用于建立在转子绕组的导体与换向器的薄片之间的导电的且以机械方式固定的连接的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于建立在转子绕组的导体(23、26)与换向器(13)的换向片之间的导电的且以机械方式固定的连接(28、29)的方法，其中，导体(23、26)布置成使得导体中的一个导体(23)布置在另一个导体(26)与换向片(20)之间，并且继而一个导体(23)以其表面的区域与换向片(20)材料配合地固定在一起，其中，首先将应与换向片(20)材料配合地连接的导体(23)推压到冲压芯(32)处，其中，导体(23)在此经历变形并且由此表面的区域至少匹配于冲压芯(32)的外轮廓(43)的区段，接着冲压芯(32)被移开并且由换向器(13)替代，然后将导体(23)以匹配好的表面放置到换向片上并且与该换向片材料配合地固定在一起。
【专利说明】
用于建立在转子绕组的导体与换向器的薄片之间的导电的且以机械方式固定的连接的方法
技术领域
【背景技术】
[0001]从文献DE4002106中已知一种用于建立在转子绕组的导体与换向器的薄片之间的导电的且以机械方式固定的连接的方法。在此处公开的方法中，随着两个导体在换向片上进行材料配合的连接可能发生移动。因此，在焊接时(即在施加径向的焊接力到换向器及其薄片上时)和在可能存在沿周向方向作用的力分量时，形成下层的芯线可能相对于换向片发生移动。相对于下层的上层(处于下层上的芯线)可能发生相同的情况。
[0002]采取在此提出的措施以致力于避免制造过程中的这种改变。
【发明内容】
[0003]根据独立权利要求1的特征规定，首先将应与薄片材料配合地连接的导体(即下层)推压到冲压芯处，其中，导体在此变形。在此，表面的区域至少匹配于冲压芯的轮廓的区段。然后，冲压芯被移开并且由换向器替代。将导体以匹配好的表面放置到薄片上并且与该薄片材料配合地连接或固定。这具有如下的优点，即，由此导体(在此为下层)的表面可匹配于换向器的表面。在功能上这意味着，由此在下层与换向器之间可实现一种形状配合的连接。因此可行的是，冲压芯的轮廓可实施成圆柱状。当换向器同样具有圆柱状的表面或者每个单独的薄片在规定的用于材料配合的连接的位置处具有局部圆柱状的表面时，通过相应的配对在换向器的薄片上产生了一定的形状对应。这使得(沿周向方向的)横向力不会致使下层相对于薄片移动，或者仅以明显减小的程度致使下层相对于薄片移动。因此，在最简单的情况下冲压芯的轮廓相应于换向器的轮廓，由此在匹配之后面对薄片的下层的轮廓相应于薄片的轮廓，并且因此相应于换向器。
[0004]由从属权利要求得出本发明的另外的优点。因此例如规定，借助冲压模进行到冲压芯上的推压。在此，冲压模将另一导体(即上层)挤压到导体(其为下层)上，由此导体、更确切地说是下层匹配于冲压芯的轮廓。根据另一从属权利要求规定，把另一轮廓冲压到被压到冲压芯处的导体中，该轮廓定位在背对薄片的侧部上。这具有如下优点，即，由此可实现与上层的面对下层的侧部的匹配。这通过如下方式来实现，即，作用于下层或上层的周向力不会轻易导致两个导体端部在薄片上的移动或者在达到一定大小的情况下才会导致两个导体端部在薄片上的移动。根据本发明的另一改进方案规定，为了冲压另一轮廓而使用中间冲压芯，该中间冲压芯由比导体更硬的材料制成，使得中间冲压芯将另一轮廓压入导体(即下层)中。在此规定，中间冲压芯在面对薄片或冲压芯的侧部上构造为凸状并且在背对薄片或冲压芯的侧部上构造为凹状。为了在所述方法中的进一步的稳定规定，导体彼此重叠地布置并且在引导装置中沿朝向冲压芯的方向被引导。
[0005]根据本发明的另一设计方案规定，彼此重叠地布置的导体在起始位置中布置在相应于转子绕组的槽位置的位置。此外还规定，通过到冲压芯处的推压来提高在在薄片上的导体(下层)与薄片之间的接触电阻。
【附图说明】
[0006]在多个附图中示出了本发明。其中:
[0007]图1示出了具有换向器的电机的纵截面，
[0008]图3a至图3c示出了用于使导体变形的方法流程，
[0009]图4示出了导体元件在换向器的外周缘处的布置方案，
[0010]图6示出了根据本发明的方法的第二实施例的第一图示，
[0011]图7示出了第二实施例的第二步骤，
[0012]图8与图9和图10—起示出了第三实施例。
【具体实施方式】
[0013]图1示出了在此作为根据本发明的电机I的特定的实施例示出的起动机的示意性的纵截面。用于内燃机的在图1中示出的电机1(起动机)例如具有起动小齿轮2作为驱动元件，该起动小齿轮为了起动内燃机4而与内燃机的齿圈3接合。起动小齿轮如双箭头所标识的那样可沿轴向移动地支承在驱动轴5上。在此，起动小齿轮2与驱动轴5联接但不可相对转动。起动小齿轮2经由接通继电器6在与内燃机4的齿圈3作用的前移的接合位置与撤回的非作用位置之间调整。接通继电器6是电磁的驱动器并且包括至少一个可通电的继电器绕组7以及一个往复衔铁8，该往复衔铁在继电器绕组7通电时沿轴向被拉入该继电器绕组中。往复衔铁8经由接合杆9与起动小齿轮2以运动学的方式联接，使得往复衔铁8在静止位置与调整位置、更确切地说是工作位置之间的轴向的调整运动转换成起动小齿轮2在非作用位置与接合位置之间的对应的轴向的调节运动。控制器操控继电器绕组7。
[0014]借助电马达11产生了作用于驱动轴5、更确切地说是起动小齿轮2上的转动的驱动运动，该电马达经由实施为行星齿轮传动器12的传动器与轴5联接。在操纵电马达11的情况下，驱动轴5、因此起动小齿轮2也进行旋转。
[0015]借助换向器13以及在换向器上滑动的电刷14和15对电马达11通电。为此，电流经由换向器13流过转子60的转子绕组63。
[0016]图2以局部的侧视图示出了具有换向片20的换向器13。该换向片在其外周缘处基本上为圆柱状。在图2中左侧示出了两个导体23和26如何定位在轴向的端部处。首先，导体23的端部置放于换向片20上。导体26的端部置放于在导体23的该端部上。导体23因为其直接布置在换向片20上通常称作所谓的“下层”，而导体26因为其布置在下层上相反地称作所谓的“上层”。导体23经由材料配合的连接28与换向片20连接，并且导体26经由材料配合的连接29与导体23连接。
[0017]在图3a中示出了第一步骤。在此，示出了导体23如何定位在冲压芯32上。在此，冲压芯32具有圆柱状的外轮廓，该圆柱状的外轮廓例如在外直径方面相应于其上之后应定位有导体23的换向器13的外直径。在导体23之上以虚线的图示表示，导体23从不同于用实线所示出的径向位置从电枢的槽离开。
[0018]在图3b中示出了冲压模如何经引导(箭头方向)靠近到导体23处。导体23由引导装置38、在此例如通过引导装置的两个沿周向方向布置在导体23两侧的引导块40和41引导、更确切地说保持就位。冲压模35沿由点划线示出的径向方向朝向导体23以一定的速度V被输送到导体23处。径向方向相应于冲压芯32的在此为圆形的外轮廓的径向。
[0019]如从图3c可明确得悉的那样，冲压模35被压入导体23。由此，导体23在其朝向冲压芯32的侧部上具有冲压芯的外轮廓。在导体23的相对的并且因此背对冲压芯32的侧部上，导体23具有冲压模35的轮廓。在该实施例中未对另一导体元件之后需放置在该导体23上的上层、更确切地说是导体26进行处理。这意味着，导体26的外周缘未经历变形。然而导体26和导体23可以在各自的连接位置28或29处在连接之前去绝缘。在图3a至图3c中未示出的是，所有下层和所有上层、或者所有导体23和所有导体26围绕冲压芯32布置。如在此示例性地示出的那样，转子例如具有二十一个薄片并且在外周缘处相应地布置有二十一个导体23和二十一个导体26。如在图3b和图3c中所设置的那样，例如在上层、更确切地说导体26的常见的并且对于本领域技术人员来说已知的相对于彼此的侧向移动之后才对导体23进行冲压。备选地也可设置成，每个众所周知具有近似U形形状并且在一端部处实施为下层以及在另一端部处实施为上层的导体元件各自单独地如图3a至图3c所示出的那样经历变形。如果现在将该导体23从冲压装置中移开或者将冲压芯从导体23或导体26的集合体中取出，并且取而代之装入换向器20，则以简化的图示得到了根据图4的图示。
[0020]图4示出了导体23和26、即下层和上层的布置在各个换向片20上的端部和换向器13的端侧视图。这种导体23和26在这种机器(起动机)中通常弯曲成近似U形(线圈元件)并且匹配于电磁特性或要求地弯曲。这使得在具有二十一个换向片20的换向器13中总共有二十一个线圈元件布置在换向器13的外周缘处。这些线圈元件为一件式且包括两个线圈侧部，所述线圈侧部分别布置在转子的铁芯的不同的槽中。这两个线圈侧部在端部处、即转子铁芯的背对换向器13的端部处通常一件式地彼此连接(端匝)。如图4，在换向器侧上出现了两个线圈侧部，其呈交叠元件且端部最终沿轴向指向的(其在此在图4中示出)的形式。相应地，在图4中可见每个一件式的导体元件的两个端部。因此，例如导体23A和26A是一件式的导体，该导体以相应的端部作为下层和上层布置在换向器上、更确切地说是换向片20上。在导体23和26的端部如图4中所示出的那样布置好以后，导体23和26的两个端部如图5所示通过电焊接装置45焊接在一起。为此，一方面换向片20与焊接电源47连接。另一方面，上层、SP在此为导体26接触焊接电极49。在换向片20与焊接电极49之间压紧两个导体23和26，通过接通焊接电源47开始焊接过程，并且最后通过在导体26与导体23之间的过渡面中的焊接电流以及在导体23与换向片20之间的过渡面中的焊接电流将两个导体以及换向片彼此焊接在一起，如图2中由材料配合的连接28和29给出的那样。在建立材料配合的连接28和29之后，移开焊接装置45并且可在其他步骤中对转子进行后续处理。
[0021]如在图1至图5中示出的那样，在此示出了一种用于建立在转子绕组的导体23和26与换向器13的换向片20之间的导电的且以机械方式固定的连接28或29的方法。在此，导体23和26布置成使得导体之一 23布置在另一导体26与换向片20之间。继而导体23以其表面的区域与换向片20材料配合地固定在一起。为此，首先将应与换向片材料配合地连接的导体23推压到冲压芯32处。在此，导体23经历变形并且由此表面的所提及的区域至少匹配于冲压芯32的外轮廓43的区段。接着，冲压芯32被移开并且由换向器13替代。将导体23以匹配好的表面放置到换向片20上并且与换向片材料配合地固定在一起。借助冲压模35进行到冲压芯32处的推压，其中，导体23在背对冲压芯32的侧部上被冲压模35挤压并且在此处冲压出轮廓。
[0022]接下来，将导体26放入在导体23的背对换向器20的侧部上冲压出的轮廓中，并且接下来使导体26与导体23以及导体23与换向片20材料配合地连接。
[0023]在图6中示出了备选的实施例。因此，在冲压芯32的外周缘处，导体23直接定位在外周缘、即冲压芯32的外轮廓43上。导体26沿径向方向(参见图3b)定位在导体23上，使得导体23沿径向线布置在导体26与冲压芯32之间。在另一步骤中将冲压模35移动到导体26上(v、F)。如图7，该冲压模35以凹部包围导体26并将该导体26压到导体23上。在此，设置成在导体23的背对冲压模35的侧部上同样生成凹部57。在该过程中两个导体23和26可与上述实施例类似地同样通过引导装置38这样来引导，S卩，尽可能不受阻碍地实现凹部57并且使导体23与冲压模32的外轮廓43匹配。在导体23的匹配之后并且必要时在冲压模35略微沿径向移开之后，将冲压芯35从所有导体23和26的集合体(例如环形地围绕冲压芯32设置)中取出并且放入换向器13。然后就获得了如图4中已示出的那样的布置方案。在此，相互关系正如关于图4已说明的那样。接下来，导体26与导体23通过与其的材料配合的连接29连接，并且导体23通过材料配合的连接28与换向片20连接。连接的过程如关于图5已说明的那样。相应地，在此也设置了一种用于建立在转子绕组的导体23、26与换向器13的换向片20之间的导电的且以机械方式固定的连接28、29的方法。在此，导体23和26布置成使得导体之一 23布置在另一导体26与薄片20之间。继而，导体23以其表面的区域与薄片20材料配合地连接。首先，将应与薄片20材料配合地连接的导体23推压到冲压芯32处，其中，导体32在此经历变形，使得由此表面的区域至少匹配于冲压芯32的外轮廓43的区段。然后，冲压芯32被移开并且由换向器13替代。接着，将导体23以匹配好的表面放置到薄片20上并且与该薄片材料配合地固定在一起。在一个中间步骤中借助冲压模35进行到冲压芯32处的推压，其中，冲压模35把导体26压到在此匹配于冲压芯32的轮廓的导体23上。优选地，在此把另一轮廓55冲压到被压到冲压芯32处的导体23中，该轮廓定位在背对薄片20的侧部上。
[0024]在图8中示出了第三实施例的第一步骤。如已关于之前给出的实施例说明的那样，导体23定位在冲压芯32的外轮廓43上。在导体23的两侧处可布置有引导装置38的引导块40、41，以避免导体23的侧向移位。沿径向在导体23之上并且由此在导体23的背对冲压芯32的外轮廓43的侧部上定位中间冲压芯61。再把导体26放置到中间冲压芯61上，该导体沿径向在外部由冲压模35夹持。由此，导体23布置在冲压芯32与中间冲压芯61之间，并且导体26布置在中间冲压芯61与冲压模35之间。
[0025]优选地，中间冲压芯在其面对导体23的侧部上具有圆柱状的轮廓64。在中间冲压芯61的背对导体23的侧部上，中间冲压芯同样具有圆柱状的轮廓66。两个圆柱状的轮廓64和66可具有相同的半径，所述半径相应于导体26的半径(只要该导体是圆形)。
[0026]如果如在图9中示出的那样现在借助冲压模35沿径向方向施加冲压力于导体26、中间冲压芯61和导体23以及冲压芯32上，则发生如下情况:导体23在其面对冲压芯32的侧部上匹配于冲压芯的外轮廓43。在导体23的背对冲压芯32的外侧部上冲压出基本上相应于中间冲压芯61的圆柱状的轮廓64的轮廓。导体26被压入圆柱状的轮廓66中。基于圆柱状的轮廓64的之前说明的优选的特性，在此对导体23冲压出基本上相应于导体26的半径的圆柱状的轮廓。
[0027]如图10，在取出中间冲压芯61并且移开冲压模35之后得到了如此处示出的布置方案。在取出冲压芯32并且放入换向器13之后得到了与图4中已示出的很类似的图示。不同之处在于，因为中间冲压芯61引起两个导体之间较大的间距，在导体23与26之间产生轻微的间距。基于图10在很类似于图4所产生的情况下，则可如已在图5中示出的那样建立在换向片与导体23之间以及在导体23与导体26之间的相应的连接。
[0028]该实施例也示出了一种用于建立在转子绕组的导体23和26与换向器13的换向片20之间的导电的、以机械方式固定的连接的方法。导体23和26布置成使得导体之一 23布置在另一导体26与薄片20之间。继而，导体23以其表面的区域与薄片20材料配合地固定在一起。首先，将应与薄片20材料配合地连接的导体23推压到冲压芯32处，其中，导体23在此经历变形，并且然后表面的区域至少匹配于冲压芯32的外轮廓43的区段。接着，冲压芯被移开并且由换向器13替代。将导体23以匹配好的表面放置到薄片20上并且与该薄片20材料配合地固定在一起。又借助冲压模35进行到冲压芯32处的推压，其中，冲压模35把导体26至少间接地压到匹配于冲压芯32的轮廓的导体23上。把另一轮廓55冲压到被压到冲压芯32处的导体23中，该轮廓定位在背对薄片20的侧部上。为了冲压另一轮廓而使用中间冲压芯61，该中间冲压芯由比导体23和26更硬的材料制成，使得中间冲压芯61将所述另一轮廓压入导体23中。中间冲压芯61在面向薄片20的侧部上构造为凸状并且在背对薄片20的侧部上构造成凹状。
[0029]在所有的实施例中设置成，导体23和26彼此重叠地布置，并且两个导体中至少一个(导体23、必要时为两个导体)沿朝向冲压芯或者换向器13的方向引导。
[0030]如在图3a中表示的那样设置成，彼此重叠地布置的导体在起始位置中布置在相应于转子绕组的槽位置的径向位置。备选地也可设置成，彼此重叠地布置的导体23和26在起始位置中布置在相应于转子绕组的槽位置与薄片上的位置之间的位置。相应地，在图3a的变型中，上层并不占据直接在槽口70下方的位置，而是沿径向更向内、即更靠近冲压芯32。与此类似，导体23的位置也不在直接相应于此处示出的槽的槽底的位置，而是沿径向更向内，使得槽底在侧视图中与导体横截面相交。设置成通过到冲压芯上的推压提高了在薄片上的导体与薄片之间的接触电阻。因此，例如可这样实施导体23与冲压芯32的轮廓的匹配，SP，在导体23处不产生与换向器13的圆柱状的轮廓相应的圆柱状的区段，而是例如也可设置成导体23的轮廓具有仅很小的与换向片20的接触点。因此，如图11，例如导体23的外表面与冲压芯32的匹配也可使得在导体23中产生凸肩(Leiste)75。在将导体23放置到换向器I 3、更确切地说是换向片2 O上时，则得到了减小了很多的座合横截面(Aufsitzquerschnitt)，所述座合横截面引起在薄片20上的导体23与薄片20之间的更高的接触电阻。
【主权项】
1.一种用于建立在转子绕组的导体(23、26)与换向器(13)的换向片之间的导电的且以机械方式固定的连接(28、29)的方法，其中，所述导体(23、26)布置成使得所述导体中的一个导体(23)布置在另一个导体(26)与所述换向片(20)之间，并且继而所述一个导体(23)以其表面的区域与所述换向片(20)材料配合地固定在一起，其特征在于，首先将应与所述换向片(20)材料配合地连接的所述导体(23)推压到冲压芯(32)处，其中，所述导体(23)在此经历变形并且由此所述表面的区域至少匹配于所述冲压芯(32)的外轮廓(43)的区段，接着所述冲压芯(32)被移开并且由所述换向器(13)替代，然后将所述导体(23)以匹配好的所述表面放置到换向片上并且与该换向片材料配合地固定在一起。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助冲压模(35)进行到所述冲压芯(32)处的推压，其中，所述导体(23)在背对所述冲压芯(32)的侧部上被所述冲压模(35)挤压并且在此冲压出轮廓。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述导体(26)放入在所述导体(23)的背对所述换向器的侧部上冲压出的轮廓中，继而使所述导体(26)与所述导体(23)材料配合地连接，并且使所述导体(23)与所述换向片(20)材料配合地连接。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助冲压模(35)进行到所述冲压芯(32)处的推压，其中，所述冲压模(35)至少间接地将所述导体(26)挤压到匹配于所述冲压芯(32)的轮廓的所述导体(23)上。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，把另一轮廓冲压到被压到所述冲压芯(32)处的所述导体(23)中，该另一轮廓定位在背对所述换向片(20)的侧部上。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，为了冲压所述另一轮廓而使用中间冲压芯(61)，该中间冲压芯由比所述导体(23、26)更硬的材料制成，使得所述中间冲压芯(61)将所述另一轮廓压入所述导体(23)中。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述中间冲压芯(61)在面对所述薄片(20)的侧部上为凸状并且在背对所述薄片(20)的侧部上为凹状。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述导体(23、26)彼此重叠地布置并且在引导装置(28)中沿朝向所述冲压芯(32)的方向引导。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，彼此重叠地布置的所述导体(23、26)在起始位置中布置在相应于所述转子绕组的槽位置的位置。10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，彼此重叠地布置的所述导体(23、26)在起始位置中布置在相应于所述转子绕组的槽位置与所述薄片上的位置之间的位置。11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过到所述冲压芯(32)处的推压来提高在所述换向片(20)上的所述导体(23)与所述换向片(20)之间的接触电阻。
【文档编号】H01R39/32GK105830288SQ201480068584
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年11月28日
【发明人】W·绍尔, J·温克勒, A·库德勒科
【申请人】罗伯特·博世有限公司