NL8902240A

NL8902240A - Werkwijze voor het bevestigen van een geleidingsdraad aan een haakvormig element, alsmede een rotor en/of stator voor een electrische machine, waarin de werkwijze is toegepast.

Info

Publication number: NL8902240A
Application number: NL8902240A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-04-02
Also published as: EP0416704B1; EP0416704A1; DE69020074T2; DE69020074D1; US5115557A; JPH03101071A

Description

N.V. Philips Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Werkwijze voor het bevestigen van een geleidingsdraad aan een haakvormig element, alsmede een rotor en/of stator voor een electrische machine, waarin de werkwijze is toegepast."

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het electrisch en mechanisch bevestigen van een electrische geleidingsdraad aan een haakvormig element van een electrisch geleidend dragerlichaam, waarbij de geleidingsdraad, welke een electrisch geleidende kern en een mantel uit isolerend materiaal vertoont, in het open haakvormige element wordt gebracht, en waarbij het haakvormige element wordt dicbt-gedrukt.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een rotor voor een electrische machine voorzien van een rotorwikkeling en een collector, en op een stator voor een electrische machine voorzien van een stator-wikkeling en een bevestigingselement.

Een werkwijze zoals hierboven is omschreven is bekend uit EP-A 0,280,356 (herewith incorporated by reference). Volgens de bekende werkwijze wordt een draad van een rotorspoel met behulp van een electrische stroom aan een haak van een commutatorsegment bevestigd. Daartoe wordt de draad om de haak geslagen, waarna de haak en het commutatorsegment worden verbonden met electroden. Daarbij rust een van de electroden op het commutatorsegment en een andere electrode op de haak, welke daardoor wordt dichtgeknepen. Door een tussen de electroden lopende electrische stroom wordt de haak verhit, waardoor als gevolg van de ontstane warmte de isolatielaag van de draad wordt weggebrand en een electrisch contact tussen de draad en de haak wordt gevormd.

Een nadeel van de bekende werkwijze is, dat tijdens het bevestigen van de draad aan de haak, de haak en daarmede aangrenzende constructiedelen tot een hoge temperatuur verhit worden, waardoor een relatief groot omgevingsgebied verwarmd wordt. In moderne apparatuur met bijvoorbeeld temperatuurgevoelige electronicacomponenten is een dergelijke thermische belasting vaak ontoelaatbaar. Bovendien beperken de genoemde hoge temperaturen de materiaalkeuze met betrekking tot de constructiedelen.

Uit de genoemde EP-A 0280386 is voorts een rotor voor een electrische machine bekend, welke is voorzien van een rotorwikkeling en een collector, waarbij een geleidingsdraad van de rotorwikkeling aan een haakvormig element van de collector is bevestigd.

De uitvinding beoogt ondermeer de in de aanhef genoemde werkwijze zodanig te verbeteren, dat tijdens het bevestigen van een geleidingsdraad aan een haakvormig element niet of slechts lokaal verwarmd behoeft te worden.

De werkwijze volgens de uitvinding is daartoe gekenmerkt, doordat na het in het open haakvormige element plaatsen van de geleidingsdraad een stralingsbundel op de geleidingsdraad in het open haakvormige element wordt gericht voor het ablateren van isolerend materiaal, waarna, na het genoemde ablateren, de geleidende kern van de geleidingsdraad door koudvervormen van het haakvormige element in het haakvormige element wordt vastgeklemd. Onder ablateren wordt verwijderen als gevolg van smelten, verdampen, verbranden of verpulveren of als gevolg van een combinatie van twee of meer van deze processen verstaan. De golflengte van de toegepaste straling kan in het UV en/of IR gebied liggen. Bij gebruikmaking van UV straling wordt het isolerende materiaal verpulverd.

Een voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is, dat bij gebruik van UV straling nagenoeg geen warmte ontstaat en dat bij gebruik van IR straling de warmte rechtstreeks, plaatselijk en op een gedefinieerde wijze aan de geleidingsdraad, in het bijzonder de isolerende mantel daarvan, wordt toegevoerd, waardoor de omgeving nauwelijks thermisch wordt belast. Een uitstekend gedefinieerde en nauw begrensde stralingsbundel wordt verkregen, indien een laserbron wordt toegepast. Gebleken is, dat voor het ablateren van dunne draden een TEA (= Transversely Excited Atmospheric) -CC>2 laser zeer geschikt is. Met een dergelijke laser kunnen pulserende stralingsbundels en hoge vermogens-dichtheden bereikt worden.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het verwijderen van isolerend materiaal bijzonder effectief plaatsvindt, heeft het kenmerk, dat tijdens het richten van de stralingsbundel een gasstroom op de geleidingsdraad in het open haakvormige element wordt gericht.

De uitvinding beoogt voorts de bekende rotor te voorzien van een bevestiging tussen een geleidingsdraad van de rotorwikkeling en een haakvormig element van de collector, welke volgens de werkwijze volgens de uitvinding tot stand is gebracht. Een dergelijke rotor wordt tijdens de fabricage nauwelijks thermisch belast, hetgeen de levensduur ten goede komt. Bovendien behoeven minder hoge eisen gesteld te worden aan de materialen van de rotor, in het bijzonder de collector, wat betreft de warmtegevoeligheid, hetgeen doorgaans leidt tot de keuze van goedkopere materialen.

De uitvinding beoogt tevens een stator voor een electrische machine te verschaffen, die is voorzien van een statorwikkeling en een bevestigingselement, waarbij een geleidingsdraad van de statorwikkeling aan een haakvormig element van het bevestigingselement is bevestigd volgens de werkwijze volgens de uitvinding.

Opgemerkt wordt dat het uit DE-A 3542380 (herewith incorporated by reference) op zichzelf bekend is om een laserstraal toe te passen in een werkwijze, waarbij een spoeluiteinde van een rotor-wikkeling en een commutatorhaak aan elkaar gelast worden. Volgens deze bekende werkwijze wordt het spoeluiteinde in de van een uitsparing voorziene commutatorhaak gelegd, waarna deze wordt omgebogen. Na het dichtdrukken van de haak wordt via de uitsparing een al dan niet pulserende laserstraal op het spoeluiteinde gericht voor het tot stand brengen van een lasverbinding tussen het spoeleinde en de commutatorhaak.

De uitvinding zal bij wijze van voorbeeld nader toegelicht worden aan de hand van de tekening, waarin:

Figuur 1 een zijaanzicht van een gedeelte van een colleetor-lamel met een open collectorhaak toont,

Figuur 2 het gedeelte van Figuur 1 in doorsnede II-II toont,

Figuur 3 het gedeelte van de collectorlamel van Figuur 1 in doorsnede toont, waarbij de collectorhaak door een dichtdrukstempel is dichtgedrukt,

Figuur 4 een electromotor met een rotor en een stator met verscheidene bevestigingselementen toont, en

Figuur 5 een van de bevestigingselementen van de electromotor van Figuur 4 toont.

In de figuren 1 en 2 is een gedeelte van een geleidend dragerlichaam 1 met een haakvormig element 3 getoond. In dit voorbeeld is het dragerlichaam als collectorlamel van een collector van een electrische machine uitgevoerd. Om die reden zullen het dragerlichaam en het haakvormige element verder als collectorlamel 1, respectievelijk als collectorhaak 3 aangeduid worden.

In figuur 1 bevindt de collectorhaak 3, welke dient voor het electrisch en mechanisch bevestigen van een electrische geleidings-draad, in dit voorbeeld een spoeleinde 5 van een rotorwikkeling, aan de collectorlamel 1, zich in open toestand. Daarbij vormt de collectorhaak 3 met de collectorlamel 1 bijvoorbeeeld een hoek alpha van 22°. Tijdens het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding wordt in de door de collectorlamel 1 en de open collectorhaak 3 begrensde ruimte het spoeleinde 5, dat is voorzien van een geleidende kern 7» uit bijvoorbeeld koper, en een electrisch isolerende kunststof mantel 9, gebracht, waarna op het spoeleinde een infrarood stralingsbundel 11, bijvoorkeur afkomstig van een laserbron 13, bijvoorbeeld een C0£ laser, wordt gericht . Door de stralingsbundel 11 wordt het spoeleinde 5 locaal verwarmd, waarbij de isolerende mantel 9, uit bijvoorbeeld een polyester imide zodanige fysische en chemische veranderingen ondergaat, waarbij bijvoorbeeld smelten of verbranden plaatsvindt, dat de geleidende kern 7 in electrisch contact te brengen is met de collectorlamel 1 en de collectorhaak 3· Daartoe wordt eventueel een gasstroom volgens pijl P op het spoeleinde 5 gericht en wordt de collectorhaak 3 door een zich in de richting van de getekende pijl A bewegende dichtdrukstempel 14 in de richting van de collectorlamel 1 in koude toestand omgebogen, waarbij de in figuur 2 getekende situatie wordt verkregen, waarbij het spoeleinde 5 stevig tussen de collectorlamel 1 en de collectorhaak 3 is geklemd en de geleidende kern 7 in electrisch contact is met de collectorlamel 1 en de collectorhaak 3· Na het dichtdrukken van de collectorhaak 3 waarbij eventueel een tegenstempel toegepast kan worden, wordt de stempel 14 door verplaatsing in de richting van pijl B verwijderd.

In figuur 4 is een wisselstroommotor met een stator 20 en een rotor 22 weergegeven. De gelamelleerd opgebouwde stator 20 is omgeven door een kunststof huis 24 en is voorzien van een statorwikke-ling 26 met spoeluiteinden 28, welke bevestigd zijn aan bevestigings-elementen 30. Een van die bevestigingseleroenten 30 is vergroot weergegeven in figuur 5. Het in de laatstgenoemde figuur getoonde bevesti-gingselement is voorzien van een plaatvormig dragerlichaam 31 en een haakvormig element 33, waartussen een van de spoeluiteinden 28 is ingeklemd, waarbij de bevestiging van het spoeluiteinde 28 aan het bevesti- gingselement 30 tot stand is gebracht volgens de werkwijze volgens de uitvinding.

De rotor 22 van de in figuur 4 getoonde electromotor is voorzien van een rotoras 32 met een rotorlichaam 34 en een collector 36 met collectorlamellen 31. Het rotorlichaam 34 is gevormd als een blik-pakket met radiale gleuven 38, waarin spoelzijden van niet getekende rotorspoelen van een rotorwikkeling liggen. De rotorwikkeling is voorzien van spoeluiteinden 40 welke aan haakvormige elementen 43 van de collectorlamellen 31 zijn bevestigd. De collectorlamellen 31 en de haakvormige elementen 43 komen overeen met de in figuur 3 getoonde collectorlamel 1, respectievelijk de collectorhaak 3· De bevestiging van de spoeluiteinden 40 is volgens de werkwijze volgens de uitvinding tot stand gebracht.

Claims

1. Werkwijze voor het electrisch en mechanisch bevestigen van een electrische geleidingsdraad aan een haakvormig element van een electrisch geleidend dragerlichaam, waarbij de geleidingsdraad, welke een electrisch geleidende kern en een mantel uit isolerend materiaal vertoont, in het open haakvormige element wordt gebracht, en waarbij het haakvormige element wordt dichtgedrukt, met het kenmerk, dat na het in het open haakvormige element plaatsen van de geleidingsdraad een stralingsbundel op de geleidingsdraad in het open haakvormige element wordt gericht voor het ablateren van isolerend materiaal, waarna, na het genoemde ablateren, de geleidende kern van de geleidingsdraad door koudvervormen van het haakvormige element in het haakvormige element wordt vastgeklemd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor het genereren van de stralingsbundel een laserbron wordt toegepast.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat als laserbron een TEA-COj laser wordt gebruikt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat tijdens het richten van de stralingsbundel een gasstroom op de geleidingsdraad in het open haakvormige element wordt gericht.

5. Rotor voor een electrische machine, voorzien van een rotor-wikkeling en een collector, waarbij een geleidingsdraad van de rotor-wikkeling aan een haakvormig element van de collector is bevestigd volgens de werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4.

6. Stator voor een electrische machine, voorzien van een statorwikkeling en een bevestigingselement, waarbij een geleidingsdraad van de statorwikkeling aan een haakvormig element van het bevestigingselement is bevestigd volgens de werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4.