Stator einer elektrischen Maschine, elektrische Maschine sowie Verlege- und

Kontakteinrichtung für eine elektrische Maschine

Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Statorblechpaket, welches eine Anzahl von Statorzähnen aufweist und mit einer auf den Statorzähnen angeordneten, mehrere Phasen umfassenden Drehfeldwicklung versehen ist, wobei jede Phase mindestens eine Spule umfasst, die ein erstes und mit ein zweites Spulenende aufweist, sowie mit einer Kontakteinrichtung zur Kontaktierung und Fixierung der Spulenenden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine mit einem derartigen Stator sowie eine Verlege- und Kontakteinrichtung für eine solche elektrische Maschine. Unter einer elektrischen Maschine wird nachfolgend insbesondere ein Elektromotor, insbesondere für eine Servolenkung, verstanden.

Heutzutage weisen viele Kraftfahrzeuge eine Servolenkung auf, welche eine Lenkkraft, die zu einer Betätigung eines Lenkrads bei einem Lenken im Stillstand oder im Falle niedriger Fahrzeuggeschwindigkeiten benötigt wird, reduziert. Die Servolenkung unterstützt hierbei einen Kraftfahrzeugnutzer beim Lenken, indem die von dem Kraftfahrzeugnutzer aufgebrachte Lenkkraft beispielsweise mit einem Hydrauliksystem oder mit einem Elektromotor unterstützt wird.

Bei einer elektromotorischen Servolenkung (EPS: Electric Power Steering, EPAS: Electric Power Assisted Steering) unterstützt und überlagert ein an der Mechanik des Lenkrads (Lenksäule, Lenkgetriebe) angeordneter Elektromotor die Lenkbewegungen des Kraftfahrzeugnutzers mit einer erzeugten Hilfskraft. Für derartige elektromotorische Antriebe werden zunehmend häufig sogenannte bürstenlose Elektromotoren (bürstenloser Gleichstrommotor, BLDC-Motor) eingesetzt, bei de- nen die verschleißanfälligen Bürstenelemente eines starren (mechanischen) Kommutators durch eine elektronische Kommutierung des Motorstroms ersetzt sind.

Ein derartiger bürstenloser Elektromotor als elektrische (Drehstrom-)Maschine weist prinzipiell einen feststehenden (stationären) Stator mit einem Statorblechpaket mit einer Anzahl von beispielsweise sternförmig angeordneten Statorzähnen auf. Die Statorzähne tragen eine elektrische Drehfeldwicklung in Form einzelner (Stator-)Spulen beziehungsweise Spulenwicklungen (Phasenwicklungen), welche ihrerseits aus einem Isolierdraht (Spulendraht) gewickelt sind. Die Phasenwicklungen sind mit deren Spulen- oder Phasenenden einzelnen (Motor-)Strängen beziehungsweise (Motor-)Phasen zugeordnet und untereinander in einer vorbestimmten Weise verschaltet.

Im Falle eines bürstenlosen Elektromotors als dreiphasige Drehstrommaschine weist der Stator drei Phasen und damit zumindest drei Phasenleiter oder Phasenwicklungen auf, die jeweils phasenversetzt mit elektrischem Strom beaufschlagt werden, um ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen, in dem ein üblicherweise mit Permanentmagneten versehener Rotor oder Läufer rotiert. Die Phasenenden der Phasenwicklungen werden zur Ansteuerung des Elektromotors über Phasenanschlüsse an eine Motorelektronik geführt. Die Spulenwicklungen der Drehfeldwicklung werden hierbei mittels der Spulenenden in bestimmter weise miteinander verschaltet. Die Art der Verschaltung der Spulenenden ist durch das Wickelschema beziehungsweise den Wicklungsaufbau der Drehfeldwicklung bestimmt, wobei als Wickelschema eine Sternschaltung, eine Dreiecksschaltung oder eine Kombination hieraus üblich ist.

Zur Führung und Verschaltung der Spulenenden sind Kontakteinrichtungen üblich, die statorstirnseitig auf den Stator aufgesetzt werden. Eine derartige Kontakteinrichtung weist beispielsweise einen Verlegering und einen darauf aufsetzbaren Verschaltungsring auf, zwischen denen die zu verschaltenden Spulenenden sandwichartig einhegen. Zum Zwecke einer möglichst flexiblen Realisierung unterschiedlicher Wicklungsschemas ist es beispielsweise möglich, die Kontakteinrichtung als eine modulare Baugruppe auszuführen, sodass je nach Anwendung und gewünschter Verschal- tung eine unterschiedliche Kontaktiereinrichtung auf den Stator aufgesetzt ist. Insbesondere bei Anwendungen in welchen eine einfach oder mehrfach redundante Verschaltung der Drehfeldwicklung gewünscht ist, weist eine derartige modulare Kontaktiereinrichtung nachteiligerweise einen vergleichsweise hohen Bauraumbedarf (Packaging) auf, um die Verschaltung geometrisch zuverlässig abzubilden .

Des Weiteren weist eine derartige Kontaktiereinrichtung eine vergleichsweise hohe Baugruppenkomplexität auf, wobei sich weiterhin die einzelnen Fertigungstoleranzen der Vielzahl von Bauteilen addieren. Dadurch sind Toleranzanforderungen hinsichtlich einer gewünschten optimalen Positionierung auf dem Stator lediglich vergleichsweise kostenintensiv realisierbar.

Aus der EP 2 082 472 B1 ist ein Elektromotor bekannt, bei welchem zwei stirnseitig angeordnete, kreisringförmige Spulenträger auf den Stator aufgesetzt sind, auf welche die Spulenwicklungen gewickelt sind. Zwischen zwei benachbarten Statorzähnen ist ein haken- oder ösenartiges Befestigungselement in der Statornut angeordnet, in welches eine Verbindungsleitung zwischen den auf den Statorzähnen aufgebrachten Spulen eingehängt und elektrisch leitfähig angebunden ist. Das Befestigungselement ist mit einem Einpressstift als Kontaktelement gekoppelt, welcher zur Kontaktierung in eine ringförmige Platine (Leiterplatte) als Verschal- tungsring eingepresst wird. Die Platine weist hierbei zur Verschaltung der Spulen zur Drehfeldwicklung eine Anzahl von Ringleitungen auf.

Die EP 2 182 616 A2 beschreibt einen Elektromotor mit zwei stirnseitig auf den Stator aufgesetzten kreisringförmigen Spulenträgern, wobei einer der Spulenträger eine Anzahl von Positionierungshilfen aufweist, mittels denen ein mit einem Drehstellungssensor (Rotorlagensensor) versehener Verschaltungsring positionierbar ist. Die Positionierungshilfen sind hierbei in Form von radial orientierten Schneidklemmkontakten ausgeführt, wobei die Phasenenden der Spulen in Schneidklem- men des Spulenträgers einsitzen und mittels eines Klemmsteckers des Verschal- tungsrings verschaltet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Stator anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde einen mit einem derartigen Stator versehene elektrische Maschine sowie eine Verlege- und Kontakteinrichtung hierfür anzugeben.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Stators mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Elektromotors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 sowie hinsichtlich der Verlege- und Kontakteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Stator ist für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine elektrische oder elektromotorische Servolenkung in einem Kraftfahrzeug, geeignet und ausgestaltet. Hierzu umfasst der Stator ein insbesondere stanzpaketiertes Statorblechpaket, welches eine Anzahl von, beispielsweise nach innen gerichteten, Statorzähnen aufweist. Die Statorzähne sind mit einer mehrphasigen Drehfeldwicklung versehen, wobei jede Phase mindestens eine Spule oder Spulenwicklung (Phasenwicklung) umfasst, die ein erstes und ein zweites Spulenende aufweist. Die Spulen sind hierbei insbesondere als Einzelspulen auf jeweils einem Statorzahn angeordnet. Alternativ sind auch Doppel- oder Mehrfachspulen denkbar, deren Spulenwicklung auf zwei oder mehreren Statorzähnen aufgebracht ist.

Zur Verlegung, Kontaktierung und Verschaltung der Spulenenden zur Drehfeldwicklung ist eine beispielsweise kreisringförmige Kontakteinrichtung vorgesehen. Die Kontakteinrichtung weist ein auf das Statorblechpaket stirnseitig aufgesetztes Verlegeelement (Verlegering) zur Führung der Spulenenden auf. Auf das Verlegeelement ist ein Verschaltungselement (Verschaltungsring) zur Verschaltung der Spulenenden mit Phasenanschlüssen an der Statorstirnseite aufgesetzt. Das Verlegeelement weist eine der Anzahl der Spulenenden entsprechende Anzahl von Durchführöffnungen auf, welche jeweils in eine radial und/oder tangential verlaufende Führungsnut münden. Mit anderen Worten ist es möglich, dass die Führungsnuten radial oder tangential oder radial und tangential verlaufend in das Verlegeelement eingebracht sind.

Die Führungsnuten weisen insbesondere eine etwa V- oder U-förmigen Querschnittsform auf, und sind als verschaltungselementseitig offene Vertiefungen in das Verlegeelement eingebracht. Die Spulenenden ragen hierbei senkrecht, das bedeutet entlang einer Axialrichtung des Stators (Statorachse), durch die Durch- gangsöffnungen hindurch, und sind insbesondere radial abgewinkelt entlang der jeweiligen Führungsnut zu einer Kontaktstelle der Führungsnut geführt. Die Spulenenden sind an den Kontaktstellen jeweils mittels eines mit dem Verschaltungs- element elektrisch leitfähig gekoppelten Kontaktelements axial kontaktiert und fixiert. Die Führungsnuten weisen hierbei in Axialrichtung jeweils eine Engstelle auf, welche das jeweils in der Führungsnut geführte oder einsitzende Spulenende gegen ein axiales Herausgleiten sichert.

Dadurch ist eine besonders einfache Montage des Stators, insbesondere hinsichtlich einer Verschaltung der Spulenenden zu den Phasen beziehungsweise zur Drehfeldwicklung realisiert. Des Weiteren wird durch die axiale Kontaktierung mittels der Kontaktelemente automatisch eine Montage entlang der Axialrichtung des Stators ermöglicht, wodurch ein besonders zweckmäßiges und einfaches Fügen des Stators gewährleistet ist.

Bei einer Montage des Stators werden zunächst die Spulenenden durch die Durchführöffnungen des Verlegeelements geführt und anschließend radial

(und/oder tangential) entlang der Führungsnuten umgebogen. Die Spulen sind vorzugsweise aus einem Isolierdraht (Lackdraht) als Spulendraht gewickelt, sodass die Spulenenden leicht biegbar abgewinkelt entlang der Führungsnuten verlegbar sind. Dadurch weisen die Spulenenden jedoch aufgrund der vorhandenen Biegeelastizität die Tendenz auf - nach einem Abwinkein entlang der Führungsnuten - in eine axial abstehende Position zurück zu federn, wodurch eine Kontaktie- rung mit dem Verschaltungselement erschwert werden würde. Dies wird mittels der in den Führungsnuten integrierten Engstellen vorteilhaft und konstruktiv einfach vermieden.

Die Engstellen stellen somit sicher, dass die Spulenenden zur einfachen Kontaktierung in der Ebene der Führungsnuten gehalten werden. Mit anderen Worten werden die Spulenenden im Zuge der Abwinkelung in die Führungsnuten einge- presst, das bedeutet durch die Engstelle hindurchgeführt und somit in den Führungsnuten vorzugsweise formschlüssig in Position gehalten. Mit anderen Worten greift das Spulenende derart in die Engstelle ein, dass die Engstelle eine Bewegung des Spulenendes in axialer Richtung sperrt. Dadurch werden die Spulenenden zuverlässig und sicher auch während des axialen Kontaktierens in den Führungsnuten gehalten. Somit wird die Kontaktierung mit dem Verschaltungselement und somit die Montage des Stators vereinfacht. Dies überträgt sich in der Folge vorteilhaft auf die Herstellungskosten des Stators.

Das vorzugsweise als einteiliges Spritzgussteil hergestellte, vorzugsweise kreisringförmige, Verlegeelement (Verlegering) ist somit als ein mechanisches Trag- und Positionierelement für die Spulenenden ausgebildet. Die Durchführöffnungen sind vorzugsweise radial innenseitig in den Verlegering eingebracht, wobei die Führungsnuten zu den insbesondere radial außenseitigen Kontaktstellen gerichtet sind. Dadurch ist eine besonders zweckmäßige und einfache Kontaktierung mittels der Kontaktelemente ermöglicht.

Die Führungsnuten stützen und führen den insbesondere als Isolierdraht ausgeführten Spulendraht der Spulenenden. Des Weiteren werden die Spulenenden durch die Führung in den Führungsnuten gegenüber leitenden Komponenten des Stators und/oder des Elektromotors isoliert. Beispielsweise werden die Spulenenden somit in einem Elektromotor gegenüber einem Motorgehäuse und/oder einem Lagerschild isoliert.

Im Bereich des insbesondere kreisringförmigen Verschaltungselements (Verschal- tungsring) ist vorzugsweise ein Rotorlagesensor zur Erfassung einer Rotations- oder Winkellage eines Rotors des Elektromotors angeordnet. Durch die axiale Kontaktierung des Verschaltungsrings mit dem Verlegering wird eine definierte Ausrichtung gewährleistet, was sich vorteilhaft hinsichtlich einer Positionierung eines Rotorlagensensors überträgt. Dadurch ist eine besonders zweckmäßige Anordnung des für die Kommutierung vorteilhaften Rotorlagesensors realisiert. Der Rotorlagesensor ist beispielsweise als ein Hallsensor ausgeführt. Des Weiteren ist es denkbar, weitere (Vor-Ort-)Sensoriken und Zusatzfunktionen zur Zustandsbe- stimmung der elektrischen Maschine, wie beispielsweise einen Temperatursensor zur Erfassung der Motor- oder Statortemperatur, im Bereich des Verschaltungsrings anzuordnen.

Das Statorblechpaket umfasst in einer geeigneten Ausführungsform einen Statorstern und ein mit dem Statorstern verpresstes, hohlzylindrisches Statorjoch, wobei die Statorzähne des Statorsterns (radial) nach außen gerichtet sind.

Dadurch ist ein einfacher und kostengünstiger Stator realisiert. Im Zuge einer Montage werden hierbei zunächst die Statorzähne von außen mit den Spulenwicklungen bewickelt und anschließend das Statorjoch auf den Statorstern gepresst. Mit anderen Worten werden während eines Fügeprozesses während eines Pressvorgangs der mit den Spulen bestückte Statorstern und das Statorjoch unter Bildung der Verbindungstellen zwischen den Zahnspitzen der Statorzähne und dem Statorjoch miteinander gefügt. Dadurch ist während des Bewickeins ein erleichterter Zugang zu den Statorzähnen ermöglicht, wodurch sich die Bestückung mit den Spulen- beziehungsweise Phasenwicklungen vereinfacht.

In einer geeigneten Weiterbildung ist die Engstelle durch beidseitig der Führungsnut in diese hineinragende Haltenasen gebildet. Die Haltenasen übergreifen somit zumindest teilweise die verschaltungsringseitige Öffnung der Führungsnut, wodurch deren lichte Weite geeigneterweise auf einen Wert kleiner dem Drahtdurchmesser des zu haltenden Spulenendes reduziert wird. Dadurch ist eine besonders einfache und zweckmäßige, formschlüssige Halterung für die Spulenenden realisiert. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weisen die Spulen jeweils eine Spulen- beziehungsweise Phasenwicklung auf, welche auf einen auf einen Statorzahn aufgesetzten Spulenträger (Spulenkörper) aufgebracht ist. Mit anderen Worten sind die die Spulen bildenden Spulenwicklungen jeweils um einen den jeweiligen Statorzahn umgreifenden Spulenträger gewickelt. Der vorzugsweise aus einem isolierenden Material hergestellte Spulenträger ist beispielsweise ein einteiliger oder mehrteiliger, etwa rechteckiger Rohrabschnitt. Der Spulenträger weist vorzugsweise stirnseitige, dass heisst senkrecht zur Zahnlängsrichtung gerichtete, Flanschkragen auf, zwischen denen der vorhandene Wickelraum begrenzt ist. Der Spulenträger verhindert somit ein Heruntergleiten der Drehfeldwicklung von den Zähnen des Stators. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass die Spulenträger zunächst als einzelne Segmente bewickelt werden, und anschließend auf die Statorzähne aufgesetzt werden. Mit anderen Worten sind die Spulen vorzugsweise als einzelne, separate Bauteile ausgeführt.

In einer alternativen Ausführungsform ist es ebenso denkbar, dass ein oder jeder Statorzahn zur Ausbildung eines Spulenträgers direkt mit einem Kunststoff umspritzt ist, oder dass die Statorzähne spulenträgerlos mit der Drehfeldwicklung bewickelt sind.

Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Durchführöffnungen des Verlegeelements beziehungsweise Verlegerings jeweils eine dreh- feldwicklungsseitige Zylinderöffnung mit einer eingebrachten Haltenut aufweisen. In der Haltenut sitzt im Montagezustand ein jeweiliger Spulenträger, insbesondere mittels des Flanschkragens, zumindest teilweise ein. Dadurch wird der Verlegering an den Spulenkörpern des Statorblechpakets abgestützt. Mit anderen Worten weisen die Spulenkörper somit eine Stützfunktion auf, welche einen Toleranzausgleich und einen Festsitz des Verlegerings beziehungsweise der Kontakteinrichtung auf dem Statorstern im Zuge der Montage verbessern. Dadurch ist ein besonders stabiler Stator realisiert.

In einer geeigneten Ausgestaltung weist das kreisringförmige Verlegeelement einen radial innenseitigen Innenkragen auf, welcher im Montagezustand zumindest teilweise in eine zentrale Ringöffnung des Verschaltungselements eingreift und dieses radial klemmfixiert. Das Verlegeelement beziehungsweise der Verlegering ist somit als eine Zentrierhilfe für das Verschaltungselement beziehungsweise den Verschaltungsring eingerichtet. Dadurch wird die Montage des Stator vereinfacht.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Innenkragen des Verlegeelements segmentiert mit einer Anzahl von ersten und zweiten, etwa zinnenartigen Kragenzähnen ausgeführt. Die ersten Kragenzähne stehen dem Verlegeelement axial in Richtung des Verschaltungselements empor, und klemmfixieren dieses im Füge- zustand. Die zweiten Kragenzähne sind auf der den ersten Kragenzähnen gegenüberliegenden Seite des Verlegeelements angeformt, und stehen somit in Richtung der Drehfeldwicklung beziehungsweise des Statorblechpakets empor. Im Montagezustand greifen die zweiten Kragenzähne formschlüssig in eine jeweilige, radial innenseitige, Aufnahme oder Aufnahmekontur der Spulenträger, insbesondere deren Flanschkragen, ein. Dadurch ist eine stabile und verdrehsichere Montage des Verlegeelements gewährleistet.

Alternativ ist es ebenso denkbar, dass die Flanschkrägen der Spulenkörper mit emporstehenden zweiten Kragenzähnen versehen sind, welche im Fügezustand in komplementäre Aufnahmekonturen des Verlegeelements eingreifen. Dadurch ist eine (formschlüssige) Befestigungsfunktion mittels der Kragenzähne von den Spulenträgern in Richtung des Verlegeelements realisiert.

In einer zweckmäßigen Ausführung ist das Verschaltungselement beziehungsweise der Verschaltungsring als eine, vorzugsweise mehrlagige, runde oder eckige, Leiterplatte mit einer Anzahl von Leiterbahnen ausgeführt. Die Leiterbahnen der Leiterplatte verbinden die an einer dem Statorblechpaket abgewandten Außenseite des Verschaltungsrings angeordneten Phasenanschlüsse elektrisch mit den an der gegenüberliegenden Innenseite des Verschaltungsrings angeordneten Kontaktelementen. Dadurch ist eine besonders einfache und kompakte Führung und Ver- schaltung der Spulenenden zu den Phasenanschlüssen ermöglicht, welche eine besonders aufwandsarme Verschaltung der Phasen zur Drehfeldwicklung gewähr- leisten. Dadurch ist im Montagezustand ein besonders vorteilhaftes elektrisches Verteilernetz für die elektrische Maschine gebildet.

In einer besonders kompakten und zweckmäßigen Ausführungsform sind die Leiterbahnen beispielsweise axial übereinandergestapelt in der beispielsweise als kreisringförmiges PCB (printed circuit board) ausgeführten Leiterplatte integriert. Mit anderen Worten sind die Leiterbahnen mehrlagig übereinander in der Leiterplatte integriert. Die mehrlagige und insbesondere einteilig flächige Leiterplatte ist somit als ein besonders platzsparendes elektrisches Verteilernetz für die elektrische Maschine beziehungsweise den Elektromotor ausgeführt. Dadurch wird der axiale Bauraum des Stators und somit auch einer damit ausgestatteten elektrischen Maschine reduziert. Des Weiteren wird die Stromtragfähigkeit der Leiterplatte durch den Mehrlageneinsatz der Leiterbahnen wesentlich verbessert. In der Folge wird ein erhöhter Freiheitsgrad hinsichtlich der Ausgestaltung und der Architektur des Stators im Hinblick auf funktionale Aspekte ermöglicht. Insbesondere wird somit ein erhöhter Füllfaktor, das bedeutet eine erhöhte Anzahl an Spulenwindungen, bei gleicher axialer Ausdehnung des Stators realisierbar, was sich vorteilhaft auf die Leistungsfähigkeit der damit ausgestatteten elektrischen Maschine überträgt.

Prinzipiell sind die Anzahl der Lagen von Leiterbahnen sowie die technologische Ausführung der Leiterplatte unterschiedlich ausführbar. Insbesondere sind über eine geeignete Wahl des Layouts beziehungsweise des Leiterbahnverlaufs unterschiedliche Verschaltungsvarianten, insbesondere auch für (mehrfach) redundante Verschaltungen, problemlos und einfach realisierbar, ohne dass dabei eine geometrisch veränderte Bauteilausführung notwendig ist. Dies ermöglicht einen besonders hohen Vorfertigungsgrad des Stators, da das Verschaltungselement als ein modulares Bauteil je nach Anwendung und gewünschter Verschaltung austauschbar ist. Dadurch wird ein besonders flexibler und kostengünstiger Stator ermöglicht.

In einer geeigneten Ausbildung ist das etwa kreisringförmige Verschaltungselement aus einer Anzahl einzelner (segmentierter) kreisringsektorförmiger Teilringe gebildet beziehungsweise zusammengesetzt. Mit anderen Worten ist die etwa kreisringförmige Leiterplatte des Verschaltungsrings beziehungsweise -elements in mehrere Teilringe oder Segmente aufgeteilt. An den radial gerichteten und einander zugewandten Sektorwänden der Teilringe sind geeigneterweise Kontaktstellen beziehungsweise Verbindungselemente vorgesehen, mittels welchen die Teilringe im Fügeverbund des Verschaltungselements mechanisch und/oder elektrisch leitfähig miteinander gekoppelt sind.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung sind die Kontaktelemente verlege- elementseitig zur Schneidklemmkontaktierung mit den Spulenenden und verschal- tungselementseitig für eine Einpresszone/-kontaktierung mit dem Verschaltungs- element ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Kontaktelement als ein Mehrfachkontakt ausgestaltet. Dadurch ist eine lötfreie und werkzeugarme Verbindung und elektrische Kontaktierung zwischen dem Verlegeelement beziehungsweise den Spulenenden und dem Verschaltungselement realisiert. Dies überträgt sich in der Folge vorteilhaft auf eine Reduzierung des Montageaufwands bei der Montage des Stators, wodurch dessen Herstellungskosten reduziert werden. Des Weiteren ist eine einfache und kostengünstige Kontaktierung und Fixierung der Spulenenden realisiert. Insbesondere werden weiterhin bei der Montage des Stators geringere Aufwände hinsichtlich Restschmutzanforderungen ermöglicht.

Geeigneterweise wird das Verschaltungselement durch die Schneidklemm- und Einpresskontaktierung ebenfalls mechanisch und betriebssicher an dem Verlegeelement befestigt.

Durch die Ausgestaltung der Kontaktelemente als Schneidklemmkontakte wird die Montage der Kontakteinrichtung und somit des Stators wesentlich vereinfacht. Insbesondere wird die Ankontaktierung der Spulen beziehungsweise Spulenenden vereinfacht, da kein zusätzlicher Abisolationsschritt für den isolierten Spulendraht bei der Montage und Verschaltung benötigt wird.

In einer alternativen Weiterbildungsform ist zur Kontaktierung und Verschaltung der Spulenenden mit den Phasenanschlüssen ebenso ein Laserschweißprozess möglich. Insbesondere sind die Kontaktelemente hierbei im Montagezustand derart angeordnet, dass sowohl eine Kontaktierung mittels Einpressens als auch stoffschlüssig mittels Lötens beziehungsweise Laserschweißens möglich ist.

Der erfindungsgemäße Stator umfasst in einer bevorzugten Ausführung Kontaktelemente, die einen verlegeelementseitigen Klemmstecker mit einem zentralen Kontaktschlitz zur Schneidklemmkontaktierung (Hochdruckverbindung) aufweisen. Der Klemmstecker umfasst weiterhin eine axiale Auflagefläche, auf welcher das Verschaltungselement im Montagezustand abgestützt ist. An den Klemmstecker sind zwei zumindest teilweise zum Kontaktschlitz aufeinander zu gebogene Auslegearme angeformt. Die Auslegearme weisen, je nach zu führender Stromstärke, jeweils mindestens einen verschaltungselementseitigen Einpressstift auf, wobei die Oberkanten der Auslegearme axial zur Auflagefläche eingezogen versetzt angeordnet sind. Dadurch ist ein besonders vorteilhaftes Kontaktelement realisiert, welches einerseits eine zuverlässige und sichere elektrische Kontaktierung der Spulenenden mit dem Verschaltungselement ermöglicht, sowie andererseits eine mechanische Stützfunktion zur Montage und Halterung des Verschaltungsele- ments bewirkt.

In einer bevorzugten Anwendung ist der Stator Teil einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Elektromotors, vorzugsweise für eine elektrische oder elektromotorische (elektromechanische) Servolenkung (EPS) eines Kraftfahrzeugs. Der vorzugsweise bürstenlose Elektromotor umfasst ein zylinderförmiges Motorgehäuse, welches den Stator im Wesentlichen formschlüssig aufnimmt. Innerhalb des Stators ist vorzugsweise ein Rotor zusammen mit einer rotorfesten Motorwelle drehbeweglich angeordnet. Die Motowelle ist hierbei wellenendseitig beispielsweise einerseits mit einem Lenkrad und andererseits mit einer Lenkmechanik des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Durch den erfindungsgemäßen Stator ist ein besonders zuverlässige und effektive elektrische Maschine realisiert. Bei einer Anwendung für eine elektromotorische Servolenkung ist die elektrische Maschine vorzugsweise mit einer mehrfach redundanten Drehfeldwicklung ausgeführt, sodass stets ein sicherer und zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist. In einer geeigneten Weiterbildung ist das Motorgehäuse, insbesondere ein topfartiger Lagerträger, wärmeleittechnisch an die Außenseite des Verschaltungsele- ments (Verschaltungsrings) angebunden. Zu diesem Zwecke ist es beispielsweise denkbar, dass die Außenseite des Verschaltungselements mittels eines Wärmeleitmediums (Wärmeleitpaste, Wärmeleitpad, etc.) wärmeleitfähig an das Motorgehäuse beziehungsweise den Lagerträger gekoppelt ist. Dadurch ist eine einfache Entwärmung der im Betrieb entstehenden Eigenerwärmung des Verschaltungselements sowie insbesondere eine thermische Kopplung oder Anbindung an das Motorgehäuse und/oder einer Motorsteuerung realisiert. Mit anderen Worten ist die Leiterplatte beziehungsweise das Verschaltungselement mittels des Lagerträgers entwärmbar, wodurch die Lebensdauer der elektrischen Maschine verbessert wird. Der Lagerträger ist beispielsweise ein B-seitiges Lagerschild der Maschine mit einem Lagersitz und einem darin einsitzenden Wälzlager zur Lagerung der Motorwelle.

Zusätzlich ist es beispielsweise möglich, dass das Verschaltungselement und der Lagerträger mit dem Verlegeelement wärmeleittechnisch gekoppelt sind. Insbesondere weist das, beispielsweise aus einem wärmeleitenden Kunststoff hergestellte, Verlegeelement hierbei geeigneterweise eine Kühlkörperfunktion auf.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verlege- und Kontakteinrichtung für eine elektrische Maschine mit einer Drehfeldwicklung mit einer Anzahl von Phasen. Jede Phase umfasst hierbei mindestens eine Spule, die ein erstes und ein zweites Spulenende aufweist. Die Verlege- und Kontakteinrichtung ist mit einem Verlegeelement zur Führung und Verlegung der Spulenenden und mit einem Verschaltungselement zur Verschaltung der Spulenenden mit Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine ausgeführt.

Im Montagezustand ragen die Spulenenden senkrecht durch Durchführöffnungen des Verlegeelements hindurch und sind jeweils radial und/oder tangential entlang einer Führungsnut des Verlegeelements geführt. Die Führungsnuten münden jeweils in eine Kontaktstelle, an welcher die Spulenenden mittels eines mit dem Verschaltungselement elektrisch leitfähig gekoppelten Kontaktelements axial kon- taktiert und fixiert sind. Die Führungsnuten weisen hierbei in Axialrichtung jeweils eine Engstelle auf, welche das im Montagezustand jeweils in der Führungsnut geführte oder einliegende Spulenende gegen ein axiales Herausgleiten sichert.

Die erfindungsgemäße Verlege- und Kontakteinrichtung ist hierbei nicht auf eine Ausgestaltung der elektrischen Maschine mit einem Statorstern und einem

Statorjoch beschränkt. Vielmehr ist die Verlege- und Kontakteinrichtung zur Bildung eines elektrischen Verteilernetzes bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Typen oder Arten von elektrischen Maschinen und Elektromotoren (segmentierte elektrische Maschinen, Vollwelle, Hohlwelle, IPM, SPM, Reluktanz ...). Die Verlege- und Kontakteinrichtung ist im Wesentlichen bei jeder elektrischen Maschine mit gezahnten Motorteilen und Spulen einsetzbar.

Vorteilhaft ist, dass durch die Verlege- und Kontakteinrichtung eine Leistungskon- taktierung für die jeweilige elektrische Maschine realisiert ist, welche im Wesentlichen in beliebiger (Rotations-)Position montierbar ist. Des Weiteren ist die Verlege- und Kontakteinrichtung einfach und kostengünstig mit einer unterschiedlichen Anzahl Kontaktelementen ausführbar. Dies ist insbesondere hinsichtlich eines Einsatzes bei einem Elektromotor mit einer mehrfach redundant ausgeführten Drehfeldwicklung vorteilhaft. Dadurch ist eine besonders flexible und modulare Anpassung an einen jeweiligen Elektromotor beziehungsweise an eine jeweilige elektrische Maschine ermöglicht.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in vereinfachten und schematischen Darstellungen:

Fig. 1 in Perspektive einen Statorstern mit radialen Statorzähnen,

Fig. 2 in Perspektive einen Stator mit in ein zylinderförmiges Statorjoch eingesetzten Statorstern mit auf den Statorzähnen aufgesteckten, bewickelten Spulenkörpern,

Fig. 3 in Perspektive den Stator mit einer darauf aufgesetzten Kontakteinrichtung, ausschnittsweise in Perspektive einen Verlegering der Kontakteinrichtung,

ausschnittsweise in Draufsicht eine Oberseite des Verlegerings, ausschnittsweise in Perspektive den Verlegering mit Blick auf eine Unterseite,

in Perspektive ein Spulenkörper des Stators,

in perspektivischen Darstellungen ein Kontaktelement der Kontakteinrichtung,

ausschnittsweise in Perspektive eine Führungsnut des Verlegerings mit einem einliegenden Spulenende,

ausschnittsweise den Verlegering mit Blick entlang einer Führungsnut,

eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Stators,

ausschnittsweise in Perspektive ein Kontaktelement des alternativen Stators,

ausschnittsweise eine Schnittdarstellung durch einen Elektromotor mit dem alternativen Stator,

in Draufsicht einen Verschaltungsring der Kontakteinrichtung des alternativen Stators, und

ausschnittsweise in Perspektive eine alternative Ausgestaltung der Kontakteinrichtung mit einem Phasenanschluss und mit einem damit laserverschweißbaren Spulenende.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 zeigt eine nachfolgend als Statorstern 2 bezeichnete sternförmige Statorkomponente, die im Ausführungsbeispiel als Blechpaket aus in Lagen übereinander gestapelten Statorblechen 4 hergestellt ist. Die Statorbleche 4 sind unter Bildung einer zentralen, zylindrischen Öffnung 6 als Statorbohrung in einer Stapelrichtung 8 aufeinander geschichtet und beispielsweise miteinander verprägt oder stanzpakettiert. Der Statorstern 2 ist Teil eines in Fig. 2 ausschnittsweise gezeig- ten bewickelten Stators 10 einer nicht näher dargestellten elektrischen Maschine einer elektromotorischen Servolenkung eines Kraftfahrzeugs. Das Blechpaket des Statorsterns 2 schließt an dessen Oberseite 12 und an dessen Unterseite 14 vorzugsweise jeweils mit mindestens einem in Umfangrichtung geschlossenen Statorblech 4 ab.

Der Statorstern 2 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwölf radial nach außen verlaufende Statorzähne 16, die an der radial zur Mitte gelegenen Innenseite einen zylinderförmigen Polschuh 18 bilden. Die Statorzähne 16 sind in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen. Der Polschuh 18, der dem in Montagezustand einem Rotor des Elektromotors zugewandt ist, ist in Stapelrichtung 8 unter Bildung von polschuhseitigen Lücken 20 nur teilweise umfangsseitig geschlossen, um einen magnetischen Kurzschluss zu verringern. Die Statorzähne 16 sind freiendseitig mit keilförmigen Zahnspitzen 22 unter Bildung von links und rechts eines Zahnspitzengrades befindlichen Anlageflächen 24 versehen.

Die Figuren 2 und 3 zeigen den Stator 10 mit einem Statorblechpaket 25, welches aus dem Statorstern 2 und einem Statorjoch 26 aufgrund eines Pressvorgangs kraft-/reibschlüssig gefügt ist. Das Statorjoch 26 ist aus aufeinander gestapelten Rückschlussringblechen oder Statorblechen 28 gefertigt. Im Montagezustand sind die in der Fig. 2 sichtbaren Spulenwicklungen 30 um die Statorzähne 16 des Statorstern 2 gelegt. Die aus Isolierdraht hergestellten Spulenwicklungen 30 werden vor dem Fügen des Statorsterns 2 und des Statorjochs 26 als (Einzel-)Spulen auf Spulen- oder Wicklungsträger (Spulenkörper) 32 gewickelt und mit diesen auf die Statorzähne 16 aufgesetzt. Die Spulenkörper 32 sind in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.

Jeder der rahmenartigen Spulenkörper 32 trägt eine Spulenwicklung oder Spule 30 als Teil mindestens einer Stator- beziehungsweise Drehfeldwicklung 34. Die Spulen 30 sind jeweils über zwei Spulenenden 36 kontaktierbar. Die Spulenenden 36 sind in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen. Die insgesamt vierundzwanzig dargestellten Spulenenden 36 in der Fig. 2 sind zur weiteren Kontaktierung und Verschaltung durch eine in Fig. 3 dargestellte Verlege- und Kontakteinrichtung 38 axial, das bedeutet in Axialrichtung M (Richtung der Motorachse) orientiert. Im elektromotorischen Betrieb erzeugen die bestromten Wicklungen das statorseitige Magnetfeld, das in Wechselwirkung mit Permanentmagneten des um die zentrale Stator- oder Motorachse M rotierenden Rotors des bürstenlosen Elektromotors tritt. Die etwa kreisringförmige Kontakteinrichtung 38 dient zur Kontaktierung und Verschaltung der Spulenenden 36 in einer Dreiecksoder einer Sternschaltung oder einer kombinierten Stern-Dreiecksschaltung.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die vierundzwanzig Spulenenden 36 zu sechs (Motor-)Phasen U, V, W, IT, V und W' verschaltet, denen jeweils ein statorstirnseitiger Phasenanschluss 40 zur Kontaktierung an eine Motorsteuerung des Elektromotors zugeordnet ist. Die Drehfeldwicklung 34 ist in dieser Ausführung insbesondere als zwei redundante zueinander ausgeführte, dreiphasige Drehfeldwicklungen mit den Phasen U, V und W sowie IT, V und W' verschaltet. Die redundante Ausführung ist hierbei hinsichtlich sicherheitstechnischer Aspekte in einer Anwendung bei einer elektromotorischen Servolenkung besonders vorteilhaft.

Die Kontakteinrichtung 38 umfasst als prinzipielle Bauteile einen auf das Statorblechpaket 25 stirnseitig aufgesetzten Verlegering 42 als Verlegeelement sowie einen auf diesen aufgesetzten Verschaltungsring 44 als Verschaltungselement. Der Verlegering 42 ist hierbei als ein mechanisches Trag- und Positionierelement für die Spulenenden 36 ausgebildet, welche mittels Kontaktelementen 46 (Fig. 8a, Fig. 8b, Fig. 8c) elektrisch mit dem Verschaltungsring 44 zur Verschaltung der Phasen U, V, W, IT, V und W' kontaktiert sind.

Nachfolgend ist anhand der Figuren 4 bis 10 der Aufbau des Verlegerings 42 und der Kontaktelemente 46 näher erläutert.

Wie insbesondere in der Fig. 5 ersichtlich, weist der Verlegering 42 radial innenseitig eine der Anzahl der Spulenenden 36 entsprechende Anzahl an runden Durchführöffnungen 48 auf, mittels welchen die Spulenenden 36 von einer Unterseite 50 zu einer Oberseite 52 des Verlegerings 42 geführt werden. Die Durchführöffnungen 48 münden jeweils in eine in die Oberseite 52 des Verlegerings 42 eingebrachte Führungsnut 54, welche in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind.

Die im Querschnitt etwa U- oder V-förmige Führungsnut 54 (Fig. 10) verläuft radial von der jeweiligen Durchführöffnung 48 bis zu einer radial außenseitigen Kontaktstelle 56. Zwischen der Durchführöffnung 48 und der Kontaktstelle 56 ist etwa mittig eine Engstelle 58 der Führungsnut 54 vorgesehen. Die Engstelle 58 ist hierbei als zwei in die Führungsnut 54 hineinragende Halte- oder Klemmnasen 60 ausgebildet, welche die lichte Weite der oberseitigen Schlitzöffnung der Führungsnut 54 reduzieren. Wie insbesondere in der Fig. 9 ersichtlich, ist das jeweilige Spulenende 36 im Montagezustand radial abgewinkelt in der Führungsnut 54 zu der Kontaktstelle 56 geführt und dort mittels des Kontaktelements 46 axial kontaktiert und fixiert. Die Engstelle 58 verhindert während des Kontaktierens ein axiales Herausgleiten des Spulenendes 36 aus der Führungsnut 54.

Die Verlegering 42 weist - wie insbesondere in der Fig. 4 und Fig. 6 dargestellt - radial innenseitig einen segmentierten oder gezahnten Innenkragen 62 auf, welcher die zentrale Ringöffnung des Verlegerings 42 umfangsseitig einfasst. Der Innenkragen 62 umfasst hierbei zinnenartige Kragenzähne 64 und 66. Die Kragenzähne 64 und 66 sind in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.

Die Kragenzähne 64 sind an der Oberseite 52 des Verlegerings 42 angeformt und stehen dieser entlang der Axialrichtung M in Richtung des Verschaltungsrings 44 empor. Die Kragenzähne 64 wirken - wie in Fig. 3 ersichtlich - als eine Zentrierhilfe bei der Montage des Verschaltungsrings 44. Hierzu greifen die Kragenzähne 64 des Innenkragens 62 zumindest teilweise in die zentrale Ringöffnung des Verschaltungsrings 44 ein. Insbesondere wird der Verschaltungsring 44 mittels der Kragenzähne 64 des Verlegerings 42 bei der Montage radial klemmfixiert. Die Kragenzähne 66 sind an der der Oberseite 52 gegenüberliegenden Unterseite 50 des Verlegerings 42 angeformt, und stehen dieser entlang der Axialrichtung M in Richtung des Statorblechpakets 25 empor. Wie insbesondere in der Fig. 6 dargestellt, greifen die Kragenzähne 66 im Montagezustand umfangsseitig in entsprechende Aufnahmen 68 der Spulenträger 32 formschlüssig ein. Der Spulenträger 32 ist in der Fig. 7 einzeln dargestellt. Die Aufnahmen oder Aufnahmekonturen 68 sind hierbei insbesondere in die den Wickelbereich der Spulenträger 32 begrenzenden, radial innenseitigen, Flanschkragen 70 der Spulenträger 32 eingebracht. Durch die formschlüssige Halterung der Kragenzähne 66 in den Aufnahmen 68 der Spulenträger 32 ist eine verdrehsichere Montage des Verlegerings 42 auf dem Statorblechpaket 25 realisiert.

Wie anhand der Fig. 6 deutlich wird, weisen die Durchführöffnungen 48 an der Unterseite 50 des Verlegerings 42 jeweils eine Zylinderöffnung 72 auf, welche mit einer Haltenut 74 im radial innenseitigen Bereich des Verlegerings 42 versehen sind. Durch die eingebrachte Haltenut 74 weisen die rohrartigen Zylinderöffnungen 72 eine etwa halbkreisförmige Querschnittsform auf. Durch die Haltenuten 74 ist somit zwischen den Kragenzähnen 66 und den Zylinderöffnungen 72 ein (Füge- )Bereich freigestellt, in welchen der Flanschkragen 70 des jeweiligen Spulenträgers 32 zumindest teilweise einsetzbar ist. Dadurch ist eine besonders stabile Halterung des Verlegerings 42 an den Spulenträgern 32 beziehungsweise an dem damit versehenen Statorblechpaket 25 realisiert.

Im Bereich der Kontaktstellen 56 werden die radial geführten Spulenenden 36 mittels der Kontaktelemente 46 elektrisch leitfähig kontaktiert. Das in den Figuren 8a bis 8c einzeln dargestellte Kontaktelement 46 ist verlegeringseitig zur

Schneidklemmkontaktierung mit den Spulenenden 36 und verschaltungsringseitig für eine Pressfitkontaktierung mit dem Verschaltungsring 44 ausgebildet. Das Kontaktelement 46 ist beispielsweise als ein metallisches Stanz-Biegeteil hergestellt. Die Fig. 8a zeigt das Kontaktelement 46 in einer perspektivischen Darstellung. In der Fig. 8b ist das Kontaktelement 46 mit Blick auf eine im Montagezustand dem Außenumfang des Verlegerings 42 zugewandte Rückseite dargestellt. Die Fig. 8c zeigt eine der Rückseite gegenüberliegende Frontseite des Kontaktelements 46. Das elektrisch leitfähige Kontaktelement 46 umfasst einen Klemmstecker 76, welcher im klemmkontaktierten Zustand mit dem jeweiligen Spulenende 36 tangential beziehungsweise umfangsseitig am Verlegerings 42 orientiert ist. Wie insbesondere in einer zusammenschauenden Betrachtung der Fig. 8a mit den Figuren 5 und 9 ersichtlich, weist der etwa rechteckige Klemmstecker 76 in den Bereichen der axial gerichteten Seitenkanten eine Biegung auf, welche im Montagezustand radial innenseitig gerichtet ist. In den Körper des Klemmsteckers 76 ist ein zentral angeordneter Kontaktschlitz 78 eingebracht, welcher entlang der Axialrichtung M orientiert ist.

Wie anhand der Fig. 9 deutlich erkennbar, wird der Klemmstecker 76 mittels des Kontaktschlitzes 78 nach Art eines Schneidklemmkontakts mit dem Spulenende 36 kontaktiert. Hierzu weist der Kontaktschlitz 78 geeigneterweise Schneidkanten auf, welche die Isolierschicht des Spulendrahts des Spulenendes 36 durchdringen und das Spulenende 36 somit elektrisch leitfähig verbinden.

An den gebogenen Seitenkanten des Klemmsteckers 76 ist jeweils ein mit einem Einpressstift 80 ausgeführter Auslegearm 82 angeformt. Durch die Biegung der Seitenkanten sind die Auslegearme 82 auf den Kontaktschlitz 78 gerichtet orientiert. Wie in der Draufsicht der Fig. 5 erkenntlich, weist das Kontaktelement 46 eine etwa dreieckige Querschnittsform auf, wobei die Basis durch den Klemmstecker 76 und die Schenkel durch die Auslegearme 82 gebildet sind. Die Auslegearme 82 sind freiendseitig voneinander beabstandet, sodass das jeweilige Spulenende 36 zwischen diesen hindurchführbar ist. Die Auslegearme 82 fassen hierbei im Wesentlichen die Öffnung oder Mündung der Führungsnut 54 in die Kontaktstelle 56 ein.

Der Kontaktstecker 76 sitzt im kontaktierten Zustand zumindest teilweise in einer fensterartigen Aussparung 84 der zugeordneten Kontaktstelle 56 ein, wobei die Auslegearme 82 jeweils auf einer Auflagefläche 86 der Kontaktstelle 56 abgestützt sind. Zu diesem Zwecke sind die Oberkanten 88 und die Unterkanten 90 der Auslegearme 82 gegenüber denen des Klemmsteckers 76 axial eingezogen versetzt. Mit anderen Worten ist zwischen der Unterkante 92 des Klemmsteckers 76 und der Unterkante 90 des Auslegearms 82 jeweils ein erster axialer, etwa stufenartiger Versatz und zwischen der Oberkante 88 des Auslegearms 82 und der Oberkante 88 des Kontaktsteckers 76 ein zweiter axialer, etwa stufenartiger Versatz ausgebildet. Die nachfolgend auch als Auflagefläche bezeichnete Oberkante 94 des Kontaktsteckers 76 ist hierbei insbesondere zur Abstützung des auf den Verlegering 42 aufgesetzten Verschaltungsring 44 ausgebildet. Mit anderen Worten sitzt der Verschaltungsring 44 im Montagezustand nicht auf dem Verlegering 42 sondern lediglich auf den Auflageflächen 94 der Kontaktelemente 46 auf, wobei die Kontaktelemente 46 mittels der jeweiligen Auslegearme 82 an der Auflagefläche 86 abgestützt sind.

Die Einpressstifte 80 der Auslegearme 82 werden im Zuge der Montage in jeweils eine korrespondierende Kontaktöffnung 96 des Verschaltungsrings 46 nach Art einer Pressfitkontaktierung eingepresst. Durch die Auflage der Auslegearme 82 auf den Auflageflächen 86 einerseits sowie aufgrund der Abstützung des Verschaltungsrings 44 an den Auflageflächen 94 andererseits, ist eine einfache, zuverlässige und gleichmäßige Kontaktierung der Einpressstifte 80 mit den Kontaktöffnungen 96 gewährleistet. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass zunächst die Spulenenden 36 mittels der Klemmstecker 72 schneidkontaktiert werden und anschließend der Verschaltungsring 44 über die Pressfitkontaktierung mit den Einpressstiften 80 elektrisch leitfähig mit den Spulenenden 36 gekoppelt wird. Alternativ ist es aber beispielsweise ebenso denkbar, dass der Verschaltungsring 44 zunächst mit den Einpressstiften 80 der Auslegearme 82 verbunden wird, und anschließend der Verschaltungsring 44 mit den Kontaktelementen 46 auf den Verlegering 42 aufgesetzt wird. Vorteilhafterweise wird durch die Kontaktelemente 46 sowohl eine elektrische Kopplung zwischen den Spulenenden 36 und dem Verschaltungsring 44 als auch eine mechanische Kopplung zwischen dem Verlegering 42 und dem Verschaltungsring 44 erzeugt.

Anhand der Figuren 1 1 bis 14 ist nachfolgend ein zweites Ausführungsbeispiel des Stators 10 erläutert. Das Ausführungsbeispiel der Figuren 1 1 bis 14 unterscheidet sich vom vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen in dem Aufbau der Kontakteinrichtung 38'. Die Fig. 1 1 zeigt den Stator 10 in einem auseinandergenommenen Zustand. Wie in der Fig. 1 1 ersichtlich weist der Verlegering 42 der Kontakteinrichtung 38' in dieser Ausführungsform lediglich die Kragenzähne 66 als Innenkragen 62 auf. Der Verschaltungsring 44 verschaltet die Spulenenden 36 zu drei Phasen U, V und W.

In der Fig. 12 ist das Kontaktelement 46 der Kontakteinrichtung 38' dargestellt. In dieser Ausführung weist das Kontaktelement 46 einen ungebogenen Klemmstecker 76 zur Schneidklemmkontaktierung mit dem Phasenende 36 auf. Die Auslegearme 82 verlaufen hierbei in einer Ebene mit dem Klemmstecker 76. Das Kontaktelement 46 ist somit aufwandsarm und kosten reduziert beispielsweise als ein Stanzteil herstellbar.

Die Fig. 13 zeigt ausschnittsweise einen Elektromotor 98 als elektrische Maschine mit dem Stator 10. Der Elektromotor 98 umfasst ein Motorgehäuse 100, in welches der Stator 10 eingesetzt ist. Das Motorgehäuse 100 weist einen deckelartigen Lagerträger 102 auf, welcher die Gehäuseöffnung des Motorgehäuses 100 stirnseitig abdeckt. Der insbesondere B-seitige Lagerträger 102 weist einen Deckelrand 104 auf, welcher umfangsseitig an dem Motorgehäuse 100 anliegt.

Radial innenseitig zum Deckelrand 104 versetzt weist der Lagerträger 102 in der Schnittdarstellung der Fig. 13 einen ersten stufenartigen Absatz 106 auf. Zwischen dem Deckelrand 104 und dem Absatz 106 ist somit ein ringförmiger Bauraum für die dem Verschaltungsring 44 emporstehenden Bereiche der Einpressstifte 80 sowie der Phasenanschlüsse 40 freigestellt. Radial innenseitig zum Absatz 106 ist ein zweiter stufenartiger Absatz 108 vorgesehen, durch welchen ein zentraler Lagersitz 1 10 des Lagerträgers 102 ausgebildet ist. Zwischen den Absätzen 106 und 108 weist der Lagerträger 102 eine zum Verschaltungsring 44 hin orientierte Materialverdickung 1 12 auf, welche den Lagersitz 1 10 umgibt. Durch die Materialverdickung 1 12 ist an der Unterseite, das bedeutet der dem Verschaltungsring 44 zugewandten Seite, ein Absatz gebildet, mittels welchen der Lagerträger 102 - wie in Fig. 13 ersichtlich - zumindest teilweise in die Ringöffnung des Verschaltungs- rings 44 beziehungsweise der Kontaktiereinrichtung 38' eingreift. Mit anderen Worten greift der Lagersitz 1 10 zumindest teilweise in die Kontaktiereinrichtung 38' und die Öffnung 6 des Statorblechpakets 25 ein, wodurch ein besonders kompakter und bauraumreduzierter Elektromotor 98 gebildet ist.

Im Montagezustand des Elektromotors 98 ist auf den Lagerträger 102 ein Elektronikgehäuse 1 14 mit einer darin aufgenommenen Motorsteuerung 1 16 (ECU:

electronic control unit) aufgesetzt. Die Motorsteuerung 1 16 umfasst einen elektrischen Zwischenkreis 1 18 welcher an einen Leistungsschaltkreis 120 mit einer Anzahl von Halbleiterschaltern 122 geführt ist. Die Motorsteuerung 1 16 weist weiterhin eine Entstörbaugruppe 124 sowie einen Controller 126, welcher signaltechnisch mit einem nicht näher dargestellten Rotorlagesensor zur Erfassung und Überwachung der Rotorlage im Betrieb des Elektromotors gekoppelt ist. Der Rotorlagesensor ist hierbei vorzugsweise im Bereich der Kontakteinrichtung 38', beispielsweise am Verschaltungsring 44, angeordnet.

Wie in der Schnittdarstellung der Fig. 13 deutlich ersichtlich wird, weist der in Fig. 14 stark vereinfacht dargestellte Verschaltungsring 44 drei axial übereinander gestapelt angeordnete Leiterbahnen 128 auf, wobei die Leiterbahnen 128 in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind. Der Verschaltungsring 44 ist hierbei insbesondere als eine Leiterplatte, beispielsweise als ein PCB (printed circuit board), ausgeführt, in welcher die etwa kreisringförmigen Leiterbahnen 128 integriert sind. Die Leiterbahnen 128 sind hierbei zum Zwecke der Verschaltung zur Drehfeldwicklung 38 jeweils einerseits mit den entsprechenden Phasenanschlüssen 40 der Phasen U, V und W sowie andererseits mit den entsprechenden Kontaktöffnungen 96 der zugeordneten Spulenenden 36 kontaktiert.

Wie in der Fig. 14 schematisch dargestellt, ist der Verschaltungsring 44 der Kontakteinrichtung 38' in diesem Ausführungsbeispiel segmentiert als zusammensetzbare Teilringe 130a, 130b und 130c ausgeführt. Die Teilringe 130a, 130b und 130c sind hierbei jeweils als ein 120° Kreisringsektor-Segment ausgestaltet, wel- che untereinander an den entsprechenden Kontaktstellen elektrisch und mechanisch verbunden sind.

Die Außen- oder Oberseite 132 des Verschaltungsrings 44 einerseits, sowie die Halbleiterschalter 122 der Leistungsschaltung 120 andererseits sind mittels einer wärmeleitenden Schicht 134 an den Lagerträger 102 wärmeleittechnisch angebunden. Dadurch ist eine Entwärmung der Motorelektronik 1 16 sowie der Kontakteinrichtung 38' über den Lagerträger 102 zum Motorgehäuse 100 hin möglich. Durch die thermische Kopplung beziehungsweise Anbindung an das Motorgehäuse 100 ist eine Entwärmung der Eigenerwärmung der Kontakteinrichtung 38' sowie der Motorelektronik 1 16 realisiert. Dadurch weist der Elektromotor 98 eine verbesserte Temperaturstressbeständigkeit auf. Die Wärmekopplung beziehungsweise Entwärmung ist in der Fig. 13 schematisch mit Pfeilen dargestellt.

In der Fig. 15 ist eine vereinfachte Darstellung einer alternativen Ausgestaltung der Kontakteinrichtung 38" gezeigt. In dieser Ausführung ist das Spulenende 36 etwa senkrecht durch den Verschaltungsring 44 hindurchgeführt. Das Spulenende 36 ist hierbei insbesondere direkt an einen Phasenanschluss 40 geführt, sodass eine einfache Löt- oder Laserschweißverbindung des Spulenendes 36 mit dem Phasenanschluss 40 möglich ist.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

So ist es beispielsweise denkbar, das Statorblechpaket 25 mit Doppelspulen zu bestücken, wobei eine Spulenwicklung 30 auf zwei Spulenträger 32 gewickelt ist. Der Verlegering 42 und der Verschaltungsring 44 der Kontakteinrichtung 38, 38' weisen hierbei eine entsprechend reduzierte Anzahl an für die Verschaltung zur Drehfeldwicklung 34 beteiligten Elementen auf. Bezugszeichenliste

2 Statorstern

4 Statorblech

6 Öffnung

8 Stapelrichtung

10 Stator

12 Oberseite

14 Unterseite

16 Statorzahn

18 Polschuh

20 Lücke

22 Zahnspitze

24 Anlagefläche

25 Statorblechpaket

26 Statorjoch

28 Statorblech

30 Spulenwicklung/Spule

32 Spulenträger

34 Drehfeldwicklung

36 Spulenende

38, 38', 38" Verlege- und Kontakteinrichtung

40 Phasenanschluss

42 VerlegeringA/erlegeelement

44 Verschaltungsring/Verschaltungselement

46 Kontaktelement

48 Durchführöffnung

50 Unterseite

52 Oberseite

54 Führungsnut

56 Kontaktstelle

58 Engstelle

60 Haltenase/Klemmnase Innen kragen

6 Kragenzahn

Aufnahme

Flansch kragen

Zylinderöffnung

Haltenut

Klemmstecker

Kontaktschlitz

Einpressstift

Auslegearm

Aussparung

Auflagefläche

Oberkante

Unterkante

Unterkante

Oberkante/Auflagefläche

Kontaktöffnung

Maschine/Elektromotor

Motorgehäuse

Lagerträger

Deckelrand

, 108 Absatz

Lagersitz

Materialverdickung

Elektronikgehäuse

Motorsteuerung

Zwischenkreis

Leistungsschaltkreis

Halbleiterschalter

Entstörbaugruppe

Controller

Leiterbahn

a, 130b, 130c Teilring 132 Oberseite

134 Schicht

M Axialrichtung/Motorachse/Statorachse U, V, W, IT, V, W Phase