[发明专利]自稳定钎焊预成形夹

说明书

背景技术

本发明涉及在汽车启动电机的生产过程中将铜电枢导体钎焊于换向器。

汽车启动电机通常是直流电机，直流电机包括定子上的磁场绕组、转子上的电枢绕组和被称为换向器的机械整流器。定子包括设置有突出的层压式铁磁材料，磁场绕组的线圈卷绕在突出上。转子包括层压式磁芯，层压式磁芯设置有槽以容纳电枢绕组。电枢绕组包括多个缠绕在电机的槽上的铜电枢导体。换向器为机械整流器，机械整流器包括多个彼此绝缘且圆柱式排列的平行的铜段，碳刷抵靠换向器并且用以将直流电传导至电枢绕组。

在汽车启动电机的生产中，铜电枢导体必须连接于换向器的铜段以提供电枢绕组和换向器之间的连接。在一种已知的工艺中，通常利用一种一般称之为“热铆接（hot staking）”的焊接工艺将铜电枢导体连接于换向器。热铆接包括通过电枢导体和换向器上相应的槽施加电流，从而产生热量。这通过一对电极完成，其中一个电极设置于两个电枢导体的上部并对两个电枢导体向下施加压力，两个电枢导体焊接到一起并且焊接于换向器上相应的槽中。高温和压力的结合软化铜电枢导体并使铜电枢导体变形。一段时间后，停止电极上的电流并撤掉电极。之后，铜导体重新硬化并和换向器上所述槽的壁形成结合。电枢随后旋转，以允许热铆接机器焊接下一组换向器各自槽中的导体。

不幸的是，在热铆接操作中，难以将钨电极保持在恒定的温度。相反，由于在每次焊接中通过电极提供相同的电流，并且在焊接之间没有提供较多的时间冷却，钨电极随着每次连续的焊接通常变得更热。几次焊接之后，当非常热的电极接触导体并引起导体完全变形熔化在围绕电极的U型中时，非常热的电极通过穿透到接触导体的换向器的槽太深而能够造成损害。这种焊接是有缺点的，并且不能在工作电枢中传导电流。

钎焊是可以用于电连接电枢导体对和对应的换向器的槽的另一种技术。在钎焊操作中，焊补材料放置在导体将连接的位置，并且通过如同在热铆接中应用的由电极提供的电流产生热量。随着温度的升高，焊补材料开始熔化，典型地，焊补材料熔化时的温度比铜导体开始变形的温度至少低500°F。随着焊补材料熔化，熔化的焊补材料通过毛细管作用流入需要连接的两个导体之间。

在典型的用于电枢导体和换向器导体的钎焊操作中，薄而平的钎焊条放置在导体和电极的接合表面之间，随后电极施加压力和电流。钎焊材料熔化后，用手取出剩余的钎焊条。这种工艺可以分开完成以连接电枢的两个导体和之后连接底部电枢导体和换向器槽。之后，可以旋转电枢，并且在下一组导体中重复钎焊过程。

和热铆接相比，钎焊有利于避免过热引起导体变形的问题。即，由于将连接的导体在钎焊过程中没有熔化，因此它们保持其原来的形状，并且边沿和轮廓没有因为倒圆角的形成而被损坏或改变。此外，由于加热钎焊材料到其熔化温度需要更少的热量，因此钎焊工艺比热铆接效率更高。

在钎焊操作中，钎焊材料必须小心放置并保持在导体上的位置直到换向器连接于电枢并完成钎焊过程。通常手工完成插入钎焊条，效率低下并且还需要两个分开的钎焊步骤，如上所述。而且，令人不愉快的是，手工插入钎焊条需要操作者的手指靠近电极，电极用约为500磅的相当大的压力向下压在导体上。钎焊夹可以安装在电枢导体上。然而，不理想的是，当换向器连接于电枢时发现这种钎焊夹会从其在电枢导体上的合适位置移开。

发明内容

本发明提供一种用于在汽车起动机的生产过程中将铜电枢导体钎焊于换向器的装置及其方法。在所述具有创造性的方法中，在单独的步骤中，电枢的两个导体钎焊到一起，同时也钎焊于换向器相应的槽。该过程由具有创造性的钎焊夹辅助，该钎焊夹包括夹合部（cleat）或者向内折弯的突出部（tab），夹合部或突出部接合所述电枢的导体以将所述钎焊夹保持位置。

在本发明的一个形式中，本发明提供一种钎焊一对电枢导体和换向器导体的方法。在这种具有创造性的方法中，提供具有导体对的电枢，该导体对包括间隔的两个导体，并且还提供具有换向器导体的换向器。钎焊材料形成为钎焊夹，该钎焊夹配置为能够安装到所述电枢导体对中的一个导体上，典型地，所述钎焊夹配置为安装到邻近换向器槽的下导体。夹合部形成于所述钎焊夹并且所述夹在所述一个导体上滑动。所述换向器连接于所述电枢，以便于在所述夹合部防止所述钎焊夹相对于于所述一个导体纵向移动的情形下，使得所述换向器导体与所述电枢的导体对对齐。对所述电枢施加电流，从而将所述电枢导体对和所述换向器导体钎焊到一起。