带有线路支架的电极的制作方法

专利名称：带有线路支架的电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有一个定子和一个转子的电机，其中，定子具有至少一个由多个线圈构成的绕组系统，绕组端部处于定子的两端面上以及各线圈的始端和末端都处于定子的端面上。
电机至少在定子中具有一个绕组系统，该绕组系统至少连接在该电机的一正面区域内。在此通过手动地对该绕组系统的各线圈的绕组端部进行熔焊或钎焊来实现上述连接。将一些绝缘软管推移到所述熔焊或钎焊点上。随后借助于电缆粘接剂将这些绝缘的连接点固定在相邻的构件上。
由DE 15 88 986已知固定所述绕组系统的构件、尤其是绕组端部的方法，其中公开了一种用于电机的绕组线的固定装置，通过一个设有指形销的零件确保绕组线固定在一起以及指形销本身固定所述连接导线。
另外，由DE 23 52 946已知一种用于感应电机的定子，该定子的励磁绕组的从定子铁片中伸出的两侧绕组端部分别设有一个紧密环绕的在压制过程中安装上的立体形式的成型件，该成型件由一个绝缘的栅栏构成，在所述立体成型件的绝缘栅栏内在其周面上设有用于容纳借助于钎焊、熔焊或通过夹紧套管相互连接的绕组线接头的分布槽。
在所述迄今已知的布设结构存在的缺点是，要固定绕组端部，但是不能保证导引或可靠地连接绕组端部。
本发明所要解决的技术问题是提供一种电机，该电机能简单地避免错误地连接绕组接头和同时尤其简化了绕组接线的装配步骤以及简化了该电机的总体装配步骤。
上述技术问题通过一种带有一个定子和一个转子的电机得以解决，其中，所述定子具有至少一个由多个线圈构成的绕组系统，以一绕组端部处于定子的两端面上以及所述各线圈的始端和末端位于所述定子的一端面上并且通过至少一个线路支架固定以及这样触点接通，即，实现所述绕组系统的线圈的预定连接。
上述技术问题还通过一种用于制造带有一定子和一转子的电机的方法得以解决，该方法包括下列步骤
-冲压叠装定子和/或转子的叠片，-将一绕组系统装入到所述定子和/或转子的插槽中，-触点接通所述各绕组线的始端和末端，-借助于按照本发明所述的线路支架连接所述绕组系统。
通过装入一个按照本发明的也被称为支撑装置以及位于定子一端面上的线路支架，可以明显地简化连接绕组线、亦即各线圈的始端和末端。在此，所述待连接的绕组线通过所述线路支架中预定和对应配设的孔或凹槽伸入到进行电连接的区域内。因此，通过压制上的印制导线或连通相应的通道避免了错误地连接所述绕组线。
当所述绕组系统由齿绕线圈构成时，这类线路支架是特别适用的，因此可以进一步简化电机的全部装配工作。其中，在由两部分构成的定子中将齿绕线圈从外部推移到预制好的冲压叠装的叠片上以及沿径向从内部推移到所述各齿上，并且在那里通过机械连接或者材料相连的连接固定在所述各齿上。
齿绕线圈有利地定位在可以实现简单地预制这些齿绕线圈且因此进一步简化电机的全部装配工作的支架上。
接下来，将所述线路支架沿轴向定位在所述定子的为此所规定的端面上以及同时将绕组线、亦即各线圈的始端和末端引入到该线路支架的预定凹槽或孔中以及在那里通过刀形线夹固定和需要时触点接通。在此，也可以通过在所述线路支架上的预制好的印制导线实现快速连接，在这种情况下该线路支架设计为印刷线路板。所述印制导线允许通过的最大电流由最狭窄处、亦即电阻预定。有利地尽可能宽地这样选择印制导线，即，虽然不提高载流能力，却能实现更好地向周围散热，这导致因此更高的承载能力。通过增大印制导线表面也可以散发线圈的热损耗。
在所述叠片上或者在齿绕线圈的至少几个支架上固定所述印刷线路板。这通过卡锁元件、钩子或缆绳割捆器实现。可以选择通过树脂浸渍进行附加地固定。
在另一种实施方式中，在所述通道内部通过钎焊或熔焊进行手动连接所述绕组线。
在另一种实施方式中，齿绕线圈的支架具有多种用于所述绕组线及也用于所述线路支架的接通可行方法。将一绕组线的始端例如插入到一个能导电的刀形线夹中。卷绕该齿绕线圈。将该绕组线的末端插入到该支架的另一个刀形线夹中。这些刀形线夹能导电地与该支架端面上的例如触销连接。通过将所述支架安装到一定子上，现在所有的触销沿周向指向线路支架的方向，只是该线路支架从现在起必须具有与此对应的对接触头，以便以简单的方式实现接通所述齿绕线圈。
所述线路支架有利地卡锁在所述齿绕线圈的至少几个支架或者如果不存在支架，则直接固定在所述齿绕线圈。同样可以实现在定子的叠片上固定所述线路支架，那么这通过卡锁凸鼻或类似连接方式实现。
因此，所述线路支架具有多个功能元件，这些功能元件起到对通电的构件固定、触点接通、布线的作用。
所述线路支架有利地构造成一体式的，也就是说，全部功能元件和线路支架由一种尤其是浇注成的塑料压铸件构成。
所述线路支架也可以只有一种基架构成，在该基架上可以符合需要地通过例如卡锁连接加装这类起到对通电的构件固定、触点接通、布线作用的功能元件。另外，这些功能元件可以是刀形线夹、卡装上的金属印制导线、可插装上的电缆通道、温度传感器和类似器件。
在费事地对绕组系统进行接线时，可能需要沿轴向前后相继地定位多个线路支架，因此，还能确保在复杂的接线方案中无错误地连接所述绕组。
为此另一技术方案是，通过本身已公知的铸造技术设有多个上下相叠设置的触头装置，这些触头装置仅仅必须具有用于绕组线或触销的自由接触面。由此不仅机械连接的一个三维结构，而且也达到电连接的一个三维结构。这类线路支架例如可以通过MID(MoldedInterconnectedDevices模制互连装置)技术来实现。在此，通过在塑料体上压印印制导线实现在浇注构件或薄膜上机械和电子功能的直接连接。
这类线路支架也可以通过引线框架技术(Leadframetechnik)制成，该技术包含压力注塑包封压弯导线、印制导线结构、插装元件和触头。
所述线路支架有利地具有一可卡装上或卡锁的罩盖，该罩盖有助于增大空气隙和爬电距离以及进而提高耐压强度，以及还用于压制某些绕组连接导线。其中，该罩盖有利地具有一些肋条，这些肋条伸入到线路支架的所述通道中以及因此压下导线或绕组线的连接点，由此通过线路支架的肋条增大了所述爬电距离，致使避免了相邻相位之间的火花放电。在所述罩盖中的肋条深度通过该电机的端电压确定。通过卡锁或卡装避免了该罩盖过度弯曲以及确保各肋条位置正确。
为了在剧烈撞击负荷或温度波动的情况下也能避免所述罩盖的卡锁凸鼻发生断裂，该罩盖与所述线路支架一起注塑制成。
另外，所述罩盖和/或线路支架具有环绕的侧壁，该侧壁确保相位与电机外壳之间或与中间法兰之间的火花放电以及确保与转子和制动器之间的电绝缘。另外，该罩盖的环绕侧壁具有用于引出所述带有绝缘皮的连接线U、V、W的孔。
下面借助于在附图中简略示出的实施方式对本发明及其有利的扩展设计予以详细说明。附图中

图1表示一个带有绕组系统的电机；图2、4以透视图表示一个线路支架；图3以侧视图表示一个线路支架；图5以侧视图表示一个位于电机上的线路支架；图6以透视图表示一个位于电机上的线路支架；图7表示一个线路支架的另一种实施方式；图8表示图7所示线路支架的详细视图；图9表示一罩盖；图10表示一刀形线夹；图11表示一电机纵剖面的详细视图；图12表示一个带有电缆导向通道的线路支架的侧视图；图13表示一个位于电机上的线路支架的另一个视图；图14、15表示所述线路支架上功能元件的原理性示意图；图16、17表示带有触头系统的齿绕线圈；图18、19表示一个分成两部分的定子；图20表示一个组装好的定子。
图1表示一个电机1，它有利地涉及一伺服电动机、一扭矩电动机或发电机。该电机1具有一个在此情况下由齿绕线圈2构成的绕组系统。但是同样也可以将按照本发明的线路支架应用在其他不同的绕组系统中，例如短节距绕组、两层绕组。
齿绕线圈2有利地位于一支架3上，使得可以首先制造齿绕线圈2和支架3的单元并且只是将其插入到定子21的构成插槽35的齿33上。在此，有利地将定子按照图18和19沿轴向拆分成两部分，使得可以将支架3连同其齿绕线圈2一起定位在各齿33上。接下来，将带有支架3和齿绕线圈2的星形齿轮32填装在一磁轭30的相应凹孔31中，以便因此构成定子21。尤其是燕尾槽式连接或类似的机械固定方式也适合用于此处。
定子21由叠片6构成，但是也可以由烧结材料构成。
定子21也可以设计成整体式的，也就是说，将带有齿绕线圈2的支架3从定子孔34插入到所述插槽35中。此时支架3卡固在所述齿33的为此设置的未详细示出的凹槽内。
支架3有利地这样成形，即，需要时可能沿轴向卡装上一线路支架7。通过这种卡固除了机械的固定外还实现了一种电触点接通。
图2以透视图表示一个线路支架7，不仅在其外周面、而且在其内周面都具有导向元件8，通过这些导向元件在至少几个支架3上或者在定子21本身的叠片上导引或固定所述线路支架7。在此，那么导向元件8尤其设计为在支架3上的卡锁凸鼻或与此相当的对应件。在按照图2的设计为印刷线路板的线路支架7上沿圆周方向看有三个相互分隔开的能导电的印制导线10。这些在图3中原则性地表示出的印制导线10用于触点接通和连接所述绕组线23，这些绕组线23分别构成齿绕线圈2的末端和始端。
在此，印制导线10通过化学方法、MID方法或Leadframe方法。由此省略了手动连接所述齿绕线圈2的各绕组线23。线路支架7位于齿绕线圈2的端面上。线路支架7、尤其是印制导线中的凹槽11实现嵌入绕组线23的始端和末端的目的。有利地在通过对所述凹槽11的侧面金属化而实施钎焊，从而实现从上侧到下侧或到印刷线路板的一个选择的中间位置中的电跃迁。线路支架7可以通过缆绳割捆器或卡锁凸鼻4固定在支架3上。由此还避免在强烈冲击负荷作用时线路支架7沿轴向移动。通过对卡锁凸鼻4进行取决于角度的造型设计可以确保位置正确地安装所述线路支架7。因此也防止了沿径向的扭转。通过树脂浸渍可以附加地固定该线路支架7。
所述线路支架7上的肋条9用于增大各相位U、V、W之间的爬电距离。通过凹槽11将所述绕组线23从齿绕线圈2的卷绕腔引向所述各印制导线10或通道14以及在那里例如通过插接触头或钎焊连接来触点接通。
图3以一幅不同的示意图表示出所述线路支架7，图中尤其示出了印制导线10的走向和凹槽11和肋条9的位置。其中，最大化地设计印制导线10的宽度，以确保充分冷却。
图4表示在线路支架7的外侧和内侧圆周上的导向元件8，这些导向元件是要安装到定子21的端面上的。在此，尤其可以在线路支架7内侧的受热点上安置一个或多个温度传感器17。
图5表示对于安置和固定在电机1的端面上的线路支架7上的另一视图。
尤其如图6所示，其中，所述卡锁凸鼻4卡固在所述齿绕线圈2的支架3上，在此，通过所述凹槽11将齿绕线圈2的绕组线23引向各印制导线10。
图7表示线路支架7的另一种实施方式，其中，齿绕线圈2的绕组线23通过凹槽11伸入到事先预制的已分配好的通道14中，以便在那里尤其通过刀形线夹12在一个相位的各齿绕线圈2之间建立固定和接通。
其中，可以将刀形线夹12与所述线路支架7一起整体式地制成。但是另外也可以通过卡锁连接卡装或通过铆接将刀形线夹12安置在所述线路支架7上。
图8以透视图表示图7所示的线路支架7。
图9表示一个起顶盖或护罩作用的罩盖20，但是基于其导向元件8同样也可以被卡装到支架3上。该罩盖20优选地具有未详细示出的肋条，这些肋条优选地伸入到线路支架7的通道14中以及因此压下这些导线的绕组线23或连接点，使得漏电距离由于线路支架7中的肋条9而增大，以便避免在相邻相位之间发生飞弧。罩盖20的肋条高度通过该电机1的端电压确定。可在凹槽16中装入缆绳割捆器，这些缆绳割捆器用于进一步将罩盖20固定在线路支架7上以及或许用于减轻引线U、V、W的张力。为了增大到外壳或到转子的漏电距离，线路支架7以及罩盖30具有环绕的侧壁24，该侧壁或许仅仅被凹槽11中断。
图10以放大图表示一个可通过铆钉13定位在一线路支架7上的刀形线夹12。这样设计该刀形线夹12，使得根据导线横截面实现通过缝隙18来固定绕组线23。
图11以带有一个线路支架7和一个沿轴向安装到电机1上的制动器22的纵剖面图表示该电机1。为了能够将线路引线和功率引线可靠地引过制动器22的运动构件，将一个沿轴向延伸通过制动器22的运动构件以及因此避免危害的电缆导引通道安装到线路支架7上是有利的。同样地，卡锁连接适合用于将电缆导引通道15适当地固定在线路支架7上。一个沿电缆导引通道15的轴向长度延伸的向外指向的缝隙更便于嵌装导线和电缆。
图12以透视图表示所述带有一个线路支架7的电机1，该线路支架7带有一个罩盖20。电缆导引通道15安装在线路支架7上以及导引导线和电缆经过该电机1的运动构件，例如在该视图中未详细示出的制动器22。这尤其是指传感器的电力电缆、发送导线或信号电缆。其中，这些导线和电缆不必一定来自线路支架7。
图13表示带有一个线路支架7的电机的另一种实施方式，通过线路支架7的凹槽11可以引入绕组线23、亦即齿绕线圈2的始端和末端以及可以将它们连接在通道14中。
图14和15以不同的视图表示如何原理性地将不同功能元件、例如一个变频器25或一个控制单元26固定在所述线路支架7上。尤其沿轴向将这些功能元件安置在线路支架7上以及在那里通过插接触头或钎焊连接导电接通。有利地同样在电缆导引通道15中完成导线引入。
同样可将冷却片安装到线路支架7上，这些冷却片或者一体式地与该线路支架7连接，或者插装上，尤其是可以安装在印制导线10处，以便获得尽可能有利的散热效果。
若将齿绕线圈2安装到支架3上以及按照图16和17通过一触头支承28借助于其固定点27和触点29触点接通绕组线23的始端和末端，则可有利地构造一电机1。触头支承28具有一些用作各绕组线23的固定点的成型结构，例如缝隙或罩。按照图20可以将一个尤其设计为印刷线路板的线路支架7安装到齿绕线圈2端侧沿轴向突伸的触头29上。通过熔焊、钎焊、夹紧、插接或压扁连接完成导电触点接通。如在图14和15中原理性地示出的那样，可以通过上述连接方式在印刷线路板上触点接通不同的功能元件。
通过用树脂至少局部地浸渍所提到的单独部件进行附加地固定和绝缘电机的这些组件。
同样可以模块化地安装上电机1的其他所选择的元件。例如制动器22、变频器、控制部件等，使得可以自动地进行简单安装所述电机。
权利要求
1.一种带有一定子(21)和一转子的电机(1)，其中，所述定子(21)具有至少一个分别由多个线圈构成的绕组系统，所述各线圈(2)的始端和末端通过至少一个线路支架(7)固定在所述定子(21)的端面上以及这样触点接通，即，实现所述各线圈预定的连接。
2.按照权利要求1所述的电机(1)，其特征为所述绕组系统由分别围绕所述定子(21)的一个齿的多个齿绕线圈(2)构成。
3.按照权利要求1或2所述的电机(1)，其特征为所述齿绕线圈(2)分别处于一定位在所述各齿上的支架(3)上。
4.按照权利要求1、2或3所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)可定位在至少几个支架(3)上或至少几个齿绕线圈(2)上或者定位在所述定子(21)的叠片铁芯上。
5.按照权利要求4所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)具有一些功能元件，这些功能元件起到对通电的构件固定、触点接通、布线的作用。
6.按照权利要求1或5所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)具有一体构造的结构。
7.按照权利要求1或5所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)构造成多件式，其中可符合需要地优选嵌装入功能元件。
8.按照权利要求1至7中一项或多项所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)具有在一个或多个平面内的连接可能性。
9.按照权利要求1至8中一项或多项所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)具有一个或多个温度传感器(17)。
10.按照权利要求1至9中一项或多项所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)设计为由塑料制成的注塑件。
11.按照权利要求1至10中一项或多项所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)用模制互连装置技术或引线框架技术制成。
12.按照权利要求1至11中一项或多项所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)设计为印刷线路板或者带有通道(14)的支撑装置。
13.按照权利要求1至12中一项或多项所述的电机(1)，其特征为在所述印刷线路板的印制导线(10)之间或者在所述支撑装置的通道(14)之间设有用于电位隔离的肋条(14)。
14.按照权利要求1至13中一项或多项所述的电机(1)，其特征为所述线路支架(7)具有一个罩盖(20)。
15.按照权利要求14所述的电机(1)，其特征为所述罩盖(20)具有用于电位隔离和固定所述绕组线(23)的器件。
16.按照权利要求14或15所述的电机(1)，其特征为所述罩盖(20)具有减轻引线(U、V、W)张力的器件。
17.按照权利要求1至16中一项或多项所述的电机(1)，其特征为通过在制造过程中对所述线路支架(7)的通道(14)进行造型设计可以实现多种线路连接方案。
18.按照权利要求1至17中一项或多项所述的电机(1)，其特征为所述齿绕线圈(2)的支架(3)具有至少一个实现触点接通一齿绕线圈(2)的绕组线(23)的始端和末端的触头支承(28)。
19.按照权利要求18所述的电机(1)，其特征为所述触头支承(28)可固定在所述支架(3)上。
20.一种用于制造带有一定子(21)和一转子的电机(1)的方法，其包括下列步骤-冲压叠装定子(21)和/或转子的叠片(6)，-将一绕组系统装入到所述定子(21)和/或转子的插槽(35)中，-触点接通所述各绕组线(23)的始端和末端，-借助于按照权利要求1至19中一项或多项所述的线路支架(7)连接所述绕组系统。
21.按照权利要求20所述的制造电机的方法，其特征为将齿绕线圈(2)事先卷绕在一支架(3)上。
22.按照权利要求21所述的制造电机的方法，其特征为借助于一个固定在所述支架(3)上的触头支承(28)触点接通所述齿绕线圈(2)的绕组线(23)的始端和末端。
23.按照权利要求22所述的制造电机的方法，其特征为所述各齿绕线圈(2)的触头(29)通过所述线路支架(7)接通。
24.按照权利要求20所述的制造电机的方法，其特征为所述齿绕线圈(2)从所述定子孔或者在一个分成两部分的定子(21)中沿径向从外部定位到所述插槽中。
全文摘要
本发明涉及一种带有一定子(21)和一转子的电机(1)，其中，所述定子(21)具有至少一个由多个线圈构成的绕组系统，所述各线圈(2)的始端和末端通过至少一个线路支架(7)固定在所述定子(21)的端面上以及这样触点接通，即，实现所述线圈(2)的预定连接。
文档编号H02K3/52GK1820401SQ200480019770
公开日2006年8月16日 申请日期2004年6月17日 优先权日2003年6月20日
发明者埃里克·博特, 迈克尔·布兹德齐厄科, 休伯塔斯·贝尔, 雷纳·埃克特, 阿克塞尔·克瑙夫, 于尔根·帕维莱克, 雷纳·索伊弗特, 尤维·齐默尔曼, 迈克尔·齐斯勒 申请人:西门子公司