CN103857610B - 用于分离叠片的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

在堆垛中堆叠在一起的部件通过以下步骤分离：将部件放置在振动设备中并且用振动设备的振动头使部件的堆垛振动以将它们分离，并且还在使部件振动时用振动头约束部件。

Description

用于分离叠片的方法和设备
相关申请的交叉参引
本申请要求2012年2月6日提交的美国专利申请No.13/366,479的优先权以及2011年2月9日提交的美国临时申请No.61/440,931的优先权。上述申请的全部公开内容以参引的方式合并到本文中。
技术领域
本发明涉及分离粘在一起的部件。
背景技术
在一些制造过程中，部件可在一些操作过程中被处理并且随后在部件用到产品中前被分离。部件在一起被处理的这些操作可导致部件粘在一起。它们可例如在被堆叠在一起并进行热处理后变成在堆垛中粘在一起，其中，热处理导致部件在堆垛中粘在一起。
部件必须接着在随后被用于例如制造包含一个或更多个这种部件的产品之前被分离。分离例如在部件的堆垛中粘在一起的部件的典型方法已经涉及使用充足的力击打部件的堆垛以使得部件彼此分开。例如，用橡皮锤击打部件的堆垛、使堆垛撞击例如桌子等表面，等等。其中，该方法存在人机工程学以及碎屑的问题。
一些产品至少部分地通过层压制成。即，多个叠片被固定在一起。例如，在电动马达中使用的定子常常由固定在一起的叠片制成。该叠片可由例如铁磁钢或铁等铁磁材料的片料冲压而成。一旦用于定子的叠片被冲压，则将叠片堆叠（如果未在冲压操作中堆叠），并且进行热处理。关于这点，叠片堆垛可包括用于多个定子的叠片。应当理解，叠片还可由于热处理以外的制造过程而在堆垛中粘在一起并且需要在层压到一起之前被分离。该叠片之后将如上文描述地通过应用手动力而彼此分离，除了该方法会存在的人机工程学以及碎屑的问题之外，还会造成叠片的铁磁特性的一定程度的退化。
发明内容
根据本公开的方面，在堆垛中堆叠在一起的部件通过以下步骤被分离：将该部件放置在振动设备中，并且用振动设备的振动头使得部件的堆垛振动，从而分离部件并且还在部件振动时用振动头约束部件。
在一方面中，部件为在叠片堆垛中堆叠在一起的叠片，并且使得叠片堆垛振动包括使得该叠片堆垛与振动设备的振动的振动头的工具接触，用以使得该部件振动并且还在工具振动部件时利用该工具约束该部件。
在一方面中，叠片堆垛侧倒地定位在该振动设备中，并且叠片堆垛的侧部与该工具接触。
在一方面中，该振动设备具有工作台，该工作台具有安装在其中的砧座，叠片堆垛定位在该砧座上。该叠片堆垛侧倒地定位在该砧座上。砧座的与叠片堆垛接触的面沿着该砧座面的纵向具有一系列的边缘，每个边缘横穿该砧座面延伸。当振动叠片堆垛时，该边缘抓住单独的叠片以促进叠片的分离。在一方面中，这一系列的边缘为一系列的细齿。在一方面中，该一系列的细齿为锯齿状的细齿。在一方面中，这一系列边缘通过有滚花的砧座面设置。
在一方面中，替代性地或另外地，振动头的工具沿该工具的纵向具有一系列的边缘，每个边缘横穿该工具面延伸，使得当振动叠片堆垛时，该工具面的边缘抓住叠片以促进叠片的分离。
在一方面中，该部件为堆叠在一起的圆盘的堆垛。圆盘堆垛放置在振动设备中并且通过振动设备的振动头的工具振动，并且还受到该工具约束。在一方面中，圆盘具有中央孔。在一方面中，该工具具有轴，并且，将圆盘放置在振动设备中包括将圆盘放置在轴上，使得轴穿过圆盘的中央孔延伸。使得圆盘振动包括使得振动头振动以使得轴振动，轴使得放置在轴上的圆盘振动。
在一方面中，振动头以60Hz-320Hz范围内的频率振动。
在一方面中，振动头以超声频率振动。在一方面中，振动头以10kHz至60kHz的范围内的频率振动。
附图说明
通过详细的说明以及附图，将更全面地理解本发明，附图中：
图1示出根据本公开的方面的在振动设备中的叠片堆垛；
图2示出用于图1的振动设备的砧座工具；以及
图3示出用于图1的振动设备的另一砧座；
图4示出根据本公开的方面的振动设备中的圆盘堆垛；以及
图5示出根据图4的方面的变型方案中的振动设备的中的圆盘堆垛。
具体实施方式
下文中对优选实施方式的说明本质上仅仅是示例性的并且决不旨在限制本发明、及其应用或用途。
图1示出叠片12的叠片堆垛10，堆垛10侧倒地定位在振动设备100中。叠片堆垛10由堆叠在一起的许多单独的叠片12（其中只有三个由引导线以参考标号12标示出）组成。例如当叠片12用于制造用于电动马达的定子时，叠片12在它们已经在叠片堆垛10中堆叠在一起后被热处理。由于该热处理，叠片12如上所述地粘在一起。应当理解，叠片可用于制造除了用于电动马达的定子之外的别的产品并且能够由于热处理之外的原因而在堆垛中粘在一起。振动设备100说明性地可为类似于振动焊接机的设备，例如在发明人为Show等的美国专利3,920,504的“摩擦焊接设备（FrictionWeldingApparatus）”以及发明人为Toth的美国专利4,352,711的“摩擦焊接设备（FrictionWeldingApparatus）”中描述并如下文中讨论地改进的那些设备。
振动设备100包括振动头102，振动头102说明性地可具有工具104，工具104与叠片堆垛10的侧部14接触，因此与单独的叠片12接触并且还在叠片振动时对其进行约束。缸体106安装在基部板108上并且附接至工作台110，缸体106可为液压的、电动的或气动的。
在图1中所示的说明性的实施方式中，叠片堆垛10侧倒地定位在工作台110上。缸体106面向振动头102移动工作台110。叠片堆垛10被以一定的力推动而抵靠振动头102，该力足够大以使得振动头102能够振动叠片堆垛10以分开叠片12并且约束它们，但该力不足以将叠片12焊接在一起。应当理解，振动设备100可替代性地构造为使得工作台110保持为固定的并且使得振动头102降低以使工具104与堆垛10的侧部14接触。还应当理解，振动设备100可构造为使得叠片堆垛10从除了堆垛10上方以外的别的方向与振动头102接触，例如，示例性地而非限制性地，从堆垛10下部与振动头102接触。
砧座112安装至工作台110的顶部114，并且可嵌入其中。砧座112具有面116，面116具有沿着其纵向方向间隔的一系列边缘118。每个边缘118横穿砧座面116延伸，如图2中所最佳地示出的。
当叠片堆垛10定位在砧座112上时，叠片堆垛10沿着砧座面116纵向地延伸，并且砧座面112的边缘118横穿叠片堆垛10延伸。在说明性实施方式中，每个叠片12为环形的（或类似环形的）并且叠片堆垛10因此为圆筒形（或类似圆筒形的）。边缘118因此在垂直于叠片堆垛10的纵向轴线的方向上横穿叠片堆垛10延伸。当叠片堆垛10由振动头102振动时，边缘118将捕获在叠片堆垛10的相邻的叠片12的边缘之间的间隙中（例如，通过伸入到该间隙中而被捕获）并且有效地抓住该叠片12，这有助于叠片12的分离。这还具有在叠片12中刻沟槽的效果，因此有助于它们的分离。
这一系列的边缘118说明性地可为一系列的细齿，该一系列的细齿说明性地可为如图1中所示的一系列锯齿状的细齿。这一系列的边缘118说明性地可通过如图3所示的具有滚花表面300的砧座面116提供。应当理解，前述内容为示例并且并未详尽地说明如何提供边缘118。关于这点，边缘118能够通过以任何方式形成砧座面116而提供，该砧座面116提供将与堆垛10的叠片12接合的边缘，例如通过伸入到相邻的叠片12的边缘之间的间隙中而接合。关于这点，应当理解，每个边缘不需要为连续的边缘，而是可以为例如一系列的点、指状物等，并且可通过具有粗糙表面的工具面116而提供。
应当理解，边缘118说明性地可基于叠片堆垛10中的叠片12的几何形状而确定，使得边缘118最佳地与堆垛10中的叠片12接合。例如，砧座面116中的边缘118的间隔说明性地可与叠片12的厚度对应。即，相邻的边缘118以与叠片12的厚度相同的距离彼此间隔。
振动头102的工具104也可包括类似的边缘（如图1中以虚线示出的工具112’）。
说明性地，振动头102在60Hz-320Hz的范围内振动。应当理解，这些频率是示例并且振动头102能够以其他频率振动。关于这点，最佳的频率能够例如通过探索而确定并且可根据叠片以及叠片堆垛10中的叠片12在热处理后粘到一起的程度而变化。
还应当理解，振动设备100还可为超声振动设备，例如超声焊接机，其可被改进为使得超声设备的角状部（该角状部可包括振动头102）以充足的力与叠片堆垛10接触以振动该叠片12，使得它们彼此松开同时约束它们，但该力不足以焊接它们。在美国专利2008/0054051“使用振幅分布的超声焊接（UltrasonicWeldingUsingAmplitudeProfiling）”中公开了可关于这点进行改进的现有技术中的超声焊接机。根据本公开的方面，该振动头说明性地可以以大约10kHz至60kHz的频率振动。
根据上文的通过将堆垛与振动头接触而对叠片堆垛中的叠片进行分离（可称为“振动分离的叠片”）增强了具有由振动分离的叠片制成的定子的电动马达的效率。由于叠片堆垛中的叠片不是通过“手动地破裂捶打”的方法分离的，因此该叠片不会受到该方法固有的突变类型的力的影响。因此，叠片的铁磁特性的退化更少并且由振动分离的叠片制成的定子的铁耗示数得以改善。此外，在振动部件时通过振动头约束这些部件减少了它们由于未受到约束而来回跳振造成的部件损坏的可能性。
虽然上文已经在对叠片堆垛中的叠片进行分离的背景下进行了描述，但应当理解，根据上文，振动设备能够用于分离在制造如下产品时使用的其他类型的部件：在这些产品中，多个部件以某种方式堆叠在一起并且在用于制造该产品之前需要被分离。
作为另一示例，并且是非限制性的，参考图4，能够通过将圆盘400的堆垛402放置在振动设备404中并且振动该圆盘400的堆垛402而将圆盘400的堆垛402中的圆盘400分离。在图4中，振动设备404包括具有工具408的振动头406。在示出的实施方式中，工具408包括立轴410。圆盘400的堆垛402被放置在工具408上，使得立轴410穿过圆盘400的中央孔412延伸。为了分离堆垛402中的圆盘400，振动头406由振动设备404振动，因而导致轴410振动。圆盘400与振动轴410接触，并且该振动使得堆垛402中的圆盘400彼此分开。轴410还约束圆盘400。作为示例，并且是非限制性的，圆盘400可为磨盘。
图5示出图5的变型方案，其中，振动头406（图4）具有工具500，工具500具有水平轴502。在图5的实施方式中，圆盘400的堆垛402放置在工具500上，使得水平轴502穿过圆盘400的中央孔412延伸。
虽然在上述方面中，部件的堆垛由与部件的堆垛的一个表面接触的振动头的工具约束，但应当理解，该工具能够接触部件的堆垛的多余一个的表面，从而约束它们。作为示例，并且是非限制性的，在图5的方面中，圆盘400的堆垛402还能够延伸跨过水平轴502并且受到保持水平轴502的相对的托架504约束。
本发明的说明本质上仅仅是示例性的，并且因此，不背离本发明的要旨的变型方案意在落入本发明的范围内。这种变型方案不被认为是与本发明的精神和范围相背离的。

Claims (10)

1.一种分离粘在一起的部件的方法，包括：将所述部件放置在振动设备中；通过将所述部件与所述振动设备的振动的振动头接触而使所述部件振动，所述振动设备的所述振动头振动所述部件；以及在振动所述部件时还通过所述振动设备的所述振动头约束所述部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件为在叠片堆垛中堆叠在一起的叠片，并且，通过所述振动设备使所述部件振动包括使所述叠片堆垛与所述振动设备的振动头接触。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，使所述叠片堆垛与所述振动头接触包括在对所述叠片堆垛进行热处理后使所述叠片堆垛与所述振动的振动头接触。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述叠片堆垛具有侧部并且所述方法包括将所述叠片堆垛侧倒地定位在包含所述振动头的振动设备中，并且使所述叠片堆垛的所述侧部与所述振动的振动头接触。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述叠片堆垛侧倒地定位在所述振动设备中包括将所述叠片堆垛侧倒地定位在所述振动设备的工作台中的砧座上，其中，所述砧座具有砧座面，所述砧座面具有沿着所述砧座面纵向地间隔开的一系列边缘，每个所述边缘横穿所述砧座面延伸，所述方法包括在所述振动头抵靠所述叠片堆垛振动时，使所述砧座面的所述边缘捕获在相邻叠片的边缘之间的间隙中，从而在所述叠片中刻沟槽，以促进它们的分离。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，使所述叠片堆垛的所述侧部与所述振动头接触包括使所述叠片堆垛与所述振动头的工具接触，所述工具具有工具面，所述工具面具有沿着所述工具面纵向地间隔的一系列边缘，每个所述边缘横穿所述振动头的所述工具的所述工具面延伸，所述方法包括在所述振动头抵靠所述叠片堆垛振动时，使所述振动头的所述工具的所述工具面的所述边缘捕获在所述叠片堆垛的相邻叠片的边缘之间的间隙中，从而在所述叠片中刻沟槽，以促进它们的分离。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，使所述叠片堆垛的所述侧部与所述振动头接触包括使所述叠片堆垛与所述振动头的工具接触，所述工具具有工具面，所述工具面具有沿着所述工具面纵向地间隔的一系列边缘，每个所述边缘横穿所述振动头的所述工具的所述工具面延伸，所述方法包括在所述振动头抵靠所述叠片堆垛振动时，使得所述振动头的所述工具的所述工具面的所述边缘捕获在所述叠片堆垛的相邻叠片的边缘之间的间隙中，从而在所述叠片中刻沟槽，以促进它们的分离。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件为在堆垛中堆叠在一起的圆盘，所述圆盘在其中具有中央孔，所述振动设备包括具有工具的振动头，所述工具具有轴，并且，将所述圆盘放置在所述振动设备中包括将所述圆盘放置在所述工具上，使得所述轴穿过所述圆盘的所述中央孔延伸，并且，使得所述圆盘振动包括通过所述振动设备使所述振动头振动以使所述工具以及穿过所述圆盘的所述中央孔延伸的所述轴振动，从而使得放置在所述轴上的所述圆盘振动并且通过所述轴约束所述圆盘。
9.一种用于分离在叠片堆垛中堆叠在一起的叠片的振动设备，包括：
振动头；
工作台，所述工作台包括砧座，所述叠片堆垛的侧部接收在所述砧座上，所述砧座具有沿着砧座面纵向地间隔的一系列边缘，每个所述边缘横穿所述砧座面延伸；
其中，所述振动设备使所述叠片堆垛的侧部与所述振动头接触，并且使所述振动头抵靠所述叠片堆垛的所述侧部振动，以及通过所述振动头约束所述叠片，使得在所述振动的振动头抵靠所述叠片堆垛振动时，所述砧座面的所述边缘捕获在所述叠片堆垛的相邻叠片的边缘之间的间隙中，从而在所述叠片中刻沟槽，以促进它们的分离。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述振动头包括工具，所述工具具有沿着所述振动头的所述工具的工具面纵向地间隔的一系列边缘，每个所述边缘横穿所述振动头的所述工具的所述工具面延伸，从而使得在所述振动的振动头抵靠所述叠片堆垛振动时，所述振动头的所述工具的所述边缘捕获在所述叠片堆垛的相邻叠片的边缘之间的间隙中，从而在所述叠片中刻沟槽，以促进它们的分离。
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