专利名称：端环组件及其形成方法
技术领域：
本发明通常涉及用于转子的端环组件和形成该端环组件的方法。
背景技术：
电磁机械(例如电动机、发电机和牵引电动机)用于将一种形式的能量转换为另一种。例如，电动机可以通过磁场和携带电流的导体的相互作用而将电能转换为机械能。相反，发电机(generator )或直流发电机(dynamo )可以将机械能转换为电能。进一步地,其他电磁机械(例如用于混合动力车辆的牵引电动机)可以操作为电动机和/或发电机二者。电磁机械常常包括绕中心纵向轴线可旋转的元件。可旋转元件(即转子)可以与静止元件(即定子)同轴，且能量可以经由转子和定子之间的相对旋转而被转换。
一类电磁机械，交流感应电动机，在电动机运行期间使用感应电流将转子的一些部分磁化。更具体地，感应电流可以流过导体条，所述导体条设置为沿转子的周边平行于中心纵向轴线的。进一步地，每一个导体条可以通过设置在转子端部处的端环而电连接到每个其他导体条。这样的端环通常具有复杂精细的形状且难以压铸。
发明内容
一种用于转子的端环组件，其中转子可绕中心纵向轴线旋转，包括多个相邻彼此堆叠的环形板件。多个环形板件中的每一个具有第一表面和与第一表面相对地间隔开的第二表面。端环组件还包括硬钎焊材料，所述硬钎焊材料夹持在多个环形板件中的每一个的第一表面的第一部分和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的对应的第二部分之间，且仅连结所述第一部分和对应的第二部分，而不是连结多个环形板件中的每一个的第一表面和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的全部。在另一实施例中，多个环形板件中的每一个具有第一表面、与第一表面相对地间隔开的第二表面、与中心纵向轴线间隔开的外边缘、和具有设置在中心纵向轴线和外边缘之间的内壁的中央边沿。多个环形板件中的每一个还沿外边缘限定出穿过环形板件的多个缺口。此外，多个环形板件中的每一个的第一表面在其中限定出，所述环形凹部从内壁径向地延伸到外边缘。一种形成用于转子的端环组件的方法，其中可转子绕中心纵向轴线旋转，该方法包括将多个环形板件相邻彼此地堆叠，其中多个环形板件中的每一个具有第一表面和与第一表面相对地间隔开的第二表面。该方法进一步包括将硬钎焊材料夹持在多个环形板件中的每一个的第一表面和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的对应的第二表面之间，以由此形成工件。在夹持之后，方法包括挤压工件。另外，在夹持之后，方法包括加热工件以将硬钎焊材料从初始状转变到可流动状态。方法进一步包括，在加热之后，冷却工件以将硬钎焊材料从可流动状态转变到固定状态，且由此仅连结多个环形板件中的每一个的第一表面的第一部分和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的对应第二部分，而不是连结多个环形板件中的每一个的第一表面和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的全部。在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和以及其他的特征。
图I是包括端环组件的转子的示意性透视图；图2是图I的转子芯部示意性透视图；图3是图I的端环组件的一个实施例的示意性分解透视图；图4是工件的示意性横截面局部视图，所述工件用于形成图3的端环组件的方法，其沿4-4线截取；图5是图3的端环组件的示意性横截面局部视图，其沿4-4线截取；图6是图I的端环组件的另一实施例的示意性分解透视图；图7是工件的示意性横截面局部视图，所述工件用于形成图6的端环组件的方法，其沿7-7线截取；图8是图7的工件的另一实施例的示意性横截面局部视图，其沿7-7线截取；图9是图6的端环组件的示意性横截面局部视图，其沿7-7线截取；和图10是形成图1、3和6的端环组件的方法的一部分的示意性部分地横截面局部视图。
具体实施例方式参见附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，在图I中显示了用于转子12的端环组件10、110。端环组件10、110可以用于汽车应用的电磁机械(未示出)的转子12，该电磁机械包括交流感应电机。然而，端环组件10、110也可以用于非汽车应用的电磁机械的转子12,该电磁机械包括用于住宅和商业应用的电动机和发电机。通过参考图I进行描述和大致解释，转子12可绕中心纵向轴线14旋转且可以相对于电磁机械(未示出)的静止的定子(未示出)旋转。进一步地，转子12可以包括大致圆柱形芯部16或层板堆叠结构，所述层板堆叠结构用相邻彼此地堆叠的层叠钢片(例如硅钢)的独立环形层18(图2)形成。如图2所示，层叠钢片的每一个独立环形层18可以在其中绕每一个独立环形层18的周边限定出多个槽口 20。因而，在层叠钢片的独立环形层18相邻彼此堆叠时，多个槽口 20可以对准以限定出绕大致圆柱形芯部16的周边24(图2)间隔开的多个轴向沟槽22。轴向沟槽22可以平行于中心纵向轴线14且可以每一个被配置为接收导体条26(图I)。因此，再次参照图1，转子12可以包括多个导体条26，所述导体条26绕大致圆柱形芯部16的周边24 (图2)等距地间隔开。每一个导体条26可以配置为在电磁机械(未示出)的运行期间传导电流。进一步地，每一个导体条26可以终止于转子12的端部28处的至少一个端环组件10、100处且与在转子12的端部28处的至少一个端环组件10、110连接。因此，转子12可以包括两个或多个端环组件10、110，例如在转子12的每一个相应端部28、128处设置一个端环组件10、110。这样，端环组件10、110可以将多个导体条26中的每一个电连接至彼此。
现在参见图1、3和6，形成转子12(图I)的端环组件10、110 (图I)的方法包括堆叠多个相邻彼此的环形板件30、130 (分别如图3和6所示)。多个环形板件30、130中的每一个可以用导电金属形成，例如但不限于铜或铝，且可以具有圆形形状，如图3和6所示。此外，参见图4和7，虽然出于说明目的而进行了放大，但是每一个环形板件30、130可以具有从约Imm到约4mm的厚度32,例如约2mm。继续参考图4和7，多个环形板件30、130中的每一个具有第一表面34、134和与第一表面34、134相对地间隔开的第二表面36、136。即，每一个第一表面34、134和第二表面36、136中的每一个可以设置在基本上垂直于中心纵向轴线14(图I)的平面中。此外，如图3和6最佳示出的，多个环形板件30、130中的每一个可以具有与中心纵向轴线14间隔开的外边缘38，且可以沿外边缘38限定出穿过其的多个缺口 40、140。如上所述，方法包括堆叠多个相邻彼此的环形板件30、130中的每一个。更具体地，堆叠可以包括布置多个环形板件30、130，使得多个环形板件30、130中的一个的第一表面34、134与多个环形板件30、130中的相应的相邻一个的第二表面36、136相邻地堆叠。进 一步地，多个环形板件30、130中的每一个可以相邻彼此堆叠，使得多个缺口 40、140中的每一个沿中心纵向轴线14同轴对准。对准的多个缺口 40、140中的每一个可以因此被配置为接收转子12(图I)的多个导体条26 (图I)中的相应一个。现在参见图3-5，在一个实施例中，多个环形板件30中的每一个的第一表面34可以在其中限定出环形通道42 (图3)，所述环形通道42与多个缺口 40中的任一个间隔开且不连接到多个缺口 40中的任一个。S卩，如图3最佳所示的，环形通道42可以由外壁44和中央边沿46限定，所述外壁44与中心纵向轴线14间隔开，所述中央边沿46具有内壁48，所述内壁48设置在外壁44和中心纵向轴线14之间。现在参见图6-9，在另一实施例中，多个环形板件130中的每一个包括中央边沿46，所述中央边沿46具有内壁48，所述内壁48设置在中心纵向轴线14和外边缘38之间。然而，在该实施例中，多个环形板件130中的每一个的第一表面134可以在其中限定出环形凹部50(图6)，所述环形凹部50从内壁48径向地延伸到外边缘38。这样，与图3和4所示的环形通道42相比，在该实施例中，环形凹部50可以延伸到多个缺口 140中的每一个。此外，如图7最佳示出的，在该实施例中，多个环形板件130中的每一个的第二表面136在其上具有环形突出部52，所述环形突出部52从内壁48径向地延伸到外边缘38。进一步地，环形凹部50具有第一径向长度54，环形突出部52具有第二径向长度56，所述第二径向长度56基本上等于第一径向长度54。因此，在该实施例中，多个环形板件130中的每一个配置为用于与多个环形板件130中的相邻一个在结构上互锁。即，如图6和7所示，环形突出部52的形状可以与环形凹部50的形状互补，使得多个环形板件130当相邻彼此堆叠时啮合或邻接。再次参见所述方法，如参照图3和6大致描述的，该方法还包括将硬钎焊材料58夹持在多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134和多个环形板件30、130中的相应的相邻一个的对应的第二表面36、136之间，以由此形成工件64、164 (分别如图4和7所示)。即，硬钎焊材料58可以布置在多个环形板件30、130的相邻环形板件之间以形成工件64、164。更具体地，对于图3-5中所示的实施例，其中多个环形板件30中的每一个的第一表面34在其中限定出环形通道42 (图3)，硬钎焊材料58可以被沿第一表面34的第一部分60 (图3)布置且限制在环形通道42中。即，硬钎焊材料58可以被多个环形板件30中的每一个的环形通道42容纳。例如，硬钎焊材料58可以以板(sheet)的形式(如图3所示)提供或可以以环或线的形式(未示出)提供。硬钎焊材料58也可以被设定尺寸为装配在环形通道42中，以准备好用于工件64的其它处理以形成端环组件10，如在下文详述的。在一个变化例中，硬钎焊材料58的厚度(未示出)可以大于环形通道42的深度，使得工件64可以包括位于多个环形板件30的堆叠的相邻环形板件之间的间隙66 (图4)，所述间隙66在端环组件10的随后形成过程中将基本上被消除，如在下文详述的。替换地，对于图6-9的所示的实施例，其中多个环形板件130中的每一个的第一表 面134在其中限定出环形凹部50 (图6)，且多个环形板件130中的每一个的第二表面136在其上具有环形突出部52 (图7)，硬钎焊材料58可以布置在多个环形板件130中的每一个的第一部分160 (图6、8和9)上。即，硬钎焊材料58可以邻接中央边沿46且被布置在第一表面134的第一部分160上，即环形凹部50的一部分上。例如，如上所述，硬钎焊材料58可以以板的形式(如图6所示)提供或可以以环或线的形式(未示出)提供。硬钎焊材料58可以被设定尺寸为装配在环形凹部50中，以准备好用于工件164的进一步处理以形成端环组件110，如在下文详述的。在一个变化例中，硬钎焊材料58的厚度(未示出)可以大于环形凹部50的深度，使得工件164可以包括位于多个环形板件130的堆叠的相邻环形板件之间的间隙166(图7)，所述间隙166在端环组件110的随后形成过程中将基本上被消除，如在下文详述的。进一步地，硬钎焊材料58可以沿第一部分60、160(图3和6)在初始状态(图3和6中大致由68示出)、可流动状态(图4、7和8中大致由70示出)和固定状态(在图5和9中大致由72示出)之间转变。例如，对于其中第一表面34在其中限定出环形通道42(图3)的实施例，硬钎焊材料58可以在环形通道42内在初始状态68 (图3)、可流动状态70(图4)和固定状态72(图5)之间转变。即，如在下文详述的，硬钎焊材料58可以例如在暴露至提高的温度下时熔化且从上述的板、环或线的形式(即初始状态68)转变为流体(即可流动状态70)。随后，在暴露至降低的温度时，硬钎焊材料58可以从可流动状态70转变为固定状态72，以由此将第一表面34的第一部分60 (即环形通道42 (图3))钎焊或附接到多个环形板件30的相邻环形板件的第二表面36的对应的第二部分62(图4)。替换地，对于图6-9所示的实施例，其中多个环形板件130中的每一个的第一表面134在其中限定出环形凹部50且多个环形板件130中的每一个的第二表面136在其上具有环形突出部52 (图7)，硬钎焊材料58可以在环形凹部50内在初始状态68(图6)、可流动状态70(图7和8)和固定状态72(图9)之间转变。即，如在下文详述的，硬钎焊材料58可以例如在暴露至提高的温度下时熔化且从上述的板、环或线的形式(即初始状态68)转变为流体(即可流动状态70)。随后，在暴露至降低的温度时，硬钎焊材料58可以从可流动状态70转变为固定状态72，以由此将第一表面134的第一部分160 (即环形凹部50的一部分(图6、8和9))钎焊或附接到多个环形板件130的相邻环形板件的第二表面136的对应的第二部分162 ((图8和9)，即环形突出部52的一部分(图7)。合适的硬钎焊材料58的非限制性例子包括二元铜磷合金；包括银的铜磷合金；包括近共晶银(near-eutectic silver)的铜磷合金；包括锡的铜磷合金；招娃合金；及其组人
口 O合适的二元铜磷合金的具体非限制性例子包括存在于二元铜磷合金中的磷，且其量为基于按重量100份的二元铜磷合金中有从按重 量约6. 2份到按重量7. 8份的磷，例如，磷以基于按重量100份的二元铜磷合金中有按重量约7. 25份的磷的量存在。这样的二元铜磷合金可以具有从约710°C到约890°C的熔化温度，例如从约710°C到约795°C。如在本文使用的，术语“熔化温度”是指硬钎焊材料58从初始状态68(图3和6)转变到可流动状态70(图4、7和8)所在的温度。合适的包括银的二元铜磷合金的具体非限制性例子包括磷和银，所述磷以基于按重量100份的包括银的二元铜磷合金中有从按重量约5份到按重量约7. 25份的量存在，所述银以基于按重量100份的包括银的二元铜磷合金中有从按重量约2份到按重量约15份的量存在。例如，基于按重量100份的包括银的铜磷合金，磷可以以按重量约6份的量存在，银可以以按重量约5份的量存在。这样的包括银的铜磷合金可以具有从约640°C到约8250C的熔化温度，例如从约645°C到约815°C。合适的包括近共晶银的铜磷合金的具体非限制性例子包括磷和银，所述磷以基于按重量100份的包括近共晶银的铜磷合金中有从按重量约6. 25份到7. 05份的量存在，所述银以基于按重量100份的包括近共晶银的二元铜磷合金中有按重量约18份的量存在。这样的包括近共晶银的铜磷合金可以具有从约640°C到约660°C的熔化温度，例如约645°C。合适的包括锡的铜磷合金的具体非限制性例子包括磷和锡，所述磷以基于按重量100份的包括锡的铜磷合金中有按重量约6. 2份的量存在，所述锡以基于按重量100份的包括锡的铜磷合金中有按重量约4. 3份的量存在。这样的包括锡的铜磷合金可以具有从约650 V到约700 V的熔化温度。对于包括用铝形成的多个环形板件30、130的端环组件10、110的实施例，可以将铝硅合金用作硬钎焊材料58。合适的铝硅合金的具体非限制性例子可以可选地包括镁和/或铜。现在参见图10，该方法还包括，在夹持之后，挤压工件64、164。例如，工件64、164可以通过将由压机(preSS)76供应的可控制的力(在图10中大致由箭头74示出)施加到工件64、164而被挤压，以由此将多个环形板件30、130中的每一个抵靠每一个相邻的硬钎焊材料58层(图3和6)挤压。更具体地，工件64、164可以被置于下方的静止的压盘78上，且可动的上压盘80可以沿中心纵向轴线14平移以由此挤压工件64、164。继续参考图10，该方法还包括，在夹持之后，加热工件64、164，以将硬钎焊材料58 (图3和6)从初始状态68 (图3和6)转变到可流动状态70 (图4，7，和8)。在一个变化例中，工件64、164可以在挤压同时被加热。在另一变化例中，工件64、164可以在挤压之前被加热。例如，工件64、164可以在插入到压机76之前被预加热。硬钎焊材料58可以被加热，例如，到前述熔化温度以上，从而硬钎焊材料58沿多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134(图3和6)的第一部分60、160(图3和6)流动。再次参见图10，工件64、164可以以任何方式被加热。通过非限制性例子，压机76可以包括感应加热线圈82，所述感应加热线圈82配置为在工件64、164布置在压机76中时围绕工件64、164。然而，工件64、164也可以例如通过多个气体燃烧炬(未示出)或电加热表面或压盘(未示出)而被加热。
挤压和加热可以定义为硬钎焊。对于包括含有氧的铜(S卩，韧铜(tough pitch))的硬钎焊材料58(图3和6)，保护性的硬钎焊环境可以使气孔和铜内的氧化物还原最小化。通常，包括铜和磷的硬钎焊材料58是自熔的且可以不需要化学熔剂。然而，对于需要熔剂的硬钎焊材料58的变化例，可选的熔剂可以涂覆在硬钎焊材料58上。再次参见该方法，在夹住之后，例如，在挤压和加热期间，硬钎焊材料58可以从初始状态68 (图3和6)转变到可流动状态70 (图4、7和8)且沿多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134的第一部分60，160(图3和6)流动。例如，对于第一表面34在其中限定了环形通道42 (图3)的实施例，硬钎焊材料58可以在环形通道42内流动且被环形通道42容纳，以便填充环形通道42且接触多个环形板件30的相应的相邻一个环形板件的第二表面36的对应第二部分62 (图4)。因此，加热工件64、164 (图10)可以包括将硬钎焊材料58 (图3)限制在环形通道42(图3)内。即，环形通道42可以配置为用于在端环组件10的形成期间控制或引导硬钎焊材料58的流动。这样，在挤压期间上述间隙66 (图4)减小和消失时，处于可流动状态70(图4)下的硬钎焊材料58被环形通道42限制。进一步地，硬钎焊材料58与第一部分60 和第二部分62中的每一个之间的接触可以确保在挤压和加热期间第一和第二部分60、62的润湿。在该实施例中，处于可流动状态70下的硬钎焊材料58不流动到多个缺口 40(图3)，从而硬钎焊材料58不填充多个缺口 40且由此抑制在转子12(图I)形成期间导体条26(图I)的插入。类似地，对于多个环形板件130中的每一个的第一表面134在其中限定出环形凹部50(图6)且多个环形板件130中的每一个的第二表面136在其上具有环形突出部52 (图7-9)的实施例，硬钎焊材料58从初始状态68(图6)转变到可流动状态70 (图7)且沿环形凹部50从中央边沿46朝向外边缘38流动。S卩，在硬钎焊材料58从初始状态68转变到可流动状态70时，硬钎焊材料58可以沿环形凹部50朝向中央边沿46和外边缘38两者流动，即，朝向和离开中心纵向轴线14(图6)流动，但是可以不邻接外边缘38(图8)。因此，在该实施例中，硬钎焊材料58可以沿外边缘38流动到多个缺口 140中的每一个中，如图8最佳示出的。然而，如在下文详述的，硬钎焊材料58可以不沿整个第一径向长度54(图7)流动到外边缘38。而是，硬钎焊材料58可以流动溢过边缘88 (图7和8)，且因此可以流动至小于环形凹部58整个第一径向长度54，即，第一部分160。因此，参见图8，加热工件164可以包括用硬钎焊材料58至少部分地填充多个缺口 140中的每一个。这样，环形凹部50和环形突出部52可以协作且一起被配置为用于在端环组件110的形成期间控制或引导硬钎焊材料58的流动。在上述间隙166 (图7)在挤压期间减少和消失时，处于可流动状态70下的硬钎焊材料58沿环形凹部50流动。进一步地，硬钎焊材料58与第一部分160和第二部分162中的每一个之间的接触可以确保在挤压和加热期间第一和第二部分160、162的润湿。在该实施例中，处于可流动状态70下的硬钎焊材料58流动到多个缺口 140 (图8)，从而硬钎焊材料58至少部分地填充多个缺口 140。多个缺口 140的这样的至少部分填充可以用于在转子12(图I)形成期间在单个制造过程中同时将导体条26 (图I)附接到端环组件110。这样，再次参照图1，方法可以进一步包括，在夹持之后，将导体条26布置到多个缺口 40、140(图3和6)的至少一个中且用硬钎焊材料58将导体条26附接到工件64、164。例如，一个导体条26可以插入到多个缺口 40、140中的每一个中，以准备好用于形成转子12，如图I所示。因此，再次参照图8，多个缺口 140的上述至少部分填充可以使得每一个相应导体条26湿润并将每一个相应导体条26连结到堆叠的多个环形板件130，以由此将导体条26或多个导体条26附接到工件164。因此，转子12(图I)可以在单个制造或形成过程中形成。现在参见图4、5和7-9，该方法进一步包括，在加热之后，冷却工件64、164 (图4和7)以将硬钎焊材料58从可流动状态70 (图4、7和8)转变为固定状态72 (图5和9)，且由此仅将多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134的第一部分60、160 (图4和8)和多个环形板件30、130的相应的相邻一个环形板件的第二表面36、136的对应的第二部分 62、162 (图4和8)连结，而不连结多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134和多个环形板件30、130的相应的相邻一个环形板件的第二表面36、136的全部，以形成端环组件10、110(图5和9)。即，工件64、164冷却以将第一部分60、160硬钎焊到多个环形板件30、130中的每一个的对应的第二部分62、162。例如，工件64、164可以通过将工件64、164从热源移除而被冷却，所述热源例如为压机76 (图10)的感应加热线圈82 (图10)、气体燃烧炬(未示出)、和/或电加热表面或压盘(未示出)。因此，现在参照图5和9，最终形成的端环组件10、110包括相邻彼此堆叠的多个环形板件30、130，如上所述。更具体地，最终形成的端环组件10、110可以包括相邻彼此堆叠的总共2到8个独立环形板件30、130。例如，在一个非限制性变化例中，端环组件10、110可以包括相邻彼此堆叠的6个环形板件30、130。因此，端环组件10、110可以具有约4mm到约16mm的总厚度84 (图5和9),例如，约IOmm到约12mm。此外，现在参照图3和6，为了确保多个环形板件30、130中的每一个的多个缺口40、140的足够对准,端环组件10、110可以进一步包括至少一个对准元件86,所述对准元件86配置为用于让多个环形板件30、130中的每一个沿中心纵向轴线14同轴对准。例如，端环组件10、110可以包括一个或多个对准元件86，例如铆钉和由每一个环形板件30、130限定的对应的铆钉孔186。特别地，在端环组件10、110的形成期间，这样的铆钉可以具有延伸超过堆叠的多个环形板件30、130的长度。铆钉可以随后在多个环形板件30、130的组装之后被制作出头部。例如，每一个铆钉可以包括上头部和下头部。每一个铆钉的下头部可以凹入到多个环形板件30、130的最下面一个中，且上头部可以在多个环形板件30、130和硬钎焊材料58堆叠在上述构造中之后至少部分地制作出头部(headed)或制作出销柱(staked),以有助于在随后的处理操作期间操纵工件64、164(分别如图4和7所示)。继续参考图3和6，一个或多个对准元件86可以配置为沿中心纵向轴线14同轴地对准多个环形板件30、130。替换地或另外地，端环组件10、110可以包括切口(cut-out)(未示出)或其他结构特征(未示出)，以确保多个环形板件30、130中的每一个的多个缺口40、140的充分对准。一个或多个对准元件86可以因此优化多个环形板件30、130中的每一个的上述复杂形状的对准，例如多个缺口 40、140，且允许在没有昂贵和/或困难的机加工的情况下形成高精确的端环组件10、110。如图5和9所示，端环组件10、110可以基本上在多个环形板件30、130的相邻板件之间没有任何间隙66、166 (分别如图4和7所示)。因此，多个环形板件30、130的形状互补的相邻环形板件可以在其之间基本上没有任何间隙66、166。相反，端环组件10、110包括夹持在多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134的第一部分60、160 (图5和9)和多个环形板件30、130中的相应的相邻一个环形板件的对应的第二表面36、136的对应第二部分62、162 (图5和9)之间的硬钎焊材料58，该硬钎焊材料58仅连结多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134的第一部分60、160 (图5和9)和多个环形板件30、130中的相应的相邻一个环形板件的对应的第二表面36、136的对应第二部分62、162(图5和9)而不是连结多个环形板件30、130中的每一个的第一表面34、134和多个环形板件30、130的相应的相邻一个环形板件的第二表面36、136的全部。因此，硬钎焊材料58仅连结多个环形板件30、130的相邻环形板件的目标区域，S卩，多个环形板件30、130的相邻环形板件的第一部分60、160和第二部分62、162。换句话说，硬钎焊材料58不夹持在多个环形板件30、130的相邻环形板件的整个第一表面34、134和第二表面36、136之间。例如，对于第一表面34在其中限定出环形通道42 (图3)的图3_5所不的实施例，硬钎焊材料58可以沿第一部分60被布置且限制在环形通道42内，如上所述。即，硬钎焊材料58可以不从多个环形板件30中的每一个的环形通道42溢出或涨出。相反，硬钎焊材料58可以在环形通道42内在初始状态68 (图3)、可流动状态70 (图4)和固定状态72 (图 5)之间转变。而且，如图5所示，硬钎焊材料58可以在固定状态72下填充基本全部环形通道42。即，环形通道42的体积可以基本上等于处于可流动状态70 (图4)下的硬钎焊材料58的体积。因此，在硬钎焊材料58在工件64的加热期间从初始状态68 (图3)转变到可流动状态70(图4)时，硬钎焊材料58可以流动以填充基本全部环形通道42。硬钎焊材料58可以随后在工件64的冷却时从可流动状态70转变为固定状态72(图5)，以由此连结多个环形板件30的相邻的环形板件。然而，如图5所示，并非通过硬钎焊材料58连结第一表面34和第二表面36的全部，而是硬钎焊材料58被夹持在多个环形板件30中的每一个的第一表面34的第一部分60和多个环形板件30的相应的相邻一个环形板件的第二表面36的对应的第二部分62之间且仅连结多个环形板件30中的每一个的第一表面34的第一部分60和多个环形板件30的相应的相邻一个环形板件的第二表面36的对应的第二部分62。类似地，对于图6-9的所示的实施例，其中多个环形板件130中的每一个的第一表面134在其中限定出环形凹部50 (图6)且多个环形板件130中的每一个的第二表面136在其上具有环形突出部52 (图7)，硬钎焊材料58可以布置在多个环形板件130中的每一个的第一部分160上，且沿环形突出部52将多个环形板件130中的每一个连结到多个环形板件130的相应的相邻一个环形板件，如上所述。即，环形凹部50的体积可以基本上等于处于可流动状态70(图7)下的硬钎焊材料58的体积。因此，硬钎焊材料58可以邻接中央边沿46或被中央边沿46保持，但是也可以至少部分地填充多个缺口 140，而不流动到多个环形板件130中的每一个的外边缘38(图8)。S卩，硬钎焊材料58可以沿第一部分160(即沿环形凹部50)在初始状态68 (图6)、可流动状态70 (图7和8)和固定状态72 (图9)之间转变。特别地，在硬钎焊材料58在工件164的加热期间从初始状态68转变到可流动状态70时，硬钎焊材料58可以沿环形凹部50流动，且可以溢出边缘88 (图7)到多个缺口 140中的每一个。S卩，硬钎焊材料58可以继续润湿多个环形板件130中的每一个，但是可以不沿整个第一径向长度54(图7)流动到外边缘38。S卩，在该实施例中，硬钎焊材料58可以朝向内壁48和朝向外边缘38流动，但是可以不邻接外边缘38。这样，硬钎焊材料58可以溢出边缘88(图7)以由此填充多个缺口140，如图8最佳示出的。因此，硬钎焊材料58可以随后在工件164冷却时从可流动状态70转变到固定状态72，以由此连结多个环形板件130的相邻环形板件和至少部分地填充多个缺口 140。即，硬钎焊材料58可以在固定状态72下至少部分地填充多个缺口 140中的每一个。这样，一个或多个导体条26 (图I)可以布置在多个缺口 40、140内且附接到端环组件10、110。然而，并非通过硬钎焊材料58连结第一表面134和第二表面136的全部，而是硬钎焊材料58被夹持在多个环形板件130中的每一个的第一表面134的第一部分160和多个环形板件130的相应的相邻环形板件的第二表面136的对应的第二部分162之间，且仅连结多个环形板件130中的每一个的第一表面134的第一部分160和多个环形板件130的相应的相邻环形板件的第二表面136的对应的第二部分162。因此，端环组件10、110和形成端环组件10、110的方法使得用于电磁机械的转子12的经济制造可行。例如，转子12可以在单个制造操作中形成，其中导体条26在端环组件IOUlO的形成期间附接到端环组件10、110。进一步地，该方法提供用钎焊在一起的多个环形板件30、130形成的端环组件10、110，且避免了昂贵或困难的铸造和/或机加工。进一步地，该方法和端环组件10、110提供三维流动控制区域，例如环形通道42 (图3)，和环形凹部 50(图7)和环形突出部52(图7)的组合，以控制在端环组件10、110的形成期间硬钎焊材料58的流动。换句话说，环形板件30、130的上述结构和方法在硬钎焊材料58加热和冷却期间控制或引导硬钎焊材料58的流动。进一步地，端环组件10、110可以用铜或铝形成，且根据转子12的期望操作而可以具有复杂精细的形状。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种用于转子的端环组件，其中转子可绕中心纵向轴线旋转，端环组件包括 多个环形板件，其相邻彼此堆叠，其中所述多个环形板件中的每一个具有第一表面和与所述第一表面相对地间隔开的第二表面；和 硬钎焊材料，夹持在所述多个环形板件中的每一个的所述第一表面的第一部分和所述多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的所述第二表面的对应的第二部分之间且仅连结所述多个环形板件中的每一个的所述第一表面的第一部分和所述多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的所述第二表面的对应的第二部分，而不是连结所述多个环形板件中的每一个的所述第一表面和所述多个环形板件的所述相应的相邻一个环形板件的所述第二表面的全部。
2.如权利要求I所述的端环组件，进一步包括至少一个对准元件，所述对准元件配置为用于让多个环形板件中的每一个沿中心纵向轴线同轴地对准。
3.如权利要求2所述的端环组件，其中所述多个环形板件中的每一个具有与中心纵向轴线间隔开的外边缘，且进一步地，其中所述多个环形板件中的每一个沿所述外边缘限定出穿过所述环形板件的多个缺口。
4.如权利要求3所述的端环组件，其中所述多个环形板件中的每一个的所述第一表面在其中限定出环形通道，所述环形通道与所述多个缺口中的任一个间隔开且不连接。
5.如权利要求4所述的端环组件，其中所述环形通道由外壁和中央边沿限定，所述外壁与中心纵向轴线间隔开，所述中央边沿具有内壁，所述内壁布置在所述外壁和中心纵向轴线之间。
6.如权利要求4所述的端环组件，其中所述硬钎焊材料被沿所述第一部分布置且限制在所述环形通道中。
7.如权利要求4所述的端环组件，其中所述硬钎焊材料可在所述环形通道内在初始状态、可流动状态和固定状态之间转变。
8.如权利要求7所述的端环组件，其中所述硬钎焊材料在所述固定状态下填充所述环形通道的基本全部。
9.如权利要求3所述的端环组件，其中所述多个环形板件中的每一个具有中央边沿，所述中央边沿具有内壁，所述内壁布置在中心纵向轴线和所述外边缘之间，且进一步地其中，所述多个环形板件中的每一个的所述第一表面在其中限定出环形凹部，所述环形凹部从所述内壁径向地延伸到所述外边缘。
10.一种形成用于转子的端环组件的方法，其中转子可绕中心纵向轴线旋转，该方法包括 将多个环形板件相邻彼此地堆叠； 其中多个环形板件中的每一个具有第一表面和与第一表面相对地间隔开的第二表面； 将硬钎焊材料夹持在多个环形板件中的每一个的第一表面和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的对应的第二表面之间，以由此形成工件； 在夹持之后，挤压工件； 在夹持之后，加热工件以将硬钎焊材料从初始状态转变为可流动状态；和 在加热之后，冷却工件以将硬钎焊材料从可流动状态转变到固定状态，且由此仅连结多个环形板件中的每一个的第一表面的第一部分和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的对应的第二部分，而不是连结多个环形板件中的每一个的第一表面和多 个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的全部。
全文摘要
一种用于转子的端环组件，其中转子可绕中心纵向轴线旋转，包括多个相邻彼此堆叠的环形板件。多个环形板件中的每一个具有第一表面和与第一表面相对地间隔开的第二表面。端环组件还包括硬钎焊材料，所述硬钎焊材料夹持在多个环形板件中的每一个的第一表面的第一部分和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的对应第二部分之间且仅连结所述第一部分和对应的第二部分，而不是连结多个环形板件中的每一个的第一表面和多个环形板件的相应的相邻一个环形板件的第二表面的全部。还公开一种形成端环组件的方法。
文档编号H02K15/02GK102969813SQ20121031573
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者R.M.克莱伯, D.R.西格勒, J.G.施罗思 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司