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DE3017426A1 - Ultrasonic head for welding armature wires to segments of collector - has peripheral recesses which mate with each segment as components are rotated in mesh with reciprocating action of electrode - Google Patents

Ultrasonic head for welding armature wires to segments of collector - has peripheral recesses which mate with each segment as components are rotated in mesh with reciprocating action of electrode

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Publication number
DE3017426A1
DE3017426A1 DE19803017426 DE3017426A DE3017426A1 DE 3017426 A1 DE3017426 A1 DE 3017426A1 DE 19803017426 DE19803017426 DE 19803017426 DE 3017426 A DE3017426 A DE 3017426A DE 3017426 A1 DE3017426 A1 DE 3017426A1
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DE
Germany
Prior art keywords
collector
sonotrode
hook
armature winding
recesses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803017426
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German (de)
Inventor
Fred Ing.(grad.) 8752 Goldbach Niebuhr
Lothar 6050 Offenbach Nuss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Ultraschalltechnik 8750 Aschaffenburg GmbH
Original Assignee
NIEBUHR MIKROSCHWEISSTECHNIK GmbH
Niebuhr Mikroschweisstechnik 8752 Goldbach GmbH
NIEBUHR MIKROSCHWEISSTECHNIK G
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Filing date
Publication date
Application filed by NIEBUHR MIKROSCHWEISSTECHNIK GmbH, Niebuhr Mikroschweisstechnik 8752 Goldbach GmbH, NIEBUHR MIKROSCHWEISSTECHNIK G filed Critical NIEBUHR MIKROSCHWEISSTECHNIK GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/32Connections of conductor to commutator segment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections

Landscapes

  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

To connect an insulated armature winding wire (12) with the armature segment (14) and ensure a conductive connection, a loop is usually placed over a hook (18), which is then folded back. The connection, in this case, is made using ultra-sonic welding techniques and a specially shaped electrode, in contact with the collector (10). This electrode (sonotrode) is cylindrical (22), and has a number of recesses (24) spaced at regular intervals around its periphery, so formed, that when in contact with the collector (10), the segments (14) mate with these recesses as the two components (22,16) are rotated, (in a similar manner to a pair of gears in mesh). The hooks (18) are thus under a high pressure, when the segments and recesses fall on a common centre line as they revolve, the welding taking place at this position. The electrode, (sonotrode) (22), oscillates backwards and forwards as well as rotating, and apart from stripping the insulation from the wire (18), forms a solid electrical connection free from local hardening and thus hot spots, which cause armature breakdown.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Anker- Method and device for connecting anchor

wicklungsdrähten mit den Lamellen eines Kollektors Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine-Vorrichtung zur Herstellung sowohl einer elektrisch leitenden als auch mechanischen Verbindung von Ankerwicklungs- -drähten mit den Lamellen eines Kollektors. Dabei handelt es sich bei den Kollektoren um Nut- und Hakenkollektoren. winding wires with the lamellas of a collector The invention relates to a method and apparatus for making both a electrically conductive as well as mechanical connection of armature winding wires with the fins of a collector. These are the collectors Groove and hook collectors.

Um bei Hakenkollektoren die isolierten Wicklungsdrähte leitend mit den einzelnen Lamellen des Kollektors zu verbinden, werden nach dem Stand der Technik die Wicklungen in die mit ihren freien Enden auf die Lamellen zu bewegenden Haken eingebracht, um anschließend vorzugsweise mittels Heißpresschweißens eine Verbindung herzustellen. Dabei erfolgt zwar eine Abisolierung der Wicklungsdrähte, jedoch verharrt das freie Ende der Haken weiterhin im Abstand zu der Kollektoroberfläche. Gleichzeitig tritt eine hohe Wärmeentwicklung auf, wodurch eine Beschädigung der Kollektoren erfolgen kann.In order to keep the insulated winding wires conductive with hook collectors To connect the individual lamellas of the collector, are according to the state of the art the windings in the hook to be moved with their free ends on the slats introduced, in order to subsequently establish a connection, preferably by means of hot pressure welding to manufacture. The winding wires are stripped of insulation, but remain there the free end of the hook continues to be spaced apart the collector surface. At the same time, a high level of heat generation occurs, which causes damage to the Collectors can be done.

Durch den trotz des Heißpressverschweißens immer noch bestehenden Abstand zwischen freiem Hakenende und Lamellenoberfläche, also aufgrund des Nichtvorliegens einer mechanischen Verbindung zwischen diesen Bereichen, können sich bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten aufgrund der Zentrifugalkräfte die freien Enden von den Lamellenoberflächen noch weiter entfernen, wodurch die Gefahr besteht, daß eine dauernde elektrische Verbindung zwischen Wicklungen und Kollektorlamellen nicht mehr besteht. Die Funktionstüchtigkeit eines entsprechenden Kollektors wird dadurch vermindert.Due to the still existing despite the hot press welding Distance between the free end of the hook and the surface of the lamella, i.e. due to the lack of it A mechanical connection between these areas can occur at high rotational speeds due to centrifugal forces, the free ends of the lamellar surfaces still remain further away, which creates the risk of a permanent electrical connection no longer exists between the windings and the collector lamellas. The functionality a corresponding collector is thereby reduced.

Um eine bekannte Verbindung zwischen den Ankerwicklungsdrähten und den Lamellen bei Nutkollektoren herbeizuführen, wird heutzutage häufig noch die Löttechnik eingesetzt. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß zwischen den einzelnen Kollektorlamellen bei ungenauer Arbeit Kurzschlüsse entstehen.To make a known connection between the armature winding wires and to bring about the lamellas in groove collectors is nowadays often still the Soldering technology used. However, there is a risk that between the individual Collector lamellas short-circuits occur if the work is inaccurate.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit einem Verfahren und einer Vorrichtung sowohl eine elektrisch leitende als auch mechanische Verbindung zwischen Ankerwicklungsdrähten und den Lamellen eines Kollektors zur Verfügung zu stellen, wobei stets gewährleistet ist, daß diese Verbindung bei hohen Kollektorumdrehungsgeschwindigkeiten Bestand hat, so daß Einbußen in der Funktionstüchtigkeit eines entsprechenden Kollektors nicht auftreten können.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device both electrically conductive and mechanical connection between armature winding wires and the lamellas of a collector make, whereby it is always guaranteed that this connection at high collector rotation speeds Persists, so that loss of functionality a corresponding Collector cannot occur.

Außerdem soll mit Hilfe des Verfahrens die -Herstellungszeit, um die Verbindung zwischen den Wicklungen -und den Kollektorlamellen herbeizuführen, gegenüber bekannten Techniken um ein Vielfaches verkürzt werden.In addition, the method is intended to reduce the production time to the To bring about connection between the windings and the collector lamellas, opposite known techniques can be shortened many times over.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß die Verbindungen mittels an und für sich bekannten Ultraschallschweißens hergestellt werden, wobei die Kollektorlamellen auf einer Kontaktierungsfläche einer Sonotrode abgerollt werden und/oder umgekehrt.The task is solved by a method that is characterized by that the connections are made by means of ultrasonic welding known per se the collector lamellae on a contact surface of a sonotrode unrolled and / or vice versa.

Dabei müssen sowohl die Sonotrode als auch der Kollektor zum Aufeinanderabrollen jeweils einer zwangsangetriebenen Drehbewegung mit entgegengesetztem Drehsinn unterworfen werden.Both the sonotrode and the collector must roll onto each other each subjected to a positively driven rotary movement with opposite directions of rotation will.

In Ausgestaltung kann jedoch auch einzig und allein der Kollektor eine entsprechende Drehbewegung durchführen, wobei die Sonotrode - abgesehen von den Schwingungen beim Ultraschallschweißen - ruht bzw. einer Translationsbewegung unterworfen wird.In an embodiment, however, only the collector can be used perform a corresponding rotary movement, with the sonotrode - apart from the vibrations during ultrasonic welding - rests or a translational movement is subjected.

Die Erfindung hat sich demzufolge der an und für sich bekannten Ultraschallschweißtechnik bedient, die jedoch bis heute bei Kollektoren nicht derart rationell eingesetzt wurde, daß die Herstellungszeit um ein Vielfaches verkürzt wurde. Ursache dafür ist unter anderem das Aufeinanderabrollen von den Kollektorlamellen auf der Umfangsfläche einer Sonotrode und/oder umgekehrt. Vergleiche haben ergeben, daß der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Hakenkollektoren die elektrisch leitende und mechanische Verbindung zwischen 24 Haken und entsprechenden Ankerwicklungsdrähten in ungefähr 3 Sekunden erfolgt. Nach dem Stand der Technik ist bei gleichen Parametern mit einem Zeitaufwand von 20 bis 25 Sekunden zu rechnen. Die sich aus der erfindungsgemäßen Lehre ergebenden Vorteile sind demzufolge hinsichtlich der Herstellungszeit überaus beachtlich.The invention is therefore based on the ultrasonic welding technology known per se which, however, has not been used so efficiently in collectors to this day that the manufacturing time was shortened many times over. Cause of it is, among other things, the rolling of the collector lamellae onto one another on the circumferential surface one Sonotrode and / or vice versa. Comparisons have shown that the use of the invention Procedure with hook collectors the electrically conductive and mechanical connection between 24 hooks and corresponding armature winding wires in about 3 seconds he follows. According to the prior art, the same parameters take time calculate from 20 to 25 seconds. Those resulting from the teaching according to the invention The advantages in terms of manufacturing time are therefore extremely significant.

Da aufgrund des Ultraschallschweißens eine feste Verbindung zwischen den Haken und den Lamellen entsteht, also diese zusammengeschweißt werden, kann selbst bei hohen Drehzahlen aufgrund der auftretenden Zentrifugalkräfte ein Entfernen der Haken von den Lamellenoberflächen nicht erfolgen, so daß stets gewährleistet ist, daß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Lamelle und Ankerwicklungsdraht vorliegt. Eine diesbezügliche Beeinträchtigung des Betriebs kann nicht erfolgen. Ein weiterer Vorteil des Anschweißens des Kollektorhakens an die entsprechende Lamellenoberfläche ergibt, daß die Lauffläche des Kollektors vergrößert wird.Because due to the ultrasonic welding a solid connection between the hook and the slats are created, so these can be welded together removal even at high speeds due to the centrifugal forces that occur the hook from the slat surfaces does not take place, so that is always guaranteed is that an electrically conductive connection between the lamella and armature winding wire is present. A related impairment of the operation cannot take place. Another advantage of welding the collector hook to the corresponding lamella surface shows that the running surface of the collector is increased.

Nachdem nämlich der Haken fest mit der Oberfläche des Kollektors verbunden ist, kann ein anschließendes Bearbeiten dahingehend erfolgen, daß eine Verkürzung des Hakens erfolgt, da es ausreicht, daß nur ein geringer Bereich zwischen Haken und Lamelle verschweißt ist. Der Wirkungsgrad der erfindungsgemäß bearbeiteten Kollektoren erhöht sich damit erkennbar. Da außerdem beim Ultraschallschweißen keine unerwünschte Wärmeentwicklung entsteht, kann eine Beschädigung der Lamellen nicht erfolgen, so daß auch in dieser Hinsicht bei der Herstellung der elektrisch leitenden und mechanischen Verbindung zwischen Ankerwicklungsdrähten und Lamellen die Gefahr einer Beschädigung nicht auftreten kann.After that the hook is firmly connected to the surface of the collector is, a subsequent processing can be carried out to the effect that a shortening of the hook occurs because it is sufficient that only a small area between hooks and lamella is welded. The efficiency of the collectors processed according to the invention increases noticeably. Since, in addition, no undesirable in ultrasonic welding If heat is generated, the lamellas cannot be damaged, so that also in this regard in the manufacture of the electrically conductive and mechanical connection between armature winding wires and lamellas pose a risk damage cannot occur.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß auf der Umfangsfläche der Sonotrode Ausnehmungen bzw. Vorsprünge angeordnet sind, die den auf den Kollektorlamellen vorgesehenen Aufnahmeeinrichtungen für die Ankerwicklungsdrähte entsprechen, und daß die Kontaktierungsfläche der Sonotrode auf den auf den Kollektorlamellen vorgesehenen Aufnahmeeinrichtungen abrollt und/oder umgekehrt. Bei einem Einsatz im Zusammenhang mit Hakenkollektoren zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, daß in Richtung auf die Lame-llen umgebogene Haken mit zwischen den Lamellenoberflächen und den Haken eingebrachten Ankerwicklungsdrähten in entsprechende Ausnehmungen der Sonotrode eingreifen.The device for carrying out the method is characterized by this from that recesses or projections are arranged on the circumferential surface of the sonotrode are that the receiving devices provided on the collector lamellas for the Armature winding wires correspond, and that the contacting surface of the sonotrode rolls and / or on the receiving devices provided on the collector lamellas vice versa. When used in connection with hook collectors the device in that in the direction of the lamellae bent hooks with armature winding wires inserted between the lamella surfaces and the hooks engage in corresponding recesses in the sonotrode.

Demzufolge weist die Umfangsfläche der Sonotrode, die zylinderscheibenförmig oder flach ausgebildet sein kann, in regelmäßigem Abstand entsprechend der Anordnung -der Haken Ausnehmungen auf, die wiederum beim Ultraschallschweißen mit den- Haken in Wechselwirkung gelangen. Das heißt, daß die auf die Lamellen anzuschweißenden Hakenenden in die Ausnehmungen der Sonotrode gelangen, damit beim Schweißvorgang sowohl die Isolierung der Ankerwicklungsdrähte abplatzt und gleichzeit-ig eine mechanische Verbindung zwischen Haken und Lamelle durch Schweißen entsteht. Soll dagegen eine Verbindung zwischen den Ankerwicklungsdrähten und den Lamellen bei einem Nutkollektor hergestellt werden, so greifen die auf der Umfangsfläche der Sonotrode regelmäßig angeordneten Vorsprünge in die entsprechenden Nuten des Kollektors ein, um gleichzeitig sowohl die elektrische als auch die mechanische Verbindung zu bewirken.Accordingly, the circumferential surface of the sonotrode has the shape of a cylindrical disk or can be made flat, at regular intervals according to the arrangement -The hook has recesses, which in turn with the ultrasonic welding with the hook get into interaction. That is, the ones to be welded onto the lamellas Hook ends get into the recesses of the sonotrode, so that during the welding process both the insulation of the armature winding wires flakes off and at the same time a mechanical one Connection between hook and lamella is created by welding. On the other hand, should one Connection between the armature winding wires and the slats are produced in the case of a groove collector, they grip the circumferential surface the sonotrode regularly arranged projections in the corresponding grooves of the Collector to simultaneously both electrical and mechanical Effect connection.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung.Further details, features and advantages of the invention result from the following description of the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht, Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 im Ausschnitt eine vergrößerte Darstellung einer Verbindung eines Hakenkollektors mit einem Ankerwicklungsdraht, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht und Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.1 shows a section of a device according to the invention in plan view, FIG. 2 shows a sectional illustration of a detail of an inventive Device, Fig. 3 in detail an enlarged view of a connection a hook collector with an armature winding wire, FIG. 4 shows a further exemplary embodiment a device according to the invention in plan view and FIG. 5 one of FIG. 4 corresponding Sectional view of the device according to the invention.

In den Fig. 1 bis 5 soll verdeutlicht werden, wie eine elektrisch leitende und mechanische Verbindung von Ankerwicklungsdrähten 12 einer nicht näher bezeichneten Ankerspule und einem Hakenkollektor 10 herbeigeführt werden kann. Dabei besteht der Hakenkollektor aus vorzugsweise Kupferlamellen 14, die im Abstand isoliert voneinander angeordnet sind. Der Kollektor 10 ist koaxial auf einer Welle 16 angeordnet.In Figs. 1 to 5 should be made clear how an electrical conductive and mechanical connection of armature winding wires 12th an armature coil (not shown) and a hook collector 10 are brought about can be. The hook collector consists of preferably copper lamellas 14, which are arranged isolated from one another at a distance. The collector 10 is coaxial arranged on a shaft 16.

Um die isolierten Ankerwicklungsdrähte 12 leitend mit den Lamellen 14 zu verbinden, wird eine Schlaufe jeweils um einen Haken 18 gelegt. Sodann wird der Haken-umgebogen. Um eine sicherere elektrisch leitende Verbindung zwischen den Lamellen -14 und den Ankerwicklungsdrähten 12 sowie- eine mechanische Verbindung zwischen den Haken 18 und den Lamellenoberflächen zu erzielen, setzt man erfindungsgemäß die an und für sich bekannte Ultraschallschweißtechnik an.To the insulated armature winding wires 12 conductive with the lamellae 14 to connect, a loop is placed around a hook 18. Then will the hook-bent over. To create a more secure electrically conductive connection between the Lamellae -14 and the armature winding wires 12 as well as a mechanical connection To achieve between the hook 18 and the slat surfaces, one sets according to the invention the in and for itself known ultrasonic welding technology.

Um jedoch erfindungsgemäß die geforderten Verbindungen zwischen Ankerwicklungsdrähten 12 und Lamellen 14 und den zugehörigen Haken 18 zu erzielen, ist der Sonotrodenkopf der Sonotrode 22 speziell ausgebildet. In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 ist der Sonotrodenkopf zylinderförmig. Dieser weist an seiner Umfangsfläche in regelmäßigem Abstand angeordnete Ausnehmungen 24 auf, die derart ausgebildet sind, daß bei in Richtung auf die Lamellen 14 umgebogenen Haken 18 diese in die Ausnehmungen 24 eingreifen können. Somit besteht die Möglichkeit, daß der Kpllektor 10 mit seinen umgebogenen Haken 18 auf der Umfangs fläche des Sonotrodenkopfs 24 abrollt und mit den Ausnehmungen 24 in Eingriff gelangt. Der Bewegungsablauf entspricht in etwa dem Kämmen zweier Zahnräder. Bei Eingriff eines Hakens 18 mit einer Ausnehmung 24, und zwar dann, wenn der höchste Anpreßdruck erfolgt, also die Ausnehmung 24 mit den zugeordneten Haken 18 in einer sogenannten Null-Linie gemäß Fig. 2 liegt, kann der Ultraschallschweißvorgang durchgeführt werden. Durch die Schwingbewegung der Sonotrode 20, deren Richtung in Fig. 1 mit einem Pfeil dargestellt ist, erfolgt nicht nur eine Abisolierung des Ankerwicklungsdrahtes 18, sondern gleichzeitig durch die reibende Bewegung zwischen dem Haken 18 und der zugewandten Lamellenoberfläche 14 eine feste mechanische Verbindung. Nach erfolgtem Ultraschallschweißen. findet dann eine synchrone Bewegung zwischen der Sonotrode 20 und dem Kollektor 10 statt, damit die nächstfolgende Ausnehmung 24 mit dem entsprechenden Hakenbereich 18 in Eingriff gelangt.However, according to the invention, the required connections between armature winding wires To achieve 12 and lamellae 14 and the associated hook 18 is the sonotrode head the sonotrode 22 is specially designed. In the embodiments according to FIGS. 1 and 2 the sonotrode head is cylindrical. This points on its circumferential surface at regular intervals arranged recesses 24, which are formed in such a way are that when bent in the direction of the slats 14 hook 18 these into the Recesses 24 can engage. Thus there is the possibility that the Kpllektor 10 with its bent hook 18 on the circumferential surface of the sonotrode head 24 unrolls and comes into engagement with the recesses 24. The sequence of movements corresponds like the meshing of two gears. In the event of an intervention of a hook 18 with a recess 24, namely when the highest contact pressure occurs, so the recess 24 with the associated hook 18 in a so-called zero line according to FIG. 2, the ultrasonic welding process can be carried out. By the oscillating movement of the sonotrode 20, the direction of which is shown in FIG. 1 with an arrow is, there is not only a stripping of the armature winding wire 18, but at the same time by the frictional movement between the hook 18 and the facing lamella surface 14 a fixed mechanical connection. After ultrasonic welding has taken place. finds then a synchronous movement takes place between the sonotrode 20 and the collector 10, so that the next recess 24 with the corresponding hook area 18 in Intervention.

Sowohl der Kollektor 10 wird um die Welle 16 als auch die Sonotrode 22 um die Mittelachse zwangsangetrieben, wobei die Drehbewegungen zueinander entgegengesetzt verlaufen.Both the collector 10 is around the shaft 16 and the sonotrode 22 forcibly driven about the central axis, the rotational movements being opposite to one another get lost.

Die Drehbewegungen sind in Fig. 2 jeweils durch einen Pfeil angedeutet.The rotary movements are each indicated in FIG. 2 by an arrow.

In Fig. 3 ist im vergrößerten Ausschnitt ein Lamellenbereich des Kollektors 10 dargestellt, auf dem mittels Ultraschallschweißens ein Haken 18 mechanisch fest verschweißt ist. Zwischen dem Haken 18 und der Lamelle befindet sich dann die abisolierte Ankerwicklungsdrahtschlaufe 12, so daß sowohl eine mechanische als auch elektrisch leitende Verbindung zwischen den Ankerwicklungen 12, dem Haken 18 und der Lamelle 14 hergestellt worden ist. Wie die Fig. 3 des weiteren erkennen läßt, besteht nunmehr die Möglichkeit, da nahezu der gesamte im Bereich der Lamelle 14 angeordnete Haken 18 mit der Oberfläche fest versc-hweißt ist, eine Nachbearbeitung derart erfolgen zu lassen, daß der Haken 18 verkürzt wird. Dies ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Durch diese Nachbearbeitung ist demzufolge die Möglichkeit eröffnet, die Lauffläche des Kollektors zu - vergrößern, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird. Die Gefahr, daß sich bei hohen Drehzahlen des Kollektors 10 die Haken 18 von der Lamellenoberfläche 14 entfernen, besteht nun nicht mehr, da - wie mehrmals betont - eine feste mechanische Verbindung zwischen den Elementen besteht.In Fig. 3 is a lamella area of the collector in an enlarged detail 10 shown, on which a hook 18 is mechanically fixed by means of ultrasonic welding is welded. The stripped one is then located between the hook 18 and the lamella Armature winding wire loop 12, so that both mechanical and electrical conductive connection between the armature windings 12, the hook 18 and the lamella 14 has been produced. As FIG. 3 further shows, there is now the possibility there almost all of it in the area of the lamella 14 arranged hook 18 is firmly welded to the surface, a post-processing to be made so that the hook 18 is shortened. This is indicated by a dashed line Line indicated. This post-processing therefore opens up the possibility of to - increase the running surface of the collector, whereby the efficiency is increased. The risk that at high speeds of the collector 10, the hook 18 of the Remove lamellar surface 14, there is now no longer because - as emphasized several times - there is a firm mechanical connection between the elements.

Den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zu entnehmen, wie bei einem Hakenko-llektor 10 eine elektrisch leitende und mechanisch feste Verbindung zwischen den Ankerwicklungsdrähten 12, den Haken 18 und den Lamellen 14 erzielt werden kann. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind in den Fig. 4 und 5 gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 ist nach den Fig. 4 und 5 der Sonotrodenkopf nicht zylinderförmig, sonder zu sondern vielmehr flach ausgebildet. Dies ist insbesondere der Fig. 5, einer Schnittdarstellung des Kollektors 10 und der flach ausgebildeten Sonotrode 22 zu entnehmen. Entsprechend der Ausbildung nach den Fig. 1 und 2 weist auch der Sono-trodenkopf 26 in regelmäßizem Abstand angeordnete Ausnehmungen 28 auf, die derart beabstandet sind, daß eine an der entsprechenden Fläche des Sonotrodenkopfes 26 abrollender Kollektor 10 mit seinem Hakenbereich 18 in die entsprechenden Ausnehmungen 28 gelangt, um bei maximalem Anpreßdruck den Schweißvorgang durchführen zu können. In Draufsicht ist die entsprechende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig. 4 dargestellt und die Schwingungsrichtung der Sonotrode ist gleichfalls durch einen Pfeil angedeutet.Another exemplary embodiment can be seen in FIGS. 4 and 5, as in the case of a hook connector 10, an electrically conductive and mechanically solid connection between the armature winding wires 12, the hooks 18 and the slats 14 achieved can be. To simplify the explanation, FIGS. 4 and 5 are the same Elements have been given the same reference numerals. In contrast to the exemplary embodiments According to FIGS. 1 and 2, according to FIGS. 4 and 5, the sonotrode head is not cylindrical, but rather flat. This is in particular of Fig. 5, a sectional view of the collector 10 and the flat sonotrode 22 can be found. According to the embodiment of FIGS. 1 and 2, the Sonotrode head 26 arranged at regular intervals on recesses 28 which are spaced such that one on the corresponding surface of the sonotrode head 26 rolling collector 10 with its hook area 18 in the corresponding recesses 28 arrives in order to be able to carry out the welding process at maximum contact pressure. The corresponding embodiment of the device according to the invention is shown in plan view shown in Fig. 4 and the direction of oscillation of the sonotrode is also indicated by an arrow.

Auch wenn die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 5 auf einen Fiakenkollektor 10 Bezug nehmen, so ist es selbstverständlich, daß Nutkollektoren gleichfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und einer entsprechend modifizierten Vorrichtung bearbeitet werden können. Zu diesem Zweck weisen die Sonotrodenköpfe 22 bzw. 26 speziell ausgestaltete Vorsprünge auf, die in die entsprechenden Nuten der Lamellen 14 eingreifen, um eine mechanische Verbindung zwischen den Ankerwicklungsdrähten 12 und den Lamellen 14 unter gleichzeitiger Abisolierung der Drähte herbeizuführen. LeerseiteEven if the embodiments according to FIGS. 1 to 5 on one Fiakenkollektor 10 reference, it goes without saying that groove collectors likewise according to the method according to the invention and a correspondingly modified one Device can be edited. For this purpose, the sonotrode heads point 22 and 26 specially designed projections, which in the corresponding grooves of the lamellae 14 engage to establish a mechanical connection between the armature winding wires 12 and the lamellae 14 while stripping the wires. Blank page

Claims (7)

Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Ankerwicklungsdrähten mit den Lamellen eines Kollektors Anspruche: U Verfahren zur Herstellung sowohl einer elektrisch leitenden als auch mechanischen Verbindung von Ankerwicklungsdrähten mit den Lamellen eines Kollektors, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen mittels an und für sich bekannten Ultraschallschweißens hergestellt werden, wobei die Kollektorlamellen (14) auf einer Kontaktierungsfläche einer Sonotrode (22, 26) abgerollt werden und/oder umgekehrt. Method and device for connecting armature winding wires with the lamellae of a collector claims: U method for manufacturing both an electrically conductive as well as mechanical connection of armature winding wires with the lamellae of a collector, characterized in that the connections be produced by means of ultrasonic welding known per se, wherein the collector lamellas (14) on a contact surface of a sonotrode (22, 26) unrolled and / or vice versa. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Sonotrode (22, 26) als auch der Kollektor (10) zum Aufeinanderabrollen jeweils einer zwangsangetriebenen Drehbewegung unterworfen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that both the The sonotrode (22, 26) and the collector (10) each roll one on top of the other forced rotary movement are subjected. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r-c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nur der Kollektor (10) eine zwangsangetriebene Drehbewegung durchführt und durch Längsbewegung auf der Sonotrode abrollt.3. The method of claim 1, d a d u r-c h g e k e n n z e i c h n e t that only the collector (10) performs a positively driven rotary movement and unrolls on the sonotrode by longitudinal movement. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Umfangsfläche der Sonotrode (22, 26) Ausnehmungen (24, 28) bzw. Vorsprünge angeordnet sind, die den auf den Kollektorlamellen (14) vorgesehenen Aufnahmeeinrichtungen (18) für die Ankerwicklungsdrähte (12) entsprechen, und daß die Kontaktierungsfläche der Sonotrode auf den auf den Kollektorlamellen vorgesehenen Aufnahmeeinrichtungen abrollt und/oder umgekehrt.4. Apparatus for performing the method according to at least claim 1, that is, that on the circumferential surface of the sonotrode (22, 26) recesses (24, 28) or projections are arranged, which on the Collector lamellas (14) provided receiving devices (18) for the armature winding wires (12) correspond, and that the contact surface of the sonotrode on the Collector lamellas provided receiving devices rolls and / or vice versa. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einem Hakenkollektor, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung auf die Lamellen (14) umgebogene Haken (18) mit zwischen den Lamellenoberflächen und den Haken eingebrachten Ankerwicklungsdrähten (12) in entsprechende Ausnehmungen (24, 28) der Sonotrode (22, 26) eingreifen.5. Apparatus according to claim 4 with a hook collector, characterized in that that in the direction of the slats (14) bent hook (18) with armature winding wires inserted between the lamellar surfaces and the hooks (12) engage in corresponding recesses (24, 28) of the sonotrode (22, 26). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einem Nutkollektor, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge der Sonotrode in mit eingebrachten Ankerwicklungsdrähten versehene Nuten auf den Lamellen eingreifen.6. Apparatus according to claim 4 with a groove collector, characterized in that that the projections of the sonotrode are provided with introduced armature winding wires Engage grooves on the lamellas. 7. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 5 und/oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonotrodenende (26) flach ausgebildet ist.7. Apparatus according to at least claim 5 and / or claim 6, characterized characterized in that the sonotrode end (26) is flat.
DE19803017426 1980-05-07 1980-05-07 Ultrasonic head for welding armature wires to segments of collector - has peripheral recesses which mate with each segment as components are rotated in mesh with reciprocating action of electrode Withdrawn DE3017426A1 (en)

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