DE102023100095A1

DE102023100095A1 - Haarnadelleiter für einen Stator eines Elektromotors und Verfahren zum Herstellen des Haarnadelleiters

Info

Publication number: DE102023100095A1
Application number: DE102023100095.0A
Authority: DE
Inventors: John D. Campbell; Edward L. Kaiser; Elizabeth Pepper; Caroline Bolt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2023-01-03
Publication date: 2024-01-11
Also published as: US20240014719A1; CN116827063A

Abstract

Ein Haarnadelleiter beinhaltet zwei Drahtsegmente, die jeweils ein erstes und ein zweites Ende und einen Mittelabschnitt aufweisen. Die Segmente sind so nebeneinander angeordnet, dass ihre ersten Enden nahe beieinander liegen und ihre zweiten Enden nahe beieinander liegen. Die ersten Enden sind miteinander verschweißt und die zweiten Enden sind miteinander verschweißt, oder die Mittelabschnitte sind miteinander verschweißt, wodurch eine geschweißte Drahtanordnung entsteht, die so gebogen wird, dass die beiden Drahtsegmente gleichmäßig gebogen werden, um den Haarnadelleiter zu bilden. Der Haarnadelleiter hat eine primäre Biegung in den Mittelabschnitten, um dort einen Scheitelpunkt zu bilden, und eine erste und eine zweite sekundäre Biegung in den beiden Drahtsegmenten, die näher am Scheitelpunkt als am ersten und zweiten Ende liegen, um dort eine erste bzw. zweite Schulter zu bilden. Ein Verfahren zur Herstellung des Haarnadelleiters wird ebenfalls vorgestellt.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich auf Haarnadelleiter für Statoren von Elektromotoren und auf Verfahren zum Herstellen solcher Haarnadelleiter.
Einführung
Elektromotoren enthalten einen feststehenden Stator, der mit einem rotierenden Rotor gekoppelt ist. Der Stator enthält eine Vielzahl von Wicklungen, die aus Draht gewickelt sein können oder aus so genannten Haarnadelleitern gefertigt sein können, die in einen Statorkern eingelegt und dann an den Enden der Haarnadeln miteinander verschweißt werden.
Beschreibung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Haarnadelleiters: (i) Bereitstellen von zwei geraden Drahtsegmenten, die jeweils eine vorbestimmte Länge, ein entsprechendes erstes Ende und ein entsprechendes zweites Ende und einen entsprechenden Mittelabschnitt aufweisen, der sich zwischen dem entsprechenden ersten Ende und dem entsprechenden zweiten Enden befindet; (ii) Freilegen eines entsprechenden Abschnitts jedes der beiden Drahtsegmente an den entsprechenden ersten Ende und zweiten Ende jedes Drahtsegments, um dort entsprechende erste und zweite freigelegte Endabschnitte zu erzeugen und/oder des entsprechenden Mittelabschnitts jedes Drahtsegments, um dort einen freigelegten Mittelabschnitt zu erzeugen; (iii) Anordnen der beiden Drahtsegmente nebeneinander, so dass ihre ersten Enden nahe beieinander und ihre zweiten Enden nahe beieinander angeordnet sind; (iv) Verschweißen der ersten freigelegten Endabschnitte miteinander und der zweiten freigelegten Endabschnitte miteinander und/oder der freigelegten Mittelabschnitte miteinander, um eine geschweißte Drahtanordnung herzustellen; und (v) Biegen der geschweißten Drahtanordnung, während die beiden Drahtsegmente nebeneinander gehalten werden, um den Haarnadelleiter zu bilden, wobei der Haarnadelleiter eine primäre Biegung in den Mittelabschnitten der beiden Drahtsegmente aufweist, um dort einen Scheitelpunkt zu bilden, und eine erste und eine zweite sekundäre Biegung in den beiden Drahtsegmenten, die näher an dem Scheitelpunkt als an dem ersten und dem zweiten Ende liegen, um dort eine erste bzw. eine zweite Schulter zu bilden.
Das Biegen der geschweißten Drahtanordnung ergibt einen ersten Schenkel, der sich von der ersten Schulter zu den ersten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, und einen zweiten Schenkel, der sich von der zweiten Schulter zu den zweiten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, wobei der erste und der zweite Schenkel parallel zueinander angeordnet sind. Der Schritt des Freilegens kann durch Laserfreilegen und/oder durch mechanische Einwirkung erfolgen, und der Schritt des Schweißens kann durch Laserschweißen, Mikrowolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) oder Widerstandslöten durchgeführt werden.
Das Verfahren kann auch das Entnehmen einer Drahtlänge von einer Drahtspule und das Begradigen der Drahtlänge zum Herstellen eines geraden Drahtstrangs umfassen. Ferner kann das Verfahren zusätzlich das Konditionieren des geraden Drahtstrangs umfassen, um ein vorbestimmtes Querschnittsprofil des geraden Drahtstrangs zu gewährleisten, sowie das Schneiden des geraden Drahtstrangs auf die vorbestimmte Länge, um die beiden geraden Drahtsegmente herzustellen.
Die beiden Drahtsegmente können mit einem dielektrischen Material beschichtet sein, und im Schritt des Freilegens kann das dielektrische Material von den freigelegten Teilen der beiden Drahtsegmente entfernt werden. Während des Schritts des Biegens können die beiden Drahtsegmente in einer nebeneinanderliegenden Ausrichtung gehalten werden, so dass die beiden Drahtsegmente gleichmäßig gebogen werden. Außerdem können die beiden Drahtsegmente während des Schritts des Schweißens so nebeneinandergehalten werden, dass die ersten abisolierten Endabschnitte zusammen eine erste innere Naht, eine erste äußere Naht und eine erste Endfläche bilden, die zweiten freigelegten Endabschnitte zusammen eine zweite innere Naht, eine zweite äußere Naht und eine zweite Endfläche bilden und die freigelegten Mittelabschnitte zusammen eine mittlere innere Naht und eine mittlere äußere Naht bilden. Bei dieser Anordnung können die ersten freigelegten Endabschnitte durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines aus der ersten inneren Naht und der ersten äußeren Naht oder durch eine Kantenschweißung über die erste Endfläche miteinander verschweißt werden, und die zweiten freigelegten Endabschnitte können durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines aus der zweiten inneren Naht und der zweiten äußeren Naht oder durch eine Kantenschweißung über die zweite Endfläche miteinander verschweißt werden; alternativ können die freigelegten Mittelabschnitte durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens einer der mittleren inneren Naht und der mittleren äußeren Naht miteinander verschweißt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Haarnadelleiters: (i) Bereitstellen von zwei geraden Drahtsegmenten, die jeweils mit einem dielektrischen Material beschichtet sind und eine vorbestimmte Länge, entsprechende erste und zweite Enden und entsprechende Mittelabschnitte aufweisen, die sich zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Enden befindet; (ii) Laserfreilegen eines jeweiligen Abschnitts jedes der beiden Drahtsegmente, um das dielektrische Material davon an den jeweiligen ersten und zweiten Enden jedes Drahtsegments zu entfernen, um jeweilige erste und zweite laserfreigelegte Endabschnitte davon zu erzeugen und/oder an dem jeweiligen Mittelabschnitt jedes Drahtsegments, um einen laserfreigelegten Mittelabschnitt davon zu erzeugen; (iii) Anordnen der beiden Drahtsegmente nebeneinander, so dass ihre ersten Enden nahe beieinander angeordnet sind und ihre zweiten Enden nahe beieinander angeordnet sind; (iv) Verschweißen der ersten lasergeschnittenen Endabschnitte miteinander und der zweiten lasergeschnittenen Endabschnitte miteinander und/oder der lasergeschnittenen Mittelabschnitte miteinander, um eine geschweißte Drahtanordnung herzustellen; und (v) Biegen der geschweißten Drahtanordnung, während die beiden Drahtsegmente nebeneinander in einer Seite-an-Seite-Orientierung gehalten werden, so dass die beiden Drahtsegmente gleichmäßig gebogen werden, um den Haarnadelleiter zu bilden, wobei der Haarnadelleiter eine primäre Biegung in den Mittelabschnitten der beiden Drahtsegmente aufweist, um dort einen Scheitelpunkt zu bilden, und eine erste und eine zweite sekundäre Biegung in den beiden Drahtsegmenten, die näher an dem Scheitelpunkt als an dem ersten und dem zweiten Ende liegen, um dort jeweils eine erste und eine zweite Schulter zu bilden.
In dieser Ausführungsform kann die Biegung der geschweißten Drahtanordnung einen ersten Schenkel, der sich von der ersten Schulter zu den ersten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, und einen zweiten Schenkel, der sich von der zweiten Schulter zu den zweiten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, aufweisen, wobei der erste und der zweite Schenkel parallel zueinander angeordnet sind. Das Schweißen kann durch Laserschweißen, Mikro-Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) oder Widerstandslöten erfolgen.
Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: Entnehmen einer Drahtlänge von einer Drahtspule; Begradigen der Drahtlänge, um einen geraden Drahtstrang zu erzeugen; Konditionieren des geraden Drahtstrangs, um ein vorbestimmtes Querschnittsprofil des geraden Drahtstrangs zu gewährleisten; und Schneiden des geraden Drahtstrangs auf die vorbestimmte Länge, um die beiden geraden Drahtsegmente zu erzeugen.
Während des Schritts des Schweißens können die beiden Drahtsegmente nebeneinander gehalten werden, so dass die ersten freigelegten Endabschnitte zusammen eine erste innere Naht, eine erste äußere Naht und eine erste Endfläche bilden, die zweiten freigelegten Endabschnitte zusammen eine zweite innere Naht, eine zweite äußere Naht und eine zweite Endfläche bilden und die freigelegten Mittelabschnitte zusammen eine mittlere innere Naht und eine mittlere äußere Naht bilden. Bei dieser Anordnung können die ersten freigelegten Endabschnitte durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines aus der ersten inneren Naht und der ersten äußeren Naht oder durch eine Kantenschweißung über die erste Endfläche miteinander verschweißt werden, und die zweiten freigelegten Endabschnitte können durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines aus der zweiten inneren Naht und der zweiten äußeren Nähte oder durch eine Kantenschweißung über die zweite Endfläche miteinander verschweißt werden; alternativ können die freigelegten Mittelabschnitte durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines aus der mittleren inneren Naht und der mittlren äußeren Naht miteinander verschweißt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Haarnadelleiter zur Verwendung in einem Stator eines Elektromotors zwei elektrisch leitende Drahtsegmente, die jeweils ein erstes und ein zweites Ende und einen Mittelabschnitt aufweisen, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende befindet, wobei die beiden Drahtsegmente nebeneinander in einer Seite-an-Seite-Ausrichtung angeordnet sind, so dass ihre ersten Enden nahe beieinander und ihre zweiten Enden nahe beieinander angeordnet sind. Die ersten Enden sind miteinander verschweißt und die zweiten Enden sind miteinander verschweißt, und/oder die Mittelabschnitte sind miteinander verschweißt, wodurch eine geschweißte Drahtanordnung entsteht. Die geschweißte Drahtanordnung wird so gebogen, dass die beiden Drahtsegmente gleichmäßig gebogen sind, um den Haarnadelleiter zu bilden, wobei der Haarnadelleiter eine primäre Biegung in den Mittelabschnitten der beiden Drahtsegmente aufweist, um dort einen Scheitelpunkt zu bilden, und eine erste und eine zweite sekundäre Biegung in den beiden Drahtsegmenten, die näher am Scheitelpunkt als am ersten und zweiten Ende liegen, um dort eine erste bzw. eine zweite Schulter zu bilden.
Der Haarnadelleiter kann ferner einen ersten Schenkel aufweisen, der sich von der ersten Schulter zu den ersten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, und einen zweiten Schenkel, der sich von der zweiten Schulter zu den zweiten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, wobei der erste und der zweite Schenkel parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden Drahtsegmente können mit Ausnahme der jeweiligen ersten und zweiten Enden jedes Drahtsegments und/oder im jeweiligen Mittelabschnitt jedes Drahtsegments mit einem dielektrischen Material beschichtet sein. Die ersten Enden können zusammen eine erste innere Naht, eine erste äußere Naht und eine erste Endfläche aufweisen, und die zweiten Enden können zusammen eine zweite innere Naht, eine zweite äußere Naht und eine zweite Endfläche aufweisen. Bei dieser Darstellung kann der Haarnadelleiter außerdem Folgendes umfassen: eine oder mehrere Nahtschweißungen, die entlang mindestens eines aus der ersten inneren Naht und der ersten äußeren Naht oder einer Kantenschweißung über die erste Endfläche gebildet werden, wodurch die ersten Enden miteinander verschweißt werden, und eine oder mehrere Nahtschweißungen, die entlang mindestens eines aus der zweiten inneren Naht und der zweiten äußeren Naht oder einer Kantenschweißung über die zweite Endfläche gebildet werden, wodurch die zweiten Enden miteinander verschweißt werden. Alternativ können die Mittelabschnitte zusammen eine mittlere innere Naht und eine mittlere äußere Naht aufweisen, und der Haarnadelleiter kann ferner eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines aus der mittleren inneren Naht und der mittleren äußeren Naht aufweisen, wodurch die Mittelabschnitte miteinander verschweißt werden.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Modi und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1A-B sind schematische Drauf- bzw. Seitenansichten eines handelsüblichen Haarnadelleiters.
1C ist eine schematische Endansicht des üblichen Haarnadelleiters aus 1A entlang der Linie 1C-1C.
2A-B sind schematische Drauf- bzw. Seitenansichten eines Haarnadelleiters gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2C ist eine schematische Endansicht des Haarnadelleiters aus 2A entlang der Linie 2C-2C.
3 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Haarnadelleiters.
4 ist ein Verfahrensablauf-Blockdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Haarnadelleiters.
5-12 zeigen aufeinanderfolgende Schritte zum Herstellen einer geschweißten Drahtanordnung aus zwei Drahtsegmenten.
13 ist eine schematische Endansicht einer gebogenen geschweißten Drahtanordnung oder eines Haarnadelleiters, wobei jedoch keine Schweißnähte dargestellt sind.
14A-C zeigen schematische Endansichten eines ersten Endes der geschweißten Drahtanordnung von 10 entlang der Linie W-W.
14D-F zeigen schematische Endansichten eines zweiten Endes der geschweißten Drahtanordnung von 10 entlang der Linie V-V.
14G-I zeigen schematische Querschnittsansichten der geschweißten Drahtanordnung von 12 entlang der Linie Z-Z.
14J zeigt eine schematische Endansicht eines ersten Endes der geschweißten Drahtanordnung von 11 entlang der Linie Y-Y.
14K zeigt eine schematische Endansicht eines zweiten Endes der geschweißten Drahtanordnung von 11 entlang der Linie X-X.
14L-N zeigen schematische Endansichten eines ersten Endes einer geschweißten Drahtanordnung mit einer oder mehreren Schweißnähten und einer Kantenschweißung.
14O-Q zeigen schematische Endansichten eines zweiten Endes einer geschweißten Drahtanordnung mit einer oder mehreren Schweißnähten und einer Kantenschweißung.
15-17 veranschaulichen aufeinanderfolgende Schritte zum Biegen einer geschweißten Drahtanordnung, um einen Haarnadelleiter zu bilden.

Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, werden hier ein Haarnadelleiter 50 und ein Verfahren 100 zum Herstellen des Haarnadelleiters 50 gezeigt und beschrieben.
Die 1A-C und 2A-C zeigen verschiedene schematische Ansichten eines handelsüblichen Haarnadelleiters 70 bzw. eines Haarnadelleiters 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung. (Es ist zu beachten, dass der Begriff „vorliegend“ im Folgenden für den Haarnadelleiter 50 der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann). Ferner zeigen die 3-4 ein Flussdiagramm bzw. ein Verfahrensablaufblockdiagramm für ein Verfahren 100 zum Herstellen eines Haarnadelleiters 50, während die 5-12 aufeinanderfolgende Schritte zum Herstellen einer geschweißten Drahtanordnung 40 aus zwei Drahtsegmenten 30 zeigen, die einen Teil des Verfahrens 100 darstellen.
In den 1A-C und 2A-C ist zu erkennen, dass es gewisse Ähnlichkeiten zwischen dem herkömmlichen Haarnadelleiter 70 und dem neuen und verbesserten Haarnadelleiter 50 der vorliegenden Offenbarung gibt. Beispielsweise ist zu beachten, dass beide Haarnadelleiter 50, 70 aus einem Metalldraht mit einer bestimmten Dicke T (gemessen in y-Richtung, wie in 1A, 1C, 2A und 2C dargestellt) hergestellt sind, wobei der Draht in eine charakteristische Form gebogen oder geformt ist. Jeder Haarnadelleiter 50, 70 hat einen ersten Schenkel 77, 47, einen zweiten Schenkel 78, 48, der parallel zum ersten Schenkel 77, 47 angeordnet ist, und einen zickzackförmigen Abschnitt, der mit dem ersten Schenkel 77, 47 eine erste Schulter 75, 45, mit dem zweiten Schenkel 78, 48 eine zweite Schulter 76, 46 und einen Scheitel 72, 42 bildet, der zwischen der ersten Schulter 75, 45 und der zweiten Schulter 76, 46 liegt und vom ersten und zweiten Schenkel 77, 47, 78, 48 wegzeigt.
Jeder Haarnadelleiter 70, 50 hat eine primäre Biegung 71, 41 in dem winkelförmigen Abschnitt, der den Scheitel 72, 42 bildet, eine erste sekundäre Biegung 73, 43, die die erste Schulter 75, 45 bildet, und eine zweite sekundäre Biegung 74, 44, die die zweite Schulter 76, 46 bildet. Wie in den 1B-C und 2B-C dargestellt, wird jede primäre Biegung 71, 41 um eine primäre Biegeachse I und jede sekundäre Biegung 73, 43, 74, 44 um eine entsprechende von zwei sekundären Biegeachsen II gebildet. Wie in 1A, 1C, 2A und 2C dargestellt ist, hat jeder Haarnadelleiter 70, 50 eine zentrale Längsachse (CLA) 90, die durch den Scheitel 72, 42 und zwischen den ersten und zweiten Schenkeln 77, 78, 47, 48 verläuft, wobei die Schenkel 77, 78, 47, 48 parallel zur CLA 90 angeordnet sind, wobei eine nach innen gerichtete Richtung 91 als eine Richtung definiert ist, die der primären Biegeachse I oder der CLA 90 zugewandt ist oder auf sie zeigt (je nach Betrachtungsweise), und eine nach außen gerichtete Richtung 92 als eine Richtung definiert ist, die der primären Biegeachse I oder der CLA 90 zugewandt ist oder von ihr wegweist.
Darüber hinaus können die Enden oder Spitzen des ersten und zweiten Schenkels 77, 78 des herkömmlichen Haarnadelleiters 70, die von den Schultern 75, 76 entfernt sind, freigelegt werden, um dort freigelegte Abschnitte 79 zu bilden (d.h. an den Enden oder Spitzen des ersten und zweiten Schenkels 77, 78), und in ähnlicher Weise können die Enden oder Spitzen des ersten und zweiten Schenkels 47, 48 des vorliegenden Haarnadelleiters 50, die von den Schultern 45, 46 entfernt sind, freigelegt werden, um dort erste und zweite freigelegte Endabschnitte 37, 38 zu bilden (d.h. an den Enden oder Spitzen des ersten und zweiten Schenkels 47, 48). Wenn die Endabschnitte 79, 37, 38 hier als „freigelegt“ bezeichnet werden, bedeutet dies, dass Material von der Außenfläche des Metalldrahtes entfernt oder abgezogen wurde. Beispielsweise kann der Metallkern 80, 24 des Drahtes mit einer dünnen Schicht eines schützenden dielektrischen Materials 81, 26, wie z. B. einer Emaille, beschichtet oder bedeckt sein, die von den Enden abgezogen oder entfernt werden kann, z. B. durch einen mechanischen Vorgang mit einer Drahtabisoliermaschine, durch Abtragen mit einem Laser usw. Wenn der Draht nur aus einem Metallkern 80, 24 besteht und keine Schicht aus dielektrischem Material 81, 26 den Kern 80, 24 bedeckt, kann das „Freilegen“ der Endabschnitte 79, 37, 38 auch das Abziehen oder Entfernen einer kleinen Menge oder Schicht auf der Außenfläche des Metallkerns 80, 24 umfassen. Es sollte beachtet werden, dass das „Freilegen“ der Endabschnitte 79, 37, 38 das Entfernen von Material um den gesamten Außenumfang des Drahtes beinhalten kann, oder es kann das Entfernen von nur einem Teil des gesamten Außenumfangs des Drahtes beinhalten; in jedem Fall sollte die Menge und die Position des entfernten Materials so gewählt werden, dass das Schweißen der Haarnadelleiter 70, 50 mit anderen benachbarten Haarnadelleitern 70, 50 erleichtert wird, sobald diese alle in den Statorkern eingesetzt worden sind.
Zu beachten ist auch, dass der Draht, der sowohl für den herkömmlichen Haarnadelleiter 70 als auch für den vorliegenden Haarnadelleiter 50 verwendet wird, eine Höhe H hat (gemessen in z-Richtung, wie in den 1B, 1C, 2B und 2C dargestellt), die größer ist als die Dicke T (d.h. H > T). Aufgrund dieses Verhältnisses zwischen der Höhe H und der Dicke T lässt sich der Draht leichter um die primäre Achse I biegen, um die primäre Biegung 71, 41 zu bilden, und um die sekundären Biegeachsen II, um die sekundären Biegungen 73, 74, 43, 44 zu bilden. Wenn der Draht so gebogen ist, dass er die in den 1A-C und 2A-C gezeigte charakteristische Form aufweist, und wenn die freigelegten Endabschnitte 79, 37, 38 wie gezeigt vorhanden sind, können die Haarnadelleiter 70, 50 dann in einen Statorkern zur weiteren Verarbeitung (z. B. Verbinden/Schweißen einzelner Haarnadelleiter miteinander, Wellenverdrillung usw.) eingefügt werden, um einen fertigen Stator für einen Elektromotor zu schaffen.
Obwohl es jedoch zwischen dem herkömmlichen Haarnadelleitern 70 und dem vorliegenden Haarnadelleiter 50 gewisse Ähnlichkeiten gibt, existieren auch erhebliche Unterschiede zwischen ihnen. Während beispielsweise jeder herkömmliche Haarnadelleiter 70 aus einem einzigen Drahtsegment mit einem Querschnitt mit der oben erwähnten Höhe H und Dicke T hergestellt sein kann, wird der vorliegende Haarnadelleiter 50 aus zwei separaten Drahtsegmenten gebildet, die sandwichartig (übereinander) zusammengefügt und verschweißt wurden. Dies ist aus dem Vergleich von den 1B-C mit den 2B-C ersichtlich. In den 1B-C ist zu erkennen, dass die Höhe H des herkömmlichen Haarnadelleiters 70 durch ein einzelnes Drahtsegment gebildet wird; in den 2B-C ist dagegen zu erkennen, dass die Höhe H des vorliegenden Haarnadelleiters 50 durch zwei Drahtsegmente 30 gebildet wird, die übereinandergelegt und miteinander verschweißt wurden. Somit verwendet der vorliegende Haarnadelleiter 50 zwei Drahtsegmente, die jeweils etwa halb so hoch in der Höhe H sind wie das einzelne Drahtsegment, das im herkömmlichen Haarnadelleiter 70 verwendet wird.
Dieser „gestapelte“ Aufbau des Haarnadelleiters 50 trägt dazu bei, Spannungen entlang der Biegungen der Drahtsegmente 30 (d. h. an den primären und sekundären Biegungen 41, 43, 44) zu verringern, und ermöglicht schnellere und qualitativ hochwertigere Statormontageprozesse.
Ein weiterer Unterschied zwischen dem herkömmlichen Haarnadelleiter 70 und dem vorliegenden Haarnadelleiter 50 besteht darin, dass jedes der beiden Drahtsegmente 30 des vorliegenden Haarnadelleiters 50 einen Mittelabschnitt 33 aufweist (der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 31, 32 befindet), der ebenfalls freigelegt und zusammengeschweißt werden kann, und zwar zusätzlich zu oder anstelle der freigelegten und zusammengeschweißten Endabschnitte 37, 38, wie in den 14G-I und 15-17 dargestellt (wie nachstehend näher erläutert).
Wie in 2A gezeigt, hat der vorliegende Haarnadelleiter 50 eine zentrale Längsachse (CLA) 90, die durch den Scheitelpunkt 42 und zwischen den ersten und zweiten Schenkeln 47, 48 verläuft, wobei die Schenkel 47, 48 parallel zu der CLA 90 sind. Eine Innenseite 93 des ersten Schenkels 47 ist der CLA 90 zugewandt, während eine Außenseite 94 des ersten Schenkels 47 von der CLA 90 abgewandt ist. In ähnlicher Weise ist eine Innenseite 95 des zweiten Schenkels 48 dem CLA 90 zugewandt, während eine Außenseite 96 des zweiten Schenkels 48 vom CLA 90 abgewandt ist. Und wie in den Querschnittsansichten der 14G und 15 gezeigt, weist eine Innenseite 97 des Mittelabschnitts 33 in Richtung der primären Biegeachse I, während eine Außenseite 98 des Mittelabschnitts 33 von der primären Biegeachse I wegweist.
In den 3-17 werden nun ein Verfahren und ein Verfahrensablauf 100 zum Herstellen des Haarnadelleiters 50 beschrieben. Wie bereits erwähnt, zeigen die 3-4 ein Flussdiagramm bzw. ein Verfahrensablaufblockdiagramm für das Verfahren 100, während die 5-12 aufeinanderfolgende Schritte zur Bildung einer geschweißten Drahtanordnung 40 aus zwei Drahtsegmenten 30 zeigen, die einen Teil des Verfahrens 100 darstellt. Es ist zu beachten, dass in 4 die Eingaben links von jedem Block oder Schritt und die Ergebnisse oder Ausgaben rechts von jedem Block oder Schritt dargestellt sind.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren 100 in Block 160 (und wie in 5 dargestellt) das Bereitstellen von zwei geraden Drahtsegmenten 30, die jeweils eine vorbestimmte Länge L, ein erstes und ein zweites Ende 31, 32 und einen Mittelabschnitt 33 aufweisen, der zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 31, 32 liegt. Man beachte, dass der Mittelabschnitt 33 jedes Drahtsegments 30 den Mittelpunkt 34, der zwischen den beiden Enden 31, 32 liegt, sowie einen Teil des Mittelpunkts 34 in unmittelbarer Nähe des Mittelpunkts 34 umfassen kann.
Als nächstes wird in Block 170 ein jeweiliger ausgewählter Abschnitt oder Teil 3 5 jedes der beiden Drahtsegmente 30 freigelegt, um dort einen jeweiligen freigelegten Abschnitt 36 zu erzeugen (d. h. an dem jeweiligen ausgewählten Abschnitt oder Teil 35 jedes der beiden Drahtsegmente 30). Mit anderen Worten: Ein Abschnitt 35 jedes Drahtsegments 30 (d.h. eine oder mehrere Stellen auf jedem Drahtsegment 30) wird als der Bereich identifiziert, in dem eine Freilegung des Drahtsegments 30 erwünscht oder erforderlich ist, und dieser Abschnitt 35 (d.h. die eine oder mehreren Stellen) wird/werden freigelegt, wodurch der freigelegte Abschnitt 36 entsteht. Beispielsweise zeigt 5, dass der gewünschte/ausgewählte Abschnitt 35 jedes Drahtsegments 30 das erste und zweite Ende 31, 32 umfasst, und 6 zeigt, dass diese ausgewählten Abschnitte 35 freigelegt wurden, um den ersten und zweiten freigelegten Endabschnitt 37, 38 an jedem Drahtsegment 30 zu erzeugen. Alternativ kann der Mittelabschnitt 33 jedes Drahtsegments 30 als ausgewählter Abschnitt 35 identifiziert werden, und nach dem Freilegen dieser Abschnitte 35 oder Stellen wird dort an jedem Drahtsegment 30 (d. h. an den ausgewählten Abschnitten 35 oder Stellen) ein freigelegter Mittelabschnitt 39 erzeugt, wie in 7 dargestellt.
In Block 180 werden die beiden Drahtsegmente 30 neben- oder übereinander angeordnet oder „gestapelt“, so dass ihre ersten Enden 31 nahe beieinander und ihre zweiten Enden 32 nahe beieinander angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass 8 zwei gestapelte Drahtsegmente 30 zeigt, bei denen freigelegte Abschnitte 36 an den ersten und zweiten Enden 31, 32 gebildet wurden (und somit erste und zweite freigelegte Endabschnitte 37, 38 an den ersten und zweiten Enden 31, 32 bilden), während 9 zwei gestapelte Drahtsegmente 30 zeigt, bei denen freigelegte Abschnitte 36 an den Mittelabschnitten 33 gebildet wurden (und somit abisolierte Mittelabschnitte 39 an den Mittelabschnitten 33 bilden).
In Block 190 können die beiden ersten freigelegten Endabschnitte 37 miteinander verschweißt werden und die beiden zweiten freigelegten Endabschnitte 38 miteinander verschweißt werden, um eine geschweißte Drahtanordnung 40 herzustellen, wie in den 10-11 dargestellt. Es ist zu beachten, dass sich die geschweißten Drahtanordnungen 40 der 10-11 in der Art und Weise unterscheiden, wie die Endabschnitte 37, 38 miteinander verschweißt sind. Insbesondere werden in 10 eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 an jedem Endabschnitt 37, 38 verwendet, während in 11 eine Kantenschweißung 60 an jedem Endabschnitt 37, 38 verwendet wird. Alternativ können die freigelegten Mittelabschnitte 39 miteinander verschweißt werden, um eine geschweißte Drahtanordnung 40 zu erzeugen, wie in 12 dargestellt. Hier werden eine oder mehrere Schweißnähte 59 verwendet, um die Mittelabschnitte 39 miteinander zu verschweißen. (Die spezifischen Konfigurationen der verwendeten Schweißnähte 59 und/oder Kantenschweißnähte 60 werden weiter unten in Verbindung mit den 14A-Q näher erläutert).
Schließlich wird in Block 200 die geschweißte Drahtanordnung 40 gebogen, wobei die beiden Drahtsegmente 30 nebeneinander (in der „gestapelten“ Ausrichtung 49) beibehalten werden, um den Haarnadelleiter 50 zu bilden. Ein beispielhaftes Biegeverfahren ist in den 15-17 dargestellt. In 15 wird eine geschweißte Drahtanordnung 40 (in durchgezogenen Linien dargestellt) in den Mittelabschnitten 33 um einen primären Dübel oder Zapfen 41' (der als primäre Biegeachse I dient) gebogen, um eine teilweise gebogene geschweißte Drahtanordnung 40 (in gestrichelten Linien dargestellt) mit einer primären Biegung 41 und einem Scheitelpunkt 42 zu bilden. In 16 wird dann die teilweise gebogene geschweißte Drahtanordnung 40 weiter um zwei sekundäre Dübel/Zapfen 43', 44' (die als sekundäre Biegeachsen II dienen) gebogen, um einen fertigen Haarnadelleiter 50 zu bilden, der eine erste und eine zweite sekundäre Biegung 43, 44 und eine erste und eine zweite Schulter 45, 46 an Punkten entlang der beiden Drahtsegmente 30 aufweist, die näher am Scheitelpunkt 42 liegen als am ersten und zweiten Ende 31, 32. Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen zwar zeigen, dass der Scheitelpunkt 42, die Schultern 45, 46 und die primären/sekundären Biegungen 41, 43, 44 scharfe oder abrupte Ecken und Biegungen haben, dies ist jedoch nur auf den schematischen Charakter der Zeichnungen zurückzuführen; in der tatsächlichen Herstellungspraxis können diese Merkmale stattdessen eher abgerundet oder verrundet sein. (Es sei auch darauf hingewiesen, dass aufgrund des schematischen Charakters der Zeichnungen die verschiedenen abgebildeten Elemente nicht unbedingt maßstabsgetreu sein müssen).
Der Schritt des Freilegens (Block 170) kann durch Laserfreilegen (z. B. Laserablation) und/oder durch mechanische Einwirkung (z. B. Abscheren/Drahtabziehen) erfolgen, und der Schritt des Schweißens (Block 190) kann durch Laserschweißen, Mikrowolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) oder Widerstandslöten erfolgen. Das Biegen der geschweißten Drahtanordnung 40 (Block 200) ergibt einen ersten Schenkel 47, der sich von der ersten Schulter 45 zu den ersten Enden 31 der beiden Drahtsegmente 30 erstreckt, und einen zweiten Schenkel 48, der sich von der zweiten Schulter 46 zu den zweiten Enden 38 der beiden Drahtsegmente 30 erstreckt, wobei die ersten und zweiten Schenkel 47, 48 parallel zueinander angeordnet sind.
Das Verfahren 100 kann auch (in Block 110) das Bereitstellen einer Spule 22 aus Draht 20 und (in Block 120) das Entnehmen oder Abwickeln einer Drahtlänge 27 des Drahtes 20 von der Spule 22 umfassen. Man beachte, dass die Drahtlänge 27 des Drahtes 20 ausreichen kann, um einen einzigen Haarnadelleiter 50 bis hin zu einer großen Anzahl (z. B. Hunderte, Tausende usw.) von Haarnadelleitern 50 herzustellen. Diese Drahtlänge 27 des Drahtes 20 kann eine diskrete Länge oder Menge sein (z. B. genug, um eine bestimmte Anzahl von Haarnadelleitern 50 zu erzeugen), oder sie kann eine kontinuierliche Zuführung oder Ableitung des Drahtes 20 sein.
Das Verfahren 100 kann ferner (in Block 130) das Begradigen der Drahtlänge 27 des von der Spule 22 entnommenen Drahts 20 umfassen, um einen Drahtstrang 28 des geraden Drahts 29 zu erzeugen. Dieses Begradigen kann erreicht werden, indem der Draht 20 durch oder über ein oder mehrere Begradigungswerkzeuge geführt wird, die Rollen, Schlitten usw. umfassen können. Darüber hinaus kann das Verfahren 100 (in Block 140) das Konditionieren des Drahtstrangs 28 des geraden Drahts 29 umfassen, um ein vorbestimmtes Querschnittsprofil P des geraden Drahts zu erzeugen oder zu gewährleisten, sowie (in Block 150) das Schneiden des Drahtstrangs 28 des geraden Drahts 29 auf die vorbestimmte Länge L, um zwei (oder eine beliebige andere Anzahl von) geraden Drahtsegmenten 30 zu erzeugen. Das vorbestimmte Querschnittsprofil P kann eine gewünschte Form und/oder eine Reihe von Abmessungen sein, die der Querschnitt des Drahtes 20 haben oder erreichen sollte, wie z. B. die in 2C und 14A-Q dargestellte abgerundete rechteckige Form. Die Konditionierung kann dadurch erreicht werden, dass der Draht 20 durch ein Werkzeug oder eine Vorrichtung geführt oder gezogen wird, die so konfiguriert ist, dass sie die Querschnittsform und/oder die Abmessungen des Drahts 20 überprüft und/oder das Querschnittsprofil des Drahts 20 beeinflusst und formt, um sicherzustellen, dass es mit dem vorgegebenen Querschnittsprofil P übereinstimmt.
Wie bereits erwähnt, haben die beiden Drahtsegmente 30 einen Metallkern 80 und können mit einem dielektrischen Material 81 beschichtet sein, und der Schritt des Freilegens (in Block 170) kann das dielektrische Material 81 von den ausgewählten oder anvisierten Abschnitten 35 der beiden Drahtsegmente 30 entfernen, um die gewünschten freigelegten Abschnitte 36 zu erzeugen (die sich am ersten und zweiten Ende 31, 32 und/oder in den Mittelabschnitten 33 befinden können). Während des Schritts des Biegens (in Block 200) können die beiden Drahtsegmente 30 in einer nebeneinander liegenden (oder übereinander liegenden oder „gestapelten“) Ausrichtung 49 gehalten werden, so dass die beiden Drahtsegmente 30 gleichmäßig gebogen werden, wenn die geschweißte Drahtanordnung 40 um die primäre und sekundäre Biegeachse I, II gebogen wird.
Wie beispielsweise in 2C dargestellt, scheinen die beiden Segmente 30 in „vertikaler“ oder z-Richtung übereinander gestapelt zu sein, und die primären und sekundären Biegeachsen I, II verlaufen parallel zu dieser z-Richtung. In dieser nebeneinander liegenden oder „gestapelten“ Ausrichtung 49 erfahren die beiden Drahtsegmente 30 im Wesentlichen die gleiche Biegekraft und/oder das gleiche Biegemoment, wenn die geschweißte Drahtanordnung 40 um die primäre und sekundäre Biegeachse I, II gebogen wird. Wenn die Drahtsegmente 30 mit einem dielektrischen Material 81 beschichtet sind, können sich die Schichten des dielektrischen Materials 81 auf den beiden Drahtsegmenten 30 direkt berühren, aber die Metallkerne 80 der beiden Drahtsegmente 30 berühren sich nicht direkt (zumindest entlang der nicht freigelegten Längen der Drahtsegmente).
Es ist zu beachten, dass die beiden Drahtsegmente 30, sobald sie in der oben erwähnten nebeneinander liegenden oder „gestapelten“ Ausrichtung 49 (in Block 180), wie in den 8-9 gezeigt, zusammengebracht wurden, während des Schritts des Schweißens (in Block 190), wie in den 10-12 gezeigt, in dieser Ausrichtung 49 gehalten werden können. In dieser Ausrichtung 49 entstehen zwischen den Drahtsegmenten 30 innere und äußere Nähte, die über die gesamte vorbestimmte Länge L der Drahtsegmente 30 verlaufen, und an jedem der beiden Enden 31, 32 ist eine Endfläche vorhanden. Diese Nähte und Endflächen sind in 13 dargestellt, die eine schematische Endansicht einer gebogenen geschweißten Drahtanordnung 40 oder eines Haarnadelleiters 50 zeigt, jedoch ohne Schweißnähte, so dass alle Nähte und Endflächen zu sehen sind. In der dargestellten nebeneinander liegenden oder „gestapelten“ Ausrichtung 49 weisen die ersten freigelegten Endabschnitte 37 zusammen eine erste innere Naht 51, eine erste äußere Naht 52 und eine erste Endfläche 53 auf, die zweiten freigelegten Endabschnitte 38 weisen zusammen eine zweite innere Naht 54, eine zweite äußere Naht 55 und eine zweite Endfläche 56 auf, und die freigelegten mittleren Abschnitte 39 weisen zusammen eine mittlere innere Naht 57 und eine mittlere äußere Naht 58 auf. Es ist zu beachten, dass die „inneren“ Nähte (d. h. die erste und die zweite innere Naht 51, 54) nach innen in Richtung der primären Biegeachse I weisen, während die „äußeren“ Nähte (d. h. die erste und die zweite äußere Naht 52, 55) nach außen in Richtung 92 weg von der primären Biegeachse I weisen. Die Bezeichnungen „innen“ und „außen“ für die Nähte werden also durch die Richtung bestimmt, in der die geschweißte Drahtanordnung 40 um die primäre Biegeachse I gebogen wird (oder gebogen werden soll).
Bei dieser Anordnung können die ersten freigelegten Endabschnitte 37 durch eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 entlang mindestens einer der ersten inneren und äußeren Nähte 51, 52 oder durch eine Kantenschweißung 60 über die erste Endfläche 53 miteinander verschweißt werden, und die zweiten freigelegten Endabschnitte 38 können durch eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 entlang mindestens eines aus der zweiten inneren Naht 54 und der zweiten äußeren Naht 55 oder durch eine Kantenschweißung 60 über die zweite Endfläche 56 miteinander verschweißt werden, wie in den 10-11 dargestellt. Alternativ können die freigelegten Mittelabschnitte 39 durch eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 entlang mindestens einer der mittleren inneren Naht 57 und der mittleren äußeren Naht 58 miteinander verschweißt werden, wie in 12 dargestellt.
Die verschiedenen Kombinationen von Nahtschweißungen 59 und Kantenschweißungen 60 sind in 14A-Q dargestellt. Es ist zu beachten, dass die 14A-C Kombinationen von Nahtschweißungen 59 in Bezug auf die ersten freigelegten Endabschnitte 37 zeigen, die 14D-F Kombinationen von Nahtschweißungen 59 in Bezug auf die zweiten freigelegten Endabschnitte 38, die 14G-I Kombinationen von Nahtschweißungen 59 in Bezug auf die freigelegten Mittelabschnitte 39, die 14J-K zeigen Kantenschweißungen 60 in Bezug auf die ersten und zweiten Endflächen 53, 56, die 14L-N zeigen Kombinationen von Nahtschweißungen 59 und Kantenschweißungen 60 in Bezug auf die ersten freigelegten Endabschnitte 37, und die 14O-Q zeigen Kombinationen von Nahtschweißungen 59 und Kantenschweißungen 60 in Bezug auf die zweiten freigelegten Endabschnitte 38. Diese Schweißungen 59, 60 umfassen eine erste innere Nahtschweißung 61 (14A, 14C, 14L, 14N), eine erste äußere Nahtschweißung 62 (14B, 14C, 14M, 14N), eine erste Kantenschweißung 63 (14J, 14L, 14M, 14N), eine zweite innere Nahtschweißung 64 (14D, 14F, 14O, 14Q), eine zweite äußere Nahtschweißung 65 (14E, 14F, 14P, 14Q), eine zweite Kantenschweißung 66 (14K, 14, O, 14P, 14Q), eine mittlere innere Nahtschweißung 67 (14G, 14I) und eine mittlere äußere Nahtschweißung 68 (14H, 14I). Es ist zu beachten, dass die Nahtschweißungen 59 eine oder zwei (oder mehr) Nahtschweißungen 59 und die Kantenschweißungen 60 eine (oder mehrere) Kantenschweißungen 60 umfassen können. Es ist auch zu beachten, dass die Nahtschweißungen 59 und die Kantenschweißungen 60 wahlweise in Kombination miteinander verwendet werden können.

Diese Kombinationen sind in jeder Zeichnung der 14A-Q durch eine oder mehrere alphabetische Bezugsziffern gekennzeichnet, wie in Tabelle 1 unten zusammengefasst: Tabelle 1 - Kombinationen der in den Zeichnungen verwendeten Schweißnahtarten

Fig.	Kombination	Verwendete Schweißnahtarten
14A	A	erste innere Nahtschweißung 61
14B	B	erste äußere Nahtschweißung 62
14C	AB	erste innere und äußere Nahtschweißungen 61, 62
14D	C	zweite innere Nahtschweißung 64
14E	D	zweite äußere Nahtschweißung 65
14F	CD	zweite innere und äußere Nahtschweißungen 64, 65
14G	E	mittlere innere Nahtschweißung 67
14H	F	mittlere äußere Nahtschweißung 68
14I	EF	mittlere innere und äußere Nahtschweißungen 67, 68
14J	G	erste Kantenschweißung 63
14K	H	zweite Kantenschweißung 66
14L	GA	erste Kantenschweißung 63 und erste innere Nahtschweißung 61
14M	GB	erste Kantenschweißung 63 und erste äußere Nahtschweißung 62
14N	GAB	erste Kantenschweißung 63 und erste innere und äußere Nahtschweißungen 61, 62
14O	HC	zweite Kantenschweißung 66 und zweite innere Nahtschweißung 64
14P	HD	zweite Kantenschweißung 66 und zweite äußere Nahtschweißung 65
14Q	HCD	zweite Kantenschweißung 66 und zweite innere und äußere Nahtschweißungen 64, 65

Es sei darauf hingewiesen, dass die Verfahrensschritte des Verfahrens 100 in den 3-4 und in der obigen Beschreibung zwar in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben werden, die Schritte aber auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können. Zum Beispiel kann der Schritt des Freilegens von Block 170 nach dem Schritt des Entsorgens von Block 180 erfolgen usw.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren 100 zum Herstellen eines Haarnadelleiters 50: (i) Bereitstellen von zwei geraden Drahtsegmenten 30, die jeweils mit einem dielektrischen Material 81 beschichtet sind und eine vorbestimmte Länge L, jeweilige erste und zweite Enden 31, 32 und einen jeweiligen Mittelabschnitt 33 aufweisen, der zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Enden 31, 32 liegt; (ii) Laserfreilegen eines jeweiligen Abschnitts jedes der beiden Drahtsegmente 30, um das dielektrische Material 81 davon an den jeweiligen ersten und zweiten Enden 31, 32 jedes Drahtsegments 30 zu entfernen, um jeweilige erste und zweite laserfreigelegte Endabschnitte 37, 38 daran zu erzeugen, und/oder an dem jeweiligen Mittelabschnitt 33 jedes Drahtsegments 30, um einen laserfreigelegten Mittelabschnitt 39 daran zu erzeugen; (iii) Anordnen der beiden Drahtsegmente 30 nebeneinander, so dass ihre ersten Enden 31 nahe beieinander und ihre zweiten Enden 32 nahe beieinander angeordnet sind; (iv) Verschweißen der ersten laserfreigelegten Endabschnitte 37 miteinander und der zweiten laserfreigelegten Endabschnitte 38 miteinander und/oder der laserfreigelegten Mittelabschnitte 39 miteinander, um eine geschweißte Drahtanordnung 40 zu erzeugen; und (v) Biegen der geschweißten Drahtanordnung 40, während die beiden Drahtsegmente 30 nebeneinander in einer Seite-an-Seite-Ausrichtung 49 gehalten werden, so dass die beiden Drahtsegmente 30 gleichmäßig gebogen werden, um den Haarnadelleiter 50 zu bilden, wobei der Haarnadelleiter 50 eine primäre Biegung 41 in den mittleren Bereichen 33 der beiden Drahtsegmente 30 aufweist, um dort einen Scheitelpunkt 42 zu bilden, und erste und zweite sekundäre Biegungen 43, 44 in den beiden Drahtsegmenten 30, die näher am Scheitelpunkt 42 als am ersten und zweiten Ende 31, 32 liegen, um dort entsprechende erste und zweite Schultern 45, 46 zu bilden.
In dieser Ausführungsform kann das Biegen der geschweißten Drahtanordnung 40 einen ersten Schenkel 47, der sich von der ersten Schulter 45 zu den ersten Enden 31 der beiden Drahtsegmente 30 erstreckt, und einen zweiten Schenkel 48, der sich von der zweiten Schulter 46 zu den zweiten Enden 32 der beiden Drahtsegmente 30 erstreckt, ergeben, wobei der erste und der zweite Schenkel 47, 48 parallel zueinander angeordnet sind. Das Schweißen kann durch Laserschweißen, MikroWolfram-Inertgasschweißen (WIG-Schweißen) oder Widerstandslöten erfolgen.
Das Verfahren 100 kann ferner Folgendes umfassen: Entnehmen einer Drahtlänge 27 des Drahts 20 aus einer Spule 22 des Drahts 20; Begradigen der Drahtlänge 27 des Drahts 20, um einen Drahtstrang 28 des geraden Drahts 29 zu erzeugen; Konditionieren des Drahtstrangs 28 des geraden Drahts 29, um ein vorbestimmtes Querschnittsprofil P des geraden Drahts 29 zu gewährleisten; und Schneiden des Drahtstrangs 28 des geraden Drahts 29 auf die vorbestimmte Länge L, um die beiden gerichteten Drahtsegmente 30 zu erzeugen.
Während des Schritts des Schweißens können die beiden Drahtsegmente 30 in einer nebeneinander liegenden Ausrichtung 49 gehalten werden, so dass die ersten freigelegten Endabschnitte 37 zusammen eine erste innere Naht 51, eine erste äußere Naht 52 und eine erste Endfläche 53, die zweiten freigelegten Endabschnitte 38 zusammen eine zweite innere Naht 54, eine zweite äußere Naht 55 und eine zweite Endfläche 56 und die freigelegten Mittelabschnitte 39 zusammen eine mittlere innere Naht 57 und eine mittlere äußere Naht 58 aufweisen. In dieser Anordnung können die ersten freigelegten Endabschnitte 37 durch eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 entlang mindestens eines aus der ersten inneren Naht 51 und der ersten äußeren Nähte 52 oder durch eine Kantenschweißung 60 über die erste Endfläche 53 miteinander verschweißt werden, und die zweiten freigelegten Endabschnitte 38 können durch eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 entlang mindestens eines aus der zweiten inneren Naht 54 und der zweiten äußeren Naht 55 oder durch eine Kantenschweißung 60 über die zweite Endfläche 56 miteinander verschweißt werden; alternativ können die freigelegten Mittelabschnitte 39 durch eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 entlang mindestens eines aus der mittleren inneren Naht 57 und der mittleren äußeren Nähte 58 miteinander verschweißt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Haarnadelleiter 50 zur Verwendung in einem Stator eines Elektromotors zwei elektrisch leitende Drahtsegmente 30, die jeweils ein erstes und ein zweites Ende 31, 32 und einen Mittelabschnitt 33 aufweisen, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 31, 32 befindet, wobei die beiden Drahtsegmente 30 nebeneinander in einer Seite-an-Seite-Ausrichtung 49 angeordnet sind, so dass ihre ersten Enden 31 nahe beieinander und ihre zweiten Enden 32 nahe beieinander angeordnet sind. Die ersten Enden 31 sind miteinander verschweißt und die zweiten Enden 32 sind miteinander verschweißt, und/oder die Mittelabschnitte 33 sind miteinander verschweißt, wodurch eine geschweißte Drahtanordnung 40 entsteht. Die geschweißte Drahtanordnung 40 wird so gebogen, dass die beiden Drahtsegmente 30 gleichmäßig gebogen werden, um den Haarnadelleiter 50 zu bilden, wobei der Haarnadelleiter 50 eine primäre Biegung 41 in den mittleren Bereichen 33 der beiden Drahtsegmente 30 aufweist, um dort einen Scheitelpunkt 42 zu bilden, und erste und zweite sekundäre Biegungen 43, 44 in den beiden Drahtsegmenten 30, die näher am Scheitelpunkt 42 als am ersten und zweiten Ende 31, 32 liegen, um dort entsprechende erste und zweite Schultern 45, 46 zu bilden.
Der Haarnadelleiter 50 kann ferner einen ersten Schenkel 47 aufweisen, der sich von der ersten Schulter 45 zu den ersten Enden 31 der beiden Drahtsegmente 30 erstreckt, und einen zweiten Schenkel 48, der sich von der zweiten Schulter 46 zu den zweiten Enden 32 der beiden Drahtsegmente 30 erstreckt, wobei der erste und der zweite Schenkel 47, 48 parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden Drahtsegmente 30 können mit Ausnahme der jeweiligen ersten und zweiten Enden 31, 32 jedes Drahtsegments 30 und/oder des jeweiligen Mittelabschnitts 33 jedes Drahtsegments 30 mit einem dielektrischen Material 81 beschichtet sein. Die ersten Enden 31 können zusammen eine erste innere Naht 51, eine erste äußere Naht 52 und eine erste Endfläche 53 aufweisen, und die zweiten Enden 32 können zusammen eine zweite innere Naht 54, eine zweite äußere Naht 55 und eine zweite Endfläche 56 aufweisen. Bei dieser Darstellung kann der Haarnadelleiter 50 außerdem Folgendes umfassen: eine oder mehrere Nahtschweißungen 59, die entlang mindestens eines aus der ersten inneren Naht 51 und der ersten äußeren Naht 52 oder einer Kantenschweißung 60 über die erste Endfläche 53 gebildet werden, wodurch die ersten Enden 32 miteinander verschweißt werden, und eine oder mehrere Nahtschweißungen 59, die entlang mindestens eines aus der zweiten inneren Naht 54 und der zweiten äußeren Naht 55 oder einer Kantenschweißung 60 über die zweite Endfläche 56 gebildet werden, wodurch die zweiten Enden 38 miteinander verschweißt werden. Alternativ können die mittleren Abschnitte 33 zusammen eine mittlere innere Naht 57 und eine mittlere äußere Naht 58 aufweisen, und der Haarnadelleiter 50 kann außerdem eine oder mehrere Nahtschweißungen 59 aufweisen, die entlang mindestens eines aus der mittleren inneren Naht 57 und der mittleren äußeren 58 ausgebildet sind, wodurch die Mittelabschnitte 33 miteinander verschweißt werden.
Die obige Beschreibung dient der Veranschaulichung und ist nicht einschränkend. Die hier beschriebenen Abmessungen und Materialtypen sind zwar illustrativ, aber keineswegs einschränkend und stellen beispielhafte Ausführungsformen dar. In den folgenden Ansprüchen werden die Begriffe „erster“, „zweiter“, „oberer“, „unterer“ usw. lediglich zur Kennzeichnung verwendet und sollen keine numerischen oder positionellen Anforderungen an ihre Objekte stellen. Ein Element oder ein Schritt, der in der Einzahl genannt wird und dem das Wort „ein“ oder „eine“ vorangestellt ist, schließt die Mehrzahl solcher Elemente oder Schritte nicht aus, es sei denn, ein solcher Ausschluss wird ausdrücklich erwähnt. Darüber hinaus sollten die Formulierung „mindestens eines von A und B“ und die Formulierung „A und/oder B“ jeweils so verstanden werden, dass sie „nur A, nur B oder sowohl A als auch B“ bedeuten. Darüber hinaus können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“ oder „haben“, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, zusätzliche Elemente umfassen, die diese Eigenschaft nicht haben. Und wenn hier allgemein beschreibende Adverbien wie „im Wesentlichen“ und „im Allgemeinen“ verwendet werden, um ein Adjektiv zu modifizieren, so bedeuten diese Adverbien „größtenteils“, „hauptsächlich“, „zum größten Teil“, „in erheblichem Maße“, „in hohem Maße“ und/oder „mindestens 51 bis 99 % von einem möglichen Umfang von 100 %“ und bedeuten nicht unbedingt „perfekt“, „vollständig“, „strikt“, „ganz“ oder „100 %“. Darüber hinaus kann das Wort „nahe“ hierin verwendet werden, um die Lage eines Objekts oder eines Teils davon in Bezug auf ein anderes Objekt oder einen anderen Teil davon zu beschreiben und/oder um die Positionsbeziehung zweier Objekte oder ihrer jeweiligen Teile zueinander zu beschreiben, und kann „nahe“, „benachbart“, „nahe bei“, „in der Nähe“, „bei“ oder dergleichen bedeuten.
In dieser schriftlichen Beschreibung werden Beispiele, einschließlich der besten Ausführungsform, verwendet, um den Fachleuten die Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen, Systemen und Stoffzusammensetzungen sowie die Durchführung von Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Die folgenden Ansprüche, einschließlich der Äquivalente, definieren den Umfang der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Haarnadelleiters, umfassend: Bereitstellen von zwei geraden Drahtsegmenten, die jeweils eine vorbestimmte Länge, ein entsprechendes erstes Ende und ein entsprechendes zweites Ende und einen entsprechenden Mittelabschnitt zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende aufweisen; Freilegen eines entsprechenden Abschnitts jedes der beiden Drahtsegmente an dem entsprechenden ersten Ende und zweiten Ende jedes Drahtsegments, um dort entsprechende erste und zweite freigelegte Endabschnitte zu erzeugen und/oder des entsprechenden Mittelabschnitts jedes Drahtsegments, um dort einen freigelegten Mittelabschnitt zu erzeugen; Anordnen der beiden Drahtsegmente nebeneinander, so dass ihre ersten Enden nahe beieinander und ihre zweiten Enden nahe beieinander angeordnet sind; Verschweißen der ersten freigelegten Endabschnitte miteinander und der zweiten freigelegten Endabschnitte miteinander und/oder der freigelegten Mittelabschnitte miteinander, um eine geschweißte Drahtanordnung herzustellen; und Biegen der geschweißten Drahtanordnung, während die beiden Drahtsegmente nebeneinandergehalten werden, um den Haarnadelleiter zu bilden, wobei der Haarnadelleiter eine primäre Biegung in den Mittelabschnitten der beiden Drahtsegmente aufweist, um dort einen Scheitelpunkt zu bilden, und erste und zweite sekundäre Biegungen in den beiden Drahtsegmenten, die näher an dem Scheitelpunkt als an dem ersten Ende und dem zweiten Ende liegen, um dort eine erste Schulter bzw. zweite Schulter zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Biegen der geschweißten Drahtanordnung einen ersten Schenkel, der sich von der ersten Schulter zu den ersten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, und einen zweiten Schenkel, der sich von der zweiten Schulter zu den zweiten Enden der beiden Drahtsegmente erstreckt, ergibt, wobei der erste Schenkel und der zweite Schenkel parallel zueinander angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Freilegens durch mindestens eines aus Laserfreilegen und mechanische Wirkung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Verschweißens durch Laserschweißen, Mikrowolfram-Inertgasschweißen, WIG-Schweißen, oder Widerstandslöten durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Entnehmen einer Drahtlänge aus einer Spule des Drahtes; und Begradigen der Drahtlänge, um einen geraden Drahtstrang zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst: Konditionieren des geraden Drahtstrangs, um ein vorgegebenes Querschnittsprofil des geraden Drahtstrangs zu gewährleisten.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Schneiden des geraden Drahtes auf die vorgegebene Länge, um die beiden geraden Drahtsegmente herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die beiden Drahtsegmente mit einem dielektrischen Material beschichtet sind und wobei der Schritt des Freilegens das dielektrische Material von den abisolierten Teilen der beiden Drahtsegmente entfernt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die beiden Drahtsegmente während des Schritts des Biegens in einer nebeneinander liegenden Ausrichtung gehalten werden, so dass die beiden Drahtsegmente gleichmäßig gebogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Schritts des Schweißens die beiden Drahtsegmente in einer nebeneinander liegenden Ausrichtung gehalten werden, so dass die ersten freigelegten Endabschnitte zusammen eine erste innere Naht, eine erste äußere Naht und eine erste Endfläche aufweisen, die zweiten freigelegten Endabschnitte zusammen eine zweite innere Naht, eine zweite äußere Naht und eine zweite Endfläche aufweisen und die freigelegten Mittelabschnitte zusammen eine mittlere innere Naht und eine mittlere äußere Naht aufweisen, und wobei die ersten freigelegten Endabschnitte durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines aus der ersten inneren Naht und der ersten äußeren Naht oder durch eine Kantenschweißung über die erste Endfläche miteinander verschweißt werden und die zweiten freigelegten Endabschnitte durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens einer der zweiten inneren Naht und der zweiten äußeren Naht oder durch eine Kantenschweißung über die zweite Endfläche miteinander verschweißt werden, oder die freigelegten Mittelabschnitte werden durch eine oder mehrere Nahtschweißungen entlang mindestens eines der mittleren inneren Naht und der mittleren äußeren Naht miteinander verschweißt werden.