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用于将线匝插入层叠芯部的工具

阅读:1026发布:2020-06-19

IPRDB可以提供用于将线匝插入层叠芯部的工具专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及马达领域,并涉及用于将线匝插入层叠芯部的工具,用于制造定子,所述工具包括促进和确保将线匝适当引导至定子的所述层叠芯部的正确沟槽的技术、构造和结构方面,从而防止在将线匝插入层叠芯部以构成电动马达线圈的过程中电导线断裂。更具体地,根据本发明的用于将线匝插入层叠芯部的所述工具包括布置于基环(120)上的多个支撑薄板(11),在所述多个支撑薄板上布置有线匝线圈(E),其中至少末端的支撑薄板(11’)设置有辅助薄板(130),所述辅助薄板布置在所述支撑薄板(11,11’)上。,下面是用于将线匝插入层叠芯部的工具专利的具体信息内容。

1.一种用于将线匝插入层叠芯部的工具,用于制造电动马达定子,该工具包括:布置于基环(12)上的多个支撑薄板(11),线匝线圈(E)布置在所述多个支撑薄板上,其特征在于,所述多个支撑薄板中的至少末端处的支撑薄板(11’)设置有辅助薄板(13),所述辅助薄板布置在所述末端处的支撑薄板(11’)的外表面上,其中,所述辅助薄板(13)布置在层叠芯部(N)的末端处的两个沟槽(R)之间,使得所述线匝线圈(E)中的第一线匝线圈(E1)和所述线匝线圈(E)中的第二线匝线圈(E2)足以互相间隔开。

2.根据权利要求1所述的用于将线匝插入层叠芯部的工具,其特征在于,所述多个支撑薄板(11)沿周向分布。

3.根据权利要求1所述的用于将线匝插入层叠芯部的工具,其特征在于,所有多个支撑薄板(11)都设置有辅助薄板(13)。

4.根据权利要求1所述的用于将线匝插入层叠芯部的工具,其特征在于,所述辅助薄板(13)是所述末端处的支撑薄板(11’)的组成元件,被制成单体件。

5.根据权利要求1所述的用于将线匝 插入层叠芯部的工具,其特征在于,所述辅助薄板(13)是独立部件并固定在所述末端处的支撑薄板(11’)上。

6.根据权利要求1所述的用于将线匝插入层叠芯部的工具,其特征在于,所述辅助薄板(13)的表面经过处理使得所述辅助薄板的表面的粗糙度减小。

7.根据权利要求1所述的用于将线匝插入层叠芯部的工具,其特征在于,所述辅助薄板(13)由从钢、铝、青铜、塑料和尼龙中选择的材料制成。

8.根据权利要求1所述的用于将线匝插入层叠芯部的工具,其特征在于,当线匝线圈插入相应的沟槽时,所述辅助薄板(13)的顶部尽可能最对准和最接近所述层叠芯部的表面。

说明书全文

用于将线匝插入层叠芯部的工具

技术领域

[0001] 本发明涉及用于将线匝插入层叠芯部的工具,尤其是被研制用于制造诸如电磁马达的电机的层叠定子。更优选的是,本发明的用于插入线匝的所述工具包括技术、构造和结构特征,这些特征能够促进和确保线匝适当地传导到定子层叠芯部的适当沟槽,以防止电导线在线匝插入层叠芯部以形成电动马达线圈的过程中断裂。

背景技术

[0002] 如广为本领域技术人员所熟知的,将线匝插入层叠芯部的过程可基本以两种方式进行。在第一种方式中,线匝在模板上制成并被转移和手动排列在插入工具上。在第二种方式中,线匝在插入工具上被直接组装和制造,因此可得到更高的精度和更高的自动化水平。
[0003] 由此,线匝制成后,所述插入工具将一组线匝推入设置在层叠芯部中的沟槽以形成线圈,从而形成应用于电动机的层叠定子。
[0004] 在这些线圈形成过程中,注意到的缺陷之一是在转移模板至插入工具或是直接在插入工具上实现卷绕时不同沟槽的导线的缠绕。这是由于成匝导线的厚度、芯部的内径、芯部沟槽形状和导电材料导线的材料类型间的确定的尺寸关系的存在,会影响该过程并产生这种不良缠绕。
[0005] 更具体地说,注意到在将线匝插入相应的沟槽的步骤中,主要在末端部分中有一些部分在成组的邻近线匝间处于一定程度的接近。应当阐明,根据本技术的常规命名法,这些位置和“末端”部分表示在其上布置有最大间距的支撑薄板的区域。图1A示出邻近线匝的这种缠绕情况,在该情况中可注意到“末端”部分,最末的沟槽(R)布置在该“末端”部分中。在这种情况下,应注意到,由于由构成定子的一系列沟槽形成的圆周的周长的关系,沟槽R1和R2之间的距离很小,最末端沟槽R1的线匝E1将与邻近沟槽R2中的线匝E2交叠。换言之,可以说所述沟槽R1和R2具体布置在线圈的支撑薄板的、具有最大间隔的区域处。
[0006] 更客观地说,可以说在插入线匝的过程中,这些本领域可提供的工具和设备将产生由随后的沟槽和线匝的接近引起的缠绕,具体地说是在末端部分上。以这种方式,在线匝经受其插入沟槽的过程的同时,与邻近沟槽相关的线匝的缠绕将对被邻近线匝缠绕的线匝部分产生压力。由此,这一缠绕部分继而如图1B所示被推向错误的沟槽,受邻近沟槽的线匝推压的缠绕部分在该图中可见。
[0007] 如本领域技术人员可理解的,由于定子的完好性会存在风险,这一缺陷确实是制造商所不希望的,主要因为该缺陷造成被邻近沟槽的线匝缠绕和推压的线匝的断裂。
[0008] 因为制造商在替换用于所述线匝的生产的材料,这一问题目前仍是较为频繁和严重的。更具体地说,已知当铜总体上更贵时,铝被经常代替铜使用,且有时因此造成取决于材料的应用的成本不必要的增加。
[0009] 铝的缺点之一是其相对作为过去通常使用的材料的铜的较低的机械强度。因此,由于这一原因,随着铝的使用,证实了由于在插入相应的沟槽的过程中线匝更容易断裂并由此损害整个定子制造过程,这种情况变得更严重。
[0010] 为了消除这些由线匝缠绕引起的不利因素,已知在卷绕和插入过程中做了许多调整,例如:线圈插入工具的插入速度、线圈插入工具的总的插入间距、固定薄板在插入过程中相对于成套刀片的位置等。然而,注意到,由于获得调整的复杂性和所有影响因素的相互作用,这种现象仍然出现。
[0011] 此外,更具体地说,当线圈手动转移到插入工具时,由于插入工具上不正确的线匝布置将必定导致不同沟槽的线匝的缠绕并因此导致定子生产和组装线受到影响,操作者应小心地完成此操作。
[0012] 因此,鉴于上文的论述,可能注意到,本领域现有技术已知的用于将线匝插入层叠芯部的沟槽的设备和工具缺少有效消除由邻近沟槽中的线匝的缠绕引起的缺陷的可行的和实用的解决方案。更具体地说,注意到,现有技术中可提供的用于避免有关线匝缠绕和断裂的问题的推荐的方案是复杂的,并且难以在用于电机的定子的制造和组装过程中执行。

发明内容

[0013] 本文中,本发明的目标是提供一种用于插入线匝的工具,应用于制造和组装层叠定子尤其是用于电动马达的工艺中,所述工具包括被开发的技术、构造和功能特征,这些特征用于以简单却高效的形式消除在已知的用于在电动马达的定子的制造过程中将线匝插入层叠芯部的插入工具和步骤中已发现的限制和缺陷。
[0014] 更优选的是,本发明的目标是提供用于将线匝插入定子的层叠芯部的工具,其中所述工具的技术方面已作设计和开发以有效避免缠绕风险。更具体地说,本发明促进在接近沟槽入口的插入工具的上部缠绕的线匝不缠绕在一起,继而能够消除电动马达定子的层叠芯部的生产线中引入沟槽中的缠绕线匝的现象导致的缺陷。
[0015] 而本发明的另一目标是提供用于将线匝插入层叠芯部的工具,该工具优化插入步骤使得常见的该过程中发生的缠绕(无论何种性质)都不会导致线匝断裂。
[0016] 此外,根据本发明,用于插入线匝的本发明的工具的目的在于提供安全和高效的环境以将线匝传到至其相应的沟槽。为了实现该目的,本发明的工具包括引导线匝、分离计划用于不同沟槽的线匝并由此以定向的方式传导成组线匝至对应的沟槽的结构构造。
[0017] 最后,简言之,本发明的目标是提供用于将线匝插入层叠芯部的工具,尤其用于电动马达定子,该工具被研制以改进定子制造和组装过程的状况,并主要消除在将所述线匝插入相应的沟槽的步骤中由线匝缠绕导致的问题和缺陷,尤其是线匝插入错误的沟槽时的线匝断裂的问题。
[0018] 由此,为了实现上文提及的目标和技术效果,本发明涉及用于将线匝插入层叠芯部的工具,尤其是计划用于电动马达定子的制造和组装过程的插入工具。所述工具包括布置在基环上的多个末端支撑薄板,使得线匝线圈被布置在所述末端支撑薄板。根据本发明的所述插入工具已经研制成使得至少末端支撑薄板设置有布置于所述支撑薄板的外表面上的一个辅助薄板。
[0019] 重要的是阐明在本发明中,术语“末端”应被理解为计划用于支撑具有最大间距的线圈的薄板(即容纳线圈后彼此相距较远的薄板组)所处的区域。
[0020] 根据本发明的优选实施例,用于将线匝插入层叠芯部的工具包括布置在层叠芯部的两个末端沟槽之间的辅助薄板,使得所述线匝线圈足以互相间隔开以消除最终的缠绕部分受压的风险。
[0021] 此外,根据本发明另一可能的实施例,多个支撑薄板在基环上方沿周向分布。
[0022] 根据用于将线匝插入层叠芯部的工具的替代实施例,根据本发明,所有支撑薄板都具有辅助薄板,以确保在插入过程中任一线圈的任一线匝都不被压入错误的沟槽,使得确保最终的缠绕线匝不缠绕在一起。此外,根据优选实施例,所述辅助薄板是支撑薄板的组成元件,即所述支撑薄板和辅助薄板制成单体件。可选择地,也可以提供一种用于将线匝插入层叠芯部的工具,其辅助薄板是独立的部件并被固定到上述支撑薄板上。
[0023] 为了提高效率,根据本发明的一个有利的实施例,所述辅助薄板的表面经过处理使得表面的粗糙度减小,特别是在与所述线匝线圈接触的区域。
[0024] 关于材料,所述薄板优选地由从钢、铝、青铜、塑料、尼龙或具有足以承受插入过程而不发生结构缺陷机械强度的结构材料中选择的材料制成。
[0025] 最后,到目前为止,根据优选的有利实施例,所述辅助薄板相对支撑薄板的位置应使得当线匝线圈被插入相应的沟槽时,所述辅助薄板的顶部尽可能最对准和接近层叠芯部表面。

附图说明

[0026] 通过以下详细描述,本领域技术人员将更好地理解如上文所列举的本发明的特点、优势和技术效果,以下描述仅以举例且非限制性的优选实施例的方式并参考所附示意图作出,其中:
[0027] 图1A示出依据现有技术可获得的教导的常规插入工具的俯视图;
[0028] 图1B示出带有插入层叠芯部的错误沟槽的缠绕线匝的层叠芯部的横向剖视图,这种情况出现在现有技术已知的插入工具中;
[0029] 图1C示出插入错误的层叠芯部的缠绕线匝的细节的放大视图,这种情况出现在现有技术已知的插入工具中;
[0030] 图2示出根据本发明的插入工具的横向剖视图,该工具在线匝插入相应的沟槽之前显露在层叠芯部的下方;
[0031] 图3示出与图1A相似的俯视图,但描绘了依据本发明的用于插入线匝的工具;
[0032] 图4示出依据本发明的用于插入线匝的工具的末端的透视剖视图;
[0033] 图5示出依据本发明的用于插入线匝的工具在将线匝插入层叠芯部的相应的沟槽的步骤中的仰视透视图;
[0034] 图6示出依据本发明的用于插入线匝的工具的局部透视图;
[0035] 图7示出类似于图6的透视图,但描绘了依据本发明的卷绕在用于插入线匝的工具中的线匝线圈。

具体实施方式

[0036] 根据上文提及的示意图,将以更详细的方式对本发明的一些优选的例子和可能的实施例做描述。不过,应当清楚,由于用于将线匝插入层叠芯部的本发明的工具可具有不同的细节、结构和尺寸方面而不偏离保护范围,因此本发明涉及仅仅是范例的并且非限制的描述。
[0037] 此外,应当强调,本发明的特征的附图标记将不会在所有上文提及的附图中全部再次出现,因为所有图中的所有附图标记的再次出现可能损害本发明的保护范围的理解和定义。
[0038] 由此,如附图所示,依据本发明的用于插入线匝的工具已经以非限制的方式作了设计,将应用于常规设备和机器以制造和组装电动马达的定子,更具体来说用于将线匝线圈插入对应于层叠芯部N的其沟槽R中的步骤中。
[0039] 更具体地,如本领域技术人员所熟知并由上文简要说明的,在插入线匝线圈的步骤中,设备或机器使层叠芯部N处于插入工具10上方,在插入工具中设置使线匝线圈组移动并推动到层叠沟槽N的每一丛R内的窄形穿刺件。
[0040] 在这种意义上,根据本发明,所述插入工具10包括布置在基环12上的多个支撑薄板11,或者多个支撑薄板布置有线匝线圈E,其中至少末端支撑薄板11’设置有辅助薄板13,辅助薄板布置于所述支撑薄板11、11’外表面上。
[0041] 如图3所示,线匝线圈E1受支撑地并且伴随着远离线匝线圈E2结束,因此确保线匝线圈E1和E2的最终缠绕的不缠结在一起,由此当穿刺件以星形移动时防止线匝线圈E1被推入对应于线匝线圈E2的沟槽中。
[0042] 此外重要的是,强调并且仅通过观察,尽管事实是附图仅示出插入工具和相应线匝线圈E的一侧,本领域技术人员将理解层叠芯部和定子包括两极,并因此应当清楚本工具以镜像结构构成,在工具的另一侧的末端支撑薄板上具有相应的辅助薄板13。图4显示了依据本发明的插入工具的边缘,其中所述辅助薄板13布置于末端支撑薄板11’上以形成每个定子极。
[0043] 根据图5,注意到线匝线圈E1和E2借助布置在层叠芯部N的两个末端沟槽之间的所述辅助薄板13充分地间隔开。由此,注意到由辅助薄板13产生的间隔形成物理屏障,该物理屏障能够防止线匝线圈E1最后的缠绕部分被引导到并压入错误的沟槽R2中。此外,凭借所述辅助薄板13的结构,能够实现当线匝插入沟槽时主要促进在移动中最后的缠绕部分不缠结在一起。
[0044] 如图6和7所示,依据本发明的插入线匝的工具10包括优选地以圆周形式分布的一系列支撑薄板11,其中至少末端支撑薄板11’设置有所述辅助薄板13,以便使末端线匝线圈E1和E2远离开。
[0045] 如本领域技术人员所能理解的,考虑到存在依据本发明的可能的实施例的中心线圈中的线匝发生压缩的风险,所述支撑薄板11也可包括辅助薄板13,即取决于层叠芯部的实施例和结构,可以将辅助薄板13布置于支撑薄板11上,由此确保将不发生线匝插入错误的沟槽而非实际应插入的沟槽。
[0046] 依据本发明可能的实施例,所述辅助薄板13可为支撑薄板11’的组成元件,即制造为单一构件,并且可选择地,所述支撑薄板13可为以任何方式安装和/或固定在支撑薄板11’上的一部分。
[0047] 此外,根据本发明的优选有利实施例,所述辅助薄板13的表面主要在将与线匝接触的区域经过处理而具有粗糙度减小的表面。
[0048] 如本领域技术人员应当理解的,取决于马达类型及其特性,所述辅助薄板13的高度关系、厚度、宽度和顶部半径可包括不同的组合,可根据包括定子和电动马达的制造和组装的技术的常识确定。
[0049] 此外,根据本发明的优选实施例,所述辅助薄板13由与所述支撑薄板11相同的材料制成,更优选地为从钢、铝、青铜、塑料、尼龙或具有足以承受插入过程而不发生结构裂隙的机械强度的任何其它结构材料中选择的材料。
[0050] 重要的是应当指出,所述辅助薄板13在所述支撑薄板11’上的定位应当优选地使得,当线匝线圈插入相应的沟槽时,所述辅助薄板13的顶部尽可能最对准和接近层叠芯部表面。
[0051] 最后,考虑上述内容,重要的是指出本描述仅计划以举出根据本发明的用于将线匝插入定子的层叠芯部的工具的优选实施例的方式进行描述。因此,如本领域技术人员所理解的,许多基本以相同的形式运用相同的功能以获得相同的结果的元件的改进、变更和结构组合均在附加权利要求限定的保护范围之内。
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