对发卡式绕组的有缺陷的焊接部进行再加工的方法技术

本发明专利技术涉及一种对用于电机的转子或定子(1)的发卡式绕组的有缺陷的焊接部(13、14)进行再加工的方法，方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对发卡式绕组的有缺陷的焊接部进行再加工的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于对针对电机的转子或定子的发卡式绕组的有缺陷的焊接部进行再加工的方法。

技术介绍

[0002]在电机，例如电动机或发电机中，典型地使用其上安置有线圈的定子，以便通过对线圈进行时变地供电来驱动转子，或将因旋转而生成的时变磁场转化为感应电流。在此例如可以使用筒状成形的绕组支架，绕组支架具有多个沿轴向方向延伸的槽，形成线圈的导体穿过这些槽延伸。原则上有可能的是，围绕界定槽的每个线圈齿各自缠绕单独的绕组。然而，将连贯的导体蜿蜒地引导穿过多个槽可能是有利的。
[0003]在具有高功率密度的电机中，例如在用于机动车的动力电机中，现在经常使用所谓的发卡式构型，以便制造这种蜿蜒地穿过槽的绕组。在此，首先将通常是矩形线材的异型线材弯曲成U形状，即弯曲成发针或者说“发卡”的形状。随后，将该发卡的腿部布置成圆形，并插入到定子叠片组的槽中。在下一步骤中，将相应的发卡的自由端部相对于电机的定子轴线或转动轴线同心地扭转限定的角度。在此，所有的位于相应直径上的、即位于槽中的特定的位置上的端部沿顺时针和逆时针交替地扭转。这也被称为“扭头”。相邻的端部彼此导电连接。根据绕线方案，将互连桥放置在绕组端头上，并与发卡的相应端部导电连接，以便将发卡互连成总绕组。如有必要，随后对发卡端部进行绝缘处理，并对整个定子进行浸渍。该技术能够实现高自动化和在定子槽中的高的铜填充系数/槽满率，即在铜面积与槽面积之间的高比率。例如，在文献DE 10 2018 200 035 A1中就使用了这种发卡式构型。为了实现高产量，各个发卡之间的导电连接通常通过焊接、例如通过激光焊接来建立。
[0004]在焊接用于转子或定子的发卡式绕组时，需要非常多的焊接部，典型地需要超过200个的焊接部。因此，即使焊接工艺的缺陷率很低也会导致很高的废品率。例如，即使约0.5％的缺陷率也将导致每个定子平均有一个焊接部出现缺陷。例如，如果每天生产200个定子并且其中每个定子具有216个焊接点，即使在每次焊接过程的缺陷率为0.1％的情况下，这仍然总是导致每天有高达432个定子不合格的废品率。出于经济和生态方面的原因，应该避免如此高的废品率，因此适宜地采用再加工方案，在其中尽可能地对有缺陷的焊接点进行再加工，以便得到功能完全正常的定子。这也适用于具有发卡式绕组的转子的制造。
[0005]在最简单的情况下，再加工将通过激光焊接来实现，该激光焊接典型地也用于制造原始焊接部。然而在此有问题的是，初次有缺陷的焊接以不确定的方式改变了用于再加工的当前焊接条件，这是因为有缺陷的焊接所造成的表面情况是未知的。这典型地导致表面不再垂直于所入射的激光，再加上通常用于此类绕组的铜对红外激光的吸收率已经相对较低，导致了能量输入较低。因此，造成在这种再加工中针对不同的焊接过程发生不同的能量输入，这反过来又会导致缺陷的焊接部或导致绕组的不确定的导电性能。

技术实现思路

[0006]因此本专利技术的目的是，提供一种用于对发卡式绕组的有缺陷的焊接部进行再加工的并相应得到改进的解决方案。
[0007]根据本专利技术，该目的通过一种用于对电机的转子或定子的发卡式绕组的有缺陷的焊接部进行再加工的方法来解决，该方法包括以下步骤：
[0008]‑
提供施加到绕组支架上的发卡式绕组，其中，发卡式绕组具有至少一个由多个导体区段形成的导体，其中，相应的导体的导体区段通过第一焊接方法在相应的焊接部处成对地被焊接在一起，其中，焊接部中的至少一个为有缺陷的焊接部，
[0009]‑
使有缺陷的焊接部被分离，并且
[0010]‑
通过不同于第一焊接方法的连接方法、尤其是通过第二焊接方法，将先前通过有缺陷的焊接部连接的、待焊接的导体区段相连接。
[0011]根据本专利技术，首先尤其是通过断开具有焊接部的区域来使有缺陷的焊接部被分离。由此，可以提供导体区段的待连接的端部的被限定的几何形状，从而可以避免在开头所解释的、关于用于再加工的不确定的初始几何形状的问题。
[0012]如果不采取另外的措施，这将在此造成在用于制造发卡式绕组的常见的焊接方法、例如激光焊接情况下出现相对较高的能量输入的问题。然而，使有缺陷的焊接部被分离、例如当通过按长度切割来实现时，会导致裸露/被去除绝缘的长度比在原始焊接时的长度要短，从而使用相同焊接方法重新进行焊接过程，由于与导体区段的绝缘部的间距较短而可能导致该导体区段的绝缘部受损，这将再次造成有缺陷的定子或转子。
[0013]此外，再加工后的焊接部与没有再加工的焊接部相比，会产生明显不同的形状，尤其是在转子或定子的轴向方向上的明显不同的长度，这对后续步骤，例如对焊接部的绝缘来说可能是不利的。
[0014]因此，根据本专利技术，使用不同的连接方法，尤其是第二焊接方法，以便重新连接先前被分离的导体区段。由此，可以避免上述问题，或至少可以减少其影响。合适的连接方法将在后面讨论。
[0015]导体区段尤其可以呈夹子形，即例如由两个被引导通过绕组支架的相应槽的槽区段和将槽区段连接起来的连接区段形成。相应夹子形的导体区段、也被称为发卡在发卡式绕组中是常见的且是已知的。然而，也可以使用不同形状的导体区段，例如直线形状的导体区段，其也被称为I型针脚(I
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Pin)。
[0016]焊接部可能因各种原因而出现缺陷。例如，可能出现缩孔或气孔，也就是说空气夹杂物。在这些缺陷的情况下，焊接点处的铜横截面将减少，由此会减少了转子或定子的使用寿命，这是因为局部出现更高的热负荷。此外，由于所造成的连接横截面较小，使得机械负荷导致出现连接部在转子或定子的运行中发生断裂。如果在焊接时引入了过多的能量，则相应的导体区段的绝缘部会被损坏，这又会导致转子或定子的使用寿命的减少。然而，过少引入焊接能量也会有问题，这是因为这导致导体区段的焊接不充分，由此可能局部出现更高的电阻并因此反过来出现上面已经讨论过的更高的热负荷，而过高的热负荷可能减少转子或定子的使用寿命。这种不充分的焊接还会在出现机械负荷情况下在运行中更容易断裂。另外可能的缺陷是呈现出几何形状上成形不佳的焊接点，即例如呈现出具有侧向突出部、尖锐的棱边或凹陷的焊珠。例如，这可能导致在后续的浸渍工艺中出现问题。
[0017]用于识别相应的有缺陷的焊接部的方案原则上是已知的，并且已经被用于筛选出有缺陷地焊接的转子或定子，或将其输送给其他再加工过程。在此例如可以使用光学检查，该光学检查可以人工和/或自动执行。例如，可以使用用于图像识别的算法等。补充或替选地，例如可以执行电导率测量，以便识别局部提高的电阻，可以通过使用X射线成像方法、尤其是通过使用CT方法或类似方法进行检查。
[0018]可以采用将附加的材料施加到待焊接的导体区段的连接方法作为连接方法。由此尤其可以实现的是，即使当有缺陷的焊接部通过缩短导体区段进行分离时，所生成的连接部与其他的未经再加工的焊接部相比也基本上具有相同的形状和长度。此外，正如后面将解释的那样，施加附加的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对用于电机的转子或定子(1)的发卡式绕组的有缺陷的焊接部(13、14)进行再加工的方法，所述方法包括以下步骤：
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提供施加到绕组支架(2)上的发卡式绕组，其中，所述发卡式绕组具有由多个导体区段(5)形成的至少一个导体(3、4)，其中，相应的导体(3、4)的导体区段(5)通过第一焊接方法在相应的焊接部(13、14)处成对地被焊接在一起，其中，所述焊接部(13、14)中的至少一个焊接部为有缺陷的焊接部(13)，
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使所述有缺陷的焊接部(13)被分离，以及
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通过不同于所述第一焊接方法的连接方法，尤其是通过第二焊接方法，将先前通过有缺陷的焊接部(13)连接的待焊接的导体区段(5)连接起来。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用将附加的材料(18)施加到待焊接的导体区段(5)上的连接方法作为所述连接方法，和/或第一焊接方法是光束焊接方法。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用保护气体金属电弧焊作为所述连接方法。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，采用CMT焊接或惰性气体保护金属电弧焊接或活性气体保护金属电弧焊接作为所述连接方法。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过如下方式使所述有缺陷的焊接部(13)被分离，即，使包括有缺陷的焊接部(13)在内...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：