WO2020083559A1 - Pumpe aufweisend einen elektromotor mit kompakter sammel-schieneneinheit - Google Patents

Pumpe aufweisend einen elektromotor mit kompakter sammel-schieneneinheit Download PDF

Info

Publication number
WO2020083559A1
WO2020083559A1 PCT/EP2019/074085 EP2019074085W WO2020083559A1 WO 2020083559 A1 WO2020083559 A1 WO 2020083559A1 EP 2019074085 W EP2019074085 W EP 2019074085W WO 2020083559 A1 WO2020083559 A1 WO 2020083559A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
busbar
axis
stator
rotation
pump according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/074085
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazunori Tategata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec GPM GmbH
Original Assignee
Nidec GPM GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec GPM GmbH filed Critical Nidec GPM GmbH
Priority to CN201980069075.6A priority Critical patent/CN113273060B/zh
Publication of WO2020083559A1 publication Critical patent/WO2020083559A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the present invention relates to a pump with the features of
  • the DC motors comprise a rotor which is connected to a motor shaft and is rotatably mounted in a housing.
  • the rotor is provided with permanent magnets.
  • a stator is arranged around the motor and carries a number of windings on an iron core. When properly controlled, the windings generate a magnetic field that drives the rotor to rotate.
  • the windings are usually wound in three phases and are accordingly provided with three electrical connections via which the windings are connected to one
  • Control unit ECU
  • the conductor rails can be designed as conductor foil. For higher performances, as they are assumed here, the
  • the axis of rotation of the motor is used as the central axis and the axis of symmetry
  • the stator is arranged concentrically with the axis of rotation and the rotor.
  • the axis of rotation also defines an axial direction in which the thickness of the stator stack and the axial length of the motor are specified.
  • the connection side of the stator at which the winding wires are connected to the busbar arrangement is described as the top of the stator.
  • the dimensions are also important, in particular when the motors are to be used in coolant pumps in motor vehicles.
  • the space in motor vehicles is generally limited, and the requirements of
  • the performance data required by the electric motor essentially determine the axial length of the stator pack and of the rotor with the electromagnets arranged thereon.
  • the busbar unit which is required for contacting the winding connection wires of the stator, contributes to the axial length.
  • An electric motor is known from JP 2014-158421 A, in which a busbar unit with three busbars is arranged axially above the stator package and connected to the winding connection wires.
  • the busbar unit comprises a number of busbars which are arranged in the form of a partial circle concentrically to the central axis. Several busbars are stacked one above the other in the axial direction
  • the multiple busbars and the electrical insulation required between them contribute to the axial length of the stator pack, since they are arranged above the winding packs on the stator.
  • a pump has an electric motor with a rotor, which is rotatably mounted about an axis of rotation, and the outside of the rotor
  • the surrounding stator which has a stator core and coils wound on the stator core, is provided, the windings being formed from a winding wire with winding wire end sections and the winding wire end sections being electrically contacted on the end face with at least three busbars, the at least three busbars being coil connection connection elements, power source connection connection elements and have ring segment-like base sections, and wherein the base sections connect the coil connection connection elements and the power source connection connection element.
  • a first busbar and a second busbar are circumferential about the axis of rotation
  • a third busbar is arranged circumferentially about the axis of rotation between the first busbar and the second busbar and the base section of the third busbar in a plane perpendicular to the axis of rotation between one Front of the stator and that of the
  • Base sections of the first and second busbar spanned plane is arranged.
  • the busbars are preferably oriented parallel to one another. They preferably extend perpendicular to the axis of rotation. Because the base sections are not all arranged at an axial height, an orientation of the busbars can be selected which enables a small axial extension and thus a compact pump.
  • the base section of the third busbar lies in the radial direction with respect to the axis of rotation outside the coils and the base sections of the first busbar and second
  • Busbars at least partially cover the coils in the radial direction.
  • the third busbar can thus lie in a free space between the stator core and the top of the stator on the outside of the coils, which saves installation space.
  • the base sections of the first busbar and second busbar preferably have the same radius and are preferably in one Busbar holder arranged along a common circumference.
  • the busbar holder is preferably attached to the top of the stator.
  • the coils are surrounded on the outside by a positioning means on which the busbar holder is held. It is advantageous if the base section of the third busbar lies outside the positioning means in the radial direction with respect to the axis of rotation.
  • the coil connection connection elements preferably have an im
  • the busbars have bevels from the top of the stator
  • the distance in the radial direction between the base section of the third busbar and the base sections of the first busbar and second busbar is selected so large that a coil connecting connection element is accommodated between the base section of the third busbar and the base sections of the first busbar and second busbar can be.
  • the busbars are preferably oriented toward one another such that the third busbar is partially covered by the first busbar and the second busbar.
  • the busbars preferably have bevels pointing in the direction of the upper side of the stator, at the end of which there are the power source connection connection elements, the short side of which extends parallel to the axis of rotation.
  • the pump is an electrical one
  • Coolant pump for motor vehicles in particular a dry runner.
  • a preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Components of the same type or having the same function are designated with the same reference symbols in the figures. It
  • FIG. 1 is a perspective view of a busbar unit from above
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of a stator with the busbar unit
  • Fig. 4 a perspective view of the busbars, as well
  • Figures 1 and 2 show a busbar unit 1 for a stator of an electric motor in a view from above and in view from below.
  • Busbar unit 1 comprises a busbar holder 2 and three busbars 3, 4, 5 mounted on the busbar holder 2.
  • Busbars 3, 4, 5 are made of an electrically conductive material, preferably metal, in particular copper.
  • the busbar holder 2 consists at least partially or completely of an electrically insulating material, so that short circuits between the busbars 3, 4, 5 can be effectively prevented.
  • the busbar holder 2 is preferably produced by injection molding and extends over part of the busbars 3, 4, 5. In this way, a firm and well-defined physical connection between the busbar holder 2 and the
  • Busbars 3,4,5 are provided.
  • the busbar holder 2 is designed to be positioned on an axial side of the stator (upper side).
  • FIG. 3 shows a stator 6 with an assembled, essentially ring-shaped busbar holder 2.
  • the stator 6 has a stator core 7 which extends coaxially to a longitudinal axis 100 and a plurality of not Stator core segments shown, around which each coils 8 are wound.
  • the coils 8 are only shown schematically.
  • the coils 8 are seen in the direction of the radius, surrounded on the outside by a positioning means 9.
  • the positioning means 9 can be made of an electrically insulating material in order to avoid short circuits between winding wires of different phases.
  • the stator core segments are sequentially arranged in the circumferential direction of the stator 6.
  • the stator core segments can be made at least partially of a ferromagnetic material, such as ferromagnetic steel.
  • the stator 6 is fixedly mounted within a housing of an electric motor and is set up to generate a time-varying magnetic field by means of the coils 8. A not shown
  • the magnetized rotor is mounted in the central opening 10 of the stator 6. It is set up to be rotated through an interaction with the time-varying magnetic field generated by the coils 6.
  • the busbar unit 1 is set up to make electrical contact with the coils 8 of the stator by means of the busbars 3, 4, 5.
  • Busbar unit 1 has arms 11 which are evenly spaced in the circumferential direction, which are angled at their end and are at the end in contact with the positioning means 9 for attachment to the stator 6 and are preferably clipped.
  • the coils 8 are grouped into three phase groups U, V, W.
  • the coils of the respective phase groups U, V, W are formed by a winding wire which is wound around the corresponding stator core segments of the stator core 7 and which can be connected to a power source by means of winding wire end sections 12.
  • FIG. 4 shows the three busbars 3, 4, 5.
  • Each of the busbars 3, 4, 5 has a power source connection connection element 13, which is configured to be electrically connected to a power source, and two coil connection connection elements 14, which are configured to be electrically connected to a coil of the stator 8.
  • the coil connection connection elements 14 have a substantially U-shaped or V-shaped shape and extend in a plane perpendicular to the longitudinal axis 100.
  • the coil connection Connection elements 14 have a U-shaped or V-shaped profile in cross section to the longitudinal axis 100 and each encompass one in
  • the winding wire end section 12 runs essentially parallel to the longitudinal direction. All the openings of the coil connection connection elements 14 for introducing the winding wire end sections 12 point in the circumferential direction except for one opening of a coil connection connection element 14 ′, which is oriented in the opposite direction. The axial height of the coil connection connection elements h can thereby be reduced compared to the prior art, from which it is known that the coil connection connection elements engage the radially extending winding wire end sections from above.
  • the coil connection connection elements 14 are preferably designed as crimp elements which are crimped around the winding wire end sections 12. In this way, the winding wire end sections 12 can be electrically connected to the busbar 3, 4, 5 simply by mechanical deformation of the respective coil connection connection elements 14.
  • the busbar holder 2 has a stator surface 15 shown in FIGS. 1 and 2, which is in contact with the end face of the stator (top side).
  • the power source connection terminal elements 13 are above the stator surface of the bus bar holder 15 in
  • the busbars preferably have one
  • the rectangular power source connector elements have a short and a long side and a certain thickness.
  • the short side thus extends in the longitudinal direction and the long side in the radial direction.
  • All three power source connection elements 13 are preferably in a common plane perpendicular to the longitudinal axis 100.
  • the three busbars 3, 4, 5 are arranged to overlap along the circumference.
  • Each busbar 3, 4, 5 has a base section 30, 40, 50 which connects the coil connection connection elements 14 to the respective power source connection connection elements 13.
  • a first one Busbar 3 and a second busbar 5 are spaced apart and with their base sections 30, 50 in a common plane perpendicular to the longitudinal axis.
  • the base sections 30, 50 of these two busbars 3, 5 have an annular segment-like shape, which form sections of the annular shape of the busbar holder
  • the ring elements of the two busbars 30, 50 have the same radius. In the assembled state, these two ring elements partially cover the end faces of the coils 8. In the circumferential direction between these two busbars 3, 5 there is a third, middle one
  • Busbar 4 is arranged, which is partially covered by the first and second busbar 3,5 in the circumferential direction.
  • the base section of the third busbar 40 also has a ring segment-like shape. However, the radius is larger than the radius of the first and second busbars, so that a distance a is formed along the radius between the first and second busbars 3, 5 and the third busbar 4.
  • Busbars are preferably in the radial direction between the
  • Base sections of the first and second busbars 30, 50 and the base section of the third busbar 40 lie in a different plane perpendicular to the longitudinal axis than the other two base sections 30, 50.
  • the base section of the third busbar 40 lies between the stator 6 and the base sections of the first and second busbars 30, 50.
  • the radius of the base section of the third busbar 40 is selected such that this base section 40 lies radially outside the coils 8 and the positioning means 9. Since the coils 8 and the positioning means 9 project in the longitudinal direction beyond the outside of the stator core 7, the base section of the third busbar can be placed in the existing space above the stator core 7.
  • the third busbar 4 thus has a smaller axial projection over the end face of the stator. This enables an electric motor with a small axial height
  • FIG. 5 shows a coolant pump 16 with an electric motor 17 described above, comprising a rotor 18 and the stator 6
  • the coolant pump 16 is designed as a dry runner.
  • the electric motor 17 is a brushless DC motor.
  • the coolant pump is used in particular in motor vehicles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe (16) aufweisend einen Elektromotor (17) mit einem Rotor, der um eine Drehachse (100) drehbargelagert ist, und einem den Rotor außen umgebenden Stator 6, der einen Statorkern (7) und auf dem Statorkern (7) angeordnete Wicklungen (8) aufweist, wobei die Wicklungen (8) aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten (12) gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte (12) elektrisch mit wenigstens drei Sammelschienen (3, 4, 5) stirnseitig kontaktiert sind, wobei die wenigstens drei Sammelschienen (3, 4, 5) Spulenverbindungsanschlusselemente (14), Leistungsquellenverbindungsanschlusselementen (13) und ringsegmentartige Basisabschnitte (30, 40, 50) aufweisen, wobei die Basisabschnitte (30, 40, 50) die Spulenverbindungsanschlusselemente (14) und die Leistungsquellen- Verbindungsanschlusselement (13) verbinden und wobei eine erste Sammel- schiene (3) und eine zweite Sammelschiene (5) in Umfangsrichtung um die Drehachse (100) voneinander beabstandet sind und die Basisabschnitte (30, 50) in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Drehachse (100) angeordnet sind, und wobei eine dritte Sammelschiene (4) in Umfangsrichtung um die Drehachse zwischen der ersten Sammelschiene (3) und der zweiten Sammelschiene (5) angeordnet ist und der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene (40) in einer Ebene senkrecht zur Drehachse zwischen einer Stirnseite des Stators und der von den Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschiene (30, 50) aufgespannten Ebene angeordnet ist.

Description

Pumpe aufweisend einen Elektromotor mit kompakter Sammelschieneneinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Pumpen werden in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Kühlmittelpumpen eingesetzt. Sie weisen häufig bürstenlose Gleichstrommotoren auf, die als Innenläufer bezeichnet werden. Die Gleichstrommotoren umfassen einen Rotor, der mit einer Motorwelle verbunden ist und in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Rotor ist mit Permanentmagneten versehen. Um den Motor herum ist ein Stator angeordnet, der auf einem Eisenkern eine Anzahl von Wicklungen trägt. Bei geeigneter Ansteuerung erzeugen die Wicklungen ein Magnetfeld, das den Rotor zur Rotation antreibt. Die Wicklungen werden üblicherweise dreiphasig gewickelt und werden dementsprechend mit drei elektrischen Anschlüssen versehen, über die die Wicklungen mit einer
Steuereinheit (ECU) verbunden werden können. Bei geringen Leistungen können die Stromschienen als Leiterbahnfolien ausgeführt werden. Bei höheren Leistungen, wie sie hier angenommen werden, werden die
Wicklungsanschlussdrähte über Sammelschienen aus Kupferblech kontaktiert.
Zum Zwecke der geometrischen Beschreibung des Elektromotors wird zum einen die Drehachse des Motors als Mittelachse und Symmetrieachse
angenommen. Der Stator ist konzentrisch mit der Drehachse und dem Rotor angeordnet. Die Drehachse definiert gleichzeitig eine Axialrichtung, in der die Dicke des Statorpakets und die axiale Länge des Motors angegeben werden. Außerdem wird bezüglich der Mittelachse von einer Radialrichtung gesprochen, die den Abstand von der Mittelachse angibt, sowie von einer Umfangsrichtung, die tangential zu einem bestimmten in Radialrichtung angeordneten Radius ausgezeichnet ist. Die Anschlussseite des Stators, an der die Wicklungsdrähte mit der Stromschienenanordnung verbunden werden, wird als Oberseite des Stators beschrieben.
Bei den hier besprochenen Elektromotoren sind neben den Leistungsdaten und dem Gewicht auch die Abmessungen wesentlich, insbesondere dann, wenn die Motoren in Kühlmittelpumpen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden sollen. Der Bauraum in Kraftfahrzeugen ist generell limitiert, und die Vorgaben der
Kraftfahrzeughersteller sind zu beachten. Deshalb ist es eine ständige
Anforderung an die Konstruktion von Elektromotoren, beispielsweise eine bestimmte axiale Länge in Richtung der Mittelachse nicht zu überschreiten. Dabei bestimmen die Leistungsdaten, die von dem Elektromotor gefordert werden, im Wesentlichen die axiale Länge des Statorpakets sowie des Rotors mit den daran angeordneten Elektromagneten. Die Sammelschieneneinheit, die zur Kontaktierung der Wicklungsanschlussdrähte des Stators erforderlich sind, trägt zu der axialen Länge bei.
So ist aus der JP 2014-158421 A ein Elektromotor bekannt, bei dem eine Sammelschieneneinheit mit drei Stromschienen axial oberhalb des Stator- pakets angeordnet und mit den Wicklungsanschlussdrähten verbunden ist. Die Sammelschieneneinheit umfasst eine Anzahl von Sammelschienen, die teilkreisförmig konzentrisch zu der Mittelachse angeordnet sind. Mehrere Sammelschienen sind dabei in Axialrichtung übereinander gestapelt
angeordnet. Die mehreren Sammelschienen und die dazwischen erforderliche elektrische Isolation tragen dabei zur axialen Länge des Statorpakets bei, da sie oberhalb der Wicklungspakete auf dem Stator angeordnet sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe aufweisend einen Elektromotor so weiterzubilden, dass die axiale Erstreckung des Statorpakets und damit auch die Bauhöhe des Elektromotors in Axialrichtung reduziert werden.
Diese Aufgabe wird von einer Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist eine Pumpe aufweisend einen Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbargelagert ist, und einem den Rotor außen
umgebenden Stator, der einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen aufweist, vorgesehen, wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtend- abschnitte elektrisch mit wenigstens drei Sammelschienen stirnseitig kontaktiert sind, wobei die wenigstens drei Sammelschienen Spulenver- bindungsanschlusselemente, Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente und ringsegmentartige Basisabschnitte aufweisen, und wobei die Basis- abschnitte die Spulenverbindungsanschlusselemente und die Leistungsquellen- verbindungsanschlusselement verbinden. Eine erste Sammelschiene und eine zweite Sammelschiene sind in Umfangsrichtung um die Drehachse
voneinander beabstandet angeordnet und die Basisabschnitte erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Drehachse, und wobei eine dritte Sammelschiene in Umfangsrichtung um die Drehachse zwischen der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene angeordnet ist und der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in einer Ebene senkrecht zur Drehachse zwischen einer Stirnseite des Stators und der von den
Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschiene aufgespannten Ebene angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Sammelschienen parallel zueinander orientiert. Sie erstrecken sich bevorzugt senkrecht zur Drehachse. Dadurch, dass die Basisabschnitte nicht alle auf einer Axialhöhe angeordnet sind, kann eine Orientierung der Sammelschienen gewählt werden, die eine geringe axiale Erstreckung und somit eine kompakte Pumpe ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in Radialrichtung bezogen auf die Drehachse außerhalb der Spulen und die Basisabschnitte der ersten Sammelschiene und zweiten
Sammelschiene überdecken die Spulen in Radialrichtung zumindest teilweise. Die dritte Sammelschiene kann somit in einem Freiraum zwischen Statorkern und Statoroberseite auf der Außenseite der Spulen liegen, was Bauraum einspart.
Vorzugsweise weisen die Basisabschnitte der ersten Sammelschiene und zweiten Sammelschiene denselben Radius auf und sind bevorzugt in einem Sammelschienenhalter entlang eines gemeinsamen Umfangs angeordnet. Der Sammelschienenhalter wird bevorzugt an der Oberseite des Stators befestigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Spulen in Richtung des Radius gesehen auf der Außenseite von einem Positionierungsmittel umgeben, an dem der Sammelschienenhalter gehalten ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in Radialrichtung bezogen auf die Drehachse außerhalb der Positionierungsmittel liegt.
Die Spulenverbindungsanschlusselemente weisen vorzugsweise eine im
Wesentlichen U-förmige oder V-förmige Gestalt auf und erstrecken sich in einer Ebene senkrecht zur Drehachse, so dass sie bevorzugt einen im
Wesentlichen parallel zur Drehrichtung verlaufenden Wicklungsdrahtend- abschnitt umgreifen können.
Die Sammelschienen weisen Abkantungen von der Statoroberseite
wegweisend auf, an deren Ende sich die Spulenverbindungsanschlusselemente befinden.
In einer vorteilhaften Ausbildungsform ist der Abstand in Radialrichtung zwischen dem Basisabschnitt der dritten Sammelschiene und den Basis- abschnitten der ersten Sammelschiene und zweiten Sammelschiene so groß gewählt, dass zwischen dem Basisabschnitt der dritten Sammelschiene und den Basisabschnitten der ersten Sammelschiene und zweiten Sammelschiene jeweils ein Spulenverbindungsanschlusselement aufgenommen werden kann.
Die Sammelschienen sind bevorzugt so zueinander orientiert, das die dritte Sammelschiene teilweise von der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene überdeckt ist.
Vorzugsweise weisen die Sammelschienen in Richtung der Statoroberseite weisende Abkantungen auf, an deren Ende sich die Leistungsquellenver- bindungsanschlusselement befinden, die sich mit ihrer kurzen Seite parallel zur Drehachse erstrecken.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Pumpe eine elektrische
Kühlmittelpumpe für Kraftfahrzeuge, insbesondere ein Trockenläufer. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es
zeigen :
Fig. 1 : eine perspektivische Darstellung einer Sammelschieneneinheit von oben,
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung der Sammelschieneneinheit von unten,
Fig. 3: eine perspektivische Darstellung eines Stators mit der Sammel- schieneneinheit,
Fig. 4: eine perspektivische Darstellung der Sammelschienen, sowie
Fig. 5: einen Längsschnitt durch eine Kühlmittelpumpe.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Sammelschieneneinheit 1 für einen Stator eines Elektromotors in Ansicht von oben und in Ansicht von unten. Die
Sammelschieneneinheit 1 umfasst einen Sammelschienenhalter 2 und drei an dem Sammelschienenhalter 2 montierte Sammelschienen 3,4,5. Die
Sammelschienen 3,4,5 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt, vorzugsweise Metall, insbesondere Kupfer. Der Sammelschienen- halter 2 besteht wenigstens zum Teil oder vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material, so dass Kurzschlüsse zwischen den Sammelschienen 3,4,5 effektiv verhindert werden können. Der Sammelschienenhalter 2 ist bevorzugt durch Spritzgießen hergestellt und erstreckt sich über einen Teil der Sammelschienen 3,4,5. Auf diese Weise kann eine feste und wohldefinierte physische Verbindung zwischen dem Sammelschienenhalter 2 und den
Sammelschienen 3,4,5 bereitgestellt werden. Der Sammelschienenhalter 2 ist dazu eingerichtet, auf einer axialen Seite des Stators (Oberseite) positioniert zu werden.
Figur 3 zeigt einen Stator 6 mit montiertem, im Wesentlichen ringförmigen, Sammelschienenhalter 2. Der Stator 6 weist einen Statorkern 7 auf, welcher sich koaxial zu einer Längsachse 100 erstreckt und eine Mehrzahl von nicht dargestellten Statorkernsegmenten aufweist, um welche herum jeweils Spulen 8 gewickelt sind. Die Spulen 8 sind lediglich schematisch dargestellt. Die Spulen 8 werden in Richtung des Radius gesehen, auf der Außenseite von einem Positionierungsmittel 9 umgeben. Die Positionierungsmittel 9 können aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sein, um Kurzschlüsse zwischen Wicklungsdrähten unterschiedlicher Phasen zu vermeiden. Die Statorkernsegmente sind aufeinanderfolgend in der Umfangsrichtung des Stators 6 angeordnet. Die Statorkernsegmente können wenigstens teilweise aus einem ferromagnetischen Material, wie etwa aus ferromagnetischem Stahl, hergestellt sein. Der Stator 6 wird fest innerhalb eines Gehäuses eines Elektromotors montiert und ist dazu eingerichtet, ein zeitveränderliches Magnetfeld mittels der Spulen 8 zu erzeugen. Ein nicht dargestellter
magnetisierter Rotor wird dabei in der zentralen Öffnung 10 des Stators 6 montiert. Er ist dazu eingerichtet, durch eine Wechselwirkung mit dem von den Spulen 6 erzeugten zeitveränderlichen Magnetfeld gedreht zu werden. Die Sammelschieneneinheit 1 ist dazu eingerichtet, die Spulen 8 des Stators mittels der Sammelschienen 3,4,5 elektrisch zu kontaktieren. Die
Sammelschieneneinheit 1 weist in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete Arme 11 auf, die an ihrem Ende abgewinkelt sind und mit dem Ende in Anlage mit dem Positionierungsmittel 9 zur Befestigung an dem Stator 6 liegen und bevorzugt geclippt werden. Die Spulen 8 sind in drei Phasengruppen U, V, W gruppiert. Die Spulen der jeweiligen Phasengruppen U, V, W sind durch einen Wicklungsdraht gebildet, welcher um die entsprechenden Statorkernsegmente des Statorkerns 7 gewickelt ist und welcher mit einer Leistungsquelle mittels Wicklungsdrahtendabschnitten 12 verbunden werden kann.
Figur 4 zeigt die drei Sammelschienen 3,4,5. Jede der Sammelschienen 3,4,5 weist ein Leistungsquellenverbindungsanschlusselement 13 auf, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden, und zwei Spulenverbindungsanschlusselemente 14, die dazu eingerichtet sind, mit einer Spule des Stators 8 elektrisch verbunden zu werden, auf.
Die Spulenverbindungsanschlusselemente 14 weisen eine im Wesentlichen U- förmige oder V-förmige Gestalt auf und erstrecken sich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse 100. In anderen Worten, die Spulenverbindungs- anschlusselemente 14 weisen ein im Querschnitt zur Längsachse 100 U- förmiges oder V-förmiges Profil auf und umgreifen jeweils einen im
Wesentlichen parallel zur Längsrichtung verlaufenden Wicklungsdrahtend- abschnitt 12. Alle Öffnungen der Spulenverbindungsanschlusselemente 14 zur Einführung der Wicklungsdrahtendabschnitte 12 zeigen dabei in Umfangs- richtung bis auf eine Öffnung eines Spulenverbindungsanschluss-elemente 14', die entgegengesetzt orientiert ist. Die axiale Höhe der Spulenverbindungsan- schlusselemente h kann dadurch gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden, aus dem bekannt ist, dass die Spulenverbindungsanschlusselemente von oben auf die sich radial erstreckenden Wicklungsdrahtendabschnitte greifen. Die Spulenverbindungsanschlusselemente 14 sind bevorzugt als Crimpelemente ausgebildet, die um die Wicklungsdrahtendabschnitte 12 gecrimpt werden. Auf diese Weise könne die Wicklungsdrahtendabschnitte 12 elektrisch mit den Sammelschiene 3,4,5 einfach durch eine mechanische Verformung der jeweiligen Spulenverbindungsanschlusselemente 14 elektrisch verbunden werden. Der Sammelschienenhalter 2 weist eine in den Figuren 1 und 2 dargestellte Statorfläche 15 auf, die in Anlage mit der Stirnseite des Stators (Oberseite) steht. Die Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 13 stehen über die Statorfläche des Sammelschienenhalters 15 in
Radialrichtung hinaus vor. Auf diese Weise wird die axiale Erstreckung des Stators nicht wesentlich durch die Leistungsquellenverbindungsanschluss- elemente 13 erhöht. Zur Ausbildung der Leistungsquellenverbindungs- anschlusselemente 13 weisen die Sammelschienen vorzugsweise eine
Abkantung zur Oberseite des Stators hin auf. Die rechteckigen Leistungs- quellenverbindungsanschlusselement haben eine kurze und eine lange Seite und eine gewisse Dicke. Die kurze Seite erstreckt sich somit in Längsrichtung und die lange Seite in Radialrichtung. Alle drei Leistungsquellenverbindungs- anschlusselemente 13 liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Längsachse 100.
Die drei Sammelschienen 3,4,5 sind entlang des Umfangs überlappend angeordnet. Jede Sammelschiene 3,4,5 weist einen Basisabschnitt 30,40,50 auf, welcher die Spulenverbindungsanschlusselemente 14 mit den jeweiligen Leistungsquellenverbindungsanschlusselementen 13 verbindet. Eine erste Sammelschiene 3 und eine zweite Sammelschiene 5 liegen beabstandet voneinander und mit ihren Basisabschnitten 30,50 in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Längsachse. Die Basisabschnitte 30,50 dieser beiden Sammelschienen 3,5 weisen eine ringsegmentartige Gestalt auf, welche zu Abschnitten der ringförmigen Gestalt des Sammelschienenhalters
korrespondiert. Die Ringsemente der beiden Sammelschienen 30,50 weisen denselben Radius auf. Im montierten Zustand überdecken diese beiden Ringelemente teilweise die Stirnseiten der Spulen 8. In Umfangsrichtung zwischen diesen beiden Sammelschienen 3,5 ist eine dritte, mittlere
Sammelschiene 4 angeordnet, die von der ersten und zweiten Sammelschiene 3,5 teilweise in Umfangsrichtung überdeckt wird. Der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40 weist ebenfalls eine ringsegmentartige Gestalt auf. Der Radius ist dabei allerdings größer als der Radius der ersten und zweiten Sammelschiene, so dass sich entlang des Radius ein Abstand a zwischen der ersten und zweiten Sammelschiene 3,5 und der dritten Sammelschiene 4 ausbildet. Die Spulenverbindungsanschlusselemente der dritten
Sammelschiene liegen dabei in Radialrichtung bevorzugt zwischen den
Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschiene 30,50 und dem Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40. Der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40 liegt in einer anderen Ebene senkrecht zur Längsachse als die anderen beiden Basisabschnitte 30,50. Der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene 40 liegt im montierten Zustand zwischen dem Stator 6 und den Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschienen 30,50. Der Radius des Basisabschnitts der dritten Sammelschiene 40 ist so gewählt, dass dieser Basisabschnitt 40 in Radialrichtung außerhalb der Spulen 8 und des Positionierungsmittels 9 liegt. Da die Spulen 8 und das Positionierungsmittel 9 in Längsrichtung über die Außenseite des Statorkerns 7 überstehen, kann der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene in den bestehenden Freiraum oberhalb des Statorkerns 7 gelegt werden. Die dritte Sammelschiene 4 hat dadurch einen geringeren Axialenüberstand über die Stirnseite des Stators. Das ermöglicht einen Elektromotor mit einer geringen axialen Höhe
bereitzustellen. Der Stator 6 mit Sammelschieneneinheit 1 kann in einen Elektromotor eingebaut werden. Figur 5 zeigt eine Kühlmittelpumpe 16 mit einem zuvor beschriebenen Elektromotor 17 aufweisend einen Rotor 18 und den Stator 6 mit
Sammelschieneneinheit 1. Die Kühlmittelpumpe 16 ist als Trockenläufer ausgebildet. Der Elektromotor 17 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Die Kühlmittelpumpe wird insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Pumpe (16) aufweisend einen Elektromotor (17) mit einem Rotor (18), der um eine Drehachse (100) drehbargelagert ist, und einem den Rotor (18) außen umgebenden Stator (6), der einen Statorkern (7) und auf dem Statorkern (7) gewickelte Spulen (8) aufweist, wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten (12) gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte (12) elektrisch mit wenigstens drei Sammelschienen (3,4,5) stirnseitig kontaktiert sind, wobei die wenigstens drei Sammelschienen (3,4,5) Spulenverbindungs- anschlusselemente (14), Leistungsquellenverbindungsanschluss- elementen (13) und ringsegmentartige Basisabschnitte (30,40,50) aufweisen, wobei die Basisabschnitte (30,40,50) die Spulenverbindungs- anschlusselemente (14) und die Leistungsquellenverbindungsanschluss- element (13) verbinden und wobei eine erste Sammelschiene (3) und eine zweite Sammelschiene (5) in Umfangsrichtung um die Drehachse (100) voneinander beabstandet sind und die Basisabschnitte (30,50) in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Drehachse (100) angeordnet sind, und wobei eine dritte Sammelschiene (4) in Umfangsrichtung um die Drehachse zwischen der ersten Sammelschiene (3) und der zweiten Sammelschiene (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisabschnitt der dritten Sammelschiene (40) in einer Ebene senkrecht zur Drehachse zwischen einer Stirnseite des Stators und der von den Basisabschnitten der ersten und zweiten Sammelschiene (30,50) aufgespannten Ebene angeordnet ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basis- abschnitt der dritten Sammelschiene (40) in Radialrichtung bezogen auf die Drehachse (100) außerhalb der Spulen (8) liegt und die Basis- abschnitte der ersten Sammelschiene (30) und zweiten Sammelschiene (40) die Spulen (8) in Radialrichtung zumindest teilweise überdecken.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisabschnitte der ersten Sammelschiene (30) und zweiten Sammel- schiene (40) denselben Radius aufweisen.
4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienen (3,4,5) in einem Sammelschienen- halter (2) zumindest teilweise aufgenommen sind, der an der Oberseite des Stators (6) befestigt ist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (8) in Richtung des Radius gesehen auf der Außenseite von einem
Positionierungsmittel (9) umgeben sind, an dem der Sammelschienen- halter (2) gehalten ist.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Basisabschnitt der dritten Sammelschiene (40) in Radialrichtung bezogen auf die Drehachse (100) außerhalb der Positionierungsmittel (9) liegt.
7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenverbindungsanschlusselemente (14) eine im Wesentlichen U-förmige oder V-förmige Gestalt aufweisen und sich in einer Ebene senkrecht zur Drehachse (100) erstrecken.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen- verbindungsanschlusselemente (14) jeweils einen im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung verlaufenden Wicklungsdrahtendabschnitt (12) umgreifen.
9. Pumpe nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenverbindungsanschlusselemente (14) eine Abkantung der Sammelschienen von der Stator Oberseite weg aufweisen.
10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand in Radialrichtung zwischen dem Basis- abschnitt der dritten Sammelschiene (40) und den Basisabschnitten der ersten Sammelschiene (30) und zweiten Sammelschiene (40) so groß gewählt ist, dass zwischen dem Basisabschnitt der dritten Sammelschiene (40) und den Basisabschnitten der ersten Sammelschiene (30) und zweiten Sammelschiene (40) jeweils ein
Spulenverbindungsanschlusselement (14) aufgenommen werden kann.
11. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Sammelschiene (4) teilweise von der ersten Sammelschiene (3) und der zweiten Sammelschiene (5) überdeckt ist.
12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsquellenverbindungsanschlusselement (13) eine Abkantungen der Sammelschienen in Richtung der Statoroberseite aufweisen und sich parallel zur Drehachse erstrecken.
13. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (16) eine Kühlmittelpumpe für Kraftfahrzeuge ist.
14. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (16) ein Trockenläufer ist.
PCT/EP2019/074085 2018-10-26 2019-09-10 Pumpe aufweisend einen elektromotor mit kompakter sammel-schieneneinheit Ceased WO2020083559A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980069075.6A CN113273060B (zh) 2018-10-26 2019-09-10 配备带有紧凑型汇流排单元的电机的泵

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018126777.0 2018-10-26
DE102018126777.0A DE102018126777A1 (de) 2018-10-26 2018-10-26 Pumpe aufweisend einen Elektromotor mit kompakter Sammelschieneneinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020083559A1 true WO2020083559A1 (de) 2020-04-30

Family

ID=67928840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/074085 Ceased WO2020083559A1 (de) 2018-10-26 2019-09-10 Pumpe aufweisend einen elektromotor mit kompakter sammel-schieneneinheit

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN113273060B (de)
DE (1) DE102018126777A1 (de)
WO (1) WO2020083559A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220263372A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-18 Nidec Motors & Actuators (Germany) Gmbh Electric motor with busbars

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3989407B1 (de) * 2020-10-20 2025-09-03 Mahle International GmbH Elektrische maschine
DE102021123833B3 (de) 2021-09-15 2023-03-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Maschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1793476A1 (de) * 2005-12-01 2007-06-06 Wilo Ag Kreiselpumpe mit Spalttopf
JP2014158421A (ja) 2014-06-04 2014-08-28 Hitachi Car Eng Co Ltd ブラシレスモータ
DE102016101963A1 (de) * 2016-02-04 2017-08-10 Bühler Motor GmbH Elektromotor für eine Fluidpumpe, modulare Motorfamilie zur Bildung unterschiedlicher Fluidpumpen mit mehreren solcher Elektromotoren und Herstellungsverfahren
WO2017199736A1 (ja) * 2016-05-16 2017-11-23 Ｋｙｂ株式会社 バスバーユニット及び回転電機
DE102016123479A1 (de) * 2016-12-05 2018-06-07 Nidec Corporation Sammelschieneneinheit für einen Stator eines Elektromotors

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5417721B2 (ja) * 2008-03-13 2014-02-19 日本電産株式会社 モータ
KR200456092Y1 (ko) * 2010-03-02 2011-10-11 계양전기 주식회사 브러쉬리스 모터용 버스바 장치
JP2012228007A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Asmo Co Ltd バスバー装置、ステータ、モータ及びステータの製造方法
JP6190599B2 (ja) * 2013-03-08 2017-08-30 Ｋｙｂ株式会社 バスバーユニットの製造方法
KR102301927B1 (ko) * 2014-12-29 2021-09-14 엘지이노텍 주식회사 스테이터 조립체, 이를 포함하는 모터 및 스테이터 조립체의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1793476A1 (de) * 2005-12-01 2007-06-06 Wilo Ag Kreiselpumpe mit Spalttopf
JP2014158421A (ja) 2014-06-04 2014-08-28 Hitachi Car Eng Co Ltd ブラシレスモータ
DE102016101963A1 (de) * 2016-02-04 2017-08-10 Bühler Motor GmbH Elektromotor für eine Fluidpumpe, modulare Motorfamilie zur Bildung unterschiedlicher Fluidpumpen mit mehreren solcher Elektromotoren und Herstellungsverfahren
WO2017199736A1 (ja) * 2016-05-16 2017-11-23 Ｋｙｂ株式会社 バスバーユニット及び回転電機
DE102016123479A1 (de) * 2016-12-05 2018-06-07 Nidec Corporation Sammelschieneneinheit für einen Stator eines Elektromotors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220263372A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-18 Nidec Motors & Actuators (Germany) Gmbh Electric motor with busbars
US12176779B2 (en) * 2021-02-17 2024-12-24 Nidec Motors &Actuators (Germany) Gmbh Electric motor with busbars

Also Published As

Publication number Publication date
CN113273060A (zh) 2021-08-17
DE102018126777A1 (de) 2020-04-30
CN113273060B (zh) 2024-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1642376B1 (de) Verschaltungselement für eine wicklung einer elektrischen maschine
DE102016224526A1 (de) Stator einer elektrischen Maschine, elektrische Maschine sowie Verlege- und Kontakteinrichtung für eine elektrische Maschine
EP3223395B1 (de) Elektromagnetenstruktur einer elektrischen maschine
DE202005011721U1 (de) Stator eines Elektromotors mit Wicklungs-Verschaltungsanordnung
DE102016101338B4 (de) Gleichstrommotor
EP3017527B1 (de) Elektronisch kommutierter motor
WO2015082220A2 (de) Stator für einen elektronisch kommutierten gleichstrommotor
DE102015217017B4 (de) Statorbaugruppe für einen Elektromotor
EP3824528A1 (de) Elektromotor mit einer verschaltungseinheit und verfahren zur herstellung eines elektromotors mit einer verschaltungseinheit
WO2020083559A1 (de) Pumpe aufweisend einen elektromotor mit kompakter sammel-schieneneinheit
WO2016062524A1 (de) Schaltringanordnung für eine elektrische maschine
DE102018126776A1 (de) Elektromotor mit kompakter Sammelschieneneinheit
DE102017211392A1 (de) Stator für einen Elektromotor und Elektromotor
DE102019134935B4 (de) Elektromotor mit kompakter Sammelschieneneinheit
EP3824530B1 (de) Elektromotor mit einer verschaltungseinheit
WO2022122066A1 (de) Stator
EP2342799B1 (de) Elektrische maschine mit einem kontaktelement zur elektrischen verbindung elektrischer bauteile
EP3824529A1 (de) Elektromotor mit einer verschaltungseinheit und verfahren zur herstellung eines elektromotors mit einer verschaltungseinheit
DE202019101088U1 (de) Bürstenloser Elektromotor mit Sammelschieneneinheit
DE102022200865A1 (de) Stator eines Elektromotors
WO2012022521A1 (de) Kontakteinrichtung in einem stator einer elektrischen maschine
DE102021124005A1 (de) Bürstenloser Elektromotor mit flachen Sammelschienen
DE102021124006A1 (de) Bürstenloser Elektromotor mit flachen Sammelschienen
DE102023203920A1 (de) Kontaktelement
DE102021124007A1 (de) Bürstenloser Elektromotor mit flachen Sammelschienen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19766245

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19766245

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1