用於將波形繞組引入到電機的轉子和定子疊片組中的方法和設備的製作方法
2023-10-23 22:14:32 2
專利名稱：用於將波形繞組引入到電機的轉子和定子疊片組中的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於將波形繞組成形和引入到一個電機的轉子和定子疊片組中的方法和設備，所述波形繞組具有通過繞組端部相互連接的連接段。
背景技術：
例如由EP 1 012 951 B1、EP 0 604 797 A2和US 5 881 778早就已知，為了製造汽車發電機通過一個環繞一個模板的繞組噴嘴或一個在固定的繞組噴嘴前面環繞的模板產生波形繞組、尤其是分布的波形繞組，並且將這樣成形的環形波形繞組軸向拉入到一個定子中。
此外在US 4,864,715中描述了一種方法，用於將具有通過繞組端部連接的連接段的波形繞組成形並引入到一個類似轉子的轉移工具中，其中波形繞組由一個由繞組線連續成形的波形繞組帶截切而成。所述繞組線在成形為波形繞組帶的成形過程中由通過推桿操縱的成形輥交替地圍繞右側面以及左側面由一排在一個環繞驅動的、連續的輸送鏈構成的成形突起敷設。接著將波形繞組帶自由地通過空氣相切地導引到類似轉子的轉移工具上。最後使波形繞組從轉移工具的徑向向外敞開的槽擠進一個轉子或定子疊片組的徑向向內敞開的槽中。
這種方法的缺陷是，波形繞組的每個獨立的波形由於四個分別先後使用的推桿驅動的成形輥形式的導線器是煩瑣和費時的成形操作。此外不能使多個波形繞組以一個所期望的相對布置同時引入到轉移工具中。
按照EP 1 120 881 A2已經使定子具有許多徑向向內敞開的、橫截面為矩形的槽，致力於通過儘可能少的銅獲得定子槽的一個最佳的充填係數同時得到良好充填的繞組端部，這些繞組端部只產生一個相當少的運行噪聲，在矩形槽中這樣置入由矩形繞組線製成的波形繞組，使得在一個槽的橫截面中，所述橫截面通過具有多個徑向層的繞組線構成一個沿著槽延伸的排並且充滿槽的橫截面。在製造這種定子時存在的困難是，粗的矩形導線(其寬度對應於槽寬)在傳統的纏繞和拉入方法中只能困難地變形，並且一般在端面突出於定子疊片組的繞組端部由於許多在圓周上重疊的繞組以及繞組線的不良變形性造成一個太大的直徑寬度，它實際上難以通過傳統的繞組端部成形模具減小。
發明內容
因此本發明的目的是，提供一種方法和設備，借其以更簡單的方式也可以由相當粗的繞組線製造波形繞組並夠能夠將其引入到轉子或定子疊片組中。
上述目的按照本發明的建議在方法方面由此得以實現，即，在一個工作步驟中分別將多個由一個連續成形的波形繞組帶截切成的具有一定數量波形的波形繞組引入到一個杆形接納器中，並且通過這個接納器基本切向地導引到分別具有徑向向外敞開的槽的一個轉子或定子疊片組或者一個類似轉子的轉移工具上，以及在疊片組或轉移工具的旋轉運動和帶狀波形繞組的一個對應於其圓周速度的、基本切向的相對運動期間使其連接段壓到槽中。
本發明的優點是，分別只通過兩個非常簡單的成形過程就可以產生許多不同的定子繞組結構。僅需在一個第一步驟中將繞組線連續地彎曲成一個扁平的波形、即一個波形繞組。這對於矩形導線是特別有利的，因為可以避免扭絞。然後只需將截切好的扁平波形繞組以所期望的相對布置聚集在一個杆狀接納器中，然後從基本切向的位置連續地在相同方向上以波形繞組在疊片組中的環形布置的相當大的曲率半徑彎曲成一個環。不再出現強烈的變形和卡緊，如同在預纏繞好的波形繞組軸向拉入時那樣。
按照本發明的用於實施新的方法所建議的設備具有一個用於成形波形繞組的成形裝置，並且其特徵在於，有一個杆狀的用于波形繞組的接納器，它相對於一個通過一個旋轉驅動裝置可旋轉驅動的分別具有徑向向外敞開的槽的轉子或定子疊片組或者類似轉子的轉移工具基本切向地設置；還有一個驅動裝置，用於使具有容納在其中的波形繞組的杆狀接納器和/或疊片組或轉移工具沿著一個導軌以一個對應於疊片組或轉移工具圓周速度的速度相對推進；還有導向或推進機構，通過它們使波形繞組的導引到疊片組或轉移工具上的連接段先後依次從杆狀接納器中排出並可以引入到徑向向外敞開的槽中。
這個裝置的優點是，它與引入到一個轉子或定子疊片組中的波形繞組具有怎樣的波形、長度和相互間的相對位置基本無關。因此該裝置可以用於許多不同的繞組形狀。如果要將波形繞組裝進一個具有徑向向內敞開的槽的轉子或定子疊片組、即一個外定子中或一個外轉子電動機或發電機的轉子中，則通過一個附加的工作過程使用上述的轉移工具，以便將起先在轉移工具中產生的繞組從其槽中徑向向外移置到外部定子或外轉子的槽中。
上述方法和新的設備的有利擴展構成在從屬權利要求中給出。
下面藉助於附圖詳細描述本發明的一個實施例。附圖中圖1示出在一個杆狀接納器和側面的導軌前面的波形繞組；圖2示出十二個置入到按照圖1的杆狀接納器中的波形繞組，它們接著共同安置到一個轉子或定子疊片組或者一個類似轉子的轉移工具中；圖3示出一個由多個分裝置組成的設備的俯視圖，該設備用於使波形繞組成形和引入到定子疊片組中；圖4示出一個裝置的側視圖，該裝置用於通過一個連接的衝壓裝置連續地成形一個波形繞組帶；圖5示出按照圖4的成形裝置和衝壓裝置的俯視圖；圖6A、B、C以相對於圖4左側的側視圖示出用於成形一個波形繞組帶的裝置，其中示出該裝置的各部件在成形一個波形繞組期間處於不同位置；圖7以從上面看去的俯視圖示出構成用於成形一個波形繞組的裝置的一部分的導線器；圖8示出一個轉子或定子疊片組或者一個轉移工具的簡化側視圖，通過徑向向外敞開的槽與在圖1和2中所示的杆狀接納器和導向機構共同作用使波形繞組從接納器轉入到疊片組或轉移工具中；圖9示出杆狀接納器和按照圖8的以剖視圖示出的導向機構的示意俯視圖，其中由於圖示的原因也示出位於接納器的槽中的波形繞組；圖10以一個簡化的局部剖視圖示出一個類似轉子的轉移工具處於在將波形繞組轉移到一個轉子疊片組中時佔據的同心的位置，以及圖11以一個簡化的縱向剖視圖示出按照圖10的轉移工具。
具體實施例方式
在圖1中示出的波形繞組10根據要配備繞組的轉子或定子疊片組的槽的數量和配位具有一定數量的波，它們由平行的連接段12和尖頂形的繞組端部14構成。波形繞組的連接端以16表示。在所示實例的情況下通過所示的波形繞組10佔據一個定子疊片組的每第六個槽，其中連接段12穿過定子槽延伸並且尖頂形的繞組端部14在端面從定子疊片組中突出來。本實施例中，在兩個由波形繞組10佔據的定子槽之間分別空出五個定子槽，在其中引入其它的這種波形繞組10。總共可以使八個層、在這裡為在一個槽18中的導線層，存在於例如在圖10中以橫剖視圖中所示的一個定子疊片組20的矩形的、徑向向內敞開的槽18中。但是這個數量只是示例性的。橫截面為矩形的槽18也可以分別已經用一個較粗的徑嚮導線的四個導線層充滿。根據電動機或發電機和所選擇的繞組的類型還可以存在其它的層數量，其中也可以使兩個或多個導線層在一個槽中通過一個唯一的、一體的波形繞組10構成。例如對於一個所謂的分布的波形繞組就是這種情況，其中連接段以兩層或多層位於相同的定子槽中，但是一層或多層繞組端部在其中一個端面上從疊片組中突出來，而其它層的繞組端部在對置的側面從定子疊片組中突出來。通過一個唯一的波形繞組使多個導線層充滿一個槽的另一可能性是，利用一個這樣長的按照圖1的波形繞組，使它在引入到定子疊片組中以後多次圍繞其圓周延伸。
尖頂形的繞組端部的優點是明顯的，如果藉助於圖1設想，在那裡所示的杆狀接納器2中在所示的第一波形繞組10的後面將另一這樣的波形繞組敷設在那些槽中，它們分別直接位於通過第一波形繞組10的連接段12敷設的槽的右側。然後第三個這樣的波形繞組也敷設到下一個連接向右側鄰接的槽中並且同樣敷設第四、第五和第六個波形繞組。最後要指出，總是只必須使尖頂形繞組端部14的左腿越過前面已經敷設的波形繞組的繞組端部的右腿導引，但是該右腿不必與前面已經敷設的波形繞組交叉。此外還要指出，所有確定的交叉點，在這些交叉點處一個左腿越過一個前面已經敷設的波形繞組的右腿導引，分別在這個位置形成唯一的交叉。因此只需將繞組端部的交叉的左腿總體或部分地在交叉點略微抬起然後再下降到連接段的平面中，以使所有的連接段和先後依次敷設的六個波形繞組的尖頂形繞組端部的半體無強制地位於槽內的相同的導線層中。為了使一個尖頂形半體越過一個或多個已經敷設的波形繞組的尖頂形半體，前一尖頂形半體的間歇地抬起和下降可以在置入到杆狀接納器22中之前通過衝壓波形繞組來實現。不言而喻，也可以使跨越交叉的尖頂形半體下降或者使其中一個尖頂形半體略微抬起並使另一尖頂形半體略微下降。
藉助於圖1和圖2還可以看出，一個兩倍周長的波形繞組在中間這樣摺疊和合併，使得各兩個連接段分別上下重疊並且使繞組端部對置地設置。也可以選擇使兩個單倍周長的完全相同的波形繞組中的一個倒轉並敷設在另一波形繞組上，並且在一個端部與這個波形繞組電連接。由此同樣得到一個分布的波形繞組，它分別具有兩個在每個槽中的連接段並具有直接對置設置的繞組端部。
當波形繞組10具有雙倍周長時，在置入到杆狀接納器22的槽中時也可以這樣進行，首先以上述的順序將六個構成一個導線層的波形繞組只以其一半長度敷設。然後在杆狀接納器22的另一半長度上使所述順序反向，由此使通過其第一半最後敷設的繞組線作為第一繞組線敷設到接納器22的第二半體中，倒數第二個波形繞組作為第二繞組線等。由此實現，對於第二導線層位於定子中的繞組端部使導線交叉區域於另一尖頂形半體上。
在將波形繞組敷設到接納器22的槽中時除了這些摺疊、電連接和交換順序以外還存在另一可能性，使一個已經置入的波形繞組的各單個波形彎曲並且在置入一個或多個其它的波形繞組以後再彎回到接納器22的槽中，由此在一個確定位置上實現上下重疊的波形繞組的順序的變化。
圖2示出一個多層繞組的繞組端部的非常均勻的結構。
圖3以俯視圖示出一個用於將波形繞組纏繞和引入到定子疊片組中的完整加工設備。在此通過24和24』表示兩個並行工作的成形裝置，其中各一個從一個儲料滾筒26或26』牽拉出來的繞組線連續地形成一個波形繞組帶，由波形繞組帶獲得在圖1和2中所示的波形繞組作為區段。在圖3中通過28或28』分別表示一個衝壓工位，在其中波形繞組的繞組端部通過衝頭和凹模這樣成形，使得它們可以在不同的平面中相互沿著導引。此外在這個工位使波形繞組10截切成連續產生的波形繞組帶所需的長度並且引出連接端16。
在下一個以30和30』表示的工位使波形繞組10以規定的順序和結構置入到杆狀接納器22的槽中，而且在每個槽中具有許多導線層，如共同在一個唯一的工作步驟中加入到一個轉子或定子疊片組或者一個類似轉子的轉移工具的槽中那樣。按照圖3，一個輸送系統配有隨行夾具，它們分別載有一個具有槽的杆狀接納器22。在一個按照圖2的接納器22加載波形繞組後，相應的隨行夾具32或32』移動到以34所示的轉移工位，並且另一隨行夾具36或36』連同空的杆狀接納器22返回到加載工位30。
在轉移工位34，所述波形繞組從一個杆狀接納器22在所示實例情況下首先轉移到一個具有徑向向外敞開的槽的類似轉子的轉移工具上。詳細內容在下面參照圖8和9進行說明。接著將已充滿的轉移工具從一個旋轉臺40旋轉到一個插入工位38，在其中類似轉子的轉移工具這樣引入到一個定子疊片組的孔中，使得其徑向向內敞開的槽與轉移工具的槽對準，由此可徑向移動的滑塊可以將波形繞組從轉移工具徑向推入到定子疊片組的槽中。然後，所述旋轉臺40將定子疊片組旋轉到一個壓縮工位42，在其中首先加入的波形繞組的組還繼續徑向向外推入或拉進定子槽中並且壓縮繞組端部。接著將一個完成纏繞的定子疊片組從旋轉臺40輸送到一個輸出工位44並且從那裡取出或送出。如果還要在定子疊片組中接收一個第二或其它組波形繞組，則將局部纏繞的定子疊片組再一次帶到插入工位38並且配備第二或另一組波形繞組。然後在從輸出工位中取出定子疊片組之前，在壓縮工位42中接著進行一個壓縮過程。
可適宜的是，在成形裝置24』中成形的波形繞組形成有比在成形裝置24中和在轉移工位34和插入工位38中成形的波形繞組略微更窄的繞組端部，首先通過適配的轉移工具將來自成形裝置24的一組波形繞組然後將來自成形裝置24』的一組波形繞組交替地導引到定子疊片組中。通過不同寬度的繞組端部可以在其引入到定子疊片組中以後得到不同半徑的波形繞組。
圖4、5和6A、B、C詳細地示出成形裝置24並且圖4和5還示出衝壓裝置28。所述成形裝置24的主要部件是兩個連續迴轉的、軸向並列設置的圓盤46、48，它們分別具有突出於圓周面的成形突起50。所述圓盤46、48在連續地產生一個波形繞組帶52時與一個導線器共同作用，它緊靠在圓盤46、48的圓周旁邊圍繞一個水平軸步進式旋轉地支承。由在圖6A、6B和6C中的簡化示意圖最清楚地看出從儲料滾筒26引出的繞組線成形為波形繞組帶52。
在開始連續的成形過程時，以56表示的繞組線的始端按照圖6A暫時地夾緊在左圓盤46的一個成形突起50上或者以其它方式固定並且圍繞右圓盤48的沿迴轉方向銜接的下一成形突起50作為迴環敷設。接著當由一個可旋轉地支承的例如以圓盤或梁的形式的支架55和直徑對置的安置在外圓周附近的、軸向向著圓盤46、48突出的成環銷(Mitnehmerzapfen)58、60組成的導線器54按照方向箭頭62開始旋轉時，在圖6A所示實例的情況下成環銷58撞到來自儲料滾筒26的繞組線56，並且開始在其圓周上形成一個迴環。同時成環銷58也圍繞左圓盤46的一個成形突起50引導繞組線，在左圓盤的圓周面上該繞組線通過一個中心設置在支架55上或不可旋轉地穿過支架55延伸的、沿軸向朝成形突起向前推入的推桿(Stoessel)64固定。該推桿最好在其自由端構成有一個保持凸耳(Haltenase)66，它將繞組線足夠遠地推到成形突起50上。因此在圖6A所示的階段同時在圓盤46的上述成形突起50上和在成環銷58上分別構成一個迴環。在導線器54繼續在方向箭頭62的方向上旋轉運動並且圓盤46、48在方向箭頭68的方向上同時轉動時兩個迴環的纏繞角度加大，如同在圖6B所示的中間階段所示的那樣。在那裡成環銷58和69基本上下垂直地位於圓盤46前面。所述推桿46已經被圓盤46拉回，因為在其間繞組線迴環在繼續旋轉一段距離的圓盤46的突起50上獨自地固定。
為了防止在按照圖6B的階段中繞組線56撞擊到圓盤46的下一成形突起50上，該繞組線跟在構成迴環的成形突起50後面，設有一個在圖4中所示的導板70，它引導繞組線56越過下一成形突起50。
在導線器54繼續旋轉並達到按照圖6C的位置以後，圓盤48的一個成形突起50軸向直接位於成環銷58前面。所述導線器54的旋轉運動短時間中斷，並且一個在圖4和7中所示的卸線器72使位於成環銷58上的導線迴環軸向從這個成環銷上卸下來並且越過位於成環銷前面的突起50。同時或緊接著推桿46繼續軸向向前移動並將繞組線56推動越過，即，沿動方向推到圓盤46的成形突起50前面，繞組線直線地事先通過導板70已經在成形突起旁邊導過，因此現在這個成形突起構成下一迴環。
接著，當繼續旋轉時成環銷58到達在圖6A中成環銷58所處的位置時，重複上述的過程。如圖所示，所述成形突起50在兩個圓盤46和48上相互相對地以空隙設置，其中，在圓周上測量的在一個圓盤上的一個成形突起50與另一圓盤上的直接銜接的成形突起50之間的間距大致與繞組線56的直徑一樣大。因為圓盤46和48的連續旋轉運動與導線器54的中斷的旋轉運動這樣相協調，使得一個繞組線迴環先後傳遞到兩個圓盤46、48的每個成形突起50上，總體上得到無中斷的波形繞組帶52。
為了分別在繞組線迴環被從成環銷58、60卸到圓盤48的成形突起50上的階段，為導線器54獲得一個具有短時間中斷的旋轉運動，可以利用一個適合的步進傳動機構，例如以一個馬氏機構的形式。
從導線儲備26的導線抽出包括一個導線制動。因此繞組線56在圍繞成形突起50形成迴環期間處於一個拉應力下，並且在導線迴環敷設到成形突起50上期間已經產生一定變形，形成波或鋸齒的形狀。但是在繞組線中的拉應力一般不足以使尖頂形繞組端部14通過其角度和直線的中間段精確地成形，即使成形突起50具有一個對應於繞組端部14形狀的橫截面。因此，為了實現所期望的繞組端部14的形狀規定，所述成形突起50在圓盤46、48上的兩個圓周排中在圓周區域上(在該區域上波形繞組帶52從迴環形成位置輸送到從圓盤46、48排出的位置)首先以一個確定的尺度加大(它足以達到一個相對高的、對於繞組線變形足夠的拉應力)並然後再縮小。當變形突起50以規定的間距在軸向可控地滑移地安置在一個寬輥上時，該輥可以均勻地圍繞一個直線軸旋轉。相反，當代替一個寬輥使用兩個圓盤46、48時，所述成形突起50無需執行一個相對軸向運動，因為圓盤46、48這樣支承就足夠了，使得在旋轉運動期間在兩個傾斜對置的支承波形繞組帶的成形突起之間的間距首先加大並且然後再縮小。在最簡單的情況下，為此可以使兩個圓盤46、48的旋轉軸側面向外下降地傾斜。由此兩個圓盤46、48之間的並由此傾斜對置的成形突起50之間的間距在上面最大，在下面最小並且在迴環形成位置基本上與波形繞組帶52從圓盤46、48排出所在的位置一樣大。因此在從迴環形成位置到排出位置的路徑上，如同所期望的那樣，成形突起50之間的間距加大並且然後再變小。當然，對於圓盤46、48也可以選擇其它的支承，它們使圓盤產生一個具有上述作用的擺動運動。
最後要注意，為了產生尖頂形繞組端部14不必使用具有相應橫截面形狀的成形突起50。成形突起例如也可以分別由三個銷子代替，它們位於成形突起50的側面最外側拐角所在的位置上。銷子的製造比成形突起50的加工更經濟。
不言而喻，所述成形突起50代替尖頂形橫截面也可以具有其它適合於繞組端部的形狀。對於選擇使用銷子也是這樣的。
在圓盤46、48圓周上的在所示實例情況下與迴環形成位置基本對置的位置上，一個設置在圓盤46、48之間的中間空隙中的偏轉板(Abweis-bleck)可以負責，使波形繞組帶52可靠地從成形突起50鬆開，並且在波形繞組帶52由一個可連續迴轉驅動的輸送帶76通過在其外側面上安置的推爪(Mitnehmer)78獲取並輸送到衝壓裝置28之前，首先形成一個自由懸垂的迴環74。該自由懸垂的迴環74在運行期間在其長度上發生變化並且構成一個緩衝存儲器，它補償由於輸送帶76停機時間引起的、與圓盤46、48的均勻輸送速度相比不均勻的排出速度。所示迴環74在必要時可以通過一個在重力負荷下彈性彎曲的、撓性的導軌80得到支持，以防止波形繞組帶52由於自重過度地加長。
所述衝壓裝置28的功能是，使繞組端部14垂直于波形繞組帶52的平面這樣變形，從而不妨礙在裝配狀態在定子疊片組中搭接的繞組端部，並且使相同的導線位置、例如徑向最外邊的導線位置的波形繞組10儘可能無應力地置入到其在定子槽中的各自的層或位置中，因此在引入過程中無需首先使交叉的繞組端部這樣強烈地相互擠壓，使得它們變形並且可以使波形繞組10的連接段佔據其在定子槽中的規定位置。
根據所提出的目的，所述衝頭82和凹模84這樣確定尺寸和構成，使得在每個衝壓過程中，可以將一個或多個繞組端部14整體或局部地相對于波形繞組帶52的主平面向上或向下頂壓出來。通過這種方式能夠同足夠數量的衝頭使一個波形繞組10的所有繞組端部14同時通過一個唯一的衝程成形。也可以選擇使一個波形繞組10的繞組端部14通過較少的衝頭82在多個行程中成形。一般在成形期間使輸送帶76停止，其中在這個時間間隔中，圓盤46、48將所產生的波形繞組帶52輸送到作為緩衝存儲器的鬆弛的迴環74中。當期望高的加工能力時，可以使衝頭82和凹模84與一個較長的輸送帶76相結合也飛速地(fliegend)運行，使得它們在成形過程期間以輸送帶的速度與該輸送帶並行地移動。在這種工作方式的情況下無需自由懸垂的迴環74。
在衝壓裝置28中除了衝頭82外還安置有未示出的切割工具，它將波形繞組帶52在給定的位置上分開，以獲得確定長度的波形繞組10。已截切的波形繞組的導線端部由未示出的夾頭(Greifer)拉出到在圖1和2中示出的連接端部16。此外，可以在衝壓裝置28中或者在另一成形工位中使連接段12從由圓導線產生的波形繞組變形成一個矩形的橫截面。
在衝壓裝置28上必要時還連接另一工作工位，在其中機械地或手動地使一個長的波形繞組10這樣自身折回，使得產生一個一半長分布的波形繞組。也可以將兩個波形繞組10上下重疊地敷設成一個分布的波形繞組並且在一端相互間電連接。此外，也可以使兩個或多個應該並排地位於不同的槽中的波形繞組在確定的位置上這樣交叉，使得在其長度的一部分上其中一個波形繞組位於另一波形繞組的下面，但是在其長度的另一部分上位於其上面。
在下一工作步驟中，如上所述使已成形的波形繞組10在圖3中以30表示的裝載工位上置入到在圖1和2以及圖8和9中所示的杆狀或齒條狀的接納器20的橫槽中。為此一個連續的輸送帶按照輸送帶76的形式依次地將多個波形繞組10分別輸送到在杆狀接納器22的確定的橫槽上面或下面的給定位置中，波形繞組的繞組端部14在此在圖1所示的導軌86中導引。然後通過抬起以及降下導軌86或者選擇地通過抬起或降下杆狀接納器22將波形繞組10引入到其橫槽中。當然也可以將波形繞組10從上面引入到杆狀接納器22的槽中，然後將它們與已經置入的波形繞組一起轉動，以便將它帶到圖8所示的位置。
在圖8中示出將波形繞組從杆狀接納器轉移到一個轉子匣或類似轉子的轉移工具88中，它具有徑向向外敞開的槽89。這個過程在圖3中以34表示的轉移工位中驚醒。代替轉移工具88在那裡也可以設有一個轉子或定子疊片組，它具有徑向向外敞開的槽。
按照圖8，對於杆狀接納器22的轉移過程以類似轉子的轉移工具88或一個在其位置上存在的轉子或定子疊片組為基準切向定向，其中杆狀接納器22的槽與轉移工具88的槽通過其槽相互指向。此外，槽的間距和接納器22與轉移工具88的相對運動這樣相互協調，使得在切向的接觸位置上兩個對置的槽分別相互對準。在按照圖8的實施例中，在轉移過程期間所述轉移工具88圍繞一個位置固定的軸執行一個與時針方向相反的旋轉運動，而杆狀接納器22同時以轉移工具88的圓周速度沿著一個未示出的直線導軌直線地從右向左進給。在這些對應的運動發生期間，兩個在俯視圖中呈U形的導向機構90、92使必要時直到那時通過與導軌86對應的導軌保持在接納器22的槽中的波形繞組10中在切向接觸點區域和沿運動方向位於其後面的區域中從接納器22的槽分別頂壓進對置的轉移工具88的槽中。因為杆狀接納器22按照圖1、2和9比波形繞組10的連接段12的長度更窄，因此U形導向機構90、92可以在杆狀接納器22旁邊的兩側上作用到連接段12的外部區域以及繞組端部14上，以將連接段先後地從接納器22的槽中移置出來並推入到轉移工具88的槽中。
代替兩個導向機構90、92，也可以使用一個唯一的較大的導向機構。也可以選擇存在可機械操縱的推桿或滑塊，它們通過一個或兩個行程分別將保持在接納器22的槽中的連接段推入到轉移工具88的對置的槽中。
在圖8所示的直線的杆狀接納器22的相對於類似轉子的轉移工具88的切向布置，對於轉移過程通過非常簡單的運動驅動裝置實現。當放棄這個結構時，也可以按照本發明使用一個相對於圖8以一個確定半徑的向上或向下彎曲的杆狀接納器22，因為在轉移工具88的接觸點上存在一個基本上切向的取向和相對運動。在所有情況下，在相應另一部件固定期間，或者使轉移工具88或者使杆狀接納器22以一個組合的運動這樣導引，從而產生一個允許波形繞組轉移的滾運。
在一個工作過程中有多少波形繞組從杆狀接納器22轉移到轉移工具8上8並從這個轉移工具轉移到一個具有徑向向內敞開的槽的定子或轉子疊片組上，這取決於單獨的情況。一般兩個轉移過程接足夠了。
圖10和11以加大的比例示出轉子匣或轉移工具88的一個局部橫截面以及其在波形繞組10徑向插入到一個定子疊片組20的徑向向內敞開的槽18中期間的縱向剖視圖。對於這個轉移過程，所述定子疊片組20在那個旋轉位置軸向放置到轉移工具88上或者將這個疊片組插進定子20的孔中，使徑向向內敞開的槽18與轉移工具88的徑向向外敞開的槽對準。然後將放置到轉移工具槽中的波形繞組通過徑向繼續向內放置在相同槽中的、片式的滑塊94徑向向外擠進定子疊片組20的槽18中。圖10示例性地示出一個槽18，在其中已經在一個原先的轉移過程中推入四個波形繞組導線層，而四個其它的波形繞組導線層還位於轉移工具88的相應槽89中並且必需在下一轉移過程中通過配屬的滑塊94徑向向外推入到對準的定子槽中。另一橫截面為矩形的定子槽已經通過在橫截面上適配的波形繞組的八個導線層完全充滿。
存在不同的方法，用於通過動力缸或斜齒輪傳動將滑塊94徑向移出和拉回。在圖11中示出一個簡單的實施例。它具有片式滑塊94，它們在轉移工具88的徑向向外敞開的槽中徑向滑移地導引但是軸向固定。為了使它們徑向移動，一個動力缸或其它驅動裝置使一個中心的驅動杆96滑移，在其上固定地安置錐形或楔形滑塊98，其傾斜於縱軸線延伸的前端和後端的平行楔形面嵌入到片式滑塊94的相應傾斜設置的空槽中。因此驅動杆96相對於圖11向上的一個運動導致滑塊94徑向擴展，並由此導致將放置在轉移工具88的槽89中的波形繞組擠進到定子槽18中。通過向下拉回驅動杆96，在轉移過程之後將該滑塊94重新沿徑向向內拉。
作為對圓盤46、48的代替選擇，對應於杆的具有無限大直徑的圓盤(它帶有安置在其上的或與上述的輥類似地安置的成形突起50)、一個具有兩排可橫向滑移的成形突起50的與一個導線器54共同作用的杆也能夠構成用於帶狀波形繞組10的成形裝置。在這個實施例中，所有其它的上述部件和措施都可以不改變地保留或者適當地採用。
權利要求
1.一種用於將具有通過繞組端部連接的連接段的波形繞組成形和引入到電機的轉子或定子疊片組中的方法，其特徵在於，在一個工作步驟中分別將多個由一個連續成形的波形繞組帶(52)截切的具有一定數量波形的波形繞組(10)置入到一個杆狀接納器(22)中並且通過該接納器基本切向地分別導引到具有徑向向外敞開的槽(89)的一個轉子或定子疊片組或一個類似轉子的轉移工具(88)上，並且在疊片組或轉移工具(88)的旋轉運動和帶狀波形繞組(10)的對應於旋轉運動圓周速度的相對運動期間將其連接段(12)頂壓到槽(89)中。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在接納波形繞組(10)之後，將轉移工具(88)裝進一個具有徑向向內敞開的槽(18)的定子疊片組(20)中，並且將波形繞組(10)從轉移工具(88)的槽(89)徑向移置到疊片組(20)的槽(18)中。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，將多個波形繞組(10)的連接段(12)置入到一個杆狀接納器(22)的平行的橫槽中並且通過該接納器在轉移時分別導引到具有徑向向外敞開的槽(89)的轉子或定子疊片組或類似轉子的轉移工具(88)上。
4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述波形繞組(10)這樣長，使得它們在具有徑向向外敞開的槽(89)的轉子或定子疊片組或類似轉子的轉移工具(88)的旋轉多圈期間被引入到這些槽(89)中。
5.如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，所述波形繞組(10)分別一體地多層地置入到杆狀接納器(22)中。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，在一個波形繞組(10)的兩層之間，另一波形繞組(10)的至少一個層被置入到杆狀接納器(22)的其它槽中。
7.如權利要求3至6中任一項所述的方法，其特徵在於，一個置入到杆狀接納器(22)中的波形繞組(10)的至少一個波形以約90°從其帶狀平面中彎出來並且在置入至少另一波形繞組(10)之後彎回到杆狀接納器(22)中。
8.如權利要求2至7中任一項所述的方法，其特徵在於，在將多個波形繞組(10)引入到一個具有徑向向內敞開的槽(18)的定子或轉子的疊片組(20)以後，將波形繞組(10)的在端面從疊片組(20)突出來的繞組端部(14)繼續徑向向外排出，然後將其它的波形繞組(10)引入到這些槽(18)中。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，在第一步驟中推入到疊片組(20)的槽(18)中的波形繞組(10)成形有比在第二步驟中引入的波形繞組(10)更寬的繞組端部(14)。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，在第二步驟中推入到疊片組(20)的槽(18)中的波形繞組(10)成形有比在第一步驟中引入的波形繞組(10)更高的繞組端部(14)。
11.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述波形繞組(10)的繞組端部(14)的至少一部分尖頂形地成形，然後在將其放入到杆狀接納器(22)的槽中之前，至少一個尖頂形半體至少局部地通過塑性變形從與繞組端部(14)鄰接的連接段(12)的平面被頂出。
12.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述波形繞組帶(52)由橫截面為矩形或圓形的繞組線(56)成形，該繞組線在成形過程中由一個導線器(54)交替地圍繞成形突起(50)的外側面上敷設，所述成形突起(50)在兩個軸向並排旋轉驅動的圓盤(46、48)的圓周上或者按兩排在一個可旋轉驅動的輥的圓周上相互位錯地設置，其中，在波形繞組帶(52)在圓盤(46、48)或輥的圓周上被帶動所在的角度範圍內，其中一排的一個成形突起(50)與另一排的下一成形突起(50)之間的間距以這樣的程度加大，使得成形突起(50)的外側面成形波形繞組(10)的繞組端部(14)。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述繞組線(56)在每個成形過程中通過至少一個安置在一個可旋轉驅動的支架(55)上的成環銷(58、60)朝導線圓周的頂壓和同時施加的橫向力彎曲成圍繞一排成形突起(50)的迴環和圍繞成環銷(58、60)的其他的迴環，並且將該迴環卸到另一排的一個成形突起(50)上。
14.如權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，向著角度範圍的末端，在該角度範圍內波形繞組帶(52)在圓盤(46、48)或輥的圓周上被帶動，通過縮小兩排成形突起(50)之間的間距重新消除繞組線(56)中的應力。
15.如權利要求12至14中任一項所述的方法，其特徵在於，所述波形繞組帶(52)至少在兩個成形工位(24、28)和/或裝配工位之間作為鬆弛的迴環(74)導引，它補償在兩個工位(24、28)中的不同輸送速度。
16.如權利要求12至15中任一項所述的方法，其特徵在於，將與繞組線(56)的相交位置鄰接的波形彎開並形成為波形繞組(10)的連接端(16)。
17.一種用於實施如權利要求1至16中任一項所述方法的設備，具有一個用於成形波形繞組帶(52)的成形裝置(24)和一個用於將波形繞組(10)引入到一個轉子或定子疊片組或者一個類似轉子的轉移工具(88)的徑向向外敞開的槽(89)中的裝置，其特徵在於，具有一個用于波形繞組(10)的杆狀接納器(22)，它相對於一個通過一個旋轉驅動裝置可旋轉地驅動的分別具有徑向向外敞開的槽(89)的轉子或定子疊片組或者類似轉子的轉移工具(88)基本切向地設置；還具有一個驅動裝置，用於使杆狀接納器(22)連同容納在其中的波形繞組(10)和/或疊片組或轉移工具(88)沿著一個導軌以一個對應於疊片組或轉移工具(88)的圓周速度的速度相對推進，所述波形繞組具有其通過繞組端部(14)連接的連接段(12)；還具有導向或推進機構(90、92)，通過它們將波形繞組(10)的導引到疊片組或轉移工具(88)上的連接段(12)先後依次地從杆狀接納器(22)中排出來並且引入到徑向向外敞開的槽(89)中。
18.如權利要求17所述的設備，其特徵在於，所述導軌具有一個可沿縱向移動的、具有平行的橫槽的杆狀接納器(22)，在其中可以以其連接段在給定相對位置上置入多個波形繞組(10)，這些波形繞組在一個工作步驟中共同引入疊片組或轉移工具(88)中。
19.如權利要求18所述的設備，其特徵在於，位置固定地設置作用於連接段(12)的外側區域和/或波形繞組(10)的繞組端部(14)上的導向機構(90、92)，通過這些導向機構可以將波形繞組擠進到疊片組或轉移工具(88)的徑向向外敞開的槽(89)中，而疊片組或轉移工具圍繞一個位置固定的軸旋轉並且同時在切向地在旁邊經過的杆狀接納器(22)上滾動。
20.如權利要求17至19中任一項所述的設備，其特徵在於，所述類似轉子的轉移工具(88)在徑向向外敞開的槽(89)中具有可徑向滑移導引的、可伸出於外圓周的滑塊(94)，通過所述滑塊可使容納在槽(89)中的波形繞組(10)擠到一個用於轉移的同心設置的轉子或定子疊片組(20)的對準的、徑向向內敞開的槽(18)中。
21.如權利要求20所述的設備，其特徵在於，軸向固定的滑塊(94)配有楔形面並且通過一個公共的、可軸向移動的驅動件(96)的相應楔形面或錐面(98)可徑向移動。
22.如權利要求18至21中任一項所述的設備，其特徵在於，一個用於將波形繞組(10)置入到杆狀接納器(22)中的裝載工位(30)具有可移動支承的、相互平行且與接納器(22)平行的、在投影上在接納器旁邊延伸的導軌(86)，這些導軌導引波形繞組(10)的繞組端部(14)，該裝載工位還具有一個連續迴轉導引的、可位置準確控制的帶有以連接段(12)的間距安置在其外側面上的推爪(78)的輸送帶(76)和一個伺服驅動裝置，用於將導軌從一個在杆狀接納器(11)的槽入口前面的位置移動到一個在這個接納器旁邊的位置，其中，所述波形繞組(10)的連接段(12)可以引入到接納器(22)的槽中。
23.如權利要求17至22中任一項所述的設備，其特徵在於，用于波形繞組(10)的成形裝置(24)具有兩個圓盤(46、48)或一個輥和兩排均勻地分布在圓周上的、相對於另一排相互錯置的、突出於圓盤或輥圓周的成形突起(50)和一個這樣導引的導線器(54)，使得一個繞組線(56)可以波形交替地圍繞在圓周上彼此相繼的成形突起(50)的外側面進行敷設，成形突起的形狀對應於待產生的波形繞組(10)的繞組端部(14)的形狀。
24.如權利要求23所述的設備，其特徵在於，在圓周上在一排成形突起(50)與另一排的下一成形突起(50)之間測量的自由間距與繞組線(56)的粗度一致。
25.如權利要求23或24所述的設備，其特徵在於，所述成形突起(50)的相互背離的側面在圓盤或輥圓周的俯視圖中分別具有一個尖頂的形狀。
26.如權利要求23至25任一項所述的設備，其特徵在於，在一個波形繞組(10)在圓盤(46、48)或輥上經過的圓周段上，在一排的一個成形突起(50)與另一排的下一成形突起(50)之間的軸向間距可首先加大而後縮小。
27.如權利要求26所述的設備，其特徵在於，每排成形突起(50)安置在一個單獨的這樣擺動或傾斜地支承的圓盤(46、48)上，使得兩排之間的間距在由一個波形繞組(10)經過的圓周段上先加大而後縮小，其中，通過間距加大可以使緊靠成形突起(50)的尖頂形外表面拉緊的繞組線(56)成形有相應的尖頂形繞組端部(14)。
28.如權利要求23至27中任一項所述的設備，其特徵在於，所述導線器(54)是一個圍繞一個基本橫向於圓盤(46、48)或輥的旋轉軸線的旋轉軸可旋轉驅動的支架(55)，它具有至少一個偏心的成環銷(58、60)和一個基本設置在旋轉軸上的、可控地軸向滑移的推桿(64)，其中具有成環銷(58、60)的支架(55)緊靠在圓盤(46、48)或輥旁邊在時間上與其旋轉運動適配地迴轉並且在一個工作循環的第一中間階段中使推桿(64)可以朝輸送到支架(55)與圓盤(46、48)或輥之間的空間中的繞組線(56)和其中一排的一個成形突起(50)推進，使得該繞組線(56)為了形成一個第一迴環而保持在這個成形突起(50)上，在一個第二中間階段中可以操縱一個卸線器(72)，在該第二中間階段中另一排的一個成形突起(50)沿軸向位於一個成環銷(58、60)的前面，通過該卸線器可以使一個由成環銷(58、60)上的繞組線(56)構成的第二迴環從成環銷(58、60)卸到位於其前面的成形突起(50)上。
29.如權利要求28所述的設備，其特徵在於，所述支架(55)在以下旋轉方向上旋轉，在這些旋轉方向上，以其圓周面朝繞組線(56)運動的成環銷(58、60)自動形成圍繞一排的一個成形突起(50)的第一迴環並同時形成圍繞成環銷的第二迴環。
30.如權利要求28或29所述的設備，其特徵在於，所述至少一個成環銷(58、60)的支架(55)不均勻迴轉地例如通過一個馬氏機構驅動。
31.如權利要求28至30中任一項所述的設備，其特徵在於，為了改變對應於不同的疊片組高度的波形繞組(10)高度，可以變化地調節兩排成形突起(50)之間的最大軸向間距和成環銷(58、60)在支架(55)上的偏心度。
32.如權利要求21至31中任一項所述的設備，具有一個設置在成形裝置(24)與裝載工位(30)之間用於將波形繞組(10)置入到杆狀接納器(22)中的衝壓裝置(28)，該衝壓裝置具有一個適配于波形繞組(10)的輸送機構(76)，例如一個連續迴轉導引的、可位置準確控制的具有以連接段(12)的間距安置在外側面上的推爪(78)的輸送帶，以及在側面在輸送帶旁邊的一個或多個衝頭(82)和凹模(84)，通過它們使一個置入在接納器(22)中的波形繞組(10)的一個繞組端部(14)的至少一部分從鄰近的連接段(12)的平面中頂出來。
33.如權利要求32所述的設備，其特徵在於，所述衝壓裝置(28)具有用於將波形繞組帶(52)截切成波形繞組(10)的切割工具。
34.如權利要求32或33所述的設備，其特徵在於，在成形裝置(24)與衝壓裝置(28)之間存在一個用於已成形的波形繞組帶(52)的鬆弛的導軌(80)，由此通過該導軌形成一個長度可變的作為緩衝存儲器的迴環(74)。
全文摘要
本發明涉及一種用於將具有通過繞組端部連接的連接段的波形繞組成形和引入到電機的轉子或定子疊片組中的方法，其特徵在於，在一個工作步驟中分別將多個由一個連續成形的波形繞組帶(52)截切成的具有一定數量波形的波形繞組(10)置入到一個杆狀接納器(22)中，並且通過該接納器基本切向地分別導引到具有徑向向外敞開的槽(89)的一個轉子或定子疊片組或者一個類似轉子的轉移工具(88)上，並且在疊片組或轉移工具(88)的旋轉運動和帶狀波形繞組(10)的對應於旋轉運動圓周速度的相對運動期間將其連接段(12)頂壓到槽(89)中。
文檔編號H02K15/00GK1813392SQ200480018140
公開日2006年8月2日 申請日期2004年6月26日 優先權日2003年6月27日
發明者S·薩迪庫 申請人:伊爾莫泰克斯塔託馬特銷售有限公司