用于制造電機(jī)的組件的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用包含由導(dǎo)體帶形成的U形構(gòu)件或其他結(jié)構(gòu)的線圈構(gòu)件卷繞轉(zhuǎn)子鐵芯或定子鐵芯的方案。所述導(dǎo)體帶通常為涂覆有絕緣材料的銅芯線。
[0002]具體地，本發(fā)明涉及用于卷繞上述類型的電機(jī)的線圈的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]U形構(gòu)件具有插入到鐵芯的各槽中的腿部以及連接兩個(gè)腿部的頭部。具體地，頭部保持在槽的外側(cè)，作為腿部之間的電連接部。腿部在最終制得的電機(jī)中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)術(shù)語，這些U形構(gòu)件通常被稱為發(fā)夾部(hairpin)。
[0004]初始操作規(guī)定可以將多個(gè)發(fā)夾部組裝在一起以形成插入到鐵芯的槽中的整個(gè)線圈組件。接著，通過將腿部對(duì)準(zhǔn)并插入到槽中而將線圈組件插入到鐵芯中。替代地，U形構(gòu)件可一個(gè)接一個(gè)地單獨(dú)插入到槽中從而完全卷繞鐵芯。GB644761中已描述了用于執(zhí)行前述制造步驟的設(shè)備及方法。
[0005]在將腿部插入到鐵芯中之前，槽通常襯有絕緣構(gòu)件以避免導(dǎo)體與鐵芯材料直接接觸?？刹捎萌鏓P 1061635中描述的方案形成絕緣構(gòu)件并將其插入到槽中。
[0006]每個(gè)絕緣構(gòu)件通常被放置成具有多個(gè)延伸超出鐵芯的端部預(yù)定距離的部分。該距離保證了制得的鐵芯相對(duì)于線圈導(dǎo)體具有規(guī)定的電絕緣值。
[0007]在將腿部插入到鐵芯的過程中，由于導(dǎo)體在絕緣構(gòu)件的表面上施加的推動(dòng)動(dòng)作，絕緣構(gòu)件可能會(huì)被損壞或在槽中移動(dòng)。更具體地說，當(dāng)需要腿部在槽的可用空間內(nèi)緊密配合來實(shí)現(xiàn)高的槽填充度時(shí)，所述絕緣構(gòu)件被大力推動(dòng)，并且因此可能導(dǎo)致其在插入方向上沿所述槽移動(dòng)。這種不希望的移動(dòng)將導(dǎo)致絕緣構(gòu)件錯(cuò)誤定位，從而引起嚴(yán)重的故障問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于實(shí)現(xiàn)將線圈的腿部插入到電機(jī)的槽中，而不會(huì)遇到現(xiàn)有技術(shù)中的上述不便。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用于生產(chǎn)電機(jī)的鐵芯的方案，所述鐵芯在線圈的腿部需要插入到槽中時(shí)具有高的槽填充度。
[0010]這些及其他目的由獨(dú)立設(shè)備權(quán)利要求1所述的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在獨(dú)立方法權(quán)利要求9中描述了一種用于卷繞電機(jī)的線圈的方法。
[0012]本發(fā)明的其他特征在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行描述。
【附圖說明】
[0013]將參照附圖，結(jié)合以下對(duì)示例性實(shí)施方式的描述示出本發(fā)明，所述實(shí)施方式為示例性而非限制性的，其中:
[0014]圖1是示出了在本發(fā)明的操作階段中線圈組件與轉(zhuǎn)子鐵芯對(duì)準(zhǔn)的立體圖；
[0015]圖2是示出了在本發(fā)明的操作階段中線圈組件與定子鐵芯對(duì)準(zhǔn)的立體圖；
[0016]圖3是從圖1和圖2中的方向3觀察的本發(fā)明的設(shè)備的俯視圖，為清楚起見，未示出定子鐵芯或轉(zhuǎn)子鐵芯；
[0017]圖4是觀察者從具有圖3的紙張的相反側(cè)看去的、但與圖3的視圖類似的局部視圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的鐵芯，其中腿部已經(jīng)被插入到槽中；
[0018]圖5是從圖4中的方向5-5看去的局部視圖；
[0019]圖6是與圖3的視圖類似的視圖，示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式；
[0020]圖7是觀察者從具有圖6的紙張的相反側(cè)看去的、但與圖6的視圖類似的局部視圖。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明得原理的鐵芯，其中腿部已經(jīng)被插入到槽中；
[0021]圖8是從圖7中的方向8-8看去的局部視圖；
[0022]圖9是與圖8的視圖類似的視圖，雖然示出了本發(fā)明的用于加工鐵芯的一個(gè)替代的方案；
[0023]圖10是與圖8的視圖類似的視圖，雖然示出了本發(fā)明的用于加工鐵芯的第二替代的方案；
[0024]圖11是本發(fā)明的設(shè)備的正視圖；
[0025]圖12是圖11中的一部分的放大圖；
[0026]圖13是在本發(fā)明的操作階段中圖11中設(shè)備的一部分的視圖；
[0027]圖14是從圖1的方向14看去的正視圖；
[0028]圖15是從圖14的方向15看去的平面圖，與圖3的視圖類似，其中為清楚起見，省略了某些部分。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了與轉(zhuǎn)子鐵芯18的槽17對(duì)準(zhǔn)的線圈組件19。如圖1所示，絕緣構(gòu)件33襯在槽17中，并從轉(zhuǎn)子鐵芯18的端部18'突出。如圖1所示，通道構(gòu)件22—一以下將更加詳細(xì)地描述——圍繞轉(zhuǎn)子鐵芯18的中心軸線150并且位于一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯端部18'的一側(cè)。線圈組件19由保持單元保持從而以轉(zhuǎn)子鐵芯18的中心軸線150為中心。為清楚起見，圖1中省略了保持單元，但在圖14和15中示出了保持單元，該保持單元由標(biāo)記140表示。保持單元140保持線圈組件19，使得腿部19a與相應(yīng)的槽17對(duì)準(zhǔn)。向轉(zhuǎn)子鐵芯18移動(dòng)保持單元140從而將腿部19a插入到相應(yīng)的槽17中。柱狀構(gòu)件50與轉(zhuǎn)子鐵芯18的外表面接合從而使轉(zhuǎn)子鐵芯以中心軸線150為中心(見圖15)。
[0030]圖2示出了與圖1類似的方案，但是該方案用于將線圈組件190插入到定子鐵芯180的槽中。更具體地，線圈組件190與定子鐵芯180的槽170對(duì)準(zhǔn)。
[0031]如圖2所示，絕緣構(gòu)件33襯在槽170中，并從定子鐵芯的端部突出。如圖2和圖3所示，通道構(gòu)件22被設(shè)置成圍繞定子鐵芯180的中心軸線15(T并且位于定子鐵芯端部18(T的一側(cè)。線圈組件190由與圖14和圖15的保持單元類似的保持單元保持，并以定子鐵芯180的中心軸線15(Τ為中心。保持單元保持線圈組件190，使得腿部190a與相應(yīng)的槽170對(duì)準(zhǔn)。朝向定子鐵芯180移動(dòng)保持單元從而將腿部190a插入到相應(yīng)的槽170中。柱狀構(gòu)件500與定子鐵芯180的外表面接合從而使定子鐵芯以中心軸線15(/為中心。
[0032]參照?qǐng)D3，通道構(gòu)件20設(shè)置有多個(gè)通道22。根據(jù)圖3的實(shí)施方式，通道22被構(gòu)造成具有較窄的中央部，該中央部形成兩個(gè)支撐區(qū)域23，所述支撐區(qū)域?yàn)榕c通道22邊緣相鄰的區(qū)域部分。更具體地，支撐區(qū)域23可以是在通道22內(nèi)部延伸的突起的端部，如圖3、圖4、圖5所不O
[0033]圖3、圖4和圖5示出了通道構(gòu)件20的應(yīng)用，用于將絕緣構(gòu)件33插入到轉(zhuǎn)子鐵芯18中。應(yīng)當(dāng)理解，參照?qǐng)D3，圖4和圖5所描述的原理同樣可適用于將絕緣構(gòu)件330插入到定子鐵芯180中。
[0034]如圖3所示，通道22圍繞通道構(gòu)件20的中心軸線2(/彼此等角距離定位。通道22與中心軸線2(T的徑向距離以及通道22圍繞中心軸線2(Τ的角位置使得通道22相對(duì)于需要加工的轉(zhuǎn)子鐵芯18或定子鐵芯180的相應(yīng)的槽17或170對(duì)準(zhǔn)。
[0035]圖4和圖5示出了轉(zhuǎn)子鐵芯18置于支撐構(gòu)件21上并且轉(zhuǎn)子鐵芯18的槽17與通道22對(duì)準(zhǔn)的情形。在加工定子鐵芯的情況下，定子鐵芯可置于支撐構(gòu)件210上，并且定子鐵芯180的槽170與通道22對(duì)準(zhǔn)。
[0036]圖4和圖5還示出了腿部19a被插入到內(nèi)襯有絕緣構(gòu)件33的槽17中。在插入方向34上移動(dòng)腿部19a將其插入到槽33中。一旦通過將代表柱狀構(gòu)件50轉(zhuǎn)子鐵芯居中并且使用分度齒(以下將更詳細(xì)地描述)而將通道構(gòu)件20與槽17對(duì)準(zhǔn)，插入方向34則可與通道構(gòu)件20的中心軸線2(/平行，。
[0037]如圖4和圖5所示，在將腿部19a插入到槽17中的過程中，絕緣構(gòu)件33的端部32與通道構(gòu)件20的支承區(qū)域23接合。
[0038]絕緣構(gòu)件33的端部32抵靠支撐區(qū)域23而接合避免了在腿部19a的插入過程中絕緣構(gòu)件33在插入方向34上移動(dòng)。在圖4中，用虛線圖表示絕緣構(gòu)件33的端部32與支撐區(qū)域23接合的部分。圖4還示出了腿部19a的尖銳端部19a,，所述尖銳端部便于將腿部19a插入到槽17中。
[0039]在圖4和圖5的情形中，槽17的絕緣構(gòu)件33向外擴(kuò)張，即擴(kuò)大以形成錐形，從而在腿部19a在插入移動(dòng)過程中開始進(jìn)入槽17的一側(cè)形成擴(kuò)大部分33'。擴(kuò)大部分33'避免了在腿部19a進(jìn)入槽17時(shí)對(duì)腿部19a的壓迫，同時(shí)也用作止動(dòng)件，以防止在線圈組件19的插入過程中絕緣構(gòu)件33沿槽17移動(dòng)。
[0040]圖6、圖7和圖8涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，在轉(zhuǎn)子鐵芯18或定子鐵芯180的與在插入過程中腿部19a進(jìn)入槽中的一側(cè)相反的另一側(cè)上也設(shè)置有絕緣構(gòu)件33的擴(kuò)大部分337，如圖8中針對(duì)轉(zhuǎn)子鐵芯所示的。此外，特別參照?qǐng)D6，可預(yù)見一種具有通道220的替代的通道構(gòu)件200，所述通道220具有用于絕緣構(gòu)件33的擴(kuò)大部分33'的端部320的更廣闊的支撐區(qū)域。在這種情況下，如圖6、7和8中所示，用于擴(kuò)大部分33'的端部320的支撐區(qū)域230可存在于圍繞通道220的整個(gè)輪廓中，以避免絕緣構(gòu)件33在線圈組件插入過程中移動(dòng)。
[0041]圖7中用虛線圖示出了絕緣構(gòu)件33的端部320沿圍繞通道構(gòu)件200的通道220的連續(xù)部分230接合的情形。
[0042]雖然附圖示出了所述區(qū)域?yàn)檫B續(xù)的表面，但可以想象，所述部分可能具有一定的高度并圍繞所述通道的邊緣分布。
[0043]圖6至圖15示出了本發(fā)明的用于將線圈組件插入到轉(zhuǎn)子鐵芯18中的進(jìn)一步原理。應(yīng)當(dāng)注意的是，參照?qǐng)D6至圖15所描述的原理同樣可適用于將絕緣構(gòu)件330插入到定子鐵芯180 中。
[0044]圖9示出了在插入移動(dòng)過程中轉(zhuǎn)子鐵芯18上的腿部19a進(jìn)入的端部沒有擴(kuò)大部分33'的情形。這在腿部19a進(jìn)入槽17的階段并不重要時(shí)是可能