用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體與換向器的薄片之間的導電的且以機械方式固定的連接的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體(23、26)與換向器(13)的換向片之間的導電的且以機械方式固定的連接(28、29)的方法，其中，導體(23、26)布置成使得導體中的一個導體(23)布置在另一個導體(26)與換向片(20)之間，并且繼而一個導體(23)以其表面的區(qū)域與換向片(20)材料配合地固定在一起，其中，首先將應與換向片(20)材料配合地連接的導體(23)推壓到?jīng)_壓芯(32)處，其中，導體(23)在此經(jīng)歷變形并且由此表面的區(qū)域至少匹配于沖壓芯(32)的外輪廓(43)的區(qū)段，接著沖壓芯(32)被移開并且由換向器(13)替代，然后將導體(23)以匹配好的表面放置到換向片上并且與該換向片材料配合地固定在一起。
【專利說明】
用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體與換向器的薄片之間的導電的且以機械方式固定的連接的方法
技術領域
【背景技術】
[0001]從文獻DE4002106中已知一種用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體與換向器的薄片之間的導電的且以機械方式固定的連接的方法。在此處公開的方法中，隨著兩個導體在換向片上進行材料配合的連接可能發(fā)生移動。因此，在焊接時(即在施加徑向的焊接力到換向器及其薄片上時)和在可能存在沿周向方向作用的力分量時，形成下層的芯線可能相對于換向片發(fā)生移動。相對于下層的上層(處于下層上的芯線)可能發(fā)生相同的情況。
[0002]采取在此提出的措施以致力于避免制造過程中的這種改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)獨立權利要求1的特征規(guī)定，首先將應與薄片材料配合地連接的導體(即下層)推壓到?jīng)_壓芯處，其中，導體在此變形。在此，表面的區(qū)域至少匹配于沖壓芯的輪廓的區(qū)段。然后，沖壓芯被移開并且由換向器替代。將導體以匹配好的表面放置到薄片上并且與該薄片材料配合地連接或固定。這具有如下的優(yōu)點，即，由此導體(在此為下層)的表面可匹配于換向器的表面。在功能上這意味著，由此在下層與換向器之間可實現(xiàn)一種形狀配合的連接。因此可行的是，沖壓芯的輪廓可實施成圓柱狀。當換向器同樣具有圓柱狀的表面或者每個單獨的薄片在規(guī)定的用于材料配合的連接的位置處具有局部圓柱狀的表面時，通過相應的配對在換向器的薄片上產(chǎn)生了一定的形狀對應。這使得(沿周向方向的)橫向力不會致使下層相對于薄片移動，或者僅以明顯減小的程度致使下層相對于薄片移動。因此，在最簡單的情況下沖壓芯的輪廓相應于換向器的輪廓，由此在匹配之后面對薄片的下層的輪廓相應于薄片的輪廓，并且因此相應于換向器。
[0004]由從屬權利要求得出本發(fā)明的另外的優(yōu)點。因此例如規(guī)定，借助沖壓模進行到?jīng)_壓芯上的推壓。在此，沖壓模將另一導體(即上層)擠壓到導體(其為下層)上，由此導體、更確切地說是下層匹配于沖壓芯的輪廓。根據(jù)另一從屬權利要求規(guī)定，把另一輪廓沖壓到被壓到?jīng)_壓芯處的導體中，該輪廓定位在背對薄片的側部上。這具有如下優(yōu)點，即，由此可實現(xiàn)與上層的面對下層的側部的匹配。這通過如下方式來實現(xiàn)，即，作用于下層或上層的周向力不會輕易導致兩個導體端部在薄片上的移動或者在達到一定大小的情況下才會導致兩個導體端部在薄片上的移動。根據(jù)本發(fā)明的另一改進方案規(guī)定，為了沖壓另一輪廓而使用中間沖壓芯，該中間沖壓芯由比導體更硬的材料制成，使得中間沖壓芯將另一輪廓壓入導體(即下層)中。在此規(guī)定，中間沖壓芯在面對薄片或沖壓芯的側部上構造為凸狀并且在背對薄片或沖壓芯的側部上構造為凹狀。為了在所述方法中的進一步的穩(wěn)定規(guī)定，導體彼此重疊地布置并且在引導裝置中沿朝向沖壓芯的方向被引導。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一設計方案規(guī)定，彼此重疊地布置的導體在起始位置中布置在相應于轉(zhuǎn)子繞組的槽位置的位置。此外還規(guī)定，通過到?jīng)_壓芯處的推壓來提高在在薄片上的導體(下層)與薄片之間的接觸電阻。
【附圖說明】
[0006]在多個附圖中示出了本發(fā)明。其中:
[0007]圖1示出了具有換向器的電機的縱截面，
[0008]圖3a至圖3c示出了用于使導體變形的方法流程，
[0009]圖4示出了導體元件在換向器的外周緣處的布置方案，
[0010]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例的第一圖示，
[0011]圖7示出了第二實施例的第二步驟，
[0012]圖8與圖9和圖10—起示出了第三實施例。
【具體實施方式】
[0013]圖1示出了在此作為根據(jù)本發(fā)明的電機I的特定的實施例示出的起動機的示意性的縱截面。用于內(nèi)燃機的在圖1中示出的電機1(起動機)例如具有起動小齒輪2作為驅(qū)動元件，該起動小齒輪為了起動內(nèi)燃機4而與內(nèi)燃機的齒圈3接合。起動小齒輪如雙箭頭所標識的那樣可沿軸向移動地支承在驅(qū)動軸5上。在此，起動小齒輪2與驅(qū)動軸5聯(lián)接但不可相對轉(zhuǎn)動。起動小齒輪2經(jīng)由接通繼電器6在與內(nèi)燃機4的齒圈3作用的前移的接合位置與撤回的非作用位置之間調(diào)整。接通繼電器6是電磁的驅(qū)動器并且包括至少一個可通電的繼電器繞組7以及一個往復銜鐵8，該往復銜鐵在繼電器繞組7通電時沿軸向被拉入該繼電器繞組中。往復銜鐵8經(jīng)由接合桿9與起動小齒輪2以運動學的方式聯(lián)接，使得往復銜鐵8在靜止位置與調(diào)整位置、更確切地說是工作位置之間的軸向的調(diào)整運動轉(zhuǎn)換成起動小齒輪2在非作用位置與接合位置之間的對應的軸向的調(diào)節(jié)運動。控制器操控繼電器繞組7。
[0014]借助電馬達11產(chǎn)生了作用于驅(qū)動軸5、更確切地說是起動小齒輪2上的轉(zhuǎn)動的驅(qū)動運動，該電馬達經(jīng)由實施為行星齒輪傳動器12的傳動器與軸5聯(lián)接。在操縱電馬達11的情況下，驅(qū)動軸5、因此起動小齒輪2也進行旋轉(zhuǎn)。
[0015]借助換向器13以及在換向器上滑動的電刷14和15對電馬達11通電。為此，電流經(jīng)由換向器13流過轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)子繞組63。
[0016]圖2以局部的側視圖示出了具有換向片20的換向器13。該換向片在其外周緣處基本上為圓柱狀。在圖2中左側示出了兩個導體23和26如何定位在軸向的端部處。首先，導體23的端部置放于換向片20上。導體26的端部置放于在導體23的該端部上。導體23因為其直接布置在換向片20上通常稱作所謂的“下層”，而導體26因為其布置在下層上相反地稱作所謂的“上層”。導體23經(jīng)由材料配合的連接28與換向片20連接，并且導體26經(jīng)由材料配合的連接29與導體23連接。
[0017]在圖3a中示出了第一步驟。在此，示出了導體23如何定位在沖壓芯32上。在此，沖壓芯32具有圓柱狀的外輪廓，該圓柱狀的外輪廓例如在外直徑方面相應于其上之后應定位有導體23的換向器13的外直徑。在導體23之上以虛線的圖示表示，導體23從不同于用實線所示出的徑向位置從電樞的槽離開。
[0018]在圖3b中示出了沖壓模如何經(jīng)引導(箭頭方向)靠近到導體23處。導體23由引導裝置38、在此例如通過引導裝置的兩個沿周向方向布置在導體23兩側的引導塊40和41引導、更確切地說保持就位。沖壓模35沿由點劃線示出的徑向方向朝向?qū)w23以一定的速度V被輸送到導體23處。徑向方向相應于沖壓芯32的在此為圓形的外輪廓的徑向。
[0019]如從圖3c可明確得悉的那樣，沖壓模35被壓入導體23。由此，導體23在其朝向沖壓芯32的側部上具有沖壓芯的外輪廓。在導體23的相對的并且因此背對沖壓芯32的側部上，導體23具有沖壓模35的輪廓。在該實施例中未對另一導體元件之后需放置在該導體23上的上層、更確切地說是導體26進行處理。這意味著，導體26的外周緣未經(jīng)歷變形。然而導體26和導體23可以在各自的連接位置28或29處在連接之前去絕緣。在圖3a至圖3c中未示出的是，所有下層和所有上層、或者所有導體23和所有導體26圍繞沖壓芯32布置。如在此示例性地示出的那樣，轉(zhuǎn)子例如具有二十一個薄片并且在外周緣處相應地布置有二十一個導體23和二十一個導體26。如在圖3b和圖3c中所設置的那樣，例如在上層、更確切地說導體26的常見的并且對于本領域技術人員來說已知的相對于彼此的側向移動之后才對導體23進行沖壓。備選地也可設置成，每個眾所周知具有近似U形形狀并且在一端部處實施為下層以及在另一端部處實施為上層的導體元件各自單獨地如圖3a至圖3c所示出的那樣經(jīng)歷變形。如果現(xiàn)在將該導體23從沖壓裝置中移開或者將沖壓芯從導體23或?qū)w26的集合體中取出，并且取而代之裝入換向器20，則以簡化的圖示得到了根據(jù)圖4的圖示。
[0020]圖4示出了導體23和26、即下層和上層的布置在各個換向片20上的端部和換向器13的端側視圖。這種導體23和26在這種機器(起動機)中通常彎曲成近似U形(線圈元件)并且匹配于電磁特性或要求地彎曲。這使得在具有二十一個換向片20的換向器13中總共有二十一個線圈元件布置在換向器13的外周緣處。這些線圈元件為一件式且包括兩個線圈側部，所述線圈側部分別布置在轉(zhuǎn)子的鐵芯的不同的槽中。這兩個線圈側部在端部處、即轉(zhuǎn)子鐵芯的背對換向器13的端部處通常一件式地彼此連接(端匝)。如圖4，在換向器側上出現(xiàn)了兩個線圈側部，其呈交疊元件且端部最終沿軸向指向的(其在此在圖4中示出)的形式。相應地，在圖4中可見每個一件式的導體元件的兩個端部。因此，例如導體23A和26A是一件式的導體，該導體以相應的端部作為下層和上層布置在換向器上、更確切地說是換向片20上。在導體23和26的端部如圖4中所示出的那樣布置好以后，導體23和26的兩個端部如圖5所示通過電焊接裝置45焊接在一起。為此，一方面換向片20與焊接電源47連接。另一方面，上層、SP在此為導體26接觸焊接電極49。在換向片20與焊接電極49之間壓緊兩個導體23和26，通過接通焊接電源47開始焊接過程，并且最后通過在導體26與導體23之間的過渡面中的焊接電流以及在導體23與換向片20之間的過渡面中的焊接電流將兩個導體以及換向片彼此焊接在一起，如圖2中由材料配合的連接28和29給出的那樣。在建立材料配合的連接28和29之后，移開焊接裝置45并且可在其他步驟中對轉(zhuǎn)子進行后續(xù)處理。
[0021]如在圖1至圖5中示出的那樣，在此示出了一種用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體23和26與換向器13的換向片20之間的導電的且以機械方式固定的連接28或29的方法。在此，導體23和26布置成使得導體之一 23布置在另一導體26與換向片20之間。繼而導體23以其表面的區(qū)域與換向片20材料配合地固定在一起。為此，首先將應與換向片材料配合地連接的導體23推壓到?jīng)_壓芯32處。在此，導體23經(jīng)歷變形并且由此表面的所提及的區(qū)域至少匹配于沖壓芯32的外輪廓43的區(qū)段。接著，沖壓芯32被移開并且由換向器13替代。將導體23以匹配好的表面放置到換向片20上并且與換向片材料配合地固定在一起。借助沖壓模35進行到?jīng)_壓芯32處的推壓，其中，導體23在背對沖壓芯32的側部上被沖壓模35擠壓并且在此處沖壓出輪廓。
[0022]接下來，將導體26放入在導體23的背對換向器20的側部上沖壓出的輪廓中，并且接下來使導體26與導體23以及導體23與換向片20材料配合地連接。
[0023]在圖6中示出了備選的實施例。因此，在沖壓芯32的外周緣處，導體23直接定位在外周緣、即沖壓芯32的外輪廓43上。導體26沿徑向方向(參見圖3b)定位在導體23上，使得導體23沿徑向線布置在導體26與沖壓芯32之間。在另一步驟中將沖壓模35移動到導體26上(v、F)。如圖7，該沖壓模35以凹部包圍導體26并將該導體26壓到導體23上。在此，設置成在導體23的背對沖壓模35的側部上同樣生成凹部57。在該過程中兩個導體23和26可與上述實施例類似地同樣通過引導裝置38這樣來引導，S卩，盡可能不受阻礙地實現(xiàn)凹部57并且使導體23與沖壓模32的外輪廓43匹配。在導體23的匹配之后并且必要時在沖壓模35略微沿徑向移開之后，將沖壓芯35從所有導體23和26的集合體(例如環(huán)形地圍繞沖壓芯32設置)中取出并且放入換向器13。然后就獲得了如圖4中已示出的那樣的布置方案。在此，相互關系正如關于圖4已說明的那樣。接下來，導體26與導體23通過與其的材料配合的連接29連接，并且導體23通過材料配合的連接28與換向片20連接。連接的過程如關于圖5已說明的那樣。相應地，在此也設置了一種用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體23、26與換向器13的換向片20之間的導電的且以機械方式固定的連接28、29的方法。在此，導體23和26布置成使得導體之一 23布置在另一導體26與薄片20之間。繼而，導體23以其表面的區(qū)域與薄片20材料配合地連接。首先，將應與薄片20材料配合地連接的導體23推壓到?jīng)_壓芯32處，其中，導體32在此經(jīng)歷變形，使得由此表面的區(qū)域至少匹配于沖壓芯32的外輪廓43的區(qū)段。然后，沖壓芯32被移開并且由換向器13替代。接著，將導體23以匹配好的表面放置到薄片20上并且與該薄片材料配合地固定在一起。在一個中間步驟中借助沖壓模35進行到?jīng)_壓芯32處的推壓，其中，沖壓模35把導體26壓到在此匹配于沖壓芯32的輪廓的導體23上。優(yōu)選地，在此把另一輪廓55沖壓到被壓到?jīng)_壓芯32處的導體23中，該輪廓定位在背對薄片20的側部上。
[0024]在圖8中示出了第三實施例的第一步驟。如已關于之前給出的實施例說明的那樣，導體23定位在沖壓芯32的外輪廓43上。在導體23的兩側處可布置有引導裝置38的引導塊40、41，以避免導體23的側向移位。沿徑向在導體23之上并且由此在導體23的背對沖壓芯32的外輪廓43的側部上定位中間沖壓芯61。再把導體26放置到中間沖壓芯61上，該導體沿徑向在外部由沖壓模35夾持。由此，導體23布置在沖壓芯32與中間沖壓芯61之間，并且導體26布置在中間沖壓芯61與沖壓模35之間。
[0025]優(yōu)選地，中間沖壓芯在其面對導體23的側部上具有圓柱狀的輪廓64。在中間沖壓芯61的背對導體23的側部上，中間沖壓芯同樣具有圓柱狀的輪廓66。兩個圓柱狀的輪廓64和66可具有相同的半徑，所述半徑相應于導體26的半徑(只要該導體是圓形)。
[0026]如果如在圖9中示出的那樣現(xiàn)在借助沖壓模35沿徑向方向施加沖壓力于導體26、中間沖壓芯61和導體23以及沖壓芯32上，則發(fā)生如下情況:導體23在其面對沖壓芯32的側部上匹配于沖壓芯的外輪廓43。在導體23的背對沖壓芯32的外側部上沖壓出基本上相應于中間沖壓芯61的圓柱狀的輪廓64的輪廓。導體26被壓入圓柱狀的輪廓66中?；趫A柱狀的輪廓64的之前說明的優(yōu)選的特性，在此對導體23沖壓出基本上相應于導體26的半徑的圓柱狀的輪廓。
[0027]如圖10，在取出中間沖壓芯61并且移開沖壓模35之后得到了如此處示出的布置方案。在取出沖壓芯32并且放入換向器13之后得到了與圖4中已示出的很類似的圖示。不同之處在于，因為中間沖壓芯61引起兩個導體之間較大的間距，在導體23與26之間產(chǎn)生輕微的間距。基于圖10在很類似于圖4所產(chǎn)生的情況下，則可如已在圖5中示出的那樣建立在換向片與導體23之間以及在導體23與導體26之間的相應的連接。
[0028]該實施例也示出了一種用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體23和26與換向器13的換向片20之間的導電的、以機械方式固定的連接的方法。導體23和26布置成使得導體之一 23布置在另一導體26與薄片20之間。繼而，導體23以其表面的區(qū)域與薄片20材料配合地固定在一起。首先，將應與薄片20材料配合地連接的導體23推壓到?jīng)_壓芯32處，其中，導體23在此經(jīng)歷變形，并且然后表面的區(qū)域至少匹配于沖壓芯32的外輪廓43的區(qū)段。接著，沖壓芯被移開并且由換向器13替代。將導體23以匹配好的表面放置到薄片20上并且與該薄片20材料配合地固定在一起。又借助沖壓模35進行到?jīng)_壓芯32處的推壓，其中，沖壓模35把導體26至少間接地壓到匹配于沖壓芯32的輪廓的導體23上。把另一輪廓55沖壓到被壓到?jīng)_壓芯32處的導體23中，該輪廓定位在背對薄片20的側部上。為了沖壓另一輪廓而使用中間沖壓芯61，該中間沖壓芯由比導體23和26更硬的材料制成，使得中間沖壓芯61將所述另一輪廓壓入導體23中。中間沖壓芯61在面向薄片20的側部上構造為凸狀并且在背對薄片20的側部上構造成凹狀。
[0029]在所有的實施例中設置成，導體23和26彼此重疊地布置，并且兩個導體中至少一個(導體23、必要時為兩個導體)沿朝向沖壓芯或者換向器13的方向引導。
[0030]如在圖3a中表示的那樣設置成，彼此重疊地布置的導體在起始位置中布置在相應于轉(zhuǎn)子繞組的槽位置的徑向位置。備選地也可設置成，彼此重疊地布置的導體23和26在起始位置中布置在相應于轉(zhuǎn)子繞組的槽位置與薄片上的位置之間的位置。相應地，在圖3a的變型中，上層并不占據(jù)直接在槽口70下方的位置，而是沿徑向更向內(nèi)、即更靠近沖壓芯32。與此類似，導體23的位置也不在直接相應于此處示出的槽的槽底的位置，而是沿徑向更向內(nèi)，使得槽底在側視圖中與導體橫截面相交。設置成通過到?jīng)_壓芯上的推壓提高了在薄片上的導體與薄片之間的接觸電阻。因此，例如可這樣實施導體23與沖壓芯32的輪廓的匹配，SP，在導體23處不產(chǎn)生與換向器13的圓柱狀的輪廓相應的圓柱狀的區(qū)段，而是例如也可設置成導體23的輪廓具有僅很小的與換向片20的接觸點。因此，如圖11，例如導體23的外表面與沖壓芯32的匹配也可使得在導體23中產(chǎn)生凸肩(Leiste)75。在將導體23放置到換向器I 3、更確切地說是換向片2 O上時，則得到了減小了很多的座合橫截面(Aufsitzquerschnitt)，所述座合橫截面引起在薄片20上的導體23與薄片20之間的更高的接觸電阻。
【主權項】
1.一種用于建立在轉(zhuǎn)子繞組的導體(23、26)與換向器(13)的換向片之間的導電的且以機械方式固定的連接(28、29)的方法，其中，所述導體(23、26)布置成使得所述導體中的一個導體(23)布置在另一個導體(26)與所述換向片(20)之間，并且繼而所述一個導體(23)以其表面的區(qū)域與所述換向片(20)材料配合地固定在一起，其特征在于，首先將應與所述換向片(20)材料配合地連接的所述導體(23)推壓到?jīng)_壓芯(32)處，其中，所述導體(23)在此經(jīng)歷變形并且由此所述表面的區(qū)域至少匹配于所述沖壓芯(32)的外輪廓(43)的區(qū)段，接著所述沖壓芯(32)被移開并且由所述換向器(13)替代，然后將所述導體(23)以匹配好的所述表面放置到換向片上并且與該換向片材料配合地固定在一起。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，借助沖壓模(35)進行到所述沖壓芯(32)處的推壓，其中，所述導體(23)在背對所述沖壓芯(32)的側部上被所述沖壓模(35)擠壓并且在此沖壓出輪廓。3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，將所述導體(26)放入在所述導體(23)的背對所述換向器的側部上沖壓出的輪廓中，繼而使所述導體(26)與所述導體(23)材料配合地連接，并且使所述導體(23)與所述換向片(20)材料配合地連接。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，借助沖壓模(35)進行到所述沖壓芯(32)處的推壓，其中，所述沖壓模(35)至少間接地將所述導體(26)擠壓到匹配于所述沖壓芯(32)的輪廓的所述導體(23)上。5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，把另一輪廓沖壓到被壓到所述沖壓芯(32)處的所述導體(23)中，該另一輪廓定位在背對所述換向片(20)的側部上。6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，為了沖壓所述另一輪廓而使用中間沖壓芯(61)，該中間沖壓芯由比所述導體(23、26)更硬的材料制成，使得所述中間沖壓芯(61)將所述另一輪廓壓入所述導體(23)中。7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述中間沖壓芯(61)在面對所述薄片(20)的側部上為凸狀并且在背對所述薄片(20)的側部上為凹狀。8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述導體(23、26)彼此重疊地布置并且在引導裝置(28)中沿朝向所述沖壓芯(32)的方向引導。9.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，彼此重疊地布置的所述導體(23、26)在起始位置中布置在相應于所述轉(zhuǎn)子繞組的槽位置的位置。10.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，彼此重疊地布置的所述導體(23、26)在起始位置中布置在相應于所述轉(zhuǎn)子繞組的槽位置與所述薄片上的位置之間的位置。11.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過到所述沖壓芯(32)處的推壓來提高在所述換向片(20)上的所述導體(23)與所述換向片(20)之間的接觸電阻。
【文檔編號】H01R39/32GK105830288SQ201480068584
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月28日
【發(fā)明人】W·紹爾, J·溫克勒, A·庫德勒科
【申請人】羅伯特·博世有限公司