用于使電動(dòng)發(fā)電機(jī)定子的槽和齒末端變形的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制造電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子的優(yōu)化方法。本發(fā)明更優(yōu)選地涉及用于使設(shè)置在葉片中的槽變形的方法，所述葉片用于制造電動(dòng)馬達(dá)的定子，其中所述方法通過沿徑向移動(dòng)沖孔元件而實(shí)現(xiàn)，所述沖孔元件通過由機(jī)械施壓裝置的錘頭的豎向移動(dòng)而致動(dòng)的一些楔的動(dòng)作而被引導(dǎo)。
[0002]另外，本發(fā)明涉及用于使槽變形的系統(tǒng)，所述槽參與用來制造電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子的葉片的生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0003]電動(dòng)發(fā)電機(jī)是設(shè)定用來進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的，特別地，電機(jī)例如電動(dòng)馬達(dá)能將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，或者相反，例如發(fā)電機(jī)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。這些設(shè)備通常由可移動(dòng)或者固定的感應(yīng)芯形成，其中所述設(shè)備的功能基于由感應(yīng)線圈之間的相互作用產(chǎn)生的電磁感應(yīng)。
[0004]正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，固定芯被布置并容納在定子主體中，并且可移動(dòng)芯被布置在轉(zhuǎn)子主體中，所述固定芯和可移動(dòng)芯之間的相互作用能產(chǎn)生足以使轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，并且因此將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
[0005]根據(jù)結(jié)構(gòu)性的觀點(diǎn)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子主要由金屬構(gòu)架和多個(gè)線圈(圍繞齒盤繞的電導(dǎo)體)集成，其中所述線圈被布置成與金屬構(gòu)架對(duì)準(zhǔn)。
[0006]更具體地，并且還根據(jù)結(jié)構(gòu)性的觀點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)結(jié)構(gòu)的定子的金屬構(gòu)架限定徑向齒，所述徑向齒彼此之間圓形隔開，并且通過它們的上部端部彼此周向連接(其中下部端部彼此隔開)。因此，這些齒最終限定電導(dǎo)體所盤繞的結(jié)構(gòu)，并且所述齒之間的間隙具有容納由電導(dǎo)體形成的體積的功能。
[0007]在這種情況下，可以觀察到每個(gè)齒與其相應(yīng)的線圈形成固定的感應(yīng)芯。
[0008]在專用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子的物理結(jié)構(gòu)與定子的物理結(jié)構(gòu)相似)被裝配在定子的內(nèi)部，并且因此定子金屬構(gòu)架的齒的長(zhǎng)度尺寸被設(shè)置成形成中央間隙，所述間隙用于容納和定位轉(zhuǎn)子。
[0009]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)結(jié)構(gòu)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子葉片的示意性的俯視圖。
[0010]根據(jù)上述的基礎(chǔ)性原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，同一電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子可以由同一金屬板獲得是明顯的，這是由于轉(zhuǎn)子的尺寸大致等于定子的中央間隙的尺寸。但是，也如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所已知的，處理金屬塊包括復(fù)雜的工業(yè)過程，這會(huì)產(chǎn)生不可靠的質(zhì)量。
[0011]在這個(gè)意義上，普遍可以觀察到的是，除電機(jī)定子的相應(yīng)的轉(zhuǎn)子金屬構(gòu)架外，現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子金屬構(gòu)架通常通過附裝具有相同尺寸的多層金屬葉片而產(chǎn)生。可以注意到文獻(xiàn)US 2011/0127876中的這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，其中說明和描述了當(dāng)進(jìn)行沖壓工序時(shí)，單體金屬板(原材料)可以用于制造定子的多個(gè)葉片和轉(zhuǎn)子的多個(gè)葉片。其中還強(qiáng)調(diào)了轉(zhuǎn)子葉片通過利用沖壓定子葉片之后獲得的原材料的多余部分而制成。盡管所述文獻(xiàn)US 2011/0127876描述了這種類型的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，但是應(yīng)該被證實(shí)的是從1960年代開始剛剛所描述的這種實(shí)踐已經(jīng)被認(rèn)為是常規(guī)的了。
[0012]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中廣泛普及的理念，形成定子線圈的電導(dǎo)體的面積包括能夠影響電動(dòng)發(fā)電機(jī)效率的特性是已知的。更具體地，除了這些導(dǎo)體所承載的電流的額定值的固有限制之外，電導(dǎo)體的面積更小則更易產(chǎn)生焦耳效應(yīng)是已知的。因此，研發(fā)具有更大的可能的面積的形成定子線圈的電導(dǎo)體是引人關(guān)注的(考慮每個(gè)設(shè)計(jì)的需要)。
[0013]但是，形成定子線圈的電導(dǎo)體的面積會(huì)被定子的金屬構(gòu)架的特性限制。
[0014]在這個(gè)意義上，定子葉片的每個(gè)齒均具有被兩個(gè)側(cè)翼限定的最終端部是已知的。因此，組成定子線圈的電導(dǎo)體的面積被存在于連續(xù)的齒的側(cè)翼之間的間隙限制，其中將導(dǎo)線插入定子的工序被側(cè)翼之間的這種間隙限制。
[0015]還應(yīng)提及的是，連續(xù)的齒的側(cè)翼之間的所述間隙還包括能夠影響電動(dòng)發(fā)電機(jī)效率的特性。
[0016]這是由于事實(shí)上這個(gè)空間越大，則感應(yīng)芯的漏磁越大，并且因此電動(dòng)發(fā)電機(jī)的損耗越大(涉及電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的數(shù)量，或者機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的數(shù)量)。
[0017]因此，為了提供高效的電動(dòng)發(fā)電機(jī)，必須在形成定子線圈的電導(dǎo)體的面積和感應(yīng)芯的漏磁之間做出平衡，所述漏磁通過連續(xù)的齒的側(cè)翼之間的間隙得到增強(qiáng)。但是，獲得這種平衡是極其復(fù)雜的。
[0018]為了優(yōu)化這些因素，現(xiàn)有技術(shù)中還具有如下的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子葉片，所述定子葉片的齒的側(cè)翼在制造上述定子的過程中被容許“移動(dòng)”。這些葉片和/或制造方法的示例在文獻(xiàn) BR 9702724、US 4176444、US 4267719 和 US 6742238 中都有所描述。
[0019]文獻(xiàn)BR 9702724描述了電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子葉片的優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，在制造定子的過程中齒的側(cè)翼能夠被調(diào)整，因此使得電導(dǎo)體的容納通道“開口”和“封閉”。更具體地，應(yīng)該注意的是這種通道的“開口”和“封閉”通過使齒的側(cè)翼變形而實(shí)現(xiàn)。涉及文獻(xiàn)BR 9702724中所描述的結(jié)構(gòu)的主要的消極方面涉及需要使得齒的側(cè)翼變形，以封閉通道和在通道開口，這是由于已經(jīng)證實(shí)將多個(gè)葉片分組是極其復(fù)雜的，所述葉片齒的側(cè)翼被樞轉(zhuǎn)。
[0020]文獻(xiàn)US 4176444和US 4267719均包括同一個(gè)優(yōu)先權(quán)，并且描述了形成電機(jī)定子的方法和裝置。所提及的方法提供多個(gè)步驟，所述步驟中通常限定了首先沖壓葉片，然后將葉片組合在一起形成定子的金屬構(gòu)架。一旦金屬構(gòu)架形成，齒的側(cè)翼就要經(jīng)受壓力變形，并且由于所有的通道都是開口的，因此實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)體的布置。然后，通道通過壓力變形而閉合，該方法結(jié)束。通常，在通道中“開口”由包括沖孔元件的裝置實(shí)施，其中沖孔元件插入到每個(gè)通道中，并且齒的每個(gè)下部端部均支承在一種類型的變形模中。沖孔元件的移動(dòng)(從內(nèi)向外)驅(qū)使齒的側(cè)翼抵靠模板，并且因此所述的側(cè)翼具有模板的形狀。
[0021]盡管現(xiàn)有技術(shù)中這些文獻(xiàn)的主要內(nèi)容部分解決了文獻(xiàn)BR 9702724的主要內(nèi)容中存在的消極方面，但是應(yīng)該注意的是通道的開口步驟僅能通過使用復(fù)雜的工具實(shí)現(xiàn)。另外，已經(jīng)證實(shí)的是齒的所有側(cè)翼受到均勻壓力；但是，齒的相同側(cè)翼具有不同比例的機(jī)械阻力，這會(huì)導(dǎo)致在過程的最后出現(xiàn)裂縫。
[0022]文獻(xiàn)US 6742238描述了以下的機(jī)械理念，其中定子葉片已經(jīng)被沖壓具有開口通道(用于容納電導(dǎo)體)，即這種葉片的沖壓模板使得定子葉片由單次“施壓”而成，包括使得齒的側(cè)翼“變形”。盡管這種理念解決了涉及在電導(dǎo)體的容納通道中“開口”的常規(guī)步驟的主要問題，但是還應(yīng)該注意的是在這些定子葉片的沖壓步驟之后獲得的多余部分不能被用于制造轉(zhuǎn)子(同一電動(dòng)發(fā)電機(jī)的)，這是由于使得定子的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子的外徑相等是極其重要的，并且文獻(xiàn)US 6742238描述的機(jī)械理念沒能實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。
[0023]如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏不受上述消極方面影響的機(jī)械解決方案，或者甚至是用于制造電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子的方法。因此，本發(fā)明的目的在于提出一種解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于使電動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子葉片的槽變形的方法，所述方法能促進(jìn)形成用于電導(dǎo)體的容納通道的適合的開口。
[0025]本發(fā)明的另一個(gè)目的是在合適的沖壓步驟期間使得葉片槽的齒的側(cè)翼變形。更具體地，通過機(jī)械施壓裝置的振動(dòng)和之后的沖壓和移除用于裝配轉(zhuǎn)子的“廢料”的步驟使得槽變形。