CN105391215A - 绕组装置以及用于制造绕组装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在用于旋转的电机（1）的机器组件中的绕组装置，该绕组装置包括：-多个槽（11）；-用特别连续的绕组导线（8）来缠绕的、具有多个分别延伸通过所述槽（11）中的两个槽的线圈（12）的绕组（7），其中至少一个最后被缠绕的线圈（16）的、被接纳在所述槽（11）中的线圈边朝向所述槽（11）的相应的槽开口裸露；以及-至少一个由所述绕组导线（8）的一个区段形成的、具有至少一个固定线匝的固定绕组（17、20a、20b），所述固定线匝横向地在所述绕组（7）的、至少一个最后被缠绕的线圈（16）的线圈端部（14）上方延伸。

Description

绕组装置以及用于制造绕组装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于电机的绕组装置以及一种用于制造这样的、用于电机的绕组装置的方法。

背景技术

众所周知，电机的机器组件、例如定子或者转子可以用不同的缠绕技术来缠绕。在此，所述机器组件的槽借助于缠绕技术、例如粗纱式缠绕、针式缠绕或者线圈缠绕来设有绕组线。

根据所述机器组件的槽的几何形状和布置以及所使用的缠绕线路图，存在着以下危险：绕组线的区段或者线匝从最后被缠绕的线圈上松脱或者滑落并且从所述槽中出来。所述绕组线的滑落或松脱可能已经在制造所述电机时在缠绕过程中、在装配的接下来的生产步骤的过程中或者在所述电机的运行过程中出现。如果所述绕组线的滑落的或者移动的区段到达所述电机的气隙中，那么这可能导致机械的封锁。

在公开文献DE19826886中公开了一种用于电动机的转子，该转子在处于换向器与转子本体之间的区域中具有额外的、围绕连接线的绕组。该额外的绕组具有以下作用：所述连接线具有更高的稳定性，从而在运行中、尤其是在进行所谓的振动试验时不会出现振动中断。不过，所述转子的或所述电枢的被缠绕的导线没有通过这个额外的绕组而单独地得到保护或固定，因而还总是会出现所述导线的上面已详细描述的滑落情况。

公开文献DE2620917公开了用于通过浸渍来将转子绕组的自由的绕组端部固定的方法和装置。在此，在浸渍之前将一个或者多个可以抽吸的丝线或带在整个轴向的范围内围绕自由的绕组端部而放置并且其端部件通往所谓的滴流位置。

在该公开文献的其他设计方案中，仅仅向可以抽吸的丝线或带的端部件施加浸渍用树脂。还已知一种变型方案，在该变型方案中将所述可以抽吸的丝线或带的端部件放入到所述槽中。

最终，所有提到的变型方案都用于借助于额外的器件、例如设有浸渍用树脂的丝线或带克服在运行中出现的机械力来固定所述绕组线。

这些额外的器件提高了材料成本，并且在装配所述电机的过程中带来额外的花费。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种用于电机的机器组件的绕组装置以及一种用于制造这样的绕组装置的方法，其中保证了没有绕组线的区段或线匝从机器组件的槽中伸出来。

该任务通过根据权利要求1所述的用于电机的绕组装置并且通过根据并列权利要求所述的机器组件、电机和用于制造机器组件的方法得到解决。

其他的设计方案在从属权利要求中得到了说明。

按照第一方面，设置了一种在用于旋转的电机的机器组件中的绕组装置，该绕组装置包括

-多个槽；

-用尤其连续的绕组导线来缠绕的、具有多个分别延伸通过所述槽中的两个槽的线圈的绕组，其中至少一个最后被缠绕的线圈的、被接纳在所述槽中的线圈边（Spulenseiten）朝向所述槽的相应的槽开口裸露；和

-至少一个由所述绕组导线的一个区段形成的、具有至少一个固定线匝（Fixierwindung）的固定绕组（Fixierwicklung），所述固定线匝横向地在所述绕组的、至少一个最后被缠绕的线圈的线圈端部（Spulenkopf）上方延伸。

上述绕组装置的构思在于，设置一种用于包含一个或多个固定线匝的绕组的缠绕线路图。通过这种方式，可以用一区段、尤其是一端部区段将一个或多个固定线匝放到最后被缠绕的线圈的线圈端部的上方，由此固定最后被缠绕的线圈的线匝。通过这种方式，可以在没有使用额外的器件的情况下固定整个绕组。

所述固定绕组在缠绕时可以根据预先给定的缠绕线路图被设置为整个绕组的一部分，从而一个或者多个固定线匝的制造紧挨着所述绕组的缠绕来进行。

此外，所述至少一个最后被缠绕的线圈的绕组节距（Wicklungsschritt）可以至少为二。

特别地，所述固定线匝可以具有与所述至少一个最后被缠绕的线圈不同的、特别是更大的绕组节距。这是一种可行方案，通过该可行方案实现了所述至少一个固定线匝以一角度在最后被缠绕的线圈上方延伸。

按照一种实施方式，所述固定线匝通过槽而延伸，所述槽与所述至少一个最后被缠绕的线圈的槽不同。

可以规定，所述至少一个固定线匝如此通过两个槽而延伸，使得所述至少一个固定线匝横向地在至少两个最后被缠绕的线圈的线圈端部上方延伸。

按照一种实施方式，所述至少一个固定线匝可以关于所述绕组导线的延伸方向以处于10°与90°之间、优选处于20°与90°之间、进一步优选处于40°与90°之间、并且尤其是处于60°与90°之间的角度与所述至少一个最后被缠绕的线圈的线圈端部交叉。由此可以特别可靠地通过所述固定线匝来固定所述绕组导线。

可以规定，多个固定线匝中的每个固定线匝通过相同的槽来引导，其中所述固定线匝的数目在1与5之间。特别地，如果设置了一个以上的、穿过相同的槽的固定线匝，则可以将更多的保持力施加到所述最后被缠绕的线圈的线圈端部上，从而可以改进对所述绕组的固定。

此外，所述至少一个固定线匝可以在转子轴上尤其以处于5°与140°之间、优选处于20°与120°之间、优选处于30°与90°之间、进一步优选处于35°与60°之间的角度转向，其中在所述转子轴上布置了机器组件。通过所述固定线匝的方向变化，可以实现所述机器组件的另一个区域，在该区域中布置了最后被缠绕的线圈，从而可以进行特别好的固定。

特别地可以设置多个相互交叉的固定线匝。

按照另一方面，设置了具有上述绕组装置的、电机的机器组件。

此外，所述机器组件可以构造为所述电机的转子，其中设置了用于接触所述绕组的线圈的换向器，从而在所述转子旋转时交替地给所述线圈中的一个或者多个线圈通电，其中所述固定绕组与换向器接头如此连接，使得在任何转子位置中都没有电流流过所述固定绕组中的换向器接头。换句话说，所述换向器的换向器接头仅仅用于对所述固定绕组的端部进行固定并且通过换向器片及滑动触点的布置来保证，在任何时刻都不会给所述固定绕组通电。

按照另一方面，设置了一种具有上述机器组件的电机。

按照另一方面，设置了一种用于制造用于旋转的电机的机器组件的绕组装置的方法，该方法包括以下步骤：

-用绕组导线来缠绕所述机器组件的多个槽，以便得到具有多个分别延伸通过所述槽中的两个槽的线圈的绕组，其中至少一个最后被缠绕的线圈的、被接纳在所述槽中的线圈边朝向所述槽的相应的槽开口裸露；并且

-由所述绕组导线的至少一个区段来构成具有至少一个固定线匝的固定绕组，其中所述至少一个固定线匝横向地在所述绕组的、至少一个最后被缠绕的线圈的线圈端部上方延伸。

附图说明

下面借助于附图来对实施方式进行详细解释。在附图中：

图1是旋转的电刷换向的电机的示意图；

图2是具有一个固定线匝的电机的转子的下侧面的俯视图；并且

图3是具有两个固定线匝的电机的转子的下侧面的俯视图。

具体实施方式

图1示出了一种旋转的电机1，该电机包括具有（未示出的）极靴的定子2。所述定子2限定了一圆柱形的内部空隙3。在所述定子2的内部空隙3中以可围绕转子轴9旋转运动的方式布置了具有绕组的转子10。

对转子10的绕组的馈电通过分段式换向器4以及通常构造为碳刷的形式的滑动触点5来进行。

一般来说，不仅所述定子2而且所述转子10都可以用绕组来缠绕并且可以形成所述电机1的机器组件。

所述转子10的绕组7借助于绕组导线8来构成，所述绕组导线从所述换向器4的换向器接头6开始被导引到转子10处，并且在那里构成所述绕组7的一个或者多个线圈。在所述绕组导线8的进一步的走向中，该绕组导线被引回到所述换向器4的另一个换向器接头6处。所述绕组7的线圈的该连接线路图可以多次用连续的绕组导线8或者用隔开的绕组导线来构成。

所述绕组导线8或绕组线可以由导电的金属、例如由铜或者铝构成，并且可以被绝缘漆或者其他绝缘件所包裹，以便在所述绕组导线8的、彼此接触的区段中避免电的短路。

图2示出了图1的电机1的转子10的端面的俯视图。所述转子10具有转子本体，该转子本体则具有沿着周向方向U隔开的、在径向上延伸的槽11（在当前的实施例中有12个槽）。所述绕组7的线圈12的线圈边处于所述槽11中。

所述线圈12按照传统的缠绕线路图被缠绕并且分别具有大于1的绕组节距。所述绕组节距确定了所述槽11之间的间距，各线圈12的线圈边通过所述槽来引导，这以所述槽11的数目来表示。所述线圈12例如可以如所示出那样地用绕组节距1:4来缠绕（每四个槽绕一圈）并且由此具有3个槽距。

所述线圈12在所述转子10的端面上以其相应的线圈端部14构成绕组端部15。在缠绕所述转子10时，将所述线圈12先后缠绕到所述转子10的槽11中。这引起以下结果：所述线圈端部14上下叠放地布置在所述转子10的端面上。由此首先缠绕的线圈12的线圈端部14被接下来所缠绕的线圈12的线圈端部14所覆盖。

仅仅最后被缠绕的线圈16的线圈端部14处于所述绕组端部的最上面。相关的、最后被缠绕的线圈16的线匝因此没有通过其他线圈12的线圈端部14得到固定，并且最后被缠绕的线圈16的各线匝可能从相关的槽11中伸出来，并且可能导致电机1的损坏或者停止运转。

为了防止最后被缠绕的线圈16的外部的线匝滑动或者移动，现在设置了至少一个固定绕组17，所述固定绕组最后优选在相同的缠绕过程中被缠绕，横向地在所述最后被缠绕的线圈16的一个或者两个（在轴向上对置的）线圈端部14上方延伸，并且就这样将所述固定绕组保持在其所期望的布置状态中。所述固定绕组17可以具有一个或多个穿过两个或两个以上的槽的线匝。

为了实现至少一个固定绕组17横向地在最后被缠绕的线圈16的、至少一个线圈端部14上方延伸，为该固定绕组17设置了比最后被缠绕的线圈16的绕组节距大的绕组节距（在图2所图示的实施例中具有5个槽距）。由此所述固定绕组17在所述绕组端部的部段上方延伸，并且由此可以保证对裸露的、即未被覆盖的线圈端部14的固定。

所述固定绕组17可以基本上电中性地布置在两个外部的接头、例如换向器接头6之间，从而在所述电机1运行时不会由于设置了至少一个固定绕组17而出现功率参数变差的情况。特别地，所述固定绕组17可以与所述换向器4如此电连接，使得所述固定绕组始终无电流，也就是说在每个转子位置中从不给所述固定绕组的两个接头通电。换句话说，所述换向器4的换向器接头6仅仅用于固定所述固定绕组17的端部，并且通过换向器片及滑动触点的设计或布置来保证，在任何时刻都不会给所述固定绕组17通电。

作为替代方案，至少一个固定绕组17可以直接在最后被缠绕的线圈16的后面在没有接触换向器接头6的情况下被缠绕，从而实现最后被缠绕的线圈16与至少一个固定绕组17的电的串联连接。

一般来说，有意义的是，至少一个固定绕组17的绕组节距大于所述转子10的最后被缠绕的线圈16的绕组节距。尤其可以规定，槽距的关于绕组节距的差至少为2、优选至少为3。换句话说，所述至少一个固定绕组17关于所述绕组导线8的延伸方向可以以处于10°与90°之间、优选处于20°与90°之间、进一步优选处于40°与90°之间、并且尤其是处于60°与90°之间的角度与所述至少一个最后被缠绕的线圈16交叉。

根据所选择的绕组节距，所述至少一个固定绕组17可以在转子轴9上或者以合适的绝缘件为前提在所述换向器4上转向。所述转向能够为所述至少一个固定绕组17实现较大的设计空间。因此，转向的固定线匝17可以通过槽11而延伸，所述槽处于相应的槽11之间，最后被缠绕的线圈16的线圈边通过所述槽而延伸。关于转向的固定绕组17a的位置的实例在图2中用虚线示出。所述转向尤其可以以处于5°与140°之间、优选处于20°与120°之间、优选处于30°与90°之间、进一步优选处于35°与60°之间的角度来进行。

所述至少一个固定绕组17也可以被视为通过缠绕线路图来缠绕的整个线匝的最后的部分，所述至少一个固定绕组17由所述绕组导线8的端部区段来构成，从而所述至少一个固定线匝17可以直接在所述缠绕过程中被缠绕，由此不需要另外的制造步骤，并且所述转子10不必在所述绕组7的缠绕与所述至少一个固定绕组17的缠绕之间从所述缠绕工具中被移走。

图3示出了电机的另一个转子10的端面的俯视图，所述转子基本上能够可与图2的转子相类比地构成。在那里示出的实施方式具有固定绕组20a、20b，所述固定绕组通过第一槽对11a和第二槽对11b而延伸。槽对11a、11b中的相应一个槽11彼此相邻。由此使相应的固定绕组20a、20b的区段在所述转子轴9上转向。

在所述转子轴9与所述槽对11a、11b的相应的槽11之间，所述固定绕组20a、20b的区段相互交叉。通过两个槽对11a、11b而延伸的固定绕组20a、20b在此形成环路的形状。作为替代方案，所述固定线匝20a、20b也可以在没有转向的情况下通过所述相应的槽对11a、11b的槽11来引导。

Claims (13)

1.在用于旋转的电机（1）的机器组件中的绕组装置，包括：

-多个槽（11）；

-用特别连续的绕组导线（8）来缠绕的、具有多个分别延伸通过所述槽（11）中的两个槽的线圈（12）的绕组（7），其中至少一个最后被缠绕的线圈（16）的、被接纳在所述槽（11）中的线圈边朝向所述槽（11）的相应的槽开口裸露；以及

-至少一个由所述绕组导线（8）的一个区段形成的、具有至少一个固定线匝的固定绕组（17、20a、20b），所述固定线匝横向地在所述绕组（7）的、至少一个最后被缠绕的线圈（16）的线圈端部（14）上方延伸。

2.根据权利要求1所述的绕组装置，其中所述至少一个最后被缠绕的线圈（16）的绕组节距至少为二。

3.根据权利要求1或2所述的绕组装置，其中所述固定绕组（17、20a、20b）具有与所述至少一个最后被缠绕的线圈（16）不同的、特别是更大的绕组节距。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的绕组装置，其中所述固定绕组（17、20a、20b）通过槽（11）而延伸，所述槽不同于所述至少一个最后被缠绕的线圈（16）的槽（11）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的绕组装置，其中至少一个固定绕组（17、20a、20b）如此通过两个槽（11）来延伸，使得所述至少一个固定绕组（17、20a、20b）横向地在至少两个最后被缠绕的线圈（16）的线圈端部（14）上方延伸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的绕组装置，其中所述至少一个固定绕组（17、20a、20b）关于所述绕组导线（8）的延伸方向以处于10°与90°之间、优选处于20°与90°之间、进一步优选处于40°与90°之间、并且尤其是处于60°与90°之间的角度与所述至少一个最后被缠绕的线圈（16）的线圈端部交叉。

7.根据前述权利要求中任一项所述的绕组装置，其中多个固定绕组（17、20a、20b）中的每个绕组通过相同的槽（11）来引导，其中所述固定绕组（17、20a、20b）的数目在1与5之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的、用于电动机的绕组装置，其中至少一个固定绕组（20a、20b）在转子轴（9）上尤其以处于5°与140°之间、优选处于20°与120°之间、优选处于30°与90°之间、进一步优选处于35°与60°之间的角度转向，其中在所述转子轴上布置了所述机器组件。

9.根据前述权利要求中任一项所述的、用于电动机的绕组装置，其中设置了多个相互交叉的固定绕组（17、20a、20b）。

10.具有根据权利要求1至9中任一项所述的绕组装置的、电机（1）的机器组件。

11.根据权利要求10所述的机器组件，该所述机器组件构造为所述电机（1）的转子，其中设置了用于接触所述绕组（7）的线圈（12）的换向器（4），从而在所述转子旋转时交替地给所述线圈（12）中的一个或者多个线圈通电，其中所述固定绕组与换向器接头（6）如此连接，使得在任何转子位置中都没有电流流过所述固定绕组（17、20a、20b）中的换向器接头。

12.具有根据权利要求10或11所述的机器组件的电机（1）。

13.用于制造用于旋转的电机（1）的机器组件的绕组装置的方法，包括以下步骤：

-用绕组导线（8）来缠绕所述机器组件的多个槽（11），以便得到具有多个分别延伸通过所述槽（11）中的两个槽的线圈（12）的绕组（7），其中至少一个最后被缠绕的线圈（16）的、被接纳在所述槽（11）中的线圈边朝向所述槽（11）的相应的槽开口裸露；并且

-由所述绕组导线（8）的至少一个区段构成具有至少一个固定线匝的固定绕组（17、20a、20b），其中所述至少一个固定线匝横向地在所述绕组（7）的、至少一个最后被缠绕的线圈（16）的线圈端部（14）上方延伸。