对准电导体杆的端部的装置和制造电机定子的方法与流程

本发明涉及一种用于对准待焊接在一起的电导体杆的端部的装置，包括-用于将导体杆保持在预定位位置的保持器，其中形成焊接对的两个端部彼此相邻布置，每个端部具有轮廓宽度和垂直于其的轮廓高度的轮廓（通常但不一定近似矩形），使得分别垂直于轮廓高度延伸的接合面彼此面对，以及-夹具，具有两个夹紧爪，这两个夹紧爪限定了夹紧空间，并且可以在减小夹紧空间的方向上相对于彼此移动，其中夹具可以以这样的方式定位，即焊接对被布置成轴向穿过夹紧空间。本发明还涉及一种使用这种装置制造电机定子的方法。

背景技术：

1、从cn 117506292a中已知这种装置和方法。

2、众所周知，电机的定子，特别是用于电气化机动车辆的牵引电机的定子，基本上由电绕组穿过的所谓叠片组组成。叠片组通常是一堆紧密堆积的盘状电工板。它们具有通孔，这些通孔共同形成沿轴向延伸穿过叠片组的通道。导体杆位于这些通道中，导体杆在两侧轴向突出于叠片组之上，并且在叠片组的每一侧以不同的配对成对地彼此连接。已知使用被称为“发夹”的导体杆来制造这种定子。发夹由两个平行延伸的杆区域组成，这两个杆区域在一侧通过复杂形状的偏转区域彼此连接，并且其整体形状让人想起命名的发夹。这种发夹单独地或以预组装的组插入层压组件的上述通道中并固定在那里。从de 10 201 9114 221 a1和de 10 202 1 133 843 a1中已知用于此目的的装置。偏转区域通常都位于叠片组的轴向侧，通常称为弯曲侧。自由端从叠片芯的另一轴向侧突出，通常称为扭曲侧或焊接侧。它们经受成形过程（扭曲），该过程旨在确保要连接在一起的端部通过它们各自的接合面彼此邻接，以便能够在随后的连接过程（焊接）中彼此连接。然而，由于导体杆的固有弹性，仅通过所述成形工艺，几乎不可能如此精确地定位待焊接在一起的端部（这里称为焊接对），并且它们的接合面彼此紧密邻接，从而可以进行可靠的可再现的焊接。然而，焊接过程中的不精确性可能导致不同焊接对的局部电导率的差异，这可能导致局部不同的温度发展和关于当电力牵引机器运行时流过的高电流的操作效率的降低。

3、从上述通用cn 117506292a中已知，在焊接过程之前，将待焊接在一起的焊接对的端部用它们的接合面压在一起。为此，提供了平行于接合面延伸的夹紧爪，这些夹紧爪垂直于接合面朝向彼此移动，从而将待焊接在一起的端部压向彼此。这种方法的缺点是接合面的任何横向偏移没有得到补偿。因此，在扭转过程中，端部可以在其轮廓宽度方向上偏移定位。在沿型材高度方向进行的夹紧过程中，其中接合面被压在一起，这种横向偏移仍然存在。相应地，有效或使用的接合面可能因焊接对而不同，这导致上述局部电导率的不利差异。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够更精确和可再现地连接焊接对的装置。

2、结合权利要求1的前言的特征，通过以下方式实现该目的：

3、- 每个夹紧爪均具有相互呈直角爪角布置的两个爪壁，即第一爪壁和第二爪壁，其中，所述第二爪壁长于轮廓高度，

4、- 所述夹具能够定位成，使得其第一爪壁平行于接合面对准，并且

5、- 夹紧爪能够在连接它们的爪角的角顶点的对角线方向上相对于彼此移动。

6、利用这种装置制造电机定子的方法是并列权利要求10的主题。

7、本发明的优选实施例是从属专利权利要求的主题。

8、本发明的基本思想是引入接触压力，通过该接触压力，一对焊缝的两端相对于它们的接合面倾斜地压在一起。这种倾斜接触压力可以矢量地分成沿轮廓高度方向的力分量和沿轮廓宽度方向的力分量。这两个分量被有效地引入焊接对的每一端部，因为根据本发明的夹具的夹紧爪具有两个相应定向的爪壁，即彼此垂直和平行于轴向。因此，每个夹紧爪通过其第一爪壁抵靠背向接合面的相关端的后侧。至少在按压过程的后期，它的第二爪壁抵靠导体杆端部的一个侧面，该侧面面向后者并垂直于接合面定向。以这种方式，通过夹紧爪相对于彼此的倾斜，特别是对角线，可以将导体杆端部的任何可能存在的横向偏移减小到零，使得在压制过程的最终状态下，待焊接在一起的两个端部通过它们的接合面在整个表面上彼此邻接。该结果是独立于可能存在的初始横向偏移的大小而获得的。因此，最终的连接，特别是焊接过程，可以在总是相同的初始条件下以精确可再现的方式进行。当试图在具有矩形轮廓的梯形杆端部理解上述解释时，上述解释特别容易理解。然而，本发明也适用于其他轮廓形状，例如半圆形轮廓。

9、根据本发明的基本思想特别可以以两种不同的变型来实现，这两种变型在这里被称为“开放”变型和“封闭”变型。

10、在开放式变型中，每个夹紧爪限定了夹紧空间的部分空间，该部分空间朝向相应的另一个夹紧爪开放。换句话说，夹紧爪具有开放的角度形状，并且基本上仅由它们的第一和第二爪壁组成。在该实施例中，夹紧爪可以相对于焊接对的轴向布置在它们自己的水平上。因此，夹紧爪在同一进给平面中彼此进给。这种变型的优点在于，由出于稳定性原因规定的夹紧爪的最小厚度向下限定的轴向结构空间被最小化。这允许最小化导体杆端部在定子的叠片组上的突出。然而，在这样的实施例中，必须注意第一爪壁短于轮廓宽度和/或第二爪壁短于轮廓高度的两倍。否则，夹紧爪可能会以不希望的方式相互碰撞。然而，第二夹紧爪应该比简单的轮廓高度长，以便在端部发生任何横向偏移的情况下，能够横向“捕获”不被它主要捕获的端部。第二爪壁越长，接合面之间的初始间隙就越大。

11、在封闭变型中，每个夹紧爪限定垂直于焊接对的轴向完全封闭的部分空间，其中夹紧空间对应于两个部分空间的重叠。换句话说，每个夹紧爪具有夹紧通孔，焊接对通过该通孔突出。在这种情况下，两个夹紧爪相对于焊接对的轴向布置在不同的高度。因此，除了在开放式变型中也存在的活动爪壁之外，每个夹紧爪还具有两个相对的非活动爪壁，这两个非活动爪壁不用于实际的夹紧过程。这些可以有助于稳定，这可以在结构上转化为夹紧爪的最小厚度的减小。这能够抑制夹紧装置轴向安装空间的增大，该空间增大问题是由夹紧爪需布置在不同轴向高度所导致的。应当理解，相对于焊接对，包括其制造和定位公差，限定夹紧空间的夹紧通孔的尺寸必须过大。这种过大的尺寸定义了端部相对于彼此的期望定位和尺寸的可容忍偏差。

12、根据本发明的夹具可以有利地同时抓取多个焊接对。为此，优选地，每个夹紧爪是包括多个夹紧爪的夹紧盘的一部分。在开放式变型中，这些夹紧盘具有彼此面对的齿形边缘，齿形侧面分别代表第一和第二爪壁。在封闭变型中，夹紧盘在它们彼此面对的边缘附近具有相应的一排夹紧通孔。

13、如开头所解释的，焊接对的焊接优选地发生在已经插入叠片组中的发夹上。焊接对形成复杂的、致密的排布样式，该排布样式平行于叠片组的端壁在叠片组的扭转侧或焊接侧延伸。这使得夹具的单个焊接对更难接近或更难接近，特别是当夹具被设计成具有两个相对较大表面积的夹紧盘时。因此，在本发明的进一步发展中，提供了每个夹紧盘具有避让通孔的排布样式，该排布样式在布置和尺寸方面对应于保持在保持装置中的多个焊接对的排布样式。这种夹紧盘可以在轴向上套到焊接对的排布样式上。当夹紧盘彼此朝向时，只有夹紧爪是活动的。避让通孔的尺寸如此之大，以至于它们不会或至少不会以令人不安的方式与穿过它们的焊接对（已经焊接或仍待焊接）碰撞。以这种方式，夹紧盘可以具有几乎任何期望的尺寸，这有利于它们的稳定性，从而减小它们所需的最小厚度。

14、在上述描述的上下文中，通常提到用于保持导体杆或焊接对的保持器。然而，如前所述，这优选是用于间接保持一对或多对焊接的保持器。因此，优选地，保持器具有用于直接保持电机定子的叠片组的保持元件，该叠片组又具有用于直接保持导体杆的纵向通道。

15、使用根据本发明的这种对准装置制造电机定子的方法优选包括以下步骤：

16、a）通过所述保持器保持设置有多个导体杆的叠片组，

17、其中导体杆的端部各自具有具有轮廓宽度和轮廓高度的（优选基本上矩形）轮廓，在一侧突出于叠片组之外，在公共轴向方向上对准，并且分别成对地形成具有彼此面对并垂直于轮廓高度延伸的接合面的焊接对，

18、并且其中所述焊接对以垂直于所述轴向分布的预定排布样式布置在所述叠片组中，

19、(b)轴向进给夹紧盘，使得各焊接对分别被穿入夹紧空间或避让通孔中，

20、(c)径向进给夹紧盘，使得分别成对地限定出夹紧空间的夹紧爪在连接它们的爪角的角顶点的相应对角线的方向上朝向彼此移动，从而将位于相应夹紧空间中的端部通过其接合面压在一起，并且

21、d）将每个压缩焊接对的端部焊接在一起。

22、由于发夹通常以过长的长度插入定子中，因此优选地，在径向推进夹紧盘的步骤和焊接每个压在一起的焊接对的端部的步骤之间，进行切割每个压缩焊接对的长度的步骤，其中相应焊接对的端部在夹紧盘背向叠片组的一侧以相同的轴向高度被切割。