製造電動機械定子或轉子用的波形繞組的方法和設備的製作方法

2023-05-02 20:44:11 1

專利名稱：製造電動機械定子或轉子用的波形繞組的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製造電動機械定子或轉子用的波形繞組的方法和設備，其中，至少一根通過導線器輸入的卷繞線卷繞在可驅動旋轉的模板設計有凹口的模體上，以及在造成波形繞組的每一匝時通過模板沿徑向被導引地運動的外部模件根據其轉角位置周期性地壓入各配設的凹口內，以及，接著這些線圈轉移到一個沿軸向可定位在模體前面的線圈架的縱槽內，線圈架在造成不斷線卷繞的線圈期間保持不旋轉或實施定位運動。
在DE 4306624 C2中介紹了一種可實施上述方法的設備。其中，在模板上造成一個第一波形繞組，從備用線軸截斷並脫模在線圈架上，接著按同樣的方式造成另一個波形繞組，截斷和在線圈架旋轉分度定位運動後脫模在線圈架上，等等。在這裡，線圈架只需要實施定位運動，優選地只實施旋轉分度定位運動，但在個別情況下可能還需要實行移動。它不必如在有些卷繞方法中的情況那樣與模板同步驅動，在那裡，在卷繞和除下並繞或波形繞組後在旋轉模板上不斷線地造成另一個繞組，例如按EP 0574841 A1、WO 98／25444和德國專利申請19739353．5的建議。與線圈架不同步驅動例如在這種情況下是恰當的，即，為了達到短的生產時間通過使用單一的提取裝置在不同的模板上平行作業製成串聯的波形繞組，然後轉移到同一個線圈架上並接著置入定子或轉子內，例如按EP 0818874 A1，在那裡當然卷繞線不是在卷繞過程中已經連續成型為波形，而是在卷繞過程結束後線圈才整體集合成一波形繞組。
迄今按DE 4306624 C2所實行的藉助於可旋轉分度定位但與模板不同步驅動的線圈架的方法有缺點，模板為了製造有規定匝數的波形繞組在旋轉了相應的圈數後取決於尺寸和橫截面必須以不同的程度超出初始位置向外再繼續旋轉，因為最後一匝的端頭只有在通過初始位置或基本位置後才由在最後一個圓周區內有效作用的作周期性運動的模件完成造型。
以避免此缺點為目的的本發明在方法方面的目的這樣達到，即，波形繞組最後一匝的端頭通過至少一個在導線器附近的模件在配設的凹口內完成造型，在這種情況下最後一個模件除實施周期性造型運動外還沿徑向向內運動。此附加的向裡運動在與實施周期性造型運動時不同的模板的另一個轉角位置下進行。
在權利要求6中說明了為實施此方法所建議的設備的特徵。
採用本發明可達到簡化卷繞設備的控制和縮短卷繞和改裝時間，在此卷繞設備中，在驅動旋轉的模板上造成的波形繞組總是在卷繞過程結束後，脫模到線圈架上前或後與備用線軸截斷。這樣做尤其在卷繞設備有多個被驅動旋轉平行工作的模板時是有重要意義的，在這種情況下在卷繞設備下遊的提取裝置周期時間短，藉助於提取裝置將集中在線圈架上的波形繞組置入定子或轉子的槽內，由於在先後製成的波形繞組之間線連續連接故是有優點的。
下面藉助附圖進一步說明本發明的實施例。
其中

圖1製造波形繞組的卷繞設備簡化俯視圖；以及圖2通過按圖1的設備的垂直截面。
因為圖1和2所示設備的基本結構由DE 4306624 C2是已知的，所以下面的說明可以限於一些重要的細節。
圖1的俯視圖表示了一種卷繞模板，包括內部模體10和外部模件12。在本例的情況下，模體10由六個沿圓周均布的卷繞板牙14組成。在板牙14之間的空腔構成模體10的凹口16，模件12可沿徑向從外部移入凹口中。與在本例中存在六個板牙14的數量對應，也存在六個外部的模件12。
為了在模體10上造成一個波形繞組，模板10、12繞在卷繞板牙14結構中央的垂直中心線旋轉，而與此同時一根卷繞線或優選地多根平行的卷繞線18通過一個設在模體10側旁例如形式上為噴線嘴的導線器20供入。在卷繞過程的一開始，線18夾緊在卷繞板牙14之一上並因而被旋轉的模體10帶動以及經由噴線嘴20從備用線軸拉出。為造成繞組的波紋形狀，在模體10每轉一圈時，隨同其旋轉的外部模件12先後周期性地分別插入正好在導線器20處走過的凹口16內，並與此同時除了由於模體10旋轉牽出的線長外從導線器20拉出為造成波紋所需的線長。
在本實施例中，外部模件12的運動驅動由模板10、12的旋轉運動導出。為此目的設一位置固定的曲線軌道22，它的中心線用24表示。大體繞模體10的二分之一圓周曲線軌道22按半圓的形狀延伸，它相對於旋轉軸線處於與導線器20沿直徑的相對位置。在導線器所在側，曲線軌道22形成一條遠離旋轉軸的弧線，它通過比較小的半徑從兩邊過渡到大體為直線的連接段，連接段基本上切向地與半圓形部分連接。
採用以上說明的以及圖1中表示的本身封閉及其中插入與模件12連接的滾輪26的曲線軌道22形狀，可以做到在模板每轉一圈時外部模件12在接近導線器20時沿徑向向外抽回，以及在經過導線器20後立即非常迅速地重新沿徑向插入當時為它所配設的凹口16中並保持在其徑向內部的終端位置，直至在模板繼續旋轉時它重新接近導線器20為止。因此，在模板每轉一圈時，外部模件12實施一種周期性的插入和抽出運動以及有一個大體沿二分之一周長延伸處於沿徑向的內部終端位置的保持階段。
假定所示的模板處於由平行的線卷繞成一個有規定匝數的波形繞組後的終端位置，其中線圈始端用27表示。模板停止在此的終端位置與它在卷繞過程一開始所取的初始位置是一致的。也就是說在卷繞過程中模板準確地旋轉了與此波形繞組應有的匝數完全一樣多的圈數。由在導線器20與模體10之間的卷繞線18的位置可以看出，在卷繞過程中模板按圖1沿順時針方向旋轉。由圖1還可看出，卷繞線18最後一匝的端頭未能成型為波形，而是從已處於導線器20後方約60°的板牙14相對於旋轉軸成切向直線地越過同樣已從導線器20旁走過的凹口16延伸到此導線器。若為了使波形繞組最後一匝的這一端頭也成型為波形，則模板10、12必須從圖1所示的位置出發再繼續旋轉約60°。於是沿徑向向外抽回的模件12在此旋轉過程中插入圖1中被直的線段18跨越的那個凹口16中，並與此同時使此線段成型，但這樣一來還要附加地從導線器20拉出一個波形線圈的六分之一線長。若不實施此附加的越過圖示初始位置約60°的旋轉運動，則波形繞組的最後一匝仍然是不完全的。
顯然，沿徑向插入使卷繞的最後一匝的端段成型為波形的這一個模件12並不是絕對必須在模板停止在初始位置時進行。終端位置可在一個例如至30°的允許的角度範圍內偏離初始位置，或為了使這一個模件12專門沿徑向運動可選擇一個驅動裝置，它在模板旋轉運動期間可以是有效的。
為避免在每個卷繞過程結束時越過初始位置作附加的旋轉運動並因而達到簡化控制的目的，在圖示的卷繞設備中規定，在表示的初始位置通過曲線軌道22已沿徑向向外抽回的這兩個模件12中至少一個，可藉助於附加的驅動裝置28沿環形曲線軌道22的一條沿徑向延伸的支線30前移至其沿徑向在裡面的終端位置。在這種情況下尚未成型的直的線段18被壓入模體10被它跨越的那個凹口16內。
在初始位置沿徑向向外抽回的這兩個模件12中，只需要在之前的卷繞過程中正好從導線器20旁經過的那一個沿曲線軌道22的徑向支線30向裡送進。在反時針方向旋轉時就圖1而言這是在導線器20左方所畫的那一個模件12。但優選地這兩個已沿徑向向外抽回的模件12同時沿徑向向裡推移，所以造成的波形繞組沿整個圓周均可靠地在凹口16內貼合在模體10上，再從這一位置同樣可靠地藉助於脫模器32沿軸向從模板10、12脫出並可轉移到線圈架34的軸向槽內。在脫模前或後，在導線器20處的線18藉助於圖中未表示的切割裝置切斷。此新的線頭可在脫模過程結束後直接從導線器20供往在圖示的初始位置下直接位於導線器前面的那個裝有線夾的板牙14處並夾緊，接著可立即開始下一個卷繞過程。在這裡模板的驅動控制可以設計得非常簡單，因為它始終停止在初始位置，因而只需調整旋轉方向和匝數。
由於本發明的原理已藉助圖1說明，下面參見圖2介紹優選的實施形式在結構方面的詳細情況。在那裡，模體10隻表示了一個板牙14和只表示了一個處於相對位置的外部模件12。它固定在支承件36上，支承件與導輪38連接並可沿垂直方向移動地裝在滑架40上。後者在沿徑向延伸的導軌42上滑動，導軌沿徑向的內部支承在支承軸套44上。在滑架40上裝有導輪26。
當模板10、12處於圖1所示的初始位置時，模件12分別有一個完全確定的轉角位置。這同樣適用於兩個沿徑向向外抽回的模件12。因此可以在其初始位置沿徑向在該滑架40外部設一附加的驅動裝置，例如形式上為帶活塞杆28的氣動伺服缸。當卷繞過程結束後模板10、12停止在其初始位置時，活塞杆28沿徑向向內推進，並以其前端卡鎖在滑架40上一個相配的離合器內，接著活塞杆帶著滑架一直移到其沿徑向內部的終端位置，在這一位置，由所涉及的滑架40所支承的模件12已完全插入配設的凹口16內。在緊接著開始下一個卷繞過程之前，活塞杆28通過其氣動缸重新沿徑向向外抽回，並與此同時帶著與其藉助於可拆式卡鎖連接機構接合的滑架40沿曲線軌道22的徑向支線30一起移動。若滑架40已到達其在外部的終端位置，通過活塞杆28的繼續牽引使卡鎖連接機構脫開，所以滑架40與活塞杆28分開，在隨後的卷繞過程中它可沿環形的曲線軌道22循環地導引，而這兩個附加的只能沿徑向作用的滑架驅動裝置28保持在曲線軌道22周緣旁它們各自的位置處。
因為在卷繞過程中模件12完全在從導線器20供入的卷繞線18所在的水平面上旋轉，所以它們在每一次旋轉時不僅藉助於曲線軌道22沿徑向一直抽回到模體10包絡圓的外面，而且還藉助另一個與導輪38配合作用的曲線軌道46總是在導線器20之前提升而在導線器之後重新下沉，以免與導線器衝撞。
在模體10上藉助外部的模件12造成了波形繞組後，模體10與導線器20一起下沉到使模體10與線圈架34沿軸向接合為止。接著，操縱脫模器32，它將波形繞組從模體10脫出移入線圈架34的槽內。然後重新向上移動模體10、導線器20和脫膜器32，使模體10離開線圈架34並可開始下一次的旋轉運動，與此同時線圈架34保持不動或只實施定位運動，例如藉助電機48進行旋轉分度定位運動。線圈架34也可以在卷繞期間與移送在它上面的波形繞組一起進一步輸送到例如提取站，並用另一個空的線圈架34置換。
在此作為範例說明的實施形式中，除旋轉分度定位電機48外，線圈架34不需要任何旋轉驅動裝置，也就是說，既不需藉助自己的電機驅動裝置與模板10、12同步驅動，也不需要為了隨動而與模板連接。因為在卷繞過程中模板與線圈架34是分離的以及線也是在每個卷繞過程結束後截斷的，所以線圈架34在卷繞期間可以進行任意的定位運動，亦即轉位或被輸送。線圈架34優選地是一提取工具，它有環形排列的平行薄板，薄板之間在模板10、12下方的位置內懸掛一個或多個波形繞組。接著按已知的方式在提取站例如將一定子放在薄板上，然後將波形繞組沿軸向拉入定子的槽內。
為了在模體10上卷繞單層線圈時不會產生線圈串擾，恰當的是模板實施相對於導線器20的軸向運動，在用平行的多根線卷繞的情況下，每轉一圈的軸向送進大體等於這些平行線的直徑和。模體10應設計為有相應的長度。
權利要求
1．製造電動機械定子或轉子用的波形繞組的方法，其中，至少一根通過導線器(20)輸入的卷繞線(18)卷繞在可驅動旋轉的模板(10、12)設計有凹口(16)的模體(10)上，以及，在造成波形繞組的每一匝時通過模板沿徑向被導引地運動的外部模件(12)根據其轉角位置周期性地壓入各配設的凹口(16)內，以及，接著這些線圈轉移到一個沿軸向可定位在模體(10)前面的線圈架(34)的縱槽內，線圈架在造成不斷線卷繞的線圈期間保持不旋轉或實施一種定位運動，其特徵為波形繞組最後一匝的端頭通過至少一個在導線器(20)附近的模件(12)在配設的凹口(16)內完成造型，在這種情況下最後一個模件(12)除實施周期性造型運動外還沿徑向向內運動。
2．按照權利要求1所述的方法，其特徵為模板(10、12)在一次卷繞過程結束時停止在其此次卷繞過程一開始所取的同一個轉角位置，然後所造成的波形繞組最後一匝的端頭被沿徑向向裡運動的模件(12)壓入配設的凹口(16)內並成型。
3．按照權利要求2所述的方法，其特徵為在模板(10、12)的旋轉運動停止後，波形繞組還被沿徑向向裡運動的模件(12)壓在配設的凹口(16)中，這個模件(12)在旋轉運動時跟隨在那個壓制繞組端頭的那個模件(12)後面。
4．按照權利要求1至3之一所述的方法，其特徵為兩根或多根線在一層中按平行並列的位置螺旋彈簧狀卷繞在模體(10)上，為此模體在旋轉運動時實施軸向推進運動，以及在卷繞過程結束時它們處於模體(10)與導線器(20)之間的一個平行於模體(10)旋轉軸延伸的平面內。
5．實施按照權利要求1至4之一所述方法的設備，包括一個在導線器(20)前可驅動旋轉的模板(10、12)，模板有一個與要製造的波形繞組內部橫截面相應的設計有凹口(16)的模體(10)以及沿徑向被導引運動的外部模件(12)，模件(12)在模板(10、12)每轉一圈時根據其轉角位置可周期性地先後插入各配設的凹口(16)內並抽回，以及包括一個沿軸向可定位在模體(10)前面制有軸向槽的線圈架(34)，它在模板旋轉運動期間總是保持不旋轉或實施定位運動，其特徵為至少一個在導線器(20)附近的模件(12)，在模板(10、12)為造成波形繞組最後一匝實行的旋轉結束後，緊接著周期性的插入和抽出運動，可運動到模體(10)配設的凹口(16)內沿徑向在裡面的終端位置。
6．按照權利要求5所述的設備，其特徵為模件(12)周期性的徑向運動藉助於位置固定的環形的曲線導引裝置(22)由模板(10、12)的旋轉運動導出，以及，壓制波形繞組最後一匝端頭的模件(12)在模板(10、12)旋轉運動結束後可藉助一附加的驅動器(28)沿曲線導引裝置(22)的一條支線(30)徑向地向裡運動。
7．按照權利要求6所述的設備，其特徵為模板(10、12)在一次卷繞過程結束時可停止在此次卷繞過程一開始它所取的同一個轉角位置，以及在此次卷繞過程直接跟隨在壓制此波形繞組端頭的模件後面的那個模件(12)，在模板(10、12)的旋轉運動結束後可藉助一附加的驅動器(28)沿曲線導引裝置(22)的一條支線(30)徑向地向裡運動。
8．按照權利要求5至7之一所述的設備，其特徵為導線器(20)設計有用於多根平行的線(18)的各個導引道，這些線可同時單層地卷繞在模體(10)上，在此期間，當每轉一圈時相對於導線器(20)實施與這些線的直徑和相對應的軸向推進。
全文摘要
本發明涉及一種設備,其中,一根通過導線器(20)輸入的線(18)卷繞在可驅動旋轉的模板(10、12)設計有凹口(16)的模體(10),以及在模板旋轉期間線(18)被沿徑向運動的外部模件(12)周期性地壓入凹口(16)內。接著,成型為波形的線圈轉移到一個沿軸向定位在模體(10)前面的線圈架(34)縱槽內,在卷繞運動期間線圈架基本上保持不旋轉。為了用簡單的方法獲得沿圓周完整的波形繞組,規定,波形繞組最後一匝的端頭通過模件(12)中至少一個在與實施周期性造型運動時不同的模板(10、12)另一個轉角位置附加地向裡運動到配設的凹口(16)內完成造型。
文檔編號H01F41/08GK1292943SQ99803734
公開日2001年4月25日 申請日期1999年12月22日 優先權日1999年1月13日
發明者薩迪克·薩迪庫 申請人:埃爾莫泰克電機技術公司