CN1695285A - 旋转电机绕组的成对导电片的自由端的焊接布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电机绕组的焊接布置，绕组由多个导电片形成，所述导电片由一个支承主体(1)支承，使每对待焊接导电片的端部在径向方向并置，以在周向上彼此错开的径向列(R)的形式加以布置，所述焊接布置包括一个待焊接导电片端部的夹具，夹具具有由夹紧部件(13，13′)的凸轮形部分(19)形成的周向锁固装置，一个凸轮部分(19)构形成通过夹紧部件的转动、处于两个径向列(R)的端部之间的夹紧位置。本发明应用于汽车的交流发电机。

Description

旋转电机绕组的成对导电片的自由端的焊接布置

技术领域

本发明涉及一个旋转电机的一个绕组、例如定子绕组的成对导电片的端部的焊接布置，所述绕组由多个导电片形成，导电片端部通过焊接串联连接，支承在一个支承主体上，使得成对的待焊接导电片的端部在支承主体的一轴向侧形成大体呈冠状的一个髻端(chignon)，其中，成对待焊接导电片的端部在支承主体的径向方向上并置，位于支承主体的外面，以彼此周向错开的径向列的形式，所述焊接布置包括焊接时夹持所述端部的夹具。

背景技术

这种类型的布置是已知的，例如文献EP1041696。其中，夹具具有成对待焊接的导电片端部的周向保持件、每对导电片待焊接端部的径向保持件、以及每对在圆周方向和径向上保持的导电片的端部焊接装置。

夹具构形成对两对卡销形导电片进行作用。每对导电片属于一列圆周焊接。

径向保持件具有一个结构复杂、体积大的内部工具。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种焊接布置，相对于现有技术而言，其夹具的复杂性和外形尺寸得以减小。

为了达到该目的，本发明的焊接布置的特征在于，周向锁固装置由属于夹紧部件的凸轮形部分所形成，凸轮形部分构形成通过转动夹紧部件，位于成对待焊接导电片的两个周向上相邻的径向列的端部之间的夹紧位置上。

换句话说，夹紧部件具有凸轮形横截面，构形成当安装在成对待焊接导电片的在周向上相邻的两列端部之间的时候，确保转动锁紧。

借助本发明，每个径向列可以具有一对或多对待焊接导电片的端部。

有利的是，夹紧部件由一个杆组成。

根根据本发明的一个特征，凸轮部分具有椭圆形横截面，沿其长轴方向的厚度基本等于它可以进入其间的两个在周向上相邻的径向列之间的间距，而沿短轴的垂直方向的厚度小于所述厚度。

因此，凸轮部分在两个径向列之间的进入和抽出简便而快速。

凸轮部分通过其在由周向上相邻、即圆周上接连的两径向列限定的槽中相对于支承主体的径向移动而进行进入和抽出运动。

另外，导电片布置成免受损坏。

在其它实施例中，这种运动的实现是通过凸轮部分相对于主体的轴向移动，以进入和抽出槽。

根据本发明的另一个特征，周向锁固凸轮部分具有至少两个在周向锁固厚度方向上从凸轮表面凸出的齿，并具有一个间距，确保当凸轮在其周向锁固位置转动时，一对待焊接导电片端部的两个齿之间的紧密接合。

根据本发明的另一个特征，用于在每个径向列具有两对待焊接导电片的端部的一个绕组，两对之间具有间隙，凸轮形部分具有三个齿，彼此隔开前述间距，一对待焊接导电片端部紧密接合在齿之间，中央齿接合在两对端部之间形成的间隙中。

根据本发明的另一个特征，在齿的转动方向上的前表面呈倒角，使导电片端部接合在齿之间。

因此，待焊接导电片的端部得到良好的径向紧固。

根据本发明的另一个特征，径向锁固装置具有两个部件，有利的呈环形，其间在径向方向上保持成对待焊接导电片的端部。

因此，径向锁固装置牢固、数量减少。

根据本发明的另一个特征，用于在一个径向列具有两对待焊接导电片端部的绕组，径向紧固装置还具有一个环形件，用于接合在所述列的两对端部之间形成的间隙中，以确保与前述环配合而进行径向锁固。

该环形件也是牢固的，构件数量可以减少。

根据本发明的另一个特征，用于进入各列两对待焊接端部之间间隙的中央环形件部分具有截锥形轮廓。

这种轮廓可以对两对待焊接导电片进行良好的径向紧固。

人们认识到，由于杆的齿或环形件，确保两对径向相邻的待焊接导电片端部之间的距离。

根据本发明的另一个特征，凸轮部分具有一个对中槽，用于接纳中央环形件截锥形部分的前部。

根据本发明的另一个特征，本发明的布置具有一个焊渣排除装置，通过在焊接处下面的气流吹动将焊接操作产生的焊渣排出到定子外部。

根据本发明的另一个特征，吹除装置具有气流吸入孔，吸入载有排出的焊渣的气流。

根据本发明的另一个特征，焊接装置是激光束式。

附图说明

参照附图及两个非限制性实施例，本发明的其它目的、特征和优点将得到更好的理解。附图如下：

图1是配有本发明夹具的旋转电机的定子绕组的一部分的立体图；

图2是图1中箭头II所示细部的简化视图；

图3示出图2所示工具处于其两列两对待焊接的卡销端部的周向和径向保持位置；

图4是本发明央具的另一个实施例的简化示意立体图；

图5是图4所示夹具的垂直于一周向锁固杆的轴线的剖面图；

图6是图4中箭头VI所示细部的放大示意图；

图7是本发明吹除装置的示意图，用于清理图1或4所示绕组的一对导电片的端部的焊接区域。

具体实施方式

图1示出一个旋转电机的一个定子绕组，其绕组由卡销形的导电片5形成。总体上，卡销呈U形，因此，具有一个头部和两个臂，头部在这里是扭缠的，构成U的底部，臂的自由端也是扭缠的。标号1、2和3分别标示定子主体、由卡销式导电片头部形成的第一髻端、由成对的卡销臂的自由端形成的第二髻端，每对导电片的自由端通过焊接串联连接。第二髻端呈冠状。

髻端2、3在定子主体1的两侧轴向凸出延伸，定子主体1这里呈环状，在中央具有一个由其内周边限定的圆柱孔形开口。

定子主体1由一叠板组成，每个板配有多个用于安装导电片5的凹口。

板上的凹口对齐，形成多个从主体1的一边贯穿到另一边的凹口。这里，凹口对齐，形成多个轴向槽7。

有利的是，凹口是半封闭式的，通到主体1的中央开口。为求精确，例如参考文献EP A 0961386。

因此，在一个实施例中，每个凹口中安装一个绝缘体，用于使导电片5与定子主体1绝缘。

这些绝缘体每个都可以具有一个搭接部分，搭接部分远离安装有绝缘体的凹口的开口，所述开口通到大体呈管状的定子主体的内周边。

旋转电机例如是汽车用的多相式交流发电机，如前述文献EP A0961386所述。

在这种情况下，主体1的中央开口用于安装到交流发电机的转子上，所述转子例如是卡爪式转子或在其它实施例中是凸极式转子，必要时，配有永久磁铁，永久磁铁在圆周上与凸极相间。这样，主体1在其外周边由一个箱形支承件加以支承，箱形支承件例如具有称为前轴承和后轴承的两个部分。这些轴承构形成每个在中央具有一个滚珠轴承，用于转动地安装一个与转子相连的轴，所述转子在其前端在前轴承一侧具有一个主动皮带轮，用于通过至少一条传动带连接到汽车发动机的曲轴上，并且在其后端在后轴承一侧具有一些集电环。

交流发电机例如是三相式的。在其它实施例中，交流发电机具有不止三个相位。

这种交流发电机在其它实施例中是可逆式的，也以电动机方式工作，用于起动汽车热力发动机。这种交流发电机称为交流起动机。

已知的是，每个相位具有由导电片5连接的一个输入端和一个输出端。相位的输出端和/或输入端连接到一个将定子中产生的交流电整流成直流的整流装置上，该整流装置往往由后轴承加以支承。

在上述情况下，导电片5四个一组地布置在定子主体1的轴向凹口7中，这里，在第二髻端3处形成在圆周上排列的两列径向端部，所述径向端部按每列一对端部对齐。因此，在径向上形成一列四个导电片。导电片5在凹口内沿径向方向进行层状并置。成对导电片的端部沿支承主体的径向方向并列排列，在主体1外部彼此在周向上错开。因此，在主体1外部，在髻端3处，形成多列在周向上错开的径向列，径向列包括至少一对待焊接导电片。图1中，每径向列配置两对径向对齐的导电片端部。数量多少取决于应用情况。焊接后，形成焊接的两列同心环形列。

这里，导电片在截面上呈矩形，其长度平行于凹口的侧边缘，如前述EP A 0961386的图8所示。

这些导电片属于U形卡销的臂。卡销臂安装在彼此由一个极距分开的凹口中，在有关凹口中占据不同的层。

有利的是，相位的输入端和输出端布置在卡销头部处，卡销头部凸出延伸到定子主体1的轴向端部之一，以形成第一髻端2。图1示出某些输入端和输出端(未标示)。

卡销臂借助于凹口7贯穿主体1，以便在定子主体的另一轴向端凸起地形成呈冠状的第二髻端3。

卡销自由端焊接成在环形第二髻端3处进行串联连接，有利的是延伸到同样的高度，如WO92/06257所述。

由此文献可见，在第一阶段，卡销头部借助于第一安装装置进行扭缠。然后，在第二阶段，将卡销臂插入定子主体1的凹口7，然后，借助于第二安装装置，扭缠臂的自由端。

因此，图1示出起初由U形卡销形成的导电片自由端扭缠之后的绕组。如EP A 0961386所述，在髻端3中，四个导电片端部布置成一径向列R。标号为9a至9d的四个端部在径向上布置成成对的端部9a、9b和9c、9d。每对的端部9a、9b和9c、9d通过焊接连接。虽然卡销5覆盖有瓷电绝缘层，但是不必露出待焊接连接的端部，因为焊接这里是激光式焊接。这里，确切地说，焊接是以顺序方式进行的，激光束在两次焊接操作之间中断。在焊接期间，激光束相对于配有待焊接导电片自由端的主体1进行固定。为求精确，例如参考WO02/069472。

由于焊接操作需要导电片相对于能源(未示出)精确定位，已知的是，前述EP A 1041696配置一个夹具，用于确保待焊接导电片之间的电接触，确保待焊接端部的径向定位和呈一定角度的或在周向上的定位。为此，夹具具有待焊接导电片端部的径向保持件和周向锁固装置。

本发明提出一种待焊接导电片端部的夹具，它具有非常简单的结构和小外形尺寸。

确切地说，本发明夹具具有周向锁固装置，所述周向锁固装置如后所述由具有多个夹紧部件13的凸轮形部分19形成，附图示出其中两个。

夹紧部件13具有杆的形状。

在一个实施例中，杆构形成销的形状，具有至少两个齿，以便夹紧一对待焊接导电片。

在图1至3所示的实施例中，杆具有一个成对导电片的夹紧端部，构形成销的形状，具有三个在轴向上有规律地隔开的齿15、16、17。两个相邻的齿15、16和16、17之间的轴向间距对应于两对导电片的两个端部9a、9b或9c、9d沿径向方向的宽度，如图3所示，而中央齿16的宽度对应于两对待焊接端部之间的间隙25。由于三个齿，因此，确保沿待焊接导电片自由端的列R径向对齐的两对之间的距离。

根据本发明的一个特征，每个夹紧杆13可以在图1上点划线所示的、夹紧销部分处于导电片9a至9d端部的在周向上相邻或接连的两列R之间限定的槽S之外的中性位置以及实线所示的两个夹紧杆13的位于槽S内的位置之间进行轴向移动。夹紧部件的移动由双箭头F示出。因此，这种移动沿相应的槽S的轴线方向径向进行。

在其它实施例中，销相对于主体1进行轴向移动，进入槽S，也可以获得中性位置。构成定位件的杆当在其槽S内占据其最终位置时，可以围绕其轴线转动90°。图2和3示出在杆转动之前和之后处于其位置上的两个夹紧部件13。如附图所示，在图3所示的转动位置，每对的两对端部9a、9b和9c、9b限定在齿17和16以及16和15之间，齿16接合在两对待焊接端部之间的间隙25中。因此，齿构成待焊接端部9a至9d的保持和径向锁固件。

除了成对导电片由于齿15、16、17而沿径向方向锁紧之外，夹紧部件13也可以沿圆周方向进行锁紧。为此，根据本发明特征，两个相邻的齿之间的杆13的部分19具有凸轮形横截面，有利的是椭圆形，如图5所示。在其部分19中，杆沿齿15至17的方向具有厚度d1，其相当于导电片端部9a至9d的两个相邻列R沿圆周方向的间距，即其两列之间限定的槽的宽度S。确切地说，厚度d1选定成使得夹紧部件13在其径向锁定成对待焊接端部的径向锁固位置如图3所示接触地压紧在相对于两列R的侧表面21上，从而也确保在圆周方向上锁紧成对待焊接导电片。

相反，夹紧部件13的凸轮形部分19与厚度d2相垂直地具有较小的厚度d2，这样，易于使夹紧部件13的销状部分进入槽S中，处于图1和2所示的位置。

还要指出的是，齿15至17在其前表面23呈倒角，以确保形成夹紧部件13的销的部分易于进入一列R的两对导电片9a、9b和9c、9d之间的空隙25中。

关于夹紧部件13在其中性位置及其锁紧位置之间的移动装置，可以使用任何已知的装置，条件是确保所述夹紧部件的往复径向移动，或者所述夹紧部件在具有宽度S的槽内的往复轴向移动，以及转动90°。图1仅作为非限制性实施例示出使用夹紧部件控制装置的可能性。在该实施例中，转动由齿条127和齿轮28式装置加以确保，后者与夹紧部件的杆转动相连，它们在属于固定支承件结构轴承30中进行支承和轴向导向。

关于夹具的功能，通过同时插入和转动夹紧部件13，使待焊接导电片端部同时进行径向锁固和周向锁固。

图4至6示出本发明夹具的第二实施例。根据该实施例，夹具具有多个杆13′，所述杆13′在髻端3外部的中性位置和髻端内部的锁紧位置之间进行轴向移动，如同第一实施例所述的情况。杆的锁紧前部具有凸轮形状，有利的是具有椭圆形状，如图5所示，其厚度d1、d2如第一实施例所述。与后者不同的是，锁紧部分不具有齿，只确保沿周向的锁紧。

径向锁固由锁紧部件31、32以及图4和6所示的一个中央环形件27完成，中央环形件27基本与定子轴线同轴，可以如图6的双箭头F2所示，在髻端上面的位置(未示出)和图中所示的位置之间进行平移移动，在图中所示的位置，环形件进入一列R的两对待焊接导电片端部之间的空隙25。为此，环形件27的下部29进入具有截锥形轮廓的空隙25。因此，该截锥形轮廓与两个锁紧部件31、32相配合，确保以图6所示的方式进行径向锁固的作用，有利的是，所述两个锁紧部件31、32呈同轴环形件31、32的形状，可以沿箭头F3所示的方向在髻端3上方的位置(未示出)和径向锁固位置之间进行移动，在径向锁固位置，环形件31、32获得支承，环形件31支承在导电片端部9a的外径向侧表面34上，环形件32支承在每列R的导电片端部9d的内径向侧表面35上。

要注意的是，夹紧部件13′的紧固凸轮形部分在其圆周表面具有一个对中凹口37，使环形件27的截锥形部分29定位在其如图6所示的锁紧位置。因此，凹口37开在具有小曲率的部分上，如图5所示。

关于夹紧部件13’的轴向移动和转动装置13’，可以使用任何适当的已知装置，例如图1所示的夹紧部件13采用的齿条-齿轮式原理。关于中央锁紧环形件27和侧向锁紧环形件31、32的移动，因为是简单的平移移动，所以不必具体描述实施这些移动的装置。显然，为此，可以使用传统装置。

要注意的是，夹紧部件的紧固凸轮部分的没有平面的卵形、例如椭圆形形状是非常有利的，因为在凸轮形部分转动的时候，避免了损坏导电片。

除夹具外，本发明还提出一种位于焊接处下面的部分的吹除装置。该装置将焊接操作产生的焊渣排出到定子外部，一个抽吸装置可以回收焊渣，从而避免环境污染。图7示出这种吹除装置。

所述附图示出焊接操作后三对卡销式导电片的端部，焊接处用标号36标示。第四对卡销正在通过激光束38进行焊接。附图以箭头示出气流J，气流J由未示出的吹除源产生，定向成在焊接处下面通过。然后，将焊接操作产生的焊渣排出到定子髻端外部的气流由吸入管41的吸入孔40进行抽吸。

因此，在借助于激光束完成焊接操作期间，本发明确保分开定子的保持和保护操作。因此，定子的保护由夹具的独立装置加以确保，而在现有技术中，定子由夹紧系统加以保护，夹紧系统也用于热传导，从而限制绕组的导电片瓷涂层受到损坏。

因此，本发明可以焊接不裸露的导电片，确保保护定子，防止烧坏的瓷的散落物。

显然，本发明不局限于所述实施例。因此，可以仅具有一圆周列的待焊接处。在这种情况下，只有一对导电片5安装在凹口7中，这对导电片在髻端3处具有待焊接自由端9d、9c。

在这种情况下在这种情况下，销只具有两个齿，即齿15和16，或者在其它实施例中，销只具有环32和环形件27。

在其它实施例中，凹口中成对导电片的数量大于两个。在这种情况下，必须增加销的齿的数量或环形件的数量。

例如，对于三对待焊接端部，必须配置四个齿。

当然，主体1的凹口可以是开口式的，用凹口楔加以封闭，或者是如US A 1826295所述的封闭式的。根据所述文献，在其它实施例中，主体1是转子主体。因此，在其它实施例中，旋转电机可以是发电机或电动机例如起动机的电动机。在其它实施例中，电动机属于例如EPA 0331559所述的电磁缓行器，其转子配有图1所示类型的绕组。

如同说明书所述和附图所示，配置多个杆13、13′，以减少磨损。实际上，将杆都插入由圆周上相邻的两径向列限定的槽中，采用前述方法，转动地进行夹紧。然后，借助于激光束按顺序一列一列地进行焊接。例如在0.05至0.06秒的时间发射激光焊接一列。然后，转动配有杆13、13′的主体1，以便进入下一列，每次焊接之间停止发射激光。

因此，对杆操纵两次(关闭和开启)，以焊接所有待焊接端部。在其它实施例中，要求一个或多个杆，但是必须在一次或多次焊接后操纵它们，这会增加磨损及焊接时间。

显然，由于厚度d2，尽管宽度S的径向变化这里较小，但是可以使杆进入槽中。

在其它实施例中，厚度d1可以变化，以便考虑该变化。

可以采用任何其它类型的焊接。

在其它实施例中，卡销在卡销头部分成两个焊接部分，如EP A0961386所述。

在这种情况下，也借助于与图1至6所示的夹具相类似的夹具在第一髻端处进行焊接。

Claims (13)

1.一种旋转电机的一个绕组的成对导电片的端部的焊接布置，所述绕组由多个导电片形成，所述导电片串联安装，并由一个支承主体(1)加以支承，使得每对待焊接导电片的端部在支承主体(1)的一轴向侧形成一个呈冠状的髻端(3)，其中，成对待焊接导电片的端部在支承主体的一个径向方向上并置，以在周向上彼此错开的径向列(R)的形式布置在支承主体(1)的外部，所述焊接布置包括一个待焊接导电片端部的夹具，所述夹具具有这些待焊接端部在其焊接位置的周向锁固装置，其特征在于，周向锁固装置由夹紧部件(13，13′)的凸轮形部分(19)形成，一个凸轮部分(19)构形成通过夹紧部件的转动，处于待焊接导电片的两个周向上相邻的径向列(R)的端部之间的夹紧位置。

2.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，夹紧部件(13，13’)在一个中性位置和一个工作位置之间活动，所述中性位置处于髻端(3)的外面，所述工作位置位于在周向上相邻的两个径向列(R)的成对导电片(9a，9b；9c，9d)之间。

3.根据权利要求2所述的布置，其特征在于，一个凸轮部分(19)具有椭圆形横截面，沿其长轴方向的厚度(d1)基本等于它可以进入其间的周向上相邻的所述两列(R)之间的间距，而沿短轴的垂直方向的厚度小于厚度(d1)。

4.根据权利要求3所述的布置，其特征在于，周向锁固的凸轮部分具有至少两个齿(15，16)，所述齿沿周向锁固厚度(dl)的方向从凸轮表面凸起，具有一个间距(e)，当凸轮在其周向锁固位置转动时，确保一对待焊接导电片的端部的两个齿(15，16)之间的紧密接合。

5.根据权利要求4所述的布置，用于在每个径向列具有两对待焊接导电片端部(9a，9b；9c，9d)的一个绕组，在两对之间具有一个间隙(25)，其特征在于，凸轮形部分(19)具有三个彼此隔开所述间距(e)的齿(15，16，17)，一对待焊接端部紧密接合在齿之间，中央齿(16)接合在两对端部之间形成的间隙(25)中。

6.根据权利要求5所述的布置，其特征在于，在齿(15，16，17)的转动方向上的前表面呈倒角，以便导电片的端部接合在齿之间。

7.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，径向锁固装置具有两个保持部件(31，32)，其间在径向方向上保持成对待焊接导电片的端部。

8.根据权利要求7所述的布置，用于在一个径向列(R)具有两对待焊接导电片的端部的一个绕组，其特征在于，径向夹紧装置还具有一个环形件(27)，用于接合在所述列(R)的两对端部(9a，9b；9c，9d)之间形成的间隙(25)中，以便同所述环(31，32)相配合，确保径向锁固。

9.根据权利要求8所述的布置，其特征在于，用于接合在所述列(R)的两对待焊接导电片端部之间的间隙(25)中的中央环形件部分(27)具有截锥形轮廓。

10.根据权利要求7或8所述的布置，其特征在于，中央环形件具有一个截锥形部分，凸轮部分(19)具有一个对中槽(37)，用于接纳中央环形件(27)的截锥形部分(29)的前部。

11.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，它具有一个焊渣排出装置，通过在焊接处下面的气流(J)的吹动将焊接操作产生的焊渣排出到定子外部。

12.根据权利要求11所述的布置，其特征在于，吹除装置具有一个吸入载有排出焊渣的气流的吸入孔(40)。

13.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，焊接装置是激光束式。

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