用於連接定子導線的方法和系統的製作方法
2023-09-22 18:34:35 2
專利名稱：用於連接定子導線的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於電裝置的定子導線的方法和系統。
背景技術：
例如具有固定在電動機/發電機的殼體中的電動機和發電機這樣的電裝置是公知的。安裝在軸上的轉子同軸定位在定子中並相對於定子繞軸的縱向軸線可旋轉，以傳輸電動機的力容量。電流流過定子會形成趨向於讓轉子和軸旋轉的磁場。一些定子通常配置為環形的環並通過堆疊高磁性鋼的薄板或層疊結構來形成。特定圖案的銅繞組通常配置在層板堆疊結構的槽中，電流流過該層疊結構以讓定子組件的一些部分磁化並形成使得轉子旋轉的反作用力。杆銷(bar pin)定子是一種特別類型的定子，其包括用多個杆銷或杆銷導線形成的繞組。杆銷導線用大尺寸銅導線形成，所述銅導線具有矩形橫截面且通常配置為發卡形，具有彎曲的部分且通常端接在兩個導線端部中。杆銷準確地形成為預定形狀，用於插入到定子中的特定的矩形槽中，且通常在插入之前塗有絕緣材料，從而銷的相鄰表面彼此電絕緣。通常，杆銷的彎曲端部從層板堆疊結構的一個端部伸出且杆銷的導線端部從層板堆疊結構的相對端部伸出。在插入之後，從層板堆疊結構突出的導線部分被彎曲，以從導線到導線形成複雜的織造結構，形成多個導線端部對。通過將一個導線端部焊接到其鄰近的或成對的導線端部以形成焊接接頭，從而相鄰的成對導線端部通常連結為形成電連接，其中每一對導線例如通過弧焊分別焊接。最終形成的織造圖案和多個焊接接頭決定了通過電動機的電流流動。為了有助於導線端部的焊接，杆銷的導線端部通常在插入到層板堆疊結構之前被剝掉絕緣並彎折到織造圖案中。每一個成對的導線端部之間的焊接接頭的導電性和結構完整性是電動機品質和性能的關鍵決定因素。接頭的質量會被導線端部的幾何形狀、焊接之前導線表面的清潔程度、焊縫中的孔洞和微裂紋這樣的缺陷、弧焊過程中產生的飛濺焊縫和焊件的橫截面或表面區域和其他因素所影響。接頭質量也可被由於彎折過程而產生的導線端部附接的定位的變化所影響，其中導線端部彼此的間距和接近性對焊接接頭的差異有貢獻。在導線彎折過程中為了維持準確地定位導線端部以用於焊接操作所需的小的公差會需要頻繁的加工調整或有限的工具壽命。逐個弧焊每一導線對接頭的過程耗費時間且會生產不一致的焊接接頭。每一導線端部對的構造過程中的差異會造成每一導線端部對電連接的差異。這會造成電動機運行的熱變化、造成例如繞組中的短路的電不連續的焊接接頭的局部過載，這示例性地是由於具有最小表面或橫截面面積或具有小的熱影響區域的焊件，或由於導線端部對之間的焊接飛濺。
發明內容
提供一種用於將定子組件的導線端部連接起來的方法和系統。定子組件可以被配置為杆銷定子，其包括多個杆銷，每一個杆銷包括一個或多個導線端部。該方法包括將可卷、壓元件安放在定子組件中的導線端部對上，從而導線端部對的每一個導線端部延伸通過由可卷壓元件限定的中空部分。可以使用卷壓工具擠壓或變形可卷壓元件(其可以基本上配置為圍繞導線端部對)，以形成經卷壓的接頭。經卷壓的接頭可以配置為提供導線端部對的導線端部之間的電連接，例如通過提供在導線端部對的導線端部對之間的導電接觸部。該方法可以重複，以在定子的多個導線端部對上形成多個經卷壓的接頭，從而通過多個經卷壓的接頭形成的電連接可以限定出通過定子組件的繞組的電流流動路徑。該方法和系統可以進一步包括將定子組件的導線端部部分浸入在熔融的焊浴中，其中導線端部部分包括多個經卷壓的接頭，從而多個經卷壓的接頭的每一個都可被熔融的焊料潤溼。釺焊接頭可以通過讓吸入到經卷壓的接頭中的熔融的焊料凝固而形成，其中由此形成的釺焊接頭可以將相應的經卷壓的接頭的導線端部對的導線端部連結，由此提供導線端部對的導線端部之間的電連接。本文所述的定子組件包括多個杆銷，其配置為限定出包括多個導線端部的導線端部部分。多個導線端部可以以織造圖案配置，所述織造圖案通過多個導線端部對限定，其中·多個導線端部對中的每一個相應的一個通過包括可卷壓元件的相應的經卷壓的接頭連結。每一個經卷壓的接頭=都可以提供包括在經卷壓的接頭中的導線端部對的導線端部之間的電連接。將定子組件的多個導線端部對連接的多個經卷壓的接頭可以共同限定出通過定子的織造圖案的電流流動路徑。與弧焊接頭相比，經卷壓的接頭提供增加的表面面積以攜帶電流，因此改善電性能並降低轉子過載和電短路的可能性。導電區域可以包括在可卷壓元件和導線端部之間的和/或導線端部本身之間的接觸區域，其中導線端部通過經卷壓的接頭的變形部分而保持彼此接觸。導線端部可以在卷壓操作期間變形，從而在它們之間的接觸區域與卷壓和/或變形之前的導線端部之間的接觸區域相比增加。與焊接過程相比，由於能有效地在卷壓過程期間讓導線端部運動到彼此接觸，由此減小織造圖案準確性和導線對導線裝配對接頭電連接質量的影響，從而本文所述的卷壓過程對連結的導線端部的靠近表面之間的裝配變化敏感性小。在非限制性的例子中，經卷壓的接頭可以浸入在焊浴中從而熔融的焊料可以吸入到保留在導線端部之間和/或導線端部和經卷壓的接頭中的可卷壓元件之間的任何開口中，以形成可以強化和/或補足經卷壓的接頭的釺焊接頭，這可以進一步改善接頭導電性的質量和耐久性。在下文結合附圖進行的對實施本發明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發明的特徵和優點以及其他的特徵和優點。
圖I是在將定子繞組的導線端部連接之前的定子組件的示意性透視圖；圖2是圖I的定子組件的導線端部的部分示意性透視圖；圖3是圖2的定子的導線端部的部分橫截面示意圖，顯示了接收來自卷壓裝置的可卷壓元件的第一導線端部對和在其上形成經卷壓的接頭的第二導線端部對；圖4A是圖3的可卷壓元件的4A-4A截面的截面圖；圖4B是圖3的可卷壓元件的未卷壓部分的截面圖4C是圖3的經卷壓的接頭的經卷壓部分的4C-4C截面的橫截面；圖5是具有多個經卷壓的接頭、並顯示了卷壓裝置的定子導線端部的部分示意圖；和圖6是浸入在焊浴中的定子導線端部的部分示意圖。
具體實施例方式參見附圖，其中相同的附圖標記在幾幅圖中代表相同的部件，圖1-6中所示的元件不是按比例繪製的。因而，本文提供的附圖中提供的具體的尺寸和應用情況不應被認為是限制性的。提供一種將定子組件的導線端部連接起來的方法和系統。該方法和系統包括將可卷壓的元件安放在定子組件的導線端部對上並使用卷壓工具使可卷壓元 件擠壓或變形，以形成經卷壓的接頭。經卷壓的接頭可以配置為提供導線端部對的導線端部之間的電連接，例如通過提供在導線端部對的導線端部之間的導電接觸區。圖I顯示了在通過卷壓來連接導線端部28之前的定子組件10，也稱為定子。定子10通常配置為環形環且包括層片(？)堆疊結構16，其通過將層板以具體圖案堆疊形成。每一個層板都包括多個徑向分布的槽，所述槽在層板堆疊結構16的組裝期間取向為限定出多個大致矩形的槽18，所述槽徑向地分布且在堆疊結構16中從端部延伸到端部。圖I所示的定子10配置為杆銷定子，其中繞組12用多個杆銷24形成，也稱為杆銷導線。繞組12也可以包括端子或連接部20a、20b和20c，用於連接繞組12的各相。杆銷導線24通常用大尺寸、高導電性的銅導線形成，所述銅導線具有矩形橫截面且每一個杆銷導線24通常配置為發卡形，具有彎曲的部分22且通常端接在兩個導線端部28中。杆銷24準確地形成為預定形狀，用於插入到預定織造圖案的槽18中。杆銷24在插入之前通常塗有絕緣材料26的層，從而在槽18中的杆銷24的相鄰表面彼此電絕緣。為了有助於導線端部28連接以形成電連接，杆銷24的導線端部28在插入到層板堆疊結構16的槽18之前且在彎折以形成織造圖案(例如圖I示出和在圖2中更詳細示出的織造圖案)之前通常被剝掉絕緣層26。每一個槽口 18可以襯有槽襯30，以讓杆銷24與層板堆疊結構16絕緣，並防止在杆銷24插入到槽18期間損害到絕緣層26。圖I顯示了從層板堆疊結構16的一個端部突出的杆銷24的彎曲端部22和從層板堆疊結構16的相對端部突出的杆銷24的導線端部28。在插入之後，從層板堆疊結構16突出的導線端部28被彎折以形成從導線到導線的複雜織造結構，其中多個彎曲的導線端部28通常被稱為定子10的導線端部14。杆銷24的延伸通過槽18的導線端部28被彎曲成期望的構造，如圖I示出和在圖2中更詳細地示出的，從而根據繞組12的連接需求每一個相應的導線端部28可以與不同的導線端部28成對並連結，以形成多個導線端部對，例如圖2和3所示的導線端部對32、42。如進一步詳細示出的，鄰近的成對導線端部28連結以通過用可卷壓元件70包圍鄰近的成對導線端部28(見圖3-4)並對可卷壓元件70和鄰近的成對端部28擠壓和/或變形而形成電連接，從而一個導線端部被置於與其成對的導線端部和經卷壓的部分74(見圖3)接觸，以形成經卷壓的接頭80。可卷壓元件70可以置於包括導線端部部分14的每一對導線上，並被分別卷壓，由此形成多個電連接。最終形成的織造圖案和多個卷壓接頭80決定了流過繞組12的電流路徑。
圖2通過非限制性示例的方式更詳細地顯示了定子10的導線端部部分14的織造圖案的代表性透視截面圖，也稱為繞組圖案(winding pattern)。杆銷24的所有導線端部28已經在層板堆疊結構16的槽18中布置為四層，其中最外層包括在最靠近層板堆疊結構16外直徑的多個槽18中的多個導線端部28且最內層包括在最靠近層板堆疊結構16的內直徑的多個槽18中的多個導線端部28。如圖2和3所示，形成繞組12的最內層或第一層的多個導線端部在圖2-6B中示出為導線端部34。靠近第一層的繞組12的第二層以示出為導線端部36的多個導線端部形成。靠近第四或最外層的繞組12的第三層用示出為導線端部44的多個導線端部形成。最外層或第四層用示出為導線端部46的多個導線端部形成。
圖2和3顯示了在第一層中的每一個導線端部34被彎曲，從而其靠近第二層中的導線端部36並與之成對，以形成導線端部對32。圖3顯示了被置於導線端部對32上的可卷壓元件70，從而導線端部34可以被保持靠近和/或接觸導線端部36。可卷壓元件70可以被變形(如圖5所示)以形成卷壓部分74從而導線端部34、36和可卷壓元件70形成經卷壓的接頭80，提供導線端部對32的導線端部34和導線端部36之間的電連接，類似於圖3的導線端部對42上所示的經卷壓的接頭80。類似地，第三層中的每一個導線端部44都被彎曲，從而其靠近第四層中的導線端部46並與之成對，以形成導線端部對42。可卷壓元件70置於導線端部對42上(見圖3)，從而導線端部44被保持靠近和/或接觸導線端部46。可卷壓元件70變形以形成卷壓部分74從而成對導線端部44、46和可卷壓元件70形成經卷壓的接頭80，提供導線端部對42的導線端部44和導線端部46之間的電連接。在描述構成導線端部部分14的多個導線端部時，導線端部34、36、44、46可以共同被稱為導線端部28(見圖I)。繞組12可以配置為包括第一繞線組和第二繞線組。第一繞線組可以包括形成導線端部34的第一層和導線端部36的第二層的多個杆銷24，例如第一繞線組可以包括多個導線對32。第二繞線組可以包括形成導線端部44的第三層和導線端部46的第四層的多個杆銷24，例如第二繞線組可以包括多個導線對42。如前所述，電流經由通過杆銷24和包括導線端部28的多個卷壓接頭80建立的織造圖案流過繞組12。導線端部對配置並彎曲為使得每一導線端部對32、42都與另一導線端部對32、42彼此徑向且周向地分開，以使得用於在任何兩個導線端部對之間形成電連接的電勢最小化。例如，參見圖1、2和5，每一個導線端部對32都布置在第一繞線組中，從而其通過周向空間或間隔38與鄰近的導線端部對32周向地分開，且每一導線端部對42都布置在第二繞線組中從而其通過周向空間或間隔38與鄰近的導線端部對42周向地分開。現在參見圖3，其示出了每一導線端部對32都與鄰近的導線端部對42徑向地分開空間或間隔48，其中通過導線端部36的第二層和導線端部44的第三層之間的徑向間距建立徑向空間或間隔48。如圖3和5所示，可卷壓元件70通過裝置60置於和/或定位在導線端部對32、42上且隨後通過卷壓工具62卷壓以形成經卷壓的接頭80。卷壓工具62也可以在本文中被稱為一組卷壓工具，如卷壓爪，一組爪和/或多個爪。出於展示的目的，可針對端部對32、42中的一個或另一個描述可卷壓元件70和形成經卷壓的接頭80的過程，應理解所述描述適用於任一導線端部對32、42，例如可卷壓元件70和形成經卷壓的接頭80的過程對於多個導線端部對32的每一個和多個導線端部對42的每一個(包括定子10的導線端部部分14)來說可以基本上是相同的。可卷壓元件70也可以被稱為卷壓環。形成定子10的導線端部部分14的導線端部28配置且彎曲為使得每一導線端部對32、42中的導線端部定位為彼此靠近，以有助於將可卷壓元件70接收在每一導線端部對32、42上，從而可卷壓元件70操作性地圍繞導線端部對中的兩個導線端部。例如，且如圖3所示，導線端部對42的導線端部44、46定位為彼此靠近，以有助於接收可卷壓元件70，所述可卷壓元件可以通過卷壓裝置60置於導線端部對42上，如圖3所示。可卷壓元件70可以定位在導線端部對42上，從而導線端部44、46延伸到可卷壓元件70的中空部分72中和/或伸出穿過該中空部分，如圖4A和4B所示。在非限制性的例子中，可卷壓元件70可以沿包含以下材料或其組合的材料製造銅、黃銅、錫、低碳鋼、鋁、不鏽鋼、或鋅，並配置使得可卷壓元件70通過卷壓工具62變形以形成卷壓部分74。包括可卷壓元件70的材料(一種或多種)的選擇可以基於多種因素，包括材料的可成形性，例如材料通過卷壓工具62變形或卷壓以形成卷壓部分74和/或經卷壓的接頭80的能力。另一因素可以是材料的導電性，其中可以在可卷壓元件70和與可卷 壓元件70接觸的導線端部28中的至少一個之間建立導電路徑。其他需考慮的因素可以包括可卷壓元件材料的抗腐蝕性、定子10的操作環境、定子10和/或導線端部28的操作溫度、流過定子繞組12的電流，包括操作環境中的溼度和汙染在內的腐蝕性元素等。在圖3-4C所示的非限制性的例子中，可卷壓元件70可以配置為具有倒圓角部的大致矩形的環，且限定出圖4A更詳細地示出的開口或中空部分72。可卷壓元件70可以成形為使得限定出中空部分72的表面78圍繞導線端部對的外周邊(其上布置可卷壓元件70)，如用於設置在導線端部對42上的可卷壓元件70的圖4B所示。可卷壓元件70和/或可卷壓元件70的中空部分72可以配置為有助於導線端部對32、42的插入或定位，從而可卷壓元件70在其被置於導線端部對32、42上時將導線端部朝向彼此促動或移位，這可以使得導線端部的靠近(鄰近)表面56彼此接觸，由此限定出接觸區域58。開口 72和/或可卷壓元件70可以呈錐形、喇叭形、倒裝形或配置為具有引入或前導表面，以在定位在導線端部對32、42上的過程中促使導線端部朝向彼此運動，這可以有助於形成接觸區域58。可卷壓元件70可以通過卷壓工具62卷壓，所述卷壓工具配置為形成卷壓部分74以保留彼此接觸的導線端部，如在圖3和4C中針對導線端部對32所示的，從而由此形成的接觸區域58可以提供導線端部34、36之間的導電路徑。通過經卷壓的接頭80提供的接觸區域58可以例如顯著地大於通過焊接接頭提供的導電錶面區域，由此與焊接接頭相比提供增加的表面面積和橫截面面積用於攜帶電流。與焊接接頭相比，電流攜帶面積的增加可以減少經卷壓的接頭80電短路或其他的電不連續性的可能性。可卷壓元件70的其他構造或特徵也是可能的。術語「環」不是限制性的或不應被限制為大致圓形的構造，例如可卷壓元件或卷壓環70可以大致配置為環形或圓柱形元件，其具有大致圓形、大致橢圓形或大致矩形的形狀，或是可以對應於要被連結在經卷壓的接頭80中的導線端部形狀的任何其他形狀。開口或中空部分72可以配置或成形為使得限定出中空部分72的表面貼合地裝配在導線端部對的周邊周圍。接觸區域58可以在它們通過將可卷壓元件70安放在導線端部對32、42上而一起移位(貼緊)時在導線端部之間建立。可卷壓元件70可以例如配置為端部開口的大致矩形或大致圓柱形的元件，例如杯子形狀的元件(未示出)，其可以作為導線帽裝配在導線端部對並隨後被卷壓和/或變形以形成經卷壓的接頭80。可卷壓元件70可以配置為開口環，例如大致C形或U形元件，其可以被卷壓以基本上圍繞導線端部對32、42的周邊並保持導線端部28彼此操作性地接觸，以提供在它們之間的導電接觸區域58。圖3-5在非限制性的例子中示出了用於連接定子10的導線端部的方法。圖3顯示了卷壓裝置60，其配置為將可卷壓元件70安放在導線端部對上，所述導線端部對在圖3中是導線端部對42。圖4A顯示了在安放在導線端部對42上之前的可卷壓元件70的截面圖，且圖4B是定位在導線端部對上的可卷壓元件70的未變形部分的截面圖，其可以是在卷壓之前導線端部對42上的可卷壓元件70的橫截面視圖，或例如可以是包括導線端部對32的經卷壓的接頭80的未變形部分74的截面圖，如圖3所示。圖3進一步顯示了使用爪62形成的且包括導線端部對32的經卷壓的接頭，且圖4C顯示了包括導線端部對42的經卷壓的接頭80的卷壓部分74的截面圖。出於簡單和清楚描述的目的，可針對導線端部對32、42中的一個或另一個來描述經卷壓的接頭80的形成，但應了解所述描述適用於任一導線端部對32、42。圖5顯示了在多個導線端部對32中的一個上形成經卷壓的接頭80的卷壓 裝置60的示意性透視圖。出於簡單和清楚描述的目的，圖5僅顯示了定子10的第一繞線組，其包括導線端部對32。儘管未示出，但是應理解，經卷壓的接頭80將被形成在多個導線端部對32和42 (包括定子10的導線端部部分14)的每一個上，以建立通過定子10的繞組12的電流流動路徑。如圖3所示，可卷壓元件70被提供到定子10用於安放在導線端部對上，該導線端部對在所示例子中是導線端部對42。裝置60可以用於將可卷壓元件70運輸或輸送到定子10，並定位和/或安放可卷壓元件70，從而其被接收在導線端部對42上。裝置60可以如在圖3和5所示的非限制性的例子中配置為具有一組爪62，其中每一個爪62操作性地附接到臂64，所述臂也可以被稱為杆臂。裝置60可以配置為使得每一個臂64可以徑向向內地朝向裝置60的軸線68 (見圖5)運動，從而爪62可以在可卷壓環70上施加擠壓力，以保持和/或傳送可卷壓環70，用於安放在定子10的導線端部對32、42上。臂64可以從軸線68徑向向外運動，以釋放被爪62保持的可卷壓環70。爪62可以配置為一組卷壓工具，從而裝置60可以用於形成經卷壓的接頭80，例如爪62可以配置為使得在杆臂64通過足夠的力而徑向向內運動時爪62協作以讓可卷壓元件70變形，由此形成卷壓部分74，如圖3和5所示。應理解導線端部部分14的織造圖案(例如導線端部28的彎折圖案)將被配置為使得導線對32、42之間的周向間隔38和徑向間隔48具有足夠的大小(寬度)以接收爪62和可卷壓元件70，以用於將可卷壓元件70安放在導線端部對上並對其卷壓以形成經卷壓的接頭80。多於一個的裝置或方法可以用於定位和卷壓每一個導線端部對32、42上的可卷壓元件70。例如，第一(安放)裝置可以用於將可卷壓元件70安放和/或定位在導線端部對32、42上，且第二(卷壓)裝置可以用於卷壓可卷壓元件70。安放裝置可以配置為類似於圖3和5所示的裝置60，或可以是另一構造。用於安放可卷壓元件70的方法可以是自動的、手動控制的或其組合。安放裝置可以併入一整體式供送機構，以提供可卷壓元件70的連續供給。卷壓裝置可以配置為類似於圖3和5所示的裝置60，或可以是另一構造。用於卷壓可卷壓元件70的方法可以是自動的、手動控制的或其組合。用於傳輸、安放、定位和/或卷壓可卷壓元件70的一個或多個裝置60可以通過液壓、電力、氣動、機械或通過任何適當手段來控制。一個或多個裝置60可以與一個或多個傳感器和或控制器通信，所述傳感器或控制器配置為操作、監測和/或控制本文所述的一個或多個裝置60和卷壓過程。包括圖3所示的導線端部對42的導線端部44、46在形成導線端部部分14的彎折操作期間定位，從而導線端部44、46充分地彼此鄰近以在其上接收可卷壓元件70。鄰近導線端部44、46的靠近側或表面56可以分開一間隙54。間隙54的構造(例如間隙54的寬度)可以由於彎曲或定位導線端部44、46到織造圖案中(形成導線端部部分14)的一位置的過程的變化而變化，或可以由於包括導線端部對42的每一個導線端部44、46的大小、表面輪廓或形狀的變化而變化。導線端部44、46可以由於彎折過程而定位從而靠近的表面56彼此接觸，以形成接觸區域58。接觸區域58大小和構造可以基於靠近的表面56的相對位置和每一個靠近的表面56的構造或輪廓而變化。
再次參見圖3，可卷壓元件70可以設置在爪62之間，且爪62可以通過足夠的擠壓力而徑向向內運動，以將可卷壓元件70保持在爪62之間，而不讓元件70變形。裝置60被操作為將可卷壓元件70安放在導線端部對42上，從而導線端部44、46伸出到可卷壓元件70的開口 72中和/或通過該開口，如圖4B的截面圖所示。當定位在導線端部對42上時，限定出可卷壓元件70的開口 72的表面78圍繞導線對42的外周邊。在卷壓之前，導線端部44、46的靠近表面56 (見圖4B)彼此鄰近並通過間隙54分開，或可以定位為彼此接觸從而形成接觸區域58。在非限制性的例子中，杆臂64可以被裝置60促動，以將爪62徑向向內地運動，由此增加定位在導線端部對42上的可卷壓元件70上的擠壓力。在卷壓爪62逐漸徑向向內運動時，通過卷壓爪62在可卷壓元件70上施加充分的力，從而可卷壓元件70開始變形並被壓靠到導線端部44、46的周邊，讓導線端部44、46朝向彼此移位。在可卷壓元件70被擠壓以形成卷壓部分74並將導線端部44、46推動到一起時，導線端部44、46的靠近表面56之間的間隙54被實質地減小和/或被消除，且接觸區域58形成和/或大小(面積)增加，形成導線端部44、46之間的導電路徑或接頭。如圖4C所示，卷壓部分中的內表面78可以與導線端部44、46的周邊直接接觸，從而在導線端部44、46的一個或兩者與卷壓部分74中之間建立導電路徑。在該構造中，可用於讓電流通過經卷壓的接頭80傳導的表面區域包括在靠近的表面56之間形成的接觸區域58，且可以進一步包括在導線端部44、46和經卷壓的部分74的表面78之間的接觸區域。另夕卜，與焊接接頭相比，經卷壓的接頭80可以對例如由于振動、或由於操作溫度的改變造成的熱膨脹和收縮而形成的分離或退化有抵抗性。焊接接頭(未示出)中的電流可以僅通過包括來自導線端部的母金屬的焊接熔融區域來傳遞，其可具有變化的大小且易受到焊接缺陷(包括孔洞、微裂紋和汙染物)的影響，或可以是由於焊接期間每一導線端部對中的導線端部之間的不良裝配而造成的具有變化的橫截面的區域，其可以減少焊接接頭的電流攜帶容量。更小尺寸的焊接接頭容易受到電流加載期間的過載荷的影響，造成焊接失敗和使得繞組中的電路短路。因而，例如接頭80這樣的經卷壓的接頭通過第一電流路徑(經導線端部34、36的靠近表面56之間接觸區域58限定的(見圖3))和輔助電流路徑(其可以通過與導線端部34、36的周邊接觸的卷壓部分74提供(見圖4C)提供了更大的電流攜帶區域，由此提供改進的電性能、增強的電流攜帶容量和減小的定子10過載和電短路的可能性。使用經卷壓的接頭(例如接頭80)以提供導線端部34、36之間的電連接進一步的優點是減小對導線端部對32的構造(且特別是對靠近的表面56之間的間隙54或間距)的敏感性。儘管在導線端部之間形成焊接的能力會在導線端部34、36的靠近表面56之間的間隙54增加時變差，但可卷壓元件70圍繞導線端部34、36的周邊，且可卷壓元件的卷壓使得導線端部34、36朝向彼此位移，以基本上減少間隙54並形成或增加導電接觸區域58。如圖3所示，經卷壓的接頭80可以形成為使得可卷壓元件70的一個或多個部分76可以僅最低限度地變形，或可以根本不變形。最小變形或不變形的部分76的橫截面可以配置為如圖4B所示，其中間隙54可以保持在導線端部之間或導線端部對的周邊和內表面78之間。在完成卷壓過程之後，例如形成了經卷壓的接頭80，爪62可以徑向地向外運動從而裝置60可以從經卷壓的接頭80去除。卷壓過程可以重複，以在定子10的導線端部部分14的多個導線端部32、42的每一個上形成經卷壓的接頭80。由此形成的多個卷壓接頭80 可以共同限定出通過定子10的織造圖案的電流流動路徑。卷壓過程可通過任何合適的方法控制，以提供限定出經卷壓的接頭80的卷壓部分74。通過非限制性的例子的方式，通過爪62在可卷壓元件70上施加的擠壓力可以被測量、監視和/或被控制為指定的力，其與提供經卷壓的接頭80的某種特點或特徵有關。例如，卷壓力可以與在卷壓部分74的橫截面中測量的經卷壓的接頭80的密度百分率有關，其中橫截面的密度百分率可與接頭的導電性有關，以建立形成可接受的經卷壓的接頭所需的最小卷壓力，例如能提供通過經卷壓的接頭80的導電路徑的接頭。作為另一例子，卷壓工具62的向預定位置的關閉(向內的)運動可以被測量、監視和/或控制，其中關閉位置可以與提供經卷壓的接頭80的某種特點或特徵有關，以及與控制卷壓過程有關。例如，卷壓爪62相對於彼此或裝置60軸線68的位置可以與尺寸V有關(見圖4C)，其中尺寸X'對應於達到最小密度百分率所需的卷壓部分74的變形量，所述密度百分率與經卷壓的接頭80的導電性有關。例如，可以確定的是，對於包括導線端部44,46的導線端部對和具有尺寸X(見圖4B)的可卷壓元件70的組合來說，使用爪62造成將尺寸X擠壓到更小尺寸X'的可卷壓元件70的這種變形形成可接受的經卷壓的接頭80。尺寸V可以與爪62的運動、杆臂64的運動或通過裝置60或以其他方式做出的卷壓過程中的測量有關。然而在另一例子中，經卷壓的接頭80的構造可以被測量、監視和/或被控制，以控制卷壓過程，以生產可接受的經卷壓的接頭80。例如，卷壓爪62可以成形為提供經卷壓部分74的設定輪廓，其中該輪廓(例如經卷壓部分74的構造)與經卷壓的接頭80的導電性有關。控制卷壓部分74的構造可以包括控制卷壓部分74的高度、寬度、深度、橫截面輪廓、或其他形狀特徵，這可以通過控制用於形成卷壓部分74的爪62的構造、通過測量和/或檢查經卷壓的接頭80、通過監視爪62的磨損和/或測量爪62、或通過卷壓領域技術人員所知的其他技術來實現。應理解卷壓操作可以通過控制因素和/或過程特點或產品特徵中的一個或多個來控制，如前所述的，其可被分別地控制或組合且彼此關聯地控制。在圖6所示的非限制性的例子中，包括多個經卷壓的接頭80的導線端部14可以被浸入到焊浴50中，從而熔融的焊料52可以吸入任何經卷壓的接頭80中存在的開口或間隙，以形成釺焊接頭，所述釺焊接頭可以強化和/或補足經卷壓的接頭80，以進一步改善接頭80的導電性的耐久性和質量。焊浴50可以包含一定量的熔融的焊料52。焊料52可以是任何焊料材料，例如基於錫的焊料，其適用於釺焊用於形成杆銷24的銅導線或材料(一種或多種)。出於簡單的和清楚描述的目的，圖6僅顯示了定子10的第一繞線組，其包括多個經卷壓的接頭80，所述經卷壓的接頭包括導線對32。未示出，但是應理解，包括形成在導線端部對32和42上的多個經卷壓的接頭80的整個導線端部部分14將被浸入在熔化的焊料52中。將導線端部部分14浸入到熔融的焊料52以允許熔化的焊料吸入到經卷壓的接頭80中的任何間隙中的過程可通過控制一個或多個因素來控制，這些因素可被分別地或組合地且彼此關聯地控制。例如，導線端部部分14在熔融的焊料52中浸入的持續時間可以被控制為預定的時間，以確保導線端部對32、42和/或經卷壓的接頭80被熔融的焊料52充分潤溼，且熔化的焊料52吸入到導線端部28的靠近表面56之間和/或導線端 部28和可卷壓元件70的內表面78之間的任何間隙54。參見圖3和圖4B，這種間隙例如可以保持在可卷壓元件70的部分76中的導線端部對32、42的導線端部之間。部分76可以在卷壓過程中最低限度地變形或不變形，從而部分76的橫截面可以類似於圖4B所示的橫截面，其可以包括在導線端部28的周邊和部分76的內表面78之間的、或導線端部的靠近表面56之間的一個或多個間隙54。熔融的焊料52可以被吸入這些間隙或區域，並在從焊浴50除去導線端部部分14時凝固以在可卷壓接頭80中形成釺焊接頭。作為另一例子，導線端部部分14在熔融的焊料52中浸入的深度可以被控制為使得導線端部部分14浸入深度d，如圖
6所示。深度d可以基於導線端部28的構造來確定，例如絕緣26已經從其上剝離的或以其他方式去除以限定出經剝離的導線端部28的表面區域。深度d可以基於其他因素確定，例如經優化的深度以讓熔化的焊料52在經卷壓的接頭80的最低限度變形部分76中的導線端部28上吸入和潤溼，和/或防止熔融的焊料52施加到定子10的其他區域或表面上，例如杆銷24或層板堆疊結構16的絕緣部分。通過非限制性的例子的方式，定子10可以被機器人移動以將導線端部部分14以預定的周期或間隔浸入到熔融的焊料52中或離開所述熔融的焊料，其中導線端部部分14在熔融的焊料52中浸入的深度可以被控制，例如通過控制使用如前所述的非限制性例子的機器人的輸送或移動的高度，從而導線端部部分14浸入到深度d。其他因素(例如熔融的焊料52的溫度和粘性)可以被控制為預定值，以有助於多個經卷壓的接頭80和包括在其中的導線端部28的每一個被熔融的焊料充分地潤溼，以在存在於經卷壓的接頭80中的任何間隙中形成釺焊接頭，和形成具有結構完整性且配置為提供在相應導線端部對中的導線端部之間的電連接的釺焊接頭。儘管已經對執行本發明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領域技術人員可得知在所附的權利要求的範圍內的用來實施本發明的許多替換設計和實施例。
權利要求
1.連接定子組件的導線端部的方法，該方法包括 將可卷壓元件安放在導線端部對上，從而導線端部對的導線端部的每ー個都延伸到通過可卷壓元件限定的中空部分中，其中導線端部對是配置在定子組件中的多個導線端部對中的ー個；和 使用卷壓工具擠壓可卷壓元件以形成經卷壓的接頭，其中經卷壓的接頭配置為在導線端部對的導線端部之間提供電連接。
2.如權利要求I所述的方法，進ー步包括 將相應的可卷壓元件安放在配置在定子組件中的多個導線端部對的相應的導線端部對上，從而相應的導線端部對的每一個導線端部都延伸到通過相應的可卷壓元件限定的中空部分中；和 使用卷壓工具擠壓每一個相應的可卷壓元件以形成相應的經卷壓的接頭，該接頭配置為在每一個相應的導線端部對的導線端部之間提供電連接，並由此形成多個經卷壓的接頭。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述多個經卷壓的接頭共同限定出通過定子組件的繞組的電流流動路徑。
4.如權利要求2所述的方法，進ー步包括 將定子組件的導線端部部分浸入在熔融的焊浴中，其中所述導線端部部分包括多個經卷壓的接頭，從而所述多個經卷壓的接頭中的每ー個都被熔融的焊料潤溼；和 凝固熔融的焊料以在所述多個經卷壓的接頭的至少ー個中形成釺焊接頭，其中該釺焊接頭提供所述多個經卷壓的接頭的所述至少ー個的導線端部之間的電連接。
5.如權利要求I所述的方法，其中擠壓可卷壓元件包括讓可卷壓元件和導線端部變形，以在導線端部對的導線端部之間限定導電接觸區域。
6.如權利要求I所述的方法，其中所述定子組件配置為杆銷定子，其包括多個杆銷，每一個杆銷都包括一個或多個導線端部。
7.ー種定子組件包括 多個杆銷，配置為限定出包括多個導線端部的導線端部部分； 其中所述多個導線端部以織造圖案配置，所述織造圖案限定出多個導線端部對； 其中多個導線端部對中每一相應的ー個通過相應的可卷壓元件連結，以形成相應的經卷壓的接頭；和 其中相應的經卷壓的接頭提供所述多個導線端部對中相應的ー個的導線端部之間的電連接。
8.如權利要求7所述的定子組件，其中所述多個導線端部對中經卷壓的接頭共同限定出通過織造圖案的電流流動路徑。
9.如權利要求7所述的定子組件，其中相應的經卷壓的接頭配置為保持所述多個導線端部對中相應的ー個的導線端部基本彼此接觸。
10.如權利要求7所述的定子組件，其中所述多個導線端部對中每一相應的ー個的經卷壓的接頭通過卷壓部分限定；和 其中電連接形成在導線端部對的ー個導線端部和該導線端部對的另一導線端部以及經卷壓的部分中的至少ー個之間的所述多個導線端部對中每ー相應的ー個中。
全文摘要
提供一種方法和系統，通過將可卷壓元件安放在導線端部對上來連接定子的導線端部，從而導線端部對的導線端部被可卷壓元件圍繞，且使用卷壓工具使得可卷壓元件變形以形成經卷壓的接頭。經卷壓的接頭配置為提供導線端部對的導線端部之間的電連接。導線端部可以通過可卷壓元件保持實質地彼此接觸。定子的導線端部部分可以浸入在熔化的焊浴中以形成將包括經卷壓的接頭的導線端部對連接起來的釺焊接頭。定子可以被配置為杆銷定子，該杆銷定子包括限定出導線端部的多個杆銷。
文檔編號H02K15/00GK102761206SQ20121012865
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者R.M.克萊伯 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司