CN100369363C - 制造电动机械定子或转子用的波形绕组的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设备，其中，一根通过导线器(20)输入的线(18)卷绕在可驱动旋转的模板(10、12)设计有凹口(16)的模体(10)，以及在模板旋转期间线(18)被沿径向运动的外部模件(12)周期性地压入凹口(16)内。接着，成型为波形的线圈转移到一个沿轴向定位在模体(10)前面的线圈架(34)纵槽内，在卷绕运动期间线圈架基本上保持不旋转。为了用简单的方法获得沿圆周完整的波形绕组，规定，波形绕组最后一匝的端头通过模件(12)中至少一个在与实施周期性造型运动时不同的模板(10、12)另一个转角位置附加地向里运动到配设的凹口(16)内完成造型。

Description

制造电动机械定子或转子用的波形绕组的方法和设备
发明内容
本发明涉及一种制造电动机械定子或转子用的波形绕组的方法和设备，其中，至少一根通过导线器输入的卷绕线卷绕在可驱动旋转的模板设计有凹口的模体上，以及在造成波形绕组的每一匝时通过模板沿径向被导引地运动的外部模件根据其转角位置周期性地压入各配设的凹口内，以及，接着这些线圈转移到一个沿轴向可定位在模体前面的线圈架的纵槽内，线圈架在造成不断线卷绕的线圈期间保持不旋转或实施定位运动。
背景技术
在DE 4306624C2中介绍了一种可实施上述方法的设备。其中，在模板上造成一个第一波形绕组，从备用线轴截断并脱模在线圈架上，接着按同样的方式造成另一个波形绕组，截断和在线圈架旋转分度定位运动后脱模在线圈架上，等等。在这里，线圈架只需要实施定位运动，优选地只实施旋转分度定位运动，但在个别情况下可能还需要实行移动。它不必如在有些卷绕方法中的情况那样与模板同步驱动，在那里，在卷绕和除下并绕或波形绕组后在旋转模板上不断线地造成另一个绕组，例如按EP 0574841A1、WO 98/25444和德国专利申请19739353.5的建议。与线圈架不同步驱动例如在这种情况下是恰当的，即，为了达到短的生产时间通过使用单一的提取装置在不同的模板上平行作业制成串联的波形绕组，然后转移到同一个线圈架上并接着置入定子或转子内，例如按EP 0818874A1，在那里当然卷绕线不是在卷绕过程中已经连续成型为波形，而是在卷绕过程结束后线圈才整体集合成一波形绕组。
迄今按DE 4306624C2所实行的借助于可旋转分度定位但与模板不同步驱动的线圈架的方法有缺点，模板为了制造有规定匝数的波形绕组在旋转了相应的圈数后取决于尺寸和横截面必须以不同的程度超出初始位置向外再继续旋转，因为最后一匝的端头只有在通过初始位置或基本位置后才由在最后一个圆周区内有效作用的作周期性运动的模件完成造型。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种制造电动机械定子或转子用的波形绕组的方法和设备，其中，模板无须从不同的程度超出初始位置向外再继续旋转。
本发明的方法方面的目的这样达到，即，波形绕组最后一匝的端头通过至少一个在导线器附近的模件在配设的凹口内完成造型，在这种情况下最后一个模件除实施周期性造型运动外还沿径向向内运动。此附加的向里运动在与实施周期性造型运动时不同的模板的另一个转角位置下进行。
本发明在设备方面的目的这样达到，即，包括一个在导线器前可驱动旋转的模板，模板有一个与要制造的波形绕组内部横截面相应的设计有凹口的模体以及沿径向被导引运动的外部模件，模件在模板每转一圈时根据其转角位置可周期性地先后插入各配设的凹口内并抽回，以及包括一个沿轴向可定位在模体前面制有轴向槽的线圈架，它在模板旋转运动期间总是保持不旋转或实施定位运动，其特征为：至少一个在导线器附近的模件，模板为造成波形绕组最后一匝实行的旋转结束后，紧接着周期性的插入和抽出运动，可运动到模体配设的凹口内沿径向在里面的终端位置。
采用本发明可达到简化卷绕设备的控制和缩短卷绕和改装时间，在此卷绕设备中，在驱动旋转的模板上造成的波形绕组总是在卷绕过程结束后，脱模到线圈架上前或后与备用线轴截断。这样做尤其在卷绕设备有多个被驱动旋转平行工作的模板时是有重要意义的，在这种情况下在卷绕设备下游的提取装置周期时间短，借助于提取装置将集中在线圈架上的波形绕组置入定子或转子的槽内，由于在先后制成的波形绕组之间连续连接故是有优点的。
附图说明
下面借助附图进一步说明本发明的实施例。其中：
图1制造波形绕组的卷绕设备简化俯视图；以及
图2通过按图1的设备的垂直截面。
具体实施方式
因为图1和2所示设备的基本结构由DE 4306624C2是已知的，所以下面的说明可以限于一些重要的细节。
图1的俯视图表示了一种卷绕模板，包括内部模体10和外部模件12。在本例的情况下，模体10由六个沿圆周均布的卷绕板牙14组成。在板牙14之间的空腔构成模体10的凹口16，模件12可沿径向从外部移入凹口中。与在本例中存在六个板牙14的数量对应，也存在六个外部的模件12。
为了在模体10上造成一个波形绕组，模板10、12绕在卷绕板牙14结构中央的垂直中心线旋转，而与此同时一根卷绕线或优选地多根平行的卷绕线18通过一个设在模体10侧旁例如形式上为喷线嘴的导线器20供入。在卷绕过程的一开始，线18夹紧在卷绕板牙14之一上并因而被旋转的模体10带动以及经由喷线嘴20从备用线轴拉出。为造成绕组的波纹形状，在模体10每转一圈时，随同其旋转的外部模件12先后周期性地分别插入正好在导线器20处走过的凹口16内，并与此同时除了由于模体10旋转牵出的线长外从导线器20拉出为造成波纹所需的线长。
在本实施例中，外部模件12的运动驱动由模板10、12的旋转运动导出。为此目的设一位置固定的曲线轨道22，它的中心线用24表示。大体绕模体10的二分之一圆周曲线轨道22按半圆的形状延伸，它相对于旋转轴线处于与导线器20沿直径的相对位置。在导线器所在侧，曲线轨道22形成一条远离旋转轴的弧线，它通过比较小的半径从两边过渡到大体为直线的连接段，连接段基本上切向地与半圆形部分连接。
采用以上说明的以及图1中表示的本身封闭及其中插入与模件12连接的滚轮26的曲线轨道22形状，可以做到在模板每转一圈时外部模件12在接近导线器20时沿径向向外抽回，以及在经过导线器20后立即非常迅速地重新沿径向插入当时为它所配设的凹口16中并保持在其径向内部的终端位置，直至在模板继续旋转时它重新接近导线器20为止。因此，在模板每转一圈时，外部模件12实施一种周期性的插入和抽出运动以及有一个大体沿二分之一周长延伸处于沿径向的内部终端位置的保持阶段。
假定所示的模板处于由平行的线卷绕成一个有规定匝数的波形绕组后的终端位置，其中线圈始端用27表示。模板停止在此的终端位置与它在卷绕过程一开始所取的初始位置是一致的。也就是说在卷绕过程中模板准确地旋转了与此波形绕组应有的匝数完全一样多的圈数。由在导线器20与模体10之间的卷绕线18的位置可以看出，在卷绕过程中模板按图1沿顺时针方向旋转。由图1还可看出，卷绕线18最后一匝的端头未能成型为波形，而是从已处于导线器20后方约60°的板牙14相对于旋转轴成切向直线地越过同样已从导线器20旁走过的凹口16延伸到此导线器。若为了使波形绕组最后一匝的这一端头也成型为波形，则模板10、12必须从图1所示的位置出发再继续旋转约60°。于是沿径向向外抽回的模件12在此旋转过程中插入图1中被直的线段18跨越的那个凹口16中，并与此同时使此线段成型，但这样一来还要附加地从导线器20拉出一个波形线圈的六分之一线长。若不实施此附加的越过图示初始位置约60°的旋转运动，则波形绕组的最后一匝仍然是不完全的。
显然，沿径向插入使卷绕的最后一匝的端段成型为波形的这一个模件12并不是绝对必须在模板停止在初始位置时进行。终端位置可在一个例如至30°的允许的角度范围内偏离初始位置，或为了使这一个模件12专门沿径向运动可选择一个驱动装置，它在模板旋转运动期间可以是有效的。
为避免在每个卷绕过程结束时越过初始位置作附加的旋转运动并因而达到简化控制的目的，在图示的卷绕设备中规定，在表示的初始位置通过曲线轨道22已沿径向向外抽回的这两个模件12中至少一个，可借助于附加的驱动装置28沿环形曲线轨道22的一条沿径向延伸的支线30前移至其沿径向在里面的终端位置。在这种情况下尚未成型的直的线段18被压入模体10被它跨越的那个凹口16内。
在初始位置沿径向向外抽回的这两个模件12中，只需要在之前的卷绕过程中正好从导线器20旁经过的那一个沿曲线轨道22的径向支线30向里送进。在反时针方向旋转时就图1而言这是在导线器20左方所画的那一个模件12。但优选地这两个已沿径向向外抽回的模件12同时沿径向向里推移，所以造成的波形绕组沿整个圆周均可靠地在凹口16内贴合在模体10上，再从这一位置同样可靠地借助于脱模器32沿轴向从模板10、12脱出并可转移到线圈架34的轴向槽内。在脱模前或后，在导线器20处的线18借助于图中未表示的切割装置切断。此新的线头可在脱模过程结束后直接从导线器20供往在图示的初始位置下直接位于导线器前面的那个装有线夹的板牙14处并夹紧，接着可立即开始下一个卷绕过程。在这里模板的驱动控制可以设计得非常简单，因为它始终停止在初始位置，因而只需调整旋转方向和匝数。
由于本发明的原理已借助图1说明，下面参见图2介绍优选的实施形式在结构方面的详细情况。在那里，模体10只表示了一个板牙14和只表示了一个处于相对位置的外部模件12。它固定在支承件36上，支承件与导轮38连接并可沿垂直方向移动地装在滑架40上。后者在沿径向延伸的导轨42上滑动，导轨沿径向的内部支承在支承轴套44上。在滑架40上装有导轮26。
当模板10、12处于图1所示的初始位置时，模件12分别有一个完全确定的转角位置。这同样适用于两个沿径向向外抽回的模件12。因此可以在其初始位置沿径向在该滑架40外部设一附加的驱动装置，例如形式上为带活塞杆28的气动伺服缸。当卷绕过程结束后模板10、12停止在其初始位置时，活塞杆28沿径向向内推进，并以其前端卡锁在滑架40上一个相配的离合器内，接着活塞杆带着滑架一直移到其沿径向内部的终端位置，在这一位置，由所涉及的滑架40所支承的模件12已完全插入配设的凹口16内。在紧接着开始下一个卷绕过程之前，活塞杆28通过其气动缸重新沿径向向外抽回，并与此同时带着与其借助于可拆式卡锁连接机构接合的滑架40沿曲线轨道22的径向支线30一起移动。若滑架40已到达其在外部的终端位置，通过活塞杆28的继续牵引使卡锁连接机构脱开，所以滑架40与活塞杆28分开，在随后的卷绕过程中它可沿环形的曲线轨道22循环地导引，而这两个附加的只能沿径向作用的滑架驱动装置28保持在曲线轨道22周缘旁它们各自的位置处。
因为在卷绕过程中模件12完全在从导线器20供入的卷绕线18所在的水平面上旋转，所以它们在每一次旋转时不仅借助于曲线轨道22沿径向一直抽回到模体10包络圆的外面，而且还借助另一个与导轮38配合作用的曲线轨道46总是在导线器20之前提升而在导线器之后重新下沉，以免与导线器冲撞。
在模体10上借助外部的模件12造成了波形绕组后，模体10与导线器20一起下沉到使模体10与线圈架34沿轴向接合为止。接着，操纵脱模器32，它将波形绕组从模体10脱出移入线圈架34的槽内。然后重新向上移动模体10、导线器20和脱膜器32，使模体10离开线圈架34并可开始下一次的旋转运动，与此同时线圈架34保持不动或只实施定位运动，例如借助电机48进行旋转分度定位运动。线圈架34也可以在卷绕期间与移送在它上面的波形绕组一起进一步输送到例如提取站，并用另一个空的线圈架34置换。
在此作为范例说明的实施形式中，除旋转分度定位电机48外，线圈架34不需要任何旋转驱动装置，也就是说，既不需借助自己的电机驱动装置与模板10、12同步驱动，也不需要为了随动而与模板连接。因为在卷绕过程中模板与线圈架34是分离的以及线也是在每个卷绕过程结束后截断的，所以线圈架34在卷绕期间可以进行任意的定位运动，亦即转位或被输送。线圈架34优选地是一提取工具，它有环形排列的平行薄板，薄板之间在模板10、12下方的位置内悬挂一个或多个波形绕组。接着按已知的方式在提取站例如将一定子放在薄板上，然后将波形绕组沿轴向拉入定子的槽内。
为了在模体10上卷绕单层线圈时不会产生线圈串扰，恰当的是模板实施相对于导线器20的轴向运动，在用平行的多根线卷绕的情况下，每转一圈的轴向送进大体等于这些平行线的直径和。模体10应设计为有相应的长度。

Claims (8)

1.制造电动机械定子或转子用的波形绕组的方法，其中，至少一根通过导线器(20)输入的卷绕线(18)卷绕在可驱动旋转的模板(10、12)设计有凹口(16)的模体(10)上，以及，在造成波形绕组的每一匝时通过模板沿径向被导引地运动的外部模件(12)根据其转角位置周期性地压入各配设的凹口(16)内，以及，接着这些线圈转移到一个沿轴向可定位在模体(10)前面的线圈架(34)的纵槽内，线圈架在造成不断线卷绕的线圈期间保持不旋转或实施一种定位运动，其特征为：波形绕组最后一匝的端头通过至少一个在导线器(20)附近的模件(12)在配设的凹口(16)内完成造型，在这种情况下最后一个模件(12)除实施周期性造型运动外还沿径向向内运动。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为：模板(10、12)在一次卷绕过程结束时停止在其此次卷绕过程一开始所取的同一个转角位置。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征为：在模板(10、12)的旋转运动停止后，波形绕组还被沿径向向里运动的模件(12)压在配设的凹口(16)中，这个模件(12)在旋转运动时跟随在那个压制绕组端头的那个模件(12)后面。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为：两根或多根线在一层中按平行并列的位置螺旋弹簧状卷绕在模体(10)上，为此模体在旋转运动时实施轴向推进运动，以及在卷绕过程结束时它们处于模体(10)与导线器(20)之间的一个平行于模体(10)旋转轴延伸的平面内。
5.实施按照权利要求1至4之一所述方法的设备，包括一个在导线器(20)前可驱动旋转的模板(10、12)，模板有一个与要制造的波形绕组内部横截面相应的设计有凹口(16)的模体(10)以及沿径向被导引运动的外部模件(12)，模件(12)在模板(10、12)每转一圈时根据其转角位置可周期性地先后插入各配设的凹口(16)内并抽回，以及包括一个沿轴向可定位在模体(10)前面制有轴向槽的线圈架(34)，它在模板旋转运动期间总是保持不旋转或实施定位运动，其特征为：至少一个在导线器(20)附近的模件(12)，在模板(10、12)为造成波形绕组最后一匝实行的旋转结束后，紧接着周期性的插入和抽出运动，可运动到模体(10)配设的凹口(16)内沿径向在里面的终端位置。
6.按照权利要求5所述的设备，其特征为：模件(12)周期性的径向运动借助于位置固定的环形的曲线导引装置(22)由模板(10、12)的旋转运动导出，以及，压制波形绕组最后一匝端头的模件(12)在模板(10、12)旋转运动结束后可借助一附加的驱动器(28)沿曲线导引装置(22)的一条支线(30)径向地向里运动。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征为：模板(10、12)在一次卷绕过程结束时可停止在此次卷绕过程一开始它所取的同一个转角位置，以及在此次卷绕过程直接跟随在压制此波形绕组端头的模件后面的那个模件(12)，在模板(10、12)的旋转运动结束后可借助另一个附加的驱动器(28)沿曲线导引装置(22)的另一条支线(30)径向地向里运动。
8.按照权利要求5至7之一所述的设备，其特征为：导线器(20)设计有用于多根平行的线(18)的各个导引道，这些线可同时单层地卷绕在模体(10)上，在此期间，当每转一圈时相对于导线器(20)实施与这些线的直径和相对应的轴向推进。
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