用于电机的定子和用于制造这样的定子的方法与流程

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的一种用于电机的定子，以及一种电机和一种用于制造这样的定子的方法。

背景技术：

从de102012224153a1中已知一种电机的定子，就该定子而言，绝缘薄片和连接板轴向布置到薄片组上。所述定子例如借助针绕线被缠绕，其中，各个分线圈借助在所述连接板的外圆周处的连接线彼此连接。在此，整个绕组在一块中借助唯一的绕组线被缠绕。

对于电动机的安全性临界的应用，例如在助力转向时，这样的电绕组的特性总是一再被讨论。在此，存在这样的危险：在例如所述绕组线的绝缘漆损坏时，能够产生绕组的短路，该短路导致电动机的卡住。这样的危险应当通过本发明的解决方案被避免。

技术实现要素：

发明优点

与此相反，具有独立权利要求的特征的、根据本发明的设备和根据本发明的方法具有优点：通过将电定子绕组构造为两个完全彼此电分离的绕组分路，确保的是：即使在绕组分路短路时，马达仍然能够利用另一个绕组分路被运行。在此，虽然在必要时电动机的功率被降低，但是此外可能的是：在必要时在施加更高的肌肉力的情况下，进一步可靠地实施安全相关的应用、例如车辆的转向。如果绕组利用两乘三个相被构造，则所述马达在出现短路时此外能够利用剩下的三个相被运行，其中，每个相由至少两个分线圈构成，所述分线圈被缠绕在不同的定子齿上。

通过在从属权利要求中所阐述的措施实现了在所述从属权利要求中预先规定的实施的优选改型方案和改进方案。这样，定子体优选在圆周方向上被构造为连贯的环，其中，各个定子齿在该环处径向向内地被成型。优选地，所述定子具有十二个定子齿，然而，具有18或者24定子齿的实施也是可能的。

有利地，所述定子体由各个板材薄片层叠，所述板材薄片共同形成薄片组。为了减小电机的卡锁力矩，特别有利地，所述各个定子薄片在圆周方向上相对于彼此被扭转，使得所述定子齿的纵向方向由所述轴向方向偏离一定的交错角。在此，所有定子齿利用所述定子的外轭环分别形成一体的定子薄片，该定子薄片在圆周方向上闭合。

为了实现所述电动机的本质安全，第一绕组分路在几何形状方面完全被布置在第一定子半部上，并且，第二绕组分路完全被布置在对置的定子半部上。由此，所述马达被分成两个马达半部，其中，在出现短路时，总有一个马达半部（所述定子体的180°的角度区域）仍是有功能能力的。就这种实施而言，特别有利地是，在所述连接板上在各个分线圈之间没有出现连接线的交叉，由此，短路的可能性被进一步降低。绝缘薄片分别被布置在所述定子体的两个轴向的端侧处，以便使所述电绕组相对于所述板材薄片绝缘。在此，所述两个绝缘薄片中的至少一个绝缘薄片具有导向元件，所述导向元件一体地成形在该绝缘薄片处，在所述分线圈之间的所述连接线能够在缠绕时被放置到所述导向元件中。为了使各个连接线不相互接触，这些连接线在所述绝缘薄片上被布置在轴向不同的平面上。为了最小化所述各个分线圈的连接花费，两个分线圈总是分别与所谓的分线圈-对连接，所述分线圈在几何形状方面在圆周方向上直接并排放置，该分线圈-对例如在12-齿的定子时分别构造完整的相。在此，特别有利的是，两个直接相邻的分线圈不间断地、在时间上直接相继地被缠绕，由此，在所述分线圈-对的这两个分线圈之间的非常短的连接线被形成。

此外，分线圈-对也能够借此被制造：首先，第一分线圈利用线开端被缠绕，并且，然后，在圆周方向上相邻的定子齿在绕组分路的端部处被缠绕，其中，于是所述线末端与线开端连接，使得这种连接也形成分线圈-对的短的连接线。在此，所述线开端和所述线末端被夹紧到所述绝缘薄片的相应的接收部中，以便可靠地固定它们。为此，所述接收部能够迷宫状地被构造。

在缠绕之后，所述各个分线圈-对的所述短的连接线都在相同的轴向平面上。为了所述各个分线圈的连接，所谓的连接板被轴向地放置在所述绝缘薄片上，其中，不同的连接概念能够借助不同的连接板被实现。在此，所述连接线形成被定义的接口，所述连接线被放置在所述导向元件中，该接口与所述导体元件的相应的紧固部段是能够连接的。在此，连接板例如能够将两个分线圈-对与共同的相连接，该相具有总共四个分线圈，或者，但是也能够利用仅仅两个分线圈操控所有的分线圈-对，所述分线圈-对分别作为单独的相。为此，所述连接板具有不同的导体元件，所述导体元件总共具有仅仅三个或者但是例如六个接线-插头，所述接线-插头用于所述马达控制装置。

所述连接板被构造为塑料环，该塑料环轴向在所述分线圈上地被布置。在此，这个塑料环的内开口大致对应于内部的定子开口，于是，所述转子能够被插入到该定子开口中。所述塑料环的外径比所述绝缘薄片的外周小，使得所述塑料环能够径向在所述绝缘薄片的所述外周内被接合。通过这种实施，所述连接板不要求附加的、径向的结构空间。

为了所述接线-插头的可靠定位，轴向的突起部被在所述塑料环处一体地成形，所述突起部用作用于所述接线-插头的插座。所述接线-插头近似直角地在所述导体元件处成角度，所述导体元件的其他端部通过所述紧固部段与所述绕组的所述连接线电接触。在此，所述紧固部段形成被定义的连接接口，该连接接口具有连接线，其中，所述导体元件的中间部件以及所述接线-插头能够根据客户要求被构造。如果两个线圈-对被连接在一起以形成共同的相，则所述连接板总共仅仅具有三个导体元件，所述导体元件分别一体地被构造。反之，如果所有的分线圈-对作为六个单独的相被分别操控，则六个单独的导体元件被布置在所述塑料环上，所述导体元件总共具有六个接线插头。有利地，所述导体元件能够作为弯曲冲压件被构造，或者也能够作为弯曲的线被构造。

特别有利的是，两个接线-插头分别被引导在共同的保持元件中，使得分别只有三个轴向的突起部不仅在六个接线-插头时而且在三个接线-插头时作为保持元件被形成。在此，所述两个相邻布置的接线-插头通过所述保持元件的塑料导向部彼此电绝缘。此外，所述导体元件的所述中间部件径向偏置地在轴向不同的平面中伸展，使得所述导体元件彼此之间的接触在这里也被避免。由此，保持元件的第一接线-插头例如与分线圈-对电接触，该分线圈-对在径向上准确地与另一个分线圈-对径向地对置（在定子中180°），该另一个分线圈-对与在相同的保持元件中的另外的导体元件的接线-插头连接。

所述导体元件能够以非常简单并且可靠的方式借助热压印工艺被紧固在所述塑料环上。为此，轴向的铆钉销被构造在所述塑料环处，所述铆钉销穿过在所述导体元件中的相应的孔，其中，接着，所述铆钉销的端部被塑性地变形成铆钉头。替代地，所述导体元件能够借助在所述塑料环处成型的卡锁元件被固定。如果所述导体元件被构造为由板材构成的弯曲冲压件，则所述接线插头能够价格上非常有利地被构造为刀形端子连接器，连接插头的相应的夹紧部件能够被引导进该刀形端子连接器的端侧的切口中，该连接插头用于控制装置。

在所述连接板与所述连接线装配以及接触之后，所述定子体能够轴向地被装配进马达壳体中，例如被压入、被收缩或者被黏合。此后，轴承端盖能够被轴向地接合到所述连接板上，其中，所述轴承端盖在所述保持元件的位置处具有相应的凹部，以便利用接线-插头接收所述插座。然后，在所述轴承盖中的这些凹部形成从所述马达控制器至所述定子的电绕组的电套管。

所述定子的所述电绕组优选借助针绕线机被实施，其中，绕组头沿着倾斜的定子槽插入所述绕组线，并且，在所述分线圈之间的所述连接线被在所述绝缘薄片的所述相应的导向元件中引导。在此，例如就十二齿的定子而言，六个定子齿利用第一绕组线被缠绕在径向地第一定子半部上，并且，在时间上此后地，剩余的六个定子齿利用单独的、第二绕组线被缠绕。在此，唯一绕组分路的所述线开端和所述线末端优选被平行地并排排列在所述绝缘薄片中，使得这两个相邻的线能够通过所述导体元件的所述紧固部段共同电接触，以与被缠绕的分线圈-对的所述各个短的连接线相同的方式。由此，两个电绝缘的马达半部被实现，所述马达半部根据要求也能够通过相应的连接板借助所述连接线的所述被定义的接口也又以简单的方式彼此电连接。

附图说明

本发明的实施例在附图中被示出并且在下面的描述中被详细地阐述。附图示出：

图1示意性地根据本发明的绕组图，

图2各个相的根据本发明的连接，

图3具有绝缘薄片的、被缠绕的定子的第一实施例，

图4根据图3的相应的俯视图，

图5和图6根据图3的、具有被放置的连接板的实施例，以及

图7示意性地无塑料体的连接板的导体元件。

在图1中，切开的定子10示意性地被示出，在该定子的定子齿14上，根据本发明的电绕组16的绕组图被示出。例如，定子10具有十二个定子齿14，其中，总是准确地一个分线圈18被分别缠绕在每个定子齿14上。在此，两个直接并排放置的分线圈18分别借助短的连接线31与相邻的分线圈-对20连接，该分线圈-对在这种实施中分别形成自己的相26v1、u1、w1、v2、u2、w2。在此，三个相26v1、u1、w1形成自己的绕组分路24，该绕组分路由单独的绕组线22缠绕。三个相26v2、u2、w2形成第二绕组分路25，该第二绕组分路由单独的第二绕组线22缠绕，并且相对于第一绕组分路24电绝缘，如这在图4中通过在第六和第七定子齿14之间的点划线所示出的那样。利用电绕组16，例如利用第一线开端28在第二定子齿14处开始，并且，连接线30被引导至第五定子齿14。第六定子齿14直接在第五定子齿14之后被缠绕，使得这种分线圈-对17借助用于分线圈-对17的短的连接线31被连接。在第六定子齿14之后，绕组线22借助连接线30被引导至第三定子齿14，以便在那里与第四定子齿14一起构造分线圈-对17，该分线圈-对借助连接线31被连接。绕组线22从第四定子齿14经由连接线30被引导至第一定子齿14，在该第一定子齿中，第一绕组分路24的线末端29直接与线开端28相邻地被安排。第二绕组分路25利用单独的绕组线22与第一绕组分路24的绕组相应地被缠绕，使得另外三个分线圈-对17由被直接相邻地布置的分线圈18构成，所述分线圈借助短的连接线31被连接。两个绕组分路24、25的线开端28和线末端29分别彼此电连接。这样，六个相能够彼此分开地被操控。

例如对于三角形接法，这在图2中被示出，其中，第一绕组分路24与第二绕组分路25完全电分离，该第一绕组分路具有三个相26v1、u1、w1，该第二绕组分路具有三个相26v2、u2、w2（由此，两个分离的三角形-电路被形成）。在此，六个相26分别经由短的连接线31被通电，在直接相邻地布置的定子齿14上，所述连接线分别被布置在两个相邻地布置的分线圈18之间。在所述实施例中，定子10总共具有12定子齿14，然而，实施也是能够设想的：其中，六个相26中的每一个相例如总共具有三个或者四个分线圈18，所述分线圈相应地被缠绕在18或者24定子齿14上。

在图3中，现在示出定子14的空间视图，该定子相应于来自图1的绕组图地被缠绕。定子14具有定子体34，该定子体例如由各个板材薄片36组成。在此，定子体34包括环形的、闭合的回路磁轭38，在该回路磁轭处，定子齿14径向向内地被成型。定子14在内部具有圆形的凹部37，未示出的转子能够被接合进该凹部中，如这在图4中更好地看出的那样。定子齿14在径向方向4上向内并且在轴向方向3上沿着转子轴延伸。在所述实施例中，定子齿14在圆周方向2上交错地被构造，以便减小所述马达的卡锁力矩。为此，例如板材薄片36在圆周方向2上相应地相对于彼此扭转。在定子体34被缠绕之前，绝缘薄片40被放置在两个轴向的端侧39处，以便将绕组线22相对于定子体34电绝缘。两个绝缘薄片40中的至少一个绝缘薄片具有环形的、闭合的圆周41，绝缘体齿42从该圆周起在径向方向4上延伸，所述绝缘体齿覆盖定子齿14的端侧39。在绝缘薄片40的环形的圆周41处构造导向元件44，在所述导向元件中连接线30、31在分线圈18之间被引导。为此，例如在外圆周41处，槽45在圆周方向2上被构造，使得连接线30、31被布置在轴向偏置的平面中，以便阻止连接线30、31的交叉。在分线圈-对17之间的短的连接线31被布置在最上面的、轴向的平面中，其中，尤其用于接触相端子的所有六个连接线31都在同样的、轴向的平面中伸展。为此，两个轴向的突起部46总是被构造在分线圈-对17的两个分线圈18之间，所述突起部通过在其间放置的径向的穿孔47彼此分离。因此，分线圈对17的短的连接线31从所有侧面都是可自由接近的，并且，尤其在径向的穿孔47的区域中没有贴靠在绝缘薄片40处。两个线开端28和线末端29在这种实施例中被固定在迷宫结构50中，该迷宫结构分别在圆周方向2上直接与两个轴向的突起部46相邻地被布置，所述突起部通过径向的穿孔47被隔开。这样，在图3中可以看出，第一绕组分路24的线开端28跨越径向的穿孔47的圆周区域与第一绕组分路24的线末端29平行地并且直接相邻地伸展。在此，在第一迷宫结构50中的线开端28被布置在径向穿孔47的一侧，并且，在第二迷宫结构50中的第一绕组分路24的线末端29在圆周方向2中与径向的穿孔47对置地被布置。通过短的连接线31的这种平行的布置，为了相操控的目的，这些连接线能够以与被缠绕的分线圈对17的各个连接线31的同样的方式电接触。

在图4中也良好看出的是，两个平行伸展的连接线31被布置在同样的半径上。线开端28以及线末端29的自由端部直接在相应的迷宫结构50之后结束，使得它们在径向上不伸出连接线30、31。连接线30、31都在圆周方向2上沿着导向元件44延伸，并且径向上在分线圈18之外放置，所述分线圈被缠绕在定子齿14上。在图4中，两个马达半部11、13也通过点划线示意性地分离，其中，左马达半部11与右马达半部13电绝缘。电绕组16例如借助针绕线被制造，其中，在分线圈18之间的连接线30、31借助绕组头能够径向向外地被引导，并且能够被放在导向元件44中。就这种实施而言，所有的连接线30、31轴向上在定子体34的一侧上地被布置。在一种替代的、未示出的实施中，也可能的是：将连接线30、31的一部分设置在定子14的轴向对置的侧上。在此，例如用于接触相操控器的短的连接线31能够被布置在第一绝缘薄片40中，并且，其它的连接线30在轴向对置布置的绝缘薄片40上被引导，所述连接线分别将不同的分线圈对17彼此连接。

在图5中，连接板52被放置在根据图3的定子10的实施上，电绕组16借助该连接板被操控。对此，连接板52具有接线-插头54，控制装置的、客户特定的连接-插头56能够被接合到所述接线-插头上。就这种实施而言，准确地六个接线-插头54被布置，所述接线-插头分别与电绕组16的相26电连接。在此，每个相26在此分别通过准确地一个分线圈-对17被形成，使得六个接线-插头54与相邻的分线圈-对17的准确地六个连接线31接触。为此，连接板52具有准确地六个导体元件58，所述导体元件在轴向成角度的端部处具有接线-插头54，并且，在其他端部处具有紧固部段60，该紧固部段与连接线31电连接（例如焊接）。连接板52具有塑料体62，该塑料体被构造为闭合的环61，通过该环，转子能够被接合进定子10中。在塑料体62处，保持元件63被一体地成型，所述保持元件在轴向方向3上远离定子体34地延伸。导体元件58在圆周方向2上沿着塑料体62延伸，其中成角度的接线-插头54在保持元件63之内在轴向方向3上被引导。在其他端部处，导体元件58具有紧固部段60，该紧固部段的自由端部被构造为圈64，该圈包围连接线31。在此，圈64由板材材料构成，该板材的横截面是近似矩形的。在所述实施例中，导体元件58作为弯曲冲压件59由板材构成，使得圈64由紧固部段60的自由端能够在装配紧固部段时围绕连接线31被弯曲。在将敞开的圈64围绕连接线31布置之后，电极例如被施加在圈64的两个径向对置的面处，所述电极在径向方向4上被按压在一起，在为了焊接所述圈64与连接线31而将它们通电期间。在此，连接线31的绝缘漆被熔化，从而导致在紧固部段60和连接线31之间的金属的连接。圈64在径向的穿孔47的区域中围绕连接线31地被放置，因为，在这个区域中无导向元件44被布置在连接线31和圈64之间。由此，存在用于施加所述电极的足够的自由空间，使得圈64的自由的腿端部65能够朝着紧固部段60被按压，由此，圈64被闭合。在此，根据分线圈对17，圈64仅仅包围唯一的连接线31或者同时包围2平行地并排伸展的连接线31，所述连接线由唯一的绕组分路24、25的线开端28和线末端29构成。接线-插头54例如被构造为刀形端子连接器55，该刀形端子连接器在它的自由的、轴向的端部68处具有切口69，客户的、对应的连接插头56的线或者夹紧元件能够被接合进该切口中。此外，在接线-插头54处，横向连接片70在径向方向4上被构造，该横向连接片相应地支撑在保持元件63的轴向的止挡部72处。此外，第一导向面74和第二导向面75被构造在保持元件63处，该第一导向面和该第二导向面在两个对置的圆周方向2上支撑接线-插头54。由此，阻止了在接合连接插头56时接线-插头54在轴向方向2上折弯或者折断，由此，插塞连接器的轴向的公差被确保。

导体元件58至少部分地在径向上并排布置，由此，必需的是：内导体元件58的紧固部段60径向地横跨外导体元件58，以便与连接线31接触。因此，径向内导体元件58被布置在塑料体62的轴向更高的轨道76上，并且，径向外导体元件58被布置在轴向更深地放置的轨道77上。在此，导体元件58的中间部段78面状地贴靠在塑料体62处，并且，例如借助铆钉连接或者卡锁元件与这个塑料体连接，该中间部段被构造为板材带。为此，轴向的铆钉销79例如被构造在塑料体62处，所述铆钉销穿过导体元件58的相应的纵向的穿孔80。借助热量、尤其是借助超声波，铆钉销的端部能够被变形成铆钉头81，该铆钉头与导体元件58形成形状配合。

在所述实施例中，两个接线-插头54总是被布置在共同的保持元件63中，其中，这些接线-插头在圆周方向2上通过保持元件63的中间连接片82彼此分离。在此，中间连接片82在两侧分别形成用于分别贴靠的接线-插头54的第一或者第二导向面74、75。分别与中间连接片82对置的第二和第一导向面75、74通过相应的啮合面83被形成，所述啮合面在径向方向4和轴向方向3上延伸。在保持元件63的区域中，间隔保持件84（与所述保持元件轴向对置地）被成型，所述间隔保持件轴向相对于定子体34地支撑连接板52。在图5和图6的实施例中，准确地一个保持元件63比其它两个保持元件63在轴向方向2上具有更大的宽度85。由此，扭转保护器针对未示出的轴承盖被创造，该轴承盖轴向上利用相应成型的、轴向的套管被接合在保持元件63上。

图6示出，两个接线-插头54如何两侧地贴靠在中间连接片82处。分别在相反的圆周方向2上成角度地，导体元件58的相应的中间部段78连接至接线-插头54。由于径向并排放置的导体元件58被布置在轴向不同的轨道76、77上，这些导体元件不相互接触，使得它们彼此电绝缘。塑料体62的内环被略微波纹地构造，以便冲压工具能够被直接放置在定子齿14的内部端部处在其端侧39上。由此，定子10能够压入没有示出的马达壳体中。

在图7中，六个导体元件58再次被示出，而无连接板52的塑料体62，以便说明六个紧固部段60如何利用各个圈64对应于图1的绕组图通过各个接线插头54将六个相26v1、u1、w1、v2、u2、w2通电。这样，电绕组16通过未示出的连接-插头56与控制装置接触，根据图2的连接例如能够在该控制装置中被实现。