述線路支架上的預制好的印制導線實現(xiàn)快速連接，在這種情況下該線路支架設計為印刷線路板。所述印制導線允許通過的最大電流由最狹窄處、亦即電阻預定。有利地盡可能寬地這樣選擇印制導線，即，雖然不提高載流能力，卻能實現(xiàn)更好地向周圍散熱，這導致因此更高的承載能力。通過增大印制導線表面也可以散發(fā)線圈的熱損耗。
在所述疊片上或者在齒繞線圈的至少幾個支架上固定所述印刷線路板。這通過卡鎖元件、鉤子或纜繩割捆器實現(xiàn)?？梢赃x擇通過樹脂浸漬進行附加地固定。
在另一種實施方式中，在所述通道內部通過釬焊或熔焊進行手動連接所述繞組線。
在另一種實施方式中，齒繞線圈的支架具有多種用于所述繞組線及也用于所述線路支架的接通可行方法。將一繞組線的始端例如插入到一個能導電的刀形線夾中。卷繞該齒繞線圈。將該繞組線的末端插入到該支架的另一個刀形線夾中。這些刀形線夾能導電地與該支架端面上的例如觸銷連接。通過將所述支架安裝到一定子上，現(xiàn)在所有的觸銷沿周向指向線路支架的方向，只是該線路支架從現(xiàn)在起必須具有與此對應的對接觸頭，以便以簡單的方式實現(xiàn)接通所述齒繞線圈。
所述線路支架有利地卡鎖在所述齒繞線圈的至少幾個支架或者如果不存在支架，則直接固定在所述齒繞線圈。同樣可以實現(xiàn)在定子的疊片上固定所述線路支架，那么這通過卡鎖凸鼻或類似連接方式實現(xiàn)。
因此，所述線路支架具有多個功能元件，這些功能元件起到對通電的構件固定、觸點接通、布線的作用。
所述線路支架有利地構造成一體式的，也就是說，全部功能元件和線路支架由一種尤其是澆注成的塑料壓鑄件構成。
所述線路支架也可以只有一種基架構成，在該基架上可以符合需要地通過例如卡鎖連接加裝這類起到對通電的構件固定、觸點接通、布線作用的功能元件。另外，這些功能元件可以是刀形線夾、卡裝上的金屬印制導線、可插裝上的電纜通道、溫度傳感器和類似器件。
在費事地對繞組系統(tǒng)進行接線時，可能需要沿軸向前后相繼地定位多個線路支架，因此，還能確保在復雜的接線方案中無錯誤地連接所述繞組。
為此另一技術方案是，通過本身已公知的鑄造技術設有多個上下相疊設置的觸頭裝置，這些觸頭裝置僅僅必須具有用于繞組線或觸銷的自由接觸面。由此不僅機械連接的一個三維結構，而且也達到電連接的一個三維結構。這類線路支架例如可以通過MID(MoldedInterconnectedDevices模制互連裝置)技術來實現(xiàn)。在此，通過在塑料體上壓印印制導線實現(xiàn)在澆注構件或薄膜上機械和電子功能的直接連接。
這類線路支架也可以通過引線框架技術(Leadframetechnik)制成，該技術包含壓力注塑包封壓彎導線、印制導線結構、插裝元件和觸頭。
所述線路支架有利地具有一可卡裝上或卡鎖的罩蓋，該罩蓋有助于增大空氣隙和爬電距離以及進而提高耐壓強度，以及還用于壓制某些繞組連接導線。其中，該罩蓋有利地具有一些肋條，這些肋條伸入到線路支架的所述通道中以及因此壓下導線或繞組線的連接點，由此通過線路支架的肋條增大了所述爬電距離，致使避免了相鄰相位之間的火花放電。在所述罩蓋中的肋條深度通過該電機的端電壓確定。通過卡鎖或卡裝避免了該罩蓋過度彎曲以及確保各肋條位置正確。
為了在劇烈撞擊負荷或溫度波動的情況下也能避免所述罩蓋的卡鎖凸鼻發(fā)生斷裂，該罩蓋與所述線路支架一起注塑制成。
另外，所述罩蓋和/或線路支架具有環(huán)繞的側壁，該側壁確保相位與電機外殼之間或與中間法蘭之間的火花放電以及確保與轉子和制動器之間的電絕緣。另外，該罩蓋的環(huán)繞側壁具有用于引出所述帶有絕緣皮的連接線U、V、W的孔。
下面借助于在附圖中簡略示出的實施方式對本發(fā)明及其有利的擴展設計予以詳細說明。附圖中

圖1表示一個帶有繞組系統(tǒng)的電機；圖2、4以透視圖表示一個線路支架；圖3以側視圖表示一個線路支架；圖5以側視圖表示一個位于電機上的線路支架；圖6以透視圖表示一個位于電機上的線路支架；圖7表示一個線路支架的另一種實施方式；圖8表示圖7所示線路支架的詳細視圖；圖9表示一罩蓋；圖10表示一刀形線夾；圖11表示一電機縱剖面的詳細視圖；圖12表示一個帶有電纜導向通道的線路支架的側視圖；圖13表示一個位于電機上的線路支架的另一個視圖；圖14、15表示所述線路支架上功能元件的原理性示意圖；圖16、17表示帶有觸頭系統(tǒng)的齒繞線圈；圖18、19表示一個分成兩部分的定子；圖20表示一個組裝好的定子。
圖1表示一個電機1，它有利地涉及一伺服電動機、一扭矩電動機或發(fā)電機。該電機1具有一個在此情況下由齒繞線圈2構成的繞組系統(tǒng)。但是同樣也可以將按照本發(fā)明的線路支架應用在其他不同的繞組系統(tǒng)中，例如短節(jié)距繞組、兩層繞組。
齒繞線圈2有利地位于一支架3上，使得可以首先制造齒繞線圈2和支架3的單元并且只是將其插入到定子21的構成插槽35的齒33上。在此，有利地將定子按照圖18和19沿軸向拆分成兩部分，使得可以將支架3連同其齒繞線圈2一起定位在各齒33上。接下來，將帶有支架3和齒繞線圈2的星形齒輪32填裝在一磁軛30的相應凹孔31中，以便因此構成定子21。尤其是燕尾槽式連接或類似的機械固定方式也適合用于此處。
定子21由疊片6構成，但是也可以由燒結材料構成。
定子21也可以設計成整體式的，也就是說，將帶有齒繞線圈2的支架3從定子孔34插入到所述插槽35中。此時支架3卡固在所述齒33的為此設置的未詳細示出的凹槽內。
支架3有利地這樣成形，即，需要時可能沿軸向卡裝上一線路支架7。通過這種卡固除了機械的固定外還實現(xiàn)了一種電觸點接通。
圖2以透視圖表示一個線路支架7，不僅在其外周面、而且在其內周面都具有導向元件8，通過這些導向元件在至少幾個支架3上或者在定子21本身的疊片上導引或固定所述線路支架7。在此，那么導向元件8尤其設計為在支架3上的卡鎖凸鼻或與此相當?shù)膶Ｔ诎凑請D2的設計為印刷線路板的線路支架7上沿圓周方向看有三個相互分隔開的能導電的印制導線10。這些在圖3中原則性地表示出的印制導線10用于觸點接通和連接所述繞組線23，這些繞組線23分別構成齒繞線圈2的末端和始端。
在此，印制導線10通過化學方法、MID方法或Leadframe方法。由此省略了手動連接所述齒繞線圈2的各繞組線23。線路支架7位于齒繞線圈2的端面上。線路支架7、尤其是印制導線中的凹槽11實現(xiàn)嵌入繞組線23的始端和末端的目的。有利地在通過對所述凹槽11的側面金屬化而實施釬焊，從而實現(xiàn)從上側到下側或到印刷線路板的一個選擇的中間位置中的電躍遷。線路支架7可以通過纜繩割捆器或卡鎖凸鼻4固定在支架3上。由此還避免在強烈沖擊負荷作用時線路支架7沿軸向移動。通過對卡鎖凸鼻4進行取決于角度的造型設計可以確保位置正確地安裝所述線路支架7。因此也防止了沿徑向的扭轉。通過樹脂浸漬可以附加地固定該線路支架7。
所述線路支架7上的肋條9用于增大各相位U、V、W之間的爬電距離。通過凹槽11將所述繞組線23從齒繞線圈2的卷繞腔引向所述各印制導線10或通道14以及在那里例如通過插接觸頭或釬焊連接來觸點接通。
圖3以一幅不同的示意圖表示出所述線路支架7，圖中尤其示出了印制導線10的走向和凹槽11和肋條9的位置。其中，最大化地設計印制導線10的寬度，以確保充分冷卻。
圖4表示在線路支架7的外側和內側圓周上的導向元件8，這些導向元件是要安裝到定子21的端面上的。在此，尤其可以在線路支架7內側的受熱點上安置一個或多個溫度傳感器17。
圖5表示對于安置和固定在電機1的端面上的線路支架7上的另一視圖。
尤其如圖6所示，其中，所述卡鎖凸鼻4卡固在所述齒繞線圈2的支架3上，在此，通過所述凹槽11將齒繞線圈2的繞組線23引向各印制導線10。
圖7表示線路支架7的另一種實施方式，其中，齒繞線圈2的繞組線23通過凹槽11伸入到事先預制的已分配好的通道14中，以便在那里尤其通過刀形線夾12在一個相位的各齒繞線圈2之間建立固定和接通。
其中，可以將刀形線夾12與所述線路支架7一起整體式地制成。但是另外也可以通過卡鎖連接卡裝或通過鉚接將刀形線夾12安置在所述線路支架7上。
圖8以透視圖表示圖7所示的線路支架7。
圖9表示一個起頂蓋或護罩作用的罩蓋20，但是基于其導向元件8同樣也可以被卡裝到支架3上。該罩蓋20優(yōu)選地具有未詳細示出的肋條，這些肋條優(yōu)選地伸入到線路支架7的通道14中以及因此壓下這些導線的繞組線23或連接點，使得漏電距離由于線路支架7中的肋條9而增大，以便避免在相鄰相位之間發(fā)生飛弧。罩蓋20的肋條高度通過該電機1的端電壓確定?？稍诎疾?6中裝入纜繩割捆器，這些纜繩割捆器用于進一步將罩蓋20固定在線路支架7上以及或許用于減輕引線U、V、W的張力。為了增大到外殼或到轉子的漏電距離，線路支架7以及罩蓋30具有環(huán)繞的側壁24，該側壁或許僅僅被凹槽11中斷。
圖10以放大圖表示一個可通過鉚釘13定位在一線路支架7上的刀形線夾12。這樣設計該刀形線夾12，使得根據(jù)導線橫截面實現(xiàn)通過縫隙18來固定繞組線23。
圖11以帶有一個線路支架7和一個沿軸向安裝到電機1上的制動器22的縱剖面圖表示該電機1。為了能夠將線路引線和功率引線可靠地引過制動器22的運動構件，將一個沿軸向延伸通過制動器22的運動構件以及因此避免危害的電纜導引通道安裝到線路支架7上是有利的。同樣地，卡鎖連接適合用于將電纜導引通道15適當?shù)毓潭ㄔ诰€路支架7上。一個沿電纜導引通道15的軸向長度延伸的向外指向的縫隙更便于嵌裝導線和電纜。
圖12以透視圖表示所述帶有一個線路支架7的電機1，該線路支架7帶有一個罩蓋20。電纜導引通道15安裝在線路支架7上以及導引導線和電纜經(jīng)過該電機1的運動構件，例如在該視圖中未詳細示出的制動器22。這尤其是指傳感器的電力電纜、發(fā)送導線或信號電纜。其中，這些導線和電纜不必一定來自線路支架7。
圖13表示帶有一個線路支架7的電機的另一種實施方式，通過線路支架7的凹槽11可以引入繞組線23、亦即齒繞線圈2的始端和末端以及可以將它們連接在通道14中。
圖14和15以不同的視圖表示如何原理性地將不同功能元件、例如一個變頻器25或一個控制單元26固定在所述線路支架7上。尤其沿軸向將這些功能元件安置在線路支架7上以及在那里通過插接觸頭或釬焊連接導電接通。有利地同樣在電纜導引通道15中完成導線引入。
同樣可將冷卻片安裝到線路支架7上，這些冷卻片或者一體式地與該線路支架7連接，或者插裝上，尤其是可以安裝在印制導線10處，以便獲得盡可能有利的散熱效果。
若將齒繞線圈2安裝到支架3上以及按照圖16和17通過一觸頭支承28借助于其固定點27和觸點29觸點接通繞組線23的始端和末端，則可有利地構造一電機1。觸頭支承28具有一些用作各繞組線23的固定點的成型結構，例如縫隙或罩。按照圖20可以將一個尤其設計為印刷線路板的線路支架7安裝到齒繞線圈2端側沿軸向突伸的觸頭29上。通過熔焊、釬焊、夾緊、插接或壓扁連接完成導電觸點接通。如在圖14和15中原理性地示出的那樣，可以通過上述連接方式在印刷線路板上觸點接通不同的功能元件。
通過用樹脂至少局部地浸漬所提到的單獨部件進行附加地固定和絕緣電機的這些組件。
同樣可以模塊化地安裝上電機1的其他所選擇的元件。例如制動器22、變頻器、控制部件等，使得可以自動地進行簡單安裝所述電機。
權利要求
1.一種帶有一定子(21)和一轉子的電機(1)，其中，所述定子(21)具有至少一個分別由多個線圈構成的繞組系統(tǒng)，所述各線圈(2)的始端和末端通過至少一個線路支架(7)固定在所述定子(21)的端面上以及這樣觸點接通，即，實現(xiàn)所述各線圈預定的連接。
2.按照權利要求1所述的電機(1)，其特征為所述繞組系統(tǒng)由分別圍繞所述定子(21)的一個齒的多個齒繞線圈(2)構成。
3.按照權利要求1或2所述的電機(1)，其特征為所述齒繞線圈(2)分別處于一定位在所述各齒上的支架(3)上。
4.按照權利要求1、2或3所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)可定位在至少幾個支架(3)上或至少幾個齒繞線圈(2)上或者定位在所述定子(21)的疊片鐵芯上。
5.按照權利要求4所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)具有一些功能元件，這些功能元件起到對通電的構件固定、觸點接通、布線的作用。
6.按照權利要求1或5所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)具有一體構造的結構。
7.按照權利要求1或5所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)構造成多件式，其中可符合需要地優(yōu)選嵌裝入功能元件。
8.按照權利要求1至7中一項或多項所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)具有在一個或多個平面內的連接可能性。
9.按照權利要求1至8中一項或多項所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)具有一個或多個溫度傳感器(17)。
10.按照權利要求1至9中一項或多項所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)設計為由塑料制成的注塑件。
11.按照權利要求1至10中一項或多項所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)用模制互連裝置技術或引線框架技術制成。
12.按照權利要求1至11中一項或多項所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)設計為印刷線路板或者帶有通道(14)的支撐裝置。
13.按照權利要求1至12中一項或多項所述的電機(1)，其特征為在所述印刷線路板的印制導線(10)之間或者在所述支撐裝置的通道(14)之間設有用于電位隔離的肋條(14)。
14.按照權利要求1至13中一項或多項所述的電機(1)，其特征為所述線路支架(7)具有一個罩蓋(20)。
15.按照權利要求14所述的電機(1)，其特征為所述罩蓋(20)具有用于電位隔離和固定所述繞組線(23)的器件。
16.按照權利要求14或15所述的電機(1)，其特征為所述罩蓋(20)具有減輕引線(U、V、W)張力的器件。
17.按照權利要求1至16中一項或多項所述的電機(1)，其特征為通過在制造過程中對所述線路支架(7)的通道(14)進行造型設計可以實現(xiàn)多種線路連接方案。
18.按照權利要求1至17中一項或多項所述的電機(1)，其特征為所述齒繞線圈(2)的支架(3)具有至少一個實現(xiàn)觸點接通一齒繞線圈(2)的繞組線(23)的始端和末端的觸頭支承(28)。
19.按照權利要求18所述的電機(1)，其特征為所述觸頭支承(28)可固定在所述支架(3)上。
20.一種用于制造帶有一定子(21)和一轉子的電機(1)的方法，其包括下列步驟-沖壓疊裝定子(21)和/或轉子的疊片(6)，-將一繞組系統(tǒng)裝入到所述定子(21)和/或轉子的插槽(35)中，-觸點接通所述各繞組線(23)的始端和末端，-借助于按照權利要求1至19中一項或多項所述的線路支架(7)連接所述繞組系統(tǒng)。
21.按照權利要求20所述的制造電機的方法，其特征為將齒繞線圈(2)事先卷繞在一支架(3)上。
22.按照權利要求21所述的制造電機的方法，其特征為借助于一個固定在所述支架(3)上的觸頭支承(28)觸點接通所述齒繞線圈(2)的繞組線(23)的始端和末端。
23.按照權利要求22所述的制造電機的方法，其特征為所述各齒繞線圈(2)的觸頭(29)通過所述線路支架(7)接通。
24.按照權利要求20所述的制造電機的方法，其特征為所述齒繞線圈(2)從所述定子孔或者在一個分成兩部分的定子(21)中沿徑向從外部定位到所述插槽中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有一定子(21)和一轉子的電機(1)，其中，所述定子(21)具有至少一個由多個線圈構成的繞組系統(tǒng)，所述各線圈(2)的始端和末端通過至少一個線路支架(7)固定在所述定子(21)的端面上以及這樣觸點接通，即，實現(xiàn)所述線圈(2)的預定連接。
文檔編號H02K3/52GK1820401SQ200480019770
公開日2006年8月16日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權日2003年6月20日
發(fā)明者埃里克·博特, 邁克爾·布茲德齊厄科, 休伯塔斯·貝爾, 雷納·埃克特, 阿克塞爾·克瑙夫, 于爾根·帕維萊克, 雷納·索伊弗特, 尤維·齊默爾曼, 邁克爾·齊斯勒 申請人:西門子公司