旋轉電機繞組的成對導電片的自由端的焊接布置的制作方法

專利名稱：旋轉電機繞組的成對導電片的自由端的焊接布置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一個旋轉電機的一個繞組、例如定子繞組的成對導電片的端部的焊接布置，所述繞組由多個導電片形成，導電片端部通過焊接串聯連接，支承在一個支承主體上，使得成對的待焊接導電片的端部在支承主體的一軸向側形成大體呈冠狀的一個髻端(chignon)，其中，成對待焊接導電片的端部在支承主體的徑向方向上并置，位于支承主體的外面，以彼此周向錯開的徑向列的形式，所述焊接布置包括焊接時夾持所述端部的夾具。
背景技術：
這種類型的布置是已知的，例如文獻EP1041696。其中，夾具具有成對待焊接的導電片端部的周向保持件、每對導電片待焊接端部的徑向保持件、以及每對在圓周方向和徑向上保持的導電片的端部焊接裝置。
夾具構形成對兩對卡銷形導電片進行作用。每對導電片屬于一列圓周焊接。
徑向保持件具有一個結構復雜、體積大的內部工具。

發明內容
因此，本發明的目的在于提出一種焊接布置，相對于現有技術而言，其夾具的復雜性和外形尺寸得以減小。
為了達到該目的，本發明的焊接布置的特征在于，周向鎖固裝置由屬于夾緊部件的凸輪形部分所形成，凸輪形部分構形成通過轉動夾緊部件，位于成對待焊接導電片的兩個周向上相鄰的徑向列的端部之間的夾緊位置上。
換句話說，夾緊部件具有凸輪形橫截面，構形成當安裝在成對待焊接導電片的在周向上相鄰的兩列端部之間的時候，確保轉動鎖緊。
借助本發明，每個徑向列可以具有一對或多對待焊接導電片的端部。
有利的是，夾緊部件由一個桿組成。
根根據本發明的一個特征，凸輪部分具有橢圓形橫截面，沿其長軸方向的厚度基本等于它可以進入其間的兩個在周向上相鄰的徑向列之間的間距，而沿短軸的垂直方向的厚度小于所述厚度。
因此，凸輪部分在兩個徑向列之間的進入和抽出簡便而快速。
凸輪部分通過其在由周向上相鄰、即圓周上接連的兩徑向列限定的槽中相對于支承主體的徑向移動而進行進入和抽出運動。
另外，導電片布置成免受損壞。
在其它實施例中，這種運動的實現是通過凸輪部分相對于主體的軸向移動，以進入和抽出槽。
根據本發明的另一個特征，周向鎖固凸輪部分具有至少兩個在周向鎖固厚度方向上從凸輪表面凸出的齒，并具有一個間距，確保當凸輪在其周向鎖固位置轉動時，一對待焊接導電片端部的兩個齒之間的緊密接合。
根據本發明的另一個特征，用于在每個徑向列具有兩對待焊接導電片的端部的一個繞組，兩對之間具有間隙，凸輪形部分具有三個齒，彼此隔開前述間距，一對待焊接導電片端部緊密接合在齒之間，中央齒接合在兩對端部之間形成的間隙中。
根據本發明的另一個特征，在齒的轉動方向上的前表面呈倒角，使導電片端部接合在齒之間。
因此，待焊接導電片的端部得到良好的徑向緊固。
根據本發明的另一個特征，徑向鎖固裝置具有兩個部件，有利的呈環形，其間在徑向方向上保持成對待焊接導電片的端部。
因此，徑向鎖固裝置牢固、數量減少。
根據本發明的另一個特征，用于在一個徑向列具有兩對待焊接導電片端部的繞組，徑向緊固裝置還具有一個環形件，用于接合在所述列的兩對端部之間形成的間隙中，以確保與前述環配合而進行徑向鎖固。
該環形件也是牢固的，構件數量可以減少。
根據本發明的另一個特征，用于進入各列兩對待焊接端部之間間隙的中央環形件部分具有截錐形輪廓。
這種輪廓可以對兩對待焊接導電片進行良好的徑向緊固。
人們認識到，由于桿的齒或環形件，確保兩對徑向相鄰的待焊接導電片端部之間的距離。
根據本發明的另一個特征，凸輪部分具有一個對中槽，用于接納中央環形件截錐形部分的前部。
根據本發明的另一個特征，本發明的布置具有一個焊渣排除裝置，通過在焊接處下面的氣流吹動將焊接操作產生的焊渣排出到定子外部。
根據本發明的另一個特征，吹除裝置具有氣流吸入孔，吸入載有排出的焊渣的氣流。
根據本發明的另一個特征，焊接裝置是激光束式。


參照附圖及兩個非限制性實施例，本發明的其它目的、特征和優點將得到更好的理解。附圖如下圖1是配有本發明夾具的旋轉電機的定子繞組的一部分的立體圖；圖2是圖1中箭頭II所示細部的簡化視圖；圖3示出圖2所示工具處于其兩列兩對待焊接的卡銷端部的周向和徑向保持位置；圖4是本發明央具的另一個實施例的簡化示意立體圖；圖5是圖4所示夾具的垂直于一周向鎖固桿的軸線的剖面圖；圖6是圖4中箭頭VI所示細部的放大示意圖；圖7是本發明吹除裝置的示意圖，用于清理圖1或4所示繞組的一對導電片的端部的焊接區域。
具體實施例方式
圖1示出一個旋轉電機的一個定子繞組，其繞組由卡銷形的導電片5形成。總體上，卡銷呈U形，因此，具有一個頭部和兩個臂，頭部在這里是扭纏的，構成U的底部，臂的自由端也是扭纏的。標號1、2和3分別標示定子主體、由卡銷式導電片頭部形成的第一髻端、由成對的卡銷臂的自由端形成的第二髻端，每對導電片的自由端通過焊接串聯連接。第二髻端呈冠狀。
髻端2、3在定子主體1的兩側軸向凸出延伸，定子主體1這里呈環狀，在中央具有一個由其內周邊限定的圓柱孔形開口。
定子主體1由一疊板組成，每個板配有多個用于安裝導電片5的凹口。
板上的凹口對齊，形成多個從主體1的一邊貫穿到另一邊的凹口。這里，凹口對齊，形成多個軸向槽7。
有利的是，凹口是半封閉式的，通到主體1的中央開口。為求精確，例如參考文獻EP A 0961386。
因此，在一個實施例中，每個凹口中安裝一個絕緣體，用于使導電片5與定子主體1絕緣。
這些絕緣體每個都可以具有一個搭接部分，搭接部分遠離安裝有絕緣體的凹口的開口，所述開口通到大體呈管狀的定子主體的內周邊。
旋轉電機例如是汽車用的多相式交流發電機，如前述文獻EP A0961386所述。
在這種情況下，主體1的中央開口用于安裝到交流發電機的轉子上，所述轉子例如是卡爪式轉子或在其它實施例中是凸極式轉子，必要時，配有永久磁鐵，永久磁鐵在圓周上與凸極相間。這樣，主體1在其外周邊由一個箱形支承件加以支承，箱形支承件例如具有稱為前軸承和后軸承的兩個部分。這些軸承構形成每個在中央具有一個滾珠軸承，用于轉動地安裝一個與轉子相連的軸，所述轉子在其前端在前軸承一側具有一個主動皮帶輪，用于通過至少一條傳動帶連接到汽車發動機的曲軸上，并且在其后端在后軸承一側具有一些集電環。
交流發電機例如是三相式的。在其它實施例中，交流發電機具有不止三個相位。
這種交流發電機在其它實施例中是可逆式的，也以電動機方式工作，用于起動汽車熱力發動機。這種交流發電機稱為交流起動機。
已知的是，每個相位具有由導電片5連接的一個輸入端和一個輸出端。相位的輸出端和/或輸入端連接到一個將定子中產生的交流電整流成直流的整流裝置上，該整流裝置往往由后軸承加以支承。
在上述情況下，導電片5四個一組地布置在定子主體1的軸向凹口7中，這里，在第二髻端3處形成在圓周上排列的兩列徑向端部，所述徑向端部按每列一對端部對齊。因此，在徑向上形成一列四個導電片。導電片5在凹口內沿徑向方向進行層狀并置。成對導電片的端部沿支承主體的徑向方向并列排列，在主體1外部彼此在周向上錯開。因此，在主體1外部，在髻端3處，形成多列在周向上錯開的徑向列，徑向列包括至少一對待焊接導電片。圖1中，每徑向列配置兩對徑向對齊的導電片端部。數量多少取決于應用情況。焊接后，形成焊接的兩列同心環形列。
這里，導電片在截面上呈矩形，其長度平行于凹口的側邊緣，如前述EP A 0961386的圖8所示。
這些導電片屬于U形卡銷的臂。卡銷臂安裝在彼此由一個極距分開的凹口中，在有關凹口中占據不同的層。
有利的是，相位的輸入端和輸出端布置在卡銷頭部處，卡銷頭部凸出延伸到定子主體1的軸向端部之一，以形成第一髻端2。圖1示出某些輸入端和輸出端(未標示)。
卡銷臂借助于凹口7貫穿主體1，以便在定子主體的另一軸向端凸起地形成呈冠狀的第二髻端3。
卡銷自由端焊接成在環形第二髻端3處進行串聯連接，有利的是延伸到同樣的高度，如WO92/06257所述。
由此文獻可見，在第一階段，卡銷頭部借助于第一安裝裝置進行扭纏。然后，在第二階段，將卡銷臂插入定子主體1的凹口7，然后，借助于第二安裝裝置，扭纏臂的自由端。
因此，圖1示出起初由U形卡銷形成的導電片自由端扭纏之后的繞組。如EP A 0961386所述，在髻端3中，四個導電片端部布置成一徑向列R。標號為9a至9d的四個端部在徑向上布置成成對的端部9a、9b和9c、9d。每對的端部9a、9b和9c、9d通過焊接連接。雖然卡銷5覆蓋有瓷電絕緣層，但是不必露出待焊接連接的端部，因為焊接這里是激光式焊接。這里，確切地說，焊接是以順序方式進行的，激光束在兩次焊接操作之間中斷。在焊接期間，激光束相對于配有待焊接導電片自由端的主體1進行固定。為求精確，例如參考WO02/069472。
由于焊接操作需要導電片相對于能源(未示出)精確定位，已知的是，前述EP A 1041696配置一個夾具，用于確保待焊接導電片之間的電接觸，確保待焊接端部的徑向定位和呈一定角度的或在周向上的定位。為此，夾具具有待焊接導電片端部的徑向保持件和周向鎖固裝置。
本發明提出一種待焊接導電片端部的夾具，它具有非常簡單的結構和小外形尺寸。
確切地說，本發明夾具具有周向鎖固裝置，所述周向鎖固裝置如后所述由具有多個夾緊部件13的凸輪形部分19形成，附圖示出其中兩個。
夾緊部件13具有桿的形狀。
在一個實施例中，桿構形成銷的形狀，具有至少兩個齒，以便夾緊一對待焊接導電片。
在圖1至3所示的實施例中，桿具有一個成對導電片的夾緊端部，構形成銷的形狀，具有三個在軸向上有規律地隔開的齒15、16、17。兩個相鄰的齒15、16和16、17之間的軸向間距對應于兩對導電片的兩個端部9a、9b或9c、9d沿徑向方向的寬度，如圖3所示，而中央齒16的寬度對應于兩對待焊接端部之間的間隙25。由于三個齒，因此，確保沿待焊接導電片自由端的列R徑向對齊的兩對之間的距離。
根據本發明的一個特征，每個夾緊桿13可以在圖1上點劃線所示的、夾緊銷部分處于導電片9a至9d端部的在周向上相鄰或接連的兩列R之間限定的槽S之外的中性位置以及實線所示的兩個夾緊桿13的位于槽S內的位置之間進行軸向移動。夾緊部件的移動由雙箭頭F示出。因此，這種移動沿相應的槽S的軸線方向徑向進行。
在其它實施例中，銷相對于主體1進行軸向移動，進入槽S，也可以獲得中性位置。構成定位件的桿當在其槽S內占據其最終位置時，可以圍繞其軸線轉動90°。圖2和3示出在桿轉動之前和之后處于其位置上的兩個夾緊部件13。如附圖所示，在圖3所示的轉動位置，每對的兩對端部9a、9b和9c、9b限定在齒17和16以及16和15之間，齒16接合在兩對待焊接端部之間的間隙25中。因此，齒構成待焊接端部9a至9d的保持和徑向鎖固件。
除了成對導電片由于齒15、16、17而沿徑向方向鎖緊之外，夾緊部件13也可以沿圓周方向進行鎖緊。為此，根據本發明特征，兩個相鄰的齒之間的桿13的部分19具有凸輪形橫截面，有利的是橢圓形，如圖5所示。在其部分19中，桿沿齒15至17的方向具有厚度d1，其相當于導電片端部9a至9d的兩個相鄰列R沿圓周方向的間距，即其兩列之間限定的槽的寬度S。確切地說，厚度d1選定成使得夾緊部件13在其徑向鎖定成對待焊接端部的徑向鎖固位置如圖3所示接觸地壓緊在相對于兩列R的側表面21上，從而也確保在圓周方向上鎖緊成對待焊接導電片。
相反，夾緊部件13的凸輪形部分19與厚度d2相垂直地具有較小的厚度d2，這樣，易于使夾緊部件13的銷狀部分進入槽S中，處于圖1和2所示的位置。
還要指出的是，齒15至17在其前表面23呈倒角，以確保形成夾緊部件13的銷的部分易于進入一列R的兩對導電片9a、9b和9c、9d之間的空隙25中。
關于夾緊部件13在其中性位置及其鎖緊位置之間的移動裝置，可以使用任何已知的裝置，條件是確保所述夾緊部件的往復徑向移動，或者所述夾緊部件在具有寬度S的槽內的往復軸向移動，以及轉動90°。圖1僅作為非限制性實施例示出使用夾緊部件控制裝置的可能性。在該實施例中，轉動由齒條127和齒輪28式裝置加以確保，后者與夾緊部件的桿轉動相連，它們在屬于固定支承件結構軸承30中進行支承和軸向導向。
關于夾具的功能，通過同時插入和轉動夾緊部件13，使待焊接導電片端部同時進行徑向鎖固和周向鎖固。
圖4至6示出本發明夾具的第二實施例。根據該實施例，夾具具有多個桿13′，所述桿13′在髻端3外部的中性位置和髻端內部的鎖緊位置之間進行軸向移動，如同第一實施例所述的情況。桿的鎖緊前部具有凸輪形狀，有利的是具有橢圓形狀，如圖5所示，其厚度d1、d2如第一實施例所述。與后者不同的是，鎖緊部分不具有齒，只確保沿周向的鎖緊。
徑向鎖固由鎖緊部件31、32以及圖4和6所示的一個中央環形件27完成，中央環形件27基本與定子軸線同軸，可以如圖6的雙箭頭F2所示，在髻端上面的位置(未示出)和圖中所示的位置之間進行平移移動，在圖中所示的位置，環形件進入一列R的兩對待焊接導電片端部之間的空隙25。為此，環形件27的下部29進入具有截錐形輪廓的空隙25。因此，該截錐形輪廓與兩個鎖緊部件31、32相配合，確保以圖6所示的方式進行徑向鎖固的作用，有利的是，所述兩個鎖緊部件31、32呈同軸環形件31、32的形狀，可以沿箭頭F3所示的方向在髻端3上方的位置(未示出)和徑向鎖固位置之間進行移動，在徑向鎖固位置，環形件31、32獲得支承，環形件31支承在導電片端部9a的外徑向側表面34上，環形件32支承在每列R的導電片端部9d的內徑向側表面35上。
要注意的是，夾緊部件13′的緊固凸輪形部分在其圓周表面具有一個對中凹口37，使環形件27的截錐形部分29定位在其如圖6所示的鎖緊位置。因此，凹口37開在具有小曲率的部分上，如圖5所示。
關于夾緊部件13’的軸向移動和轉動裝置13’，可以使用任何適當的已知裝置，例如圖1所示的夾緊部件13采用的齒條-齒輪式原理。關于中央鎖緊環形件27和側向鎖緊環形件31、32的移動，因為是簡單的平移移動，所以不必具體描述實施這些移動的裝置。顯然，為此，可以使用傳統裝置。
要注意的是，夾緊部件的緊固凸輪部分的沒有平面的卵形、例如橢圓形形狀是非常有利的，因為在凸輪形部分轉動的時候，避免了損壞導電片。
除夾具外，本發明還提出一種位于焊接處下面的部分的吹除裝置。該裝置將焊接操作產生的焊渣排出到定子外部，一個抽吸裝置可以回收焊渣，從而避免環境污染。圖7示出這種吹除裝置。
所述附圖示出焊接操作后三對卡銷式導電片的端部，焊接處用標號36標示。第四對卡銷正在通過激光束38進行焊接。附圖以箭頭示出氣流J，氣流J由未示出的吹除源產生，定向成在焊接處下面通過。然后，將焊接操作產生的焊渣排出到定子髻端外部的氣流由吸入管41的吸入孔40進行抽吸。
因此，在借助于激光束完成焊接操作期間，本發明確保分開定子的保持和保護操作。因此，定子的保護由夾具的獨立裝置加以確保，而在現有技術中，定子由夾緊系統加以保護，夾緊系統也用于熱傳導，從而限制繞組的導電片瓷涂層受到損壞。
因此，本發明可以焊接不裸露的導電片，確保保護定子，防止燒壞的瓷的散落物。
顯然，本發明不局限于所述實施例。因此，可以僅具有一圓周列的待焊接處。在這種情況下，只有一對導電片5安裝在凹口7中，這對導電片在髻端3處具有待焊接自由端9d、9c。
在這種情況下在這種情況下，銷只具有兩個齒，即齒15和16，或者在其它實施例中，銷只具有環32和環形件27。
在其它實施例中，凹口中成對導電片的數量大于兩個。在這種情況下，必須增加銷的齒的數量或環形件的數量。
例如，對于三對待焊接端部，必須配置四個齒。
當然，主體1的凹口可以是開口式的，用凹口楔加以封閉，或者是如US A 1826295所述的封閉式的。根據所述文獻，在其它實施例中，主體1是轉子主體。因此，在其它實施例中，旋轉電機可以是發電機或電動機例如起動機的電動機。在其它實施例中，電動機屬于例如EPA 0331559所述的電磁緩行器，其轉子配有圖1所示類型的繞組。
如同說明書所述和附圖所示，配置多個桿13、13′，以減少磨損。實際上，將桿都插入由圓周上相鄰的兩徑向列限定的槽中，采用前述方法，轉動地進行夾緊。然后，借助于激光束按順序一列一列地進行焊接。例如在0.05至0.06秒的時間發射激光焊接一列。然后，轉動配有桿13、13′的主體1，以便進入下一列，每次焊接之間停止發射激光。
因此，對桿操縱兩次(關閉和開啟)，以焊接所有待焊接端部。在其它實施例中，要求一個或多個桿，但是必須在一次或多次焊接后操縱它們，這會增加磨損及焊接時間。
顯然，由于厚度d2，盡管寬度S的徑向變化這里較小，但是可以使桿進入槽中。
在其它實施例中，厚度d1可以變化，以便考慮該變化。
可以采用任何其它類型的焊接。
在其它實施例中，卡銷在卡銷頭部分成兩個焊接部分，如EP A0961386所述。
在這種情況下，也借助于與圖1至6所示的夾具相類似的夾具在第一髻端處進行焊接。
權利要求
1.一種旋轉電機的一個繞組的成對導電片的端部的焊接布置，所述繞組由多個導電片形成，所述導電片串聯安裝，并由一個支承主體(1)加以支承，使得每對待焊接導電片的端部在支承主體(1)的一軸向側形成一個呈冠狀的髻端(3)，其中，成對待焊接導電片的端部在支承主體的一個徑向方向上并置，以在周向上彼此錯開的徑向列(R)的形式布置在支承主體(1)的外部，所述焊接布置包括一個待焊接導電片端部的夾具，所述夾具具有這些待焊接端部在其焊接位置的周向鎖固裝置，其特征在于，周向鎖固裝置由夾緊部件(13，13′)的凸輪形部分(19)形成，一個凸輪部分(19)構形成通過夾緊部件的轉動，處于待焊接導電片的兩個周向上相鄰的徑向列(R)的端部之間的夾緊位置。
2.根據權利要求1所述的布置，其特征在于，夾緊部件(13，13’)在一個中性位置和一個工作位置之間活動，所述中性位置處于髻端(3)的外面，所述工作位置位于在周向上相鄰的兩個徑向列(R)的成對導電片(9a，9b；9c，9d)之間。
3.根據權利要求2所述的布置，其特征在于，一個凸輪部分(19)具有橢圓形橫截面，沿其長軸方向的厚度(d1)基本等于它可以進入其間的周向上相鄰的所述兩列(R)之間的間距，而沿短軸的垂直方向的厚度小于厚度(d1)。
4.根據權利要求3所述的布置，其特征在于，周向鎖固的凸輪部分具有至少兩個齒(15，16)，所述齒沿周向鎖固厚度(dl)的方向從凸輪表面凸起，具有一個間距(e)，當凸輪在其周向鎖固位置轉動時，確保一對待焊接導電片的端部的兩個齒(15，16)之間的緊密接合。
5.根據權利要求4所述的布置，用于在每個徑向列具有兩對待焊接導電片端部(9a，9b；9c，9d)的一個繞組，在兩對之間具有一個間隙(25)，其特征在于，凸輪形部分(19)具有三個彼此隔開所述間距(e)的齒(15，16，17)，一對待焊接端部緊密接合在齒之間，中央齒(16)接合在兩對端部之間形成的間隙(25)中。
6.根據權利要求5所述的布置，其特征在于，在齒(15，16，17)的轉動方向上的前表面呈倒角，以便導電片的端部接合在齒之間。
7.根據權利要求1所述的布置，其特征在于，徑向鎖固裝置具有兩個保持部件(31，32)，其間在徑向方向上保持成對待焊接導電片的端部。
8.根據權利要求7所述的布置，用于在一個徑向列(R)具有兩對待焊接導電片的端部的一個繞組，其特征在于，徑向夾緊裝置還具有一個環形件(27)，用于接合在所述列(R)的兩對端部(9a，9b；9c，9d)之間形成的間隙(25)中，以便同所述環(31，32)相配合，確保徑向鎖固。
9.根據權利要求8所述的布置，其特征在于，用于接合在所述列(R)的兩對待焊接導電片端部之間的間隙(25)中的中央環形件部分(27)具有截錐形輪廓。
10.根據權利要求7或8所述的布置，其特征在于，中央環形件具有一個截錐形部分，凸輪部分(19)具有一個對中槽(37)，用于接納中央環形件(27)的截錐形部分(29)的前部。
11.根據權利要求1所述的布置，其特征在于，它具有一個焊渣排出裝置，通過在焊接處下面的氣流(J)的吹動將焊接操作產生的焊渣排出到定子外部。
12.根據權利要求11所述的布置，其特征在于，吹除裝置具有一個吸入載有排出焊渣的氣流的吸入孔(40)。
13.根據權利要求1所述的布置，其特征在于，焊接裝置是激光束式。
全文摘要
本發明涉及一種旋轉電機繞組的焊接布置，繞組由多個導電片形成，所述導電片由一個支承主體(1)支承，使每對待焊接導電片的端部在徑向方向并置，以在周向上彼此錯開的徑向列(R)的形式加以布置，所述焊接布置包括一個待焊接導電片端部的夾具，夾具具有由夾緊部件(13，13′)的凸輪形部分(19)形成的周向鎖固裝置，一個凸輪部分(19)構形成通過夾緊部件的轉動、處于兩個徑向列(R)的端部之間的夾緊位置。本發明應用于汽車的交流發電機。
文檔編號H02K15/00GK1695285SQ200380100755
公開日2005年11月9日 申請日期2003年10月7日 優先權日2002年10月7日
發明者R·勒努瓦, P·法韋羅勒 申請人:瓦萊奧電機設備公司