专利名称：电机的转子及其触通方法
技术领域：
本发明涉及电机的转子，其具有换向器，所述换向器的叠片与转子绕组的导线电
连接。此外，本发明还涉及这种转子的电触通的方法。
背景技术：
电机转子的绕组必须与供电装置电连接。对于直流应用，换向器是已知的，所述换 向器具有叠片，在现有技术中，所述叠片通过叠片端部的钩形几何形状或者通过构造在叠 片端部的开槽与转子绕组的导线电连接。在此，导线被钩在钩形几何形状中或者被插入到 开槽中并且主要通过所谓的热熔或者阻焊电连接及者机械连接。此外，转子绕组的待接触 的导线被直接固定在叠片上的解决方案是已知的，例如被钎焊或者熔焊在叠片上。由此虽 然实现了相对较少的空间需求，却面临缺少形状配合连接的代价以及由此明显变大的电连 接故障风险。在借助钩形几何形状构造的实施方式中，存在通过钩连区域中的绕组导线的 环线几何形状以及通过钩形几何形状自身引起的结构自由度的空间限制。在环线几何形状 彼此之间的距离很小的情况下存在导线彼此短路的危险，尤其是由于接触过程或者在接触 过程期间，并且由此存在制造期间更大的废品风险。由此，在结构空间已给定的情况下限制 了叠片数。在具有用于导线的触通的开槽的实施方式中需要使用大量材料并且需要多个加 工步骤，尤其是用于公差补偿的加工步骤。
发明内容
本发明的任务在于，能够在结构空间已给定的情况下成本有利并且运行可靠地实 现更多的叠片数，或者在换向器的叠片数已给定的情况下减小结构体积以及节省材料消 耗，其中无论如何都应当确保安全的过程控制。 为此，建议一种电机转子，其具有换向器，换向器的叠片与转子绕组的导线电连 接。在此设有绝缘体，其具有用于固定导线的容纳部。在每个容纳部中都插有与导线电连 接的叠片。与现有技术不同的是，转子绕组的导线分别为了与叠片触通而被固定在绝缘体 的容纳部中。因此，每个与叠片接触的导线都配有用于固定导线的容纳部。相应的叠片插 入到在这个容纳部中并且在此与相应的导线电连接。 容纳部可被构造为通孔或者边缘敞开的容纳部。通孔尤其是在绝缘体中与转子的 旋转轴线平行或者基本上平行延伸的通孔(例如具有不同于圆形的几何形状的孔或者凹 槽)，其中优选地，所述通孔对应于并且匹配于单个叠片的位置进行构造。所述容纳部也可 被构造为边缘敞开的容纳部，即被如此构造，使得容纳部向着绝缘体的外部轮廓敞开，从而 导线例如可以从绝缘体的外部轮廓插入到容纳部中。 在另一个实施方式中，叠片和导线之间的相应的电连接被构造为通过由所对应的 容纳部引起的压合力所形成的接触式触通。因此通过以下方式产生电连接，即叠片和导线 插入到容纳部中，并且在此容纳部由于其几何形状(例如为了容纳叠片和导线而尺寸刚好 或者甚至尺寸不足地构造的直径)形成压合力，即由容纳部的壁体引起的压合力，从而在叠片和导线之间强制地产生接触式触通。因此，叠片和导线以导电的方式彼此接触，其中这 样的接触实现了触通。 在另一个实施方式中，叠片和导线之间的各个电连接被构造为熔焊连接、钎焊连 接或者机械连接，尤其是摩擦连接。除了通过以上所述的容纳部的压合力，电连接也可以以 惯用的方式被构造为熔焊连接、钎焊连接或者机械连接，尤其是摩擦连接。以这样的方式， 叠片和导线之间的电连接可以与状况和要求相适应地满足电机的相应要求，尤其是在连接 的机械稳定性和导电能力以及离心负荷能力方面。特别地，还提出了电连接被设置为纯粹 的机械连接，例如通过所述的摩擦连接。这样的连接可以借助简单的手段价格有利的制造。
在另一个实施方式中提出了，导线从容纳部的一侧插入该容纳部中而叠片尤其是 径向地、轴向地、倾斜地或者在其他方向上从容纳部的另一侧插入该容纳部中。这就是说， 例如导线从一侧，即例如从转子绕组那侧插入到在绝缘体中被构造为通孔的容纳部中，而 叠片从绝缘体的另一侧，即从背离转子绕组的那侧插入。特别地，以上所述的连接可以借助 容纳部的或者容纳部的壁体的压合力通过以下方式来简单地实现，即导线来自转子绕组或 者在转子绕组处出发，插入到与转子绕组轴向相邻的容纳部中，而换向器相应的叠片从容 纳部相应的另一侧插入。在容纳部中，导线和叠片相互接触，尤其是以这样的实施方式，即 叠片具有与容纳部和所期望的连接形状相对应的叠片销，用于插入到容纳部中。在此，不仅 可以从容纳部的位于导线的插入方向对面的另一侧实施插入，即基本上与之成180度的角 度，而且例如也可以在容纳部被构造为边缘敞开的容纳部时，在径向上或者与导线的插入 方向倾斜地插入。尤其也可以沿直线方向插入叠片，即基本上与转子的旋转轴线轴向平行 地插入叠片，与之相反，导线在另一方向上，尤其是径向地或者倾斜地插入。在此至关重要 的是，导线和叠片彼此达到电接触的接触位置中，优选地位于由于几何形状而不会自己脱 落的接触位置中。 在另一个实施方式中，导线中的至少一个导线被构造为线环。在此，各个转子绕组 的导线不是特定绕组的或者被截断用于多个绕组，而是被构造为用于转子的多个或者所有 转子绕组的连续的导线，其中在换向器的区域中或者在导线的容纳部中从转子绕组过渡到 另一个转子绕组，例如相邻的转子绕组，更确切地说，导线被构造为线环，即具有回引。因此 插入到容纳部中的不是导线的线端部而是线环，所述线环由容纳部导向到另外的、其他转 子绕组。由此可以实现转子的连续缠绕。 在另一个实施方式中提出了，容纳部被构造为绝缘体上的径向容纳部。所述容纳
部基本上径向地，尤其是开槽状地设在绝缘体中并且允许导线插入或者夹入。 在另一个实施方式中，绝缘体的径向容纳部借助可轴向推入的环形固定体封闭。
在导线和/或叠片容纳到容纳部中以后以这样的方式装上环形固定体，尤其是在轴向上推
入环形固定体，使得导线和/或叠片不再能够在径向上脱离绝缘体，即不再能够脱离径向
容纳部，因为环形固定体向外封闭径向容纳部，即在离心方向上封闭径向容纳部。 在另一个优选的实施方式中，叠片形成集成的结构单元，其为了导线的电触通而
被径向地引至绝缘体。因此，换向器作为与导线触通的叠片的整体被构造为预先制造的集
成的结构单元。所述结构单元为了导线的电触通而被在轴向上引至绝缘体，其中在优选的
实施方式中在轴向引向时进行电触通，即通过与导线的接触。 在另一个优选的实施方式中，导线穿过绝缘体的穿通口，其中导线的弯曲的端部区域插入到容纳部中。在此，导线优选以这样地方式穿过绝缘体的穿通口，即导线从转子绕 组开始穿过在轴线方向上邻接的绝缘体。导线的弯曲的端部区域在本身那侧插入到容纳部 中，因此容纳部和穿通口是绝缘体的不同开口或者槽口。插入到容纳部中的导线的端部区 域为了触通而与叠片连接。 尤其优选地提出了，所述弯曲的弯曲角度为180度或者约为180度。因此，所述弯 曲构成导线的回转，其中弯曲的端部区域接着导线的弯曲而插入到容纳部中。以这样的方 式，可以从转子绕组起形成穿过绝缘体的穿通口的导线或者线环，其中在穿过绝缘体的穿 通口之后，即到达绝缘体的位于转子绕组对面的相背离的侧面，所述弯曲具有约180度的 角度，并且弯曲的导线端部或者线环插入到绝缘体的容纳部中，即重新处于指向转子绕组 的方向上。如果现在在所述容纳部中尤其在轴向上插入、尤其是在轴向上推入叠片或者由 单个叠片组成的集成的结构单元，则单个导线在容纳部中的定位阻止了插入叠片或者叠片 销以便触通导线时导线发生偏移。只要叠片或者叠片销被插入，则导线通过弯曲——通过 所述弯曲导线又重新朝着转子绕组的方向插入到容纳部中——被构造为在一定程度上为 自锁止的，因为导线仅仅可能在叠片的推入方向的相反方向上脱离。以这样的方式可以在 结构空间已给定并且因此换向器的周长已给定的情况下，实现比现有技术中目前已知的接 触方法明显更多的极数。为了避免短路，装配偏差和公差范围在所述的实施方式中可保持 更小或者完全避免，从而在换向器上实现窄得多的叠片设置，其中单个叠片也可以被构造 得比现有技术更窄(在圆周方向上观察)。 此外还提出了一种用于使电机转子的转子绕组的导线和转子的换向器的叠片电 连接的方法。在此提出，将导线插入到绝缘体的容纳部中以固定导线，并且为了叠片与导线 的电触通，将叠片插入定位在容纳部中。因此，通过将叠片插入到容纳部中实现触通，其中 实现与导线的接触，尤其是以这样的方式，即容纳部的壁体(至少也)对叠片和导线相对地 施加夹紧作用。 在本方法的优选实施方式中，从一侧将导线插入到容纳部中而从另一侧将叠片至
少部分地插入到容纳部中。在此，另一侧与将导线插入的那一侧不同。特别地，在此提出将
导线或者叠片从对置的或者基本上对置的侧面——特别是在轴线方向上观察——插入，或
者将导线从绕组所在的端面插入，而将叠片例如从圆周侧其在径向上插入。 在一种方法改进方案中，可以由此非常简单地构造换向器，即共同形成换向器的
单个叠片插入到单个的插有导线的容纳部中。在此，通过将单个叠片绕着绝缘体的周边插
入到各个容纳部中才形成换向器，换向器不是预先制造的集成的结构单元。 替代以上所述的由单个叠片组成的换向器的改进方案，整个换向器可以是预先制
造并且集成的结构单元，其中所述结构单元轴向地推到在绝缘体上，并且至少部分地将叠
片插入到容纳部中，从而在那里形成单个叠片和与它们分别对应的线环或者分别对应的导
线端部的接触。 其他有利的实施方式由从属权利要求中或者从属权利要求的组合中得出。
以下根据实施例对本发明进行详细地说明，但并不局限于此。
附图示出
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图1 :具有绝缘体的(未缠绕的)转子的轴向上的端面俯视图； 图2 :绝缘体中在缠绕之后插入到被构造为径向容纳部的容纳部中的导线； 图3 :借助环形固定体封闭以上所述的径向容纳部； 图4 :绝缘体，其具有被预先制造为结构单元的换向器的插入到容纳部中的叠片； 图5 :导线和叠片的电连接的示意图。
具体实施例方式
图1示出用于电机的、未缠绕的转子1的端面俯视图，其具有星形设置的转子叠片 2，在所述转子叠片2之间设置有凹槽3。转子1具有转子轴4，在所述转子轴4上——与由 转子叠片2构成的转子叠片组22在轴向上邻接地——设置有绝缘体5，使得绝缘体5与星 形设置的转子叠片2同心地位于转子轴4上。绝缘体5在其圆周6上分布地具有容纳部7， 其中，所述容纳部7在所示实施方式中被构造为边缘敞开的容纳部8，即被构造为径向容纳 部9。径向容纳部9基本上在径向上延伸——在此稍微倾斜地偏离径向——向外朝边缘6 敞开(边缘敞开)。 图2示出绝缘体5并且部分地示出具有以导线10缠绕的转子叠片2的转子l，其 中导线10以这样的方式插入到绝缘体5的容纳部7中，使得导线10在缠绕转子叠片2(由 此缠绕转子1)时由配属于转子叠片2的转子绕组11出发，插入到绝缘体5的容纳部7中 并且从那里延伸到另一个转子叠片2以构成另一个转子绕组11。 图3在俯视图中(在与图l相同的示意图中)示出以导线10缠绕的转子1，其中 导线10插入到绝缘体5的容纳部7中以固定导线，并且其中以导线10缠绕的绝缘体5在 容纳部7的区域中被轴向引入的环形固定体12包围，以封闭径向容纳部9。环形固定体12 在离心方向上封闭被构造为边缘敞开的容纳部8的径向容纳部9，使得导线10不再能够从 容纳部7中脱离。 图4示出已缠绕状态中转子1，其具有以上附图所述的绝缘体5以及径向上在外侧 封闭绝缘体5的环形固定体12。被构造为结构单元13的换向器14在轴向上推移，其中换 向器14由构成周边轨15的叠片6制成。叠片16以现有技术中已知的方式由导电材料制 成，优选地由铜17或铜合金制成。叠片16插入到绝缘体5的容纳部7中，以这样的方式， 叠片6由于容纳部7的几何形状而与插入到各个容纳部7中的导线10强制地接触。为了 插入到容纳部7中，叠片16具有叠片销18形状的收縮部分17。在此，叠片销18插入到容 纳部7的导线10所在的区域中，其中，由于容纳部7的壁体几何形状，强制在叠片销18和 导线10之间产生紧密接触，从而在导线10和叠片销18之间产生摩擦连接以实现电接触。 在此，容纳部7的壁体几何形状的相应构造以及空间尺寸小于由已缠绕的导线10和已插入 的叠片18所共同需要的空间，在此情况下已经可以实现足够好的电触通，从而可以不使用 附加的触通措施，例如钎焊或者熔焊。通过容纳部7的给定几何形状，如以上附图中所示， 在将叠片销18插入到容纳部中时不可能发生导线10的偏移；即导线IO如尤其在附图2中 所示的那样缠绕容纳部7之间形成的凸部19，其中容纳部7同样由环形固定体12在外侧 封闭。于是，插入的导线IO可以不受插入的叠片销18排挤并且使其发生偏移，从而通过接 触和摩擦连接的形成强制地并且可靠地实现电触通。由此可以确保，在轴向R上导入换向 器14时，至少基本同时地将换向器14的所有叠片销18插入到绝缘体15的所有为此设置的容纳部7中时电触通中，并确保非常高的过程可靠性。由此可以在非常高的过程可靠性 的情况下显著地縮短周期时间，由此与现有技术中已知的实施方式相比获得显著的成本优 势和竞争优势。 图5以放大视图部分地示出以导线IO缠绕的转子1以及绝缘体5的区段，其具有 位于其周围的环形固定体12和插入的换向器14。换向器14的叠片销18，即每个叠片16， 在此以这样的方式插入到绝缘体5的容纳部7中，使得在那里插入的导线10由于容纳部7 的几何形状强制被叠片销18夹紧以形成触点19。由此，由于容纳部7对于导线10和叠片 销18而言窄的横截面几何形状，由各个容纳部7的壁体20产生压合力，所述压合力强制产 生作为接触式触通21的触点19。在此导线10不会偏移插入到容纳部7中的叠片销18，由 此在摩擦连接中强制产生接触式触通21。环形固定体12阻止在转子1的区域中导线10从 容纳部7中如由于离心力作用脱离或脱出。这样有效地阻止了导线IO和叠片16之间的接 触式触通21不期望地恶化，因此可以在制造成本较低的情况下非常可靠地运行转子。
权利要求
电机的转子(1)，其具有换向器(14)，该换向器的叠片(16)与转子绕组(11)的导线(10)电连接，其特征在于，设有绝缘体(5)，该绝缘体具有用于固定导线的容纳部(7)，其中，在其中每个容纳部(7)中都插有叠片(16)，所述叠片(16)与所述导线(10)连接。
2. 根据权利要求l所述的转子(l)，其特征在于，所述容纳部(7)被构造为通孔或者边 缘敞开的容纳部(8)。
3. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述叠片(16)和导线 (10)之间的各个电连接被构造为通过由配属的容纳部(7)引起的压合力所形成的接触式 触通(21)。
4. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述叠片(16)和导线 (10)之间的各个电连接被构造为熔焊连接、钎焊连接或者机械连接，尤其是摩擦连接。
5. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述导线(10)从所述容 纳部(7)的一侧插入该容纳部中，而所述叠片(16)从所述容纳部(7)的另一侧插入该容纳 部中。
6. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述导线(10)中的至少 一个导线被构造为线环。
7. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述容纳部(7)被构造为 所述绝缘体(5)上的径向容纳部(9)。
8. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述绝缘体(5)的径向容 纳部(9)借助可轴向推入的环形固定体(12)封闭。
9. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述叠片(16)形成集成 的结构单元(13)，所述结构单元(13)为了触通所述导线(10)而被轴向地引至所述绝缘体 (5)。
10. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述导线(10)穿过所述 绝缘体(5)的穿通口，并且所述导线(10)的弯曲的端部区域插入到所述容纳部(7)中。
11. 根据以上权利要求中任一项所述的转子(l)，其特征在于，所述弯曲的弯曲角度为 180度或者约为180度。
12. 用于使电机的转子的转子绕组的导线与转子的换向器的叠片电连接的方法，其特 征在于，将导线插入到绝缘体的容纳部中以固定导线；并且为了使叠片与导线电触通，将所 述叠片插入定位在容纳部中。
13. 根据权利要求12的方法，其特征在于，将所述导线从一侧插入到所述容纳部中，而 将叠片至少部分地从另一侧插入到所述容纳部中。
14. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过将单个的叠片插入到所 述绝缘体中来构造换向器。
15. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将作为结构单元的换向器推 到所述绝缘体上以实现触通叠片。
全文摘要
本发明涉及一种电机的转子及其触通方法。本发明涉及电机的转子(1)，其具有换向器(14)，该换向器的叠片(16)与转子绕组(11)的导线(10)电连接，其特征在于，设有绝缘体(5)，该绝缘体具有用于固定导线的容纳部(7)，其中，在其中每个容纳部(7)中都插有叠片(16)，所述叠片(16)与所述导线(10)连接。此外本发明还涉及用于使电机的转子的转子绕组的导线与转子的换向器的叠片电连接的方法。在此提出设有绝缘体(5)，该绝缘体具有用于固定导线的容纳部(7)，其中，在其中每个容纳部(7)中都插有叠片(16)，所述叠片(16)与所述导线(10)连接。
文档编号H02K13/04GK101752962SQ20091025349
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月16日 优先权日2008年12月17日
发明者H·斯波纳, J·坦佩尔, M·苏克曼 申请人:罗伯特.博世有限公司