用於製造用於電機定子的棒形繞組的方法
2023-10-10 21:41:29 1
專利名稱：用於製造用於電機定子的棒形繞組的方法
用於製造用於電機定子的棒形繞組的方法
背景技術：
本發明涉及一種用於製造用於電機尤其汽車用爪極發電機的定子
的棒形繞組的方法，如其基本上已經從DE 40 31 276A中公開的一樣。 該公開文獻公開了一種用於製造用於電機的定子的方法，該定子的棒 形繞組由四個成對地疊置地處於槽中的繞組杆製成，所述繞組杆髮夾 狀地預彎曲並且以 一個極距的撐開間距插入疊片組槽中。所述繞組杆 的端部在所述疊片組的兩側相互交錯並且在所述疊片組的一側成對地 通過熔焊或者釺焊彼此進行電連接。該公開文獻沒有對繞組杆端部的 所使用的連接方法進行詳細說明。
發明內容
相對於現有技術，按本發明的方法提供了這樣的可能性，即在使 用基本上已知的電阻焊接法的情況下，即使在具有四個或更多個疊置 放置的導線弧形段的並且在此對於所必需的連接留下非常小的工作空 間的繞組裝置中也以微小的加工技術上的開銷在所述定子的繞組端部 中建立在機械及電方面可靠而持久的連接。在此尤其在具有四個在繞 組端部中在徑向上疊置布置的導線弧形段的裝置中，不僅在繞組杆端 部的布置方面而且在焊接電極的結構方面獲得特別有利的配置。
一種非常簡單和有利的方法在於，在兩個在繞組端部中在徑向上 疊置放置的導線對上通過電極同時或者先後建立電連接，具體方法是
每個導線對的相應的一個導線弧形段在徑向上並且至少一個導線弧形 段在軸向上通過電極來接觸並且焊接電流在這種情況下轉向90° 。有利 的是，在此兩個有待連接的導線對的處於外面的導線弧形段分別通過 單獨的在徑向上工作的電極來接觸並且兩個中間的導線弧形段通過共 同的在軸向上工作的電極來接觸。這種工作方式尤為有利，如果兩個
定)的疊片組中伸出，;為這樣可以i好地接觸到i面的導線弧形段
並且在此也可以使用具有更大橫截面的磨損更少的電極.此外，這種 工作方式提供了這樣的可能性，即在沒有機械修整的情況下首先通過 所述電極將所述裡面的導線弧形段的以不同的幅度從定子的疊片組中伸出的端部熔斷到相同的長度，並且而後共同接觸。
在此獲得按本發明的方法的一種特別有利的設計方案，如果所述
地從所i定子的疊片組中伸i並且所有的i線弧形段在^接過程中在 徑向上通過所述電極進行接觸。這種工作方式尤其提供這樣的優點， 即在焊接過程中沒有任何軸向的力作用於所述導線弧形段並且可以在 沒有附加的機械鎖定的情況下全面地由焊接電極承受徑向的力。
按本發明的方法也可以有利地應用在具有四個以上比如六個在繞 組端部中在徑向上疊置布置的和成對地彼此連接的導線弧形段的裝置
中，具體方法是要麼所有導線對的端部在焊接過程中在軸向上通過 所述電極來接觸。但是取而代之，外面的有待連接的導線對的處於外 面的導線弧形段也可以分別通過在徑向上工作的電極來接觸，其中所 述在徑向上工作的電極又承受在焊接過程中在徑向方向上起作用的 力，從而僅僅必須通過單獨的夾緊裝置來承受在軸向上起作用的力。
本發明的實施例在附圖中示出，並且在下面的說明中詳細解釋。 附圖示出
圖1是具有棒形繞組的定子的透視圖，該棒形繞組具有導線弧形 段的為焊接過程預成形的端部，
圖2是所述定子的疊片組的局部剖面，該定子具有徑向延伸的、 分別帶有四個疊置布置的導線弧形段的槽，
圖3a是具有四個在所述定子的繞組端部中疊置布置的、成對地焊
接的導線弧形段的示意剖面圖，
圖3b是具有導線對的焊接連接的波形繞組的示意圖，
圖4是具有四個在繞組端部中在徑向上疊置布置的並且成對地彼
此連接的長度相同的導線弧形段的裝置，
圖5是具有四個在繞組端部中在徑向上疊置布置的並且成對地彼
此連接的導線弧形段的裝置，其中兩個中間的弧形段比外部的弧形段
更遠地從所述定子的疊片組中伸出，
圖6是按圖5的僅僅徑向接觸導線弧形段的端部的裝置，並且 圖7是具有六個在槽中並且在繞組端部中在徑向上疊置布置的並
且成對地彼此連接的導線弧形段的裝置。
具體實施例方式
圖1示出了比如在汽車用爪極發電機中使用的電機定子16的示意 透視圖。在所述定子16的內表面上能夠看到電極32及槽34，在所述 槽34中分別在徑向上疊置地布置了四個導線弧形段36。所迷導線弧形 段以公知的方式在所述定子16的下側面上髮夾狀地彎曲並且分別交叉 了一個極距。所述導線弧形段的長度相同的自由端部42在所述定子16 的上側面上在同樣交叉了一個極距的情況下從所述槽34中伸出來並且 以四個同心的列來布置。在此在裝配所述電機之後，所述自由端部42 處於所述定子的驅動側的繞組端部45中，而髮夾狀的轉向部44則在 所述定子16的對置的繞組端部46上伸出來，該對置的繞組端部46在 裝配所述電機之後朝其布線側定向。該裝置的優點是，在所述驅動側 的繞組端部45中有更多的空間供焊接連接使用。機器軸線用附圖標記 27來表示。
圖2示出了所述定子16的疊片組17的剖面的放大圖，其中在每個 槽34中在徑向上疊置布置了四個導線弧形段36。所述導線弧形段一方 面在其表面上通過漆絕緣38絕緣，並且另 一方面共同地通過絕緣襯墊 39相對於所述定子16的疊片組17絕緣。所述構造為棒形繞組的定子 繞組18的導線弧形段36的放入通過將所述導線弧形段36軸向推入所 述槽34中進行。
圖3以示意形式的插圖a示出了所述定子16的疊片組17的局部剖 面，所述定子繞組18的自由端部42從所述疊片組17中伸出來。所述 定子繞組18的端部42在前面的區域43中無漆絕緣38，使得焊接電流
以熔化焊接區域40。在所述導線弧形段36的不進行焊接的端部42之 間留有一個間距d，可以將帶狀的絕緣件48比如塑料帶或陶瓷帶插入 該間距d中。
圖3b示出了在背向驅動側的繞組端部46的區域中在所述導線弧 形段36之間的髮夾狀的轉向部44以及所述導線弧形段36撐開了 一個 極距及所述自由端部42朝焊接區域40彎曲的情況。藉助於後面的附 圖對所述端部42的按本發明的焊接情況連同所述焊接電極的結構的不 同方案及所述端部42在焊接區域40中的布置進行詳細解釋。
圖4示出了一種具有四個在驅動側的繞組端部45中在徑向上疊置布置的並且成對地彼此焊接的導線弧形段36的裝置，所述導線弧形段 36的除去絕緣層的端部43以相同的幅度從所述定子16的疊片組17中 伸出來並且在相同的高度上在繞組端部45中終止。各個導線弧形段36 用I、 II、 III和IV來表示，其中所述導線弧形段I和II或者說III和 IV在區域40中彼此焊接在一起。在所述導線弧形段II和III之間插入 絕緣件48。所述導線弧形段I通過負的焊接電極-E1在徑向上接觸，所 述導線弧形段II在其端面上在軸向上通過正的電極+E1進行接觸。在 此，來自所述電極-El的焊接電流I首先在徑向上流過所述導線弧形段 I並且而後將其流動方向轉向為朝向正的電極+E1的軸向方向，通過這 種方式，有待焊接的導線弧形段I和II以及以相同的方式所迷導線弧 形段III和IV能夠沒有困難地通過足夠堅固的和由此耐久的焊接電極 來接觸，所述焊接電極具有在製造中必需的耐用度。同時所述電極-El 在徑向方向上從外面並且電極+El在軸向方向上從繞組端部側分別相 應於箭頭50和52承擔在焊接過程中用於所述導線弧形段36的定位和 鎖定的夾緊力。必須從所述定子18並且從所述繞組端部的內側相應於 箭頭54和56通過未示出的機械的附加裝置來承受焊接時的壓緊力。 按圖4的裝置的空間定向如在圖5到7中一樣通過機器的中軸線27來 表示。
圖5示出了同樣具有四個在所述驅動側的繞組端部45中在徑向上 疊置布置的並且成對地彼此焊接的導線弧形段36的裝置，其中兩個中 間的弧形段II和III比外面的弧形段I和IV更遠地從所述疊片組17中 伸出。所述導線弧形段I和IV的接觸相應地在徑向方向上從外面通過 所述電極-El並且從裡面通過所述電極-E2來進行，所述導線弧形段II 和IV通過一個共同的電極+E在軸向方向上從所述導線弧形段36的端 面來接觸。在此，來自所述負的電極-El和-E2的焊接電流I首先在徑 向方向上流過所述導線弧形段I和IV並且又在焊接位置的區域40中轉 向為通向所述正的焊接電極+E的軸向方向。所述兩個導線對I和II或 者說III和IV的焊接在此可以同時進行，其中通過所述正的電極+E必 要時對所述兩個導線孤形段II和III的可能存在的不同的軸向長度進 行補償，方法是在共同接觸所述兩個導線弧形段II和III並且建立焊接 連接40之前首先通過所述電極熔斷一個較長的導線弧形段，如在孤形 段III上示出的一樣。在這個裝置中，焊接過程中的機械鎖定力僅僅必須在所述疊片組17的區域中相應於箭頭54被承受，其餘的定位及鎖 定力50、 52和56則無需附加的結構措施通過所述電極本身來施加。
通過如在圖5中示出的一個唯一的電極+E來共同接觸所述導線弧 形段II和III也可以應用在按圖4的裝置中，用於共同接觸中間的導線 弧形段II和III。在這種情況下，所述負的電極-El可能朝所述導線弧 形段IV移位，或者也可以在這種結構中使用一個附加的負的電極-E2 用於接觸所述導線弧形段IV。所述導線弧形段36的可能存在的長度差 而後也可以在按圖4的裝置中通過熔斷得到補償並且/或者在一道工序 中為兩個導線對實施焊接過程。
圖6示出了所述導線弧形段36的與圖5相同的配置。但是，為了 在一方面成對地焊接所迷導線弧形段I和II並且另一方面成對地焊接 所述導線弧形段III和IV時接觸所述端部43,僅僅在徑向上安置四個 分開的電極-El/十El和-E2/十E2。焊接電流I在此相應地兩次從徑向方 向轉向為軸向方向並且而後又轉向為徑向方向，其中能夠很好地接觸
到所有的導線弧形段並且相應於箭頭50.1和50.2以及56.1和56.2僅僅
極承;:作-用於所述導線弧形段3:上的軸向力在這種配置中沒有出現。
圖7示出了具有六個在驅動側的繞組端部45中在徑向上疊置布置 的導線弧形段I-VI的裝置，所述導線弧形段I-VI又在插入絕緣件48 的情況下在其去除絕緣層的自由端部43上成對地在焊接位置40的區 域中彼此相連接。對於所述焊接電極-E及+E的布置示意示出了不同的 方案，其中外面的導線弧形段I和VI優選通過在徑向上安置的焊接電 極-E來接觸。但是，也可以如為其餘的導線弧形段II、 III、 IV及V 所示出的一樣同樣在軸向上接觸這些導線弧形段I和VI。這裡相應於 圖5和6也存在另一種未示出的替代方案，如果比如在軸向上加長所 述導線弧形段IV和V並且在徑向上或者在軸向上接觸所述導線弧形段 IV和V。在使用徑向安置的焊接電極-E時，又可以由這些焊接電極-E 在焊接時承受徑向的鎖定力50和56，在軸向接觸各個或者所有的導線 弧形段時，必須從所述疊片組17的一側相應於箭頭54通過合適的用 於所述疊片組17的夾緊機構來承受必需的定位及鎖定力。
帶有以棒形繞組技術或者說插接繞組技術製成的定子繞組18的電 機尤其汽車用爪極發電機具有通風性非常良好的繞組端部45和46並且即使在高轉速時也僅僅產生較小的噪聲。利用所提出的措施，在制
造所述的定子16時獲得巨大的製造技術上的優點，因為明顯地簡化和 改進了焊接過程，從而在許多應用情況中更能夠實現非常有利的電阻 焊接法。此外，可以在很大程度上或者甚至完全省去機械的鎖定和定 位機構並且經受高磨損的電極可以相應堅固地並且由此壽命長地構 成，如果按照本發明如此進行布置，使得電流方向以及有待施加的力 的方向在焊接過程中至少部分地彼此分開。在此通過所述導線弧形段 36的裝置的軸向校正，為所述焊接電極的結構及可接觸性提供額外的 空間。
通過堅固的和大尺寸的焊接電極的使用方案，附加地方便了較高 的焊接電流I的饋入，由此獲得更短的接觸時間，從而加熱程度更小， 使得熱影響對所述導線弧形段36的絕緣產生的危害更小。在焊接區域 中，在相鄰的導線弧形段之間的接觸通過絕緣元件48的在焊接之後移 走的附加的襯墊可靠地得到避免，從而在焊接區不會在所述導線弧形 段36之間導致有缺陷的接觸。此外，所述絕緣件48可以通過合適的 材料選擇比如通過合適的塑料或陶瓷的選擇來承擔在所述中間的導線 弧形段的區域中的力傳遞。
權利要求
1. 用於製造用於電機尤其是汽車用爪極發電機的定子(16)的棒形繞組(18)的方法，所述定子(16)相應地具有至少四個在繞組端部(45、46)中在徑向上疊置布置並且成對地彼此連接的導線弧形段(I-IV；36)，其中所述導線弧形段(I-IV；36)的端部(42)通過電阻焊接來連接，並且在此焊接電流(I)在所述導線對(I、II；III、IV)的有待連接的端部(42)中關於機器軸線(27)部分徑向地以及部分軸向地來導引。
2. 按權利要求l所述的方法，其特徵在於，在兩個有待連接的導 線對(1、 II; III、 IV)中，分別將一個導線弧形段(1、 IV)在徑向上 並且將至少一個導線弧形段(11、 III)在軸向上通過電極(±E)進行 接觸(圖4和5 )。
3. 按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，兩個有待連接的 導線對(1、 II; III、 IV)的處於外面的導線弧形段(1、 IV)分別通過 單獨的在徑向上工作的電極(-El、 -E2)來接觸並且兩個中間的導線 弧形段(II、 in)共同地通過在軸向上工作的電極(+E)來接觸(圖5)。
4. 按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，兩個導線 對(1、 II; III、 IV)的處於裡面的導線弧形段(11、 III)的端部比外 面的導線弧形段(1、 IV)更遠地從所述定子(16)的疊片組(17)中 伸出並且共同地通過電極(+E)來接觸(圖5)。
5. 按權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述裡面的導線弧形 段(11、 III)的以不同幅度從所述定子(16)的疊片組中伸出的端部(42)在較長的端部的超出部分熔斷之後通過共同的電極(+E)來接 觸(圖5)。
6. 按權利要求l所述的方法，其特徵在於，兩個導線對(I、 II; III、 IV)的處於裡面的導線弧形段(11、 III)的端部(42)比外面的 導線弧形段(1、 IV)更遠地從所述定子(16)的疊片組(17)中伸出， 並且所有的導線弧形段(I-IV)在焊接過程中在徑向上通過電極(± El、 ±E2)來接觸(圖6)。
7. 按權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述導線對(I、 II; III、 IV; V、 VI)的所有導線弧形段(I-VI)的端部(42)在焊接過程 中在軸向上通過電極(±E)來接觸(圖7)。
8. 按權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述有待連接的導線 對(1、 II; III、 IV; V、 VI)的處於外面的導線弧形段(1、 VI)的端 部(42)分別通過在徑向上工作的電極(-E)來接觸並且中間的導線 弧形段(II-V)則分別通過在軸向上工作的電極(±E)來接觸(圖7)。
9. 按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述導線 弧形段(I-VI)的有待連接的端部(42)彼此間在軸向上進行電接觸地 進行布置並且在焊接過程中通過所述電極(土E)至少在徑向方向(50、 54)上以機械方式得到定位和保持。
全文摘要
提出了一種用於製造用於電機尤其是汽車用爪極發電機的定子(16)的棒形繞組(18)的方法，所述定子(16)相應地在繞組端部(45、46)中具有至少四個導線弧形段(36)，所述導線弧形段(36)在徑向上疊置布置並且成對地彼此連接。通過所提出的措施，有利地實現了電阻焊接法的應用，其中在焊接區域(40)中焊接電流(I)關於轉子軸線(27)部分徑向地並且部分軸向地導引通過導線對的有待連接的端部(42)。
文檔編號H02K15/00GK101432951SQ200780014901
公開日2009年5月13日 申請日期2007年4月10日 優先權日2006年4月26日
發明者C·施瓦茨科普夫, T·伯格 申請人:羅伯特·博世有限公司