CN109478835A - 用于缠绕绕线齿的方法、绕线辅助装置以及针式绕线装置 - Google Patents

Abstract

在一种用于缠绕电机的转子或定子(1)的绕线齿(2)的方法中，绕线辅助装置(3)套装到转子或定子(1)的至少一个沿轴向方向(X)的端侧上并且与转子或定子(1)以能松脱的方式连接，绕线齿(2)和绕线辅助装置(3)随后利用缠绕线材、优选利用针式绕线技术进行缠绕。所述缠绕线材在绕线辅助装置(3)的区域中换向，并且绕线辅助装置(3)在缠绕转子或定子(1)之后再次移除。所述绕线辅助装置(3)包括多个线材引导元件(30)，其中，每个要缠绕的绕线齿(2)配设有一个线材引导元件(30)。所述线材引导元件(30)具有绕线齿延续区段(34)，该绕线齿延续区段构造成使得其沿轴向方向(X)延续所述绕线齿(2)。

Description

用于缠绕绕线齿的方法、绕线辅助装置以及针式绕线装置

技术领域

本发明涉及一种用于缠绕电机的转子或定子的绕线齿的方法、一种尤其用于在这样的方法中使用的绕线辅助装置，以及一种针式绕线装置。

背景技术

在缠绕如用于转子或定子的内部开槽的叠片组时，优选使用针式绕线技术。在此，针载体移动通过所述叠片组并且在运动中将线材布设到相应的槽中。在叠片组的端面上大多嵌入有塑料端盖，所述塑料端盖用于绕线头部中的线材布设并且使线圈体与叠片组绝缘。在此，塑料端盖必须接收线材的力并且与此对应地配备有所需要的壁厚，使得这样缠绕的电机需要大的安装空间。此外，这样的塑料端盖在缠绕叠片组时被一起缠绕。因此，塑料端盖保留在转子或定子上并且由此耗用附加的安装空间。此外，通过使用端盘出现由于不同相的线材长度不同而导致的缺点，所述缺点对电机不同相的功率密度有不利影响。

在DE 10 2014 009 799 A1中描述一种利用绕线辅助装置的方法，该绕线辅助装置设置成可逆的。在此，为了进行缠绕，绕线辅助装置固定在由叠片组包围的夹紧机构上并且在缠绕之后在松开夹紧机构的情况下从电机中被移除。

所述绕线辅助装置设计用于多个槽，使得绕线辅助装置分别仅可被用于一个槽间距和一个固定的线圈宽度。此外，所述解决方案必须在缠绕多个齿之后从这些齿中被拔出并且错位到叠片组的另一个位置上，以便在那里可继续所述绕线过程。由于需要多个改装过程，因此所述设计方式是费时的。

发明内容

本发明的任务是，提供一种绕线辅助装置以及一种与之关联的绕线方法，所述绕线辅助装置和绕线方法在绕线模式的设计方面没有限制并且可省去耗费的改装过程。

所述任务通过一种根据权利要求1的特征的用于缠绕电机的转子或定子的绕线齿的方法以及一种根据权利要求5的特征的绕线辅助装置来解决。有利的实施方式在相应的从属权利要求中找到。

本发明建议一种用于缠绕电机的转子或定子的绕线齿的方法，在该方法中绕线辅助装置被套装到转子或定子的在轴向方向上的端侧上并且与转子或定子以能松脱的方式连接。在此，绕线齿和绕线辅助装置随后利用缠绕线材、优选利用针式绕线技术被缠绕，其中，所述缠绕线材在绕线辅助装置的区域中换向，并且，在完全缠绕转子或定子之后绕线辅助装置再次被移除。所述绕线辅助装置包括多个线材引导元件，其中，每个要缠绕的绕线齿配设有一个线材引导元件并且该线材引导元件具有绕线齿延续区段，该绕线齿延续区段这样构造使得它沿轴向方向延续所述绕线齿。优选地，所述绕线辅助装置这样设计，使得它在缠绕之后可相对于转子或定子的内部空间被取出，其方式为将线材引导元件这样移除。优选地，按照本发明的方法是利用分布的绕线的针式绕线方法。

由于在每个绕线齿上安装有绕线辅助装置，则各绕线齿之间的槽保持开放并且可在没有被绕线辅助装置限制的情况下实现各种任意的绕线模式。转子或定子可通过这样获得的方法来构造，它们相比于手动缠绕的转子或定子而言具有另外的绕线头部几何结构。按照本发明的通过机器缠绕的转子或定子的特征在于，缠绕线材在绕线头部的区域中具有比在手动缠绕的转子或定子的情况中更多的折边或拐角，而在手动缠绕的转子或定子中缠绕线材在绕线头部的区域中具有椭圆形的或圆形的轮廓。因此，可看出按照本发明的方法缠绕的转子或定子的绕线头部的线材回线的、与椭圆形或圆形明显不同的有角的几何结构。

在本方法的一优选实施方式中，使用线材引导元件，所述线材引导元件的横向于轴向方向的宽度小于或等于在其沿径向方向的自由端部的区域中所配设的绕线齿的宽度。在此，一方面，各绕线齿之间的槽的宽度不受绕线辅助装置的限制并且绕线的沿轴向方向伸出绕线齿的线环是细长的。

所提出的结构优选还可通过延长所述绕线辅助装置而延长到转子或定子的内部空间中。由此，可覆盖包含在叠片组中的槽的边缘，使得缠绕线材可在缠绕过程中被保护免受损坏。

在本方法的另一优选实施方式中，所述绕线辅助装置、尤其是每个线材引导元件在缠绕之前借助至少一个销或栓或一般而言借助固定元件(例如可与转子或定子例如螺纹连接的固定板)被固定在转子或定子上。每个线材引导元件(其总数得出绕线辅助装置)利用销或栓或固定元件固定在转子或定子上，使得在缠绕时出现的横向力不会导致各个线材引导元件沿周向方向错位移动，这可能导致干扰缠绕过程。

在本方法的一特别优选的实施方式中，所述绕线辅助装置、尤其是每个线材引导元件在缠绕之后通过去除销或栓或固定元件而从转子或定子松脱并且随后被移除。绕线的伸出的线环处于自由并且然后这样设置，使得产品更紧凑。

本发明也涉及一种在所述方法中使用的绕线辅助装置，该绕线辅助装置包括至少一个线材引导元件，该线材引导元件具有至少一个在轴向方向上延伸的绕线齿延续区段，用于在端侧贴靠到转子或定子的绕线齿上并且沿轴向延续所述绕线齿，其中，所述绕线齿延续区段设置在线材引导元件的第一侧上。所述绕线辅助装置还具有至少一个设置在与线材引导元件的第一侧相对置的第二侧上的线材换向区段，该线材换向区段具有设置在各隔板之间的线材接纳凹部，所述线材接纳凹部的深度方向沿垂直于轴向方向(X)的径向方向(R)延伸，其中，所述线材接纳凹部沿径向方向向外开放。在此，优选在线材引导元件的下部隔板中引入贴靠槽，线材引导元件可利用该贴靠槽固定在销或栓上，并且绕线辅助装置可在缠绕之后再次被移除。

在一优选实施方式中，所述绕线齿延续区段在其背离所述贴靠区段的端部上具有沿径向方向(R)向外并且背离贴靠区段倾斜升展的区段。以这种方式在将线材引导通过线材排出喷嘴时得到更多的间隙空间并且可更精确地进行缠绕。

在一特别优选的实施方式中，在线材引导元件的贴靠区段和与该贴靠区段相对置的端部之间设置有多个线材换向区段。

在一种完全特别优选的实施方式中，所述线材换向区段沿径向方向(R)彼此错位地设置。

在另一完全特别优选的实施方式中，这些线材换向区段的最靠近贴靠区段的线材换向区段沿径向方向(R)设置在最外部，并且线材换向区段的径向错位朝向沿轴向方向(X)的自由端部逐渐地减小。

按照本发明的(尤其是针式绕线装置的一部分的)绕线辅助装置(因此未保留在要被缠绕的主体上)优选由金属、尤其是钢构成或制成。以这种方式，绕线辅助装置可总是又被用作针式绕线装置的一部分。此外，本发明涉及一种具有权利要求11的特征的针式绕线装置。有利的实施方式在权利要求12和13中找到。

按照本发明的尤其是适合于实施上述方法的针式绕线装置具有至少一个针式绕线器，该针式绕线器具有输送装置，该输送装置本身将至少一个缠绕线材向至少一个线材排出喷嘴引导。在此，所述针式绕线装置还具有工件接纳部，该工件接纳部接纳或能接纳要以缠绕线材被缠绕的主体、尤其是电机的转子或定子。作为针式绕线装置的一部分，所述工件接纳部包括至少一个如上所述绕线辅助装置。因此，按照本发明的绕线辅助装置不仅仅是之后保留在被缠绕的主体上的辅助装置，而相反是一机器部件。

有利地规定，按照本发明的针式绕线装置包括多个上述的绕线辅助装置。

替代地或补充地也可规定，所述工件接纳部具有要被缠绕的主体，在该主体上以能松脱的方式安装有一个或多个绕线辅助装置。

附图说明

接下来借助于一些实施例的附图详细解释本发明。

图1示出具有套装的绕线辅助装置的转子或定子的立体图，

图2示出图1中的布置结构的剖面图，

图3示出图1中A局部放大图，

图4示出将绕线辅助装置固定到转子或定子上的固定可行性，

图5示出线材引导元件的立体图，

图6示出套装在绕线齿上的线材引导元件的剖面图，

图7示出在移除绕线工具之后按照本发明的方法完成缠绕的构件对应于图2的部分剖面图，

图8示出在移除绕线工具之后按照常规手动的方法完成缠绕的构件对应于图2的部分剖面图。

具体实施方式

图1示出转子或定子1的立体图，该转子或定子为了便于说明以四分之一敞开地示出。未缠绕的坯件由一圈绕线齿2组成，在所述绕线齿之间相应地设有绕线槽。在转子或定子1的端部上沿轴向方向(X)套装有绕线辅助装置3，其中，各个线材引导元件30利用贴靠区段33贴靠在相应的绕线齿2上。在所述实施例中，绕线辅助装置3尤其通过在此构造成保险环11的固定元件被固定，该保险环在示出的实施例中拧紧在接纳环10上(在图左边部分中未示出)。相应的接纳环10固定在支撑架12上并且固定绕线辅助装置3的支座。

图2中的剖面图更清楚地示出图1中布置结构的一些细节。在转子或定子1的轴向端部上设置有绕线辅助装置3，该绕线辅助装置包括至少一个线材引导元件30。

所述线材引导元件30具有：带有贴靠区段33的绕线齿延续区段34，线材引导元件30利用该贴靠区段贴靠在绕线齿2上；以及倾斜升展的区段35，该倾斜升展的区段设置在沿轴向方向X的外置部分上。此外，在线材引导元件30上沿径向方向R在外部设置有一排线材换向区段31、32。这些线材换向区段31、32包括线材接纳凹部31以及限定这些线材接纳凹部的隔板32。线材换向区段31、32沿径向方向R彼此错位地设置，其中，相对于绕线齿2沿轴向方向背离转子或定子1，径向错位逐渐减小。

所述绕线辅助装置3优选通过环绕的保险环11被固定在接纳环10上并且因此固定以防移动。不需要将保险环11实施成一件式的。完全可设想，保险环11由多个圆弧段组成，这可使保险环12的装配和卸载变得容易。

在图1中用A标记的局部在图3中放大示出。一排线材引导元件30设置在转子或定子1上的接纳环10上，这些线材引导元件中仅示出一些具有线材接纳凹部31和设置在它们之间的隔板32的线材换向区段31、32。在接纳环10中装入销或栓4以便将线材引导元件30位置固定，线材引导元件30贴靠到所述销或栓上。

为此，在轴向上处于最内部的隔板32上可引入贴靠槽36(在该图中未示出)。所述布置结构可利用保险环11(在此未示出)固定，该保险环利用拧紧到接纳环10的螺纹孔14中的螺纹紧固件固定。

图4示出安放到转子或定子1上的绕线辅助装置3，该绕线辅助装置包括多个线材引导元件3。在线材引导元件30的最靠近转子或定子1的隔板32上，具有一排孔13的保险环11放置在接纳环10上，该接纳环接纳销或栓4并且具有螺纹孔14。保险环11以及因此绕线辅助装置3借助通过孔13拧入到与之对齐的螺纹孔14中的螺纹紧固件被固定。

将绕线辅助装置3固定在待要缠绕的转子或定子1上的在此所述的方式是多种可行性中的一种。完全也可设想其它的固定可行性；例如将线材引导元件30向内延长超过绕线齿2，其中，沿轴向相对置的线材引导元件30与在内部在绕线齿2之前延伸的隔板相连接。所述隔板也可至少部分地覆盖绕线齿的边缘并且因此在缠绕过程期间引导线材时保护线材免受损坏。

所述绕线辅助装置3这样设计，使得该绕线辅助装置在缠绕之后可相对于转子或定子1的内部空间被取出，其方式为将线材引导元件30这样移除。

图5示出具有一排线材换向区段31、32的线材引导元件30的一种实施方式，在该实施方式中线材接纳凹部31的径向移动从下往上(沿X方向)逐渐地减小。所述减小这样选择，使得绕组的线材长度保持始终相同。在线材引导元件30的下部隔板32中引入贴靠槽36，线材引导元件30利用该贴靠槽固定在销或栓4上。线材接纳凹部31的底部37可构造成平面的。当然，所述底部37在一种优选实施方式中也可以是弯曲的或者说成拱形的。由此，线材可在缠绕时更好地紧贴到线材接纳凹部31的底部形状上并且在适当情况下减小在缠绕时的拉力。

图6示出线材引导元件30的剖面图，该线材引导元件利用贴靠区段33放置在转子或定子1上。在接纳环10中插入销或栓4，该销或栓嵌接到线材引导元件30的贴靠槽36中。在此，出于清楚的原因没有示出具有螺纹连接的保险环。

转子或定子1利用绕线辅助装置3可更紧凑地被缠绕，因为绕线辅助装置3可在绕线之后再次被移除并且因此减少在绕线头部的区域中转子或定子1的轴向端部所需要的体积。绕线辅助装置3的模块化结构可实现在不同的给定条件情况下使用并且不仅仅是用于转子或者说定子类型。这使得绕线方法成本有利并且仓储管理更简单。

在图7和图8中，将绕线头部在移除绕线工具之后按照本发明的方法(图7)和常规手动的方法(图8)做比较。可看出在所述两种情况下跨越已缠绕的主体的端侧的一部分的线材回线5。在按照本发明的方法中，在移除绕线工具之后留下线材回线5，该线材回线具有清楚可见的折边或拐角5a。与此相对地，根据图8常规的方法提供没有拐角或折边的相应的线材回线5的圆形绕线头部。正因为如此，按照本发明的方法缠绕的产品能够清楚地看出绕线头部的几何结构。

Claims (13)

1.用于缠绕电机的转子或定子(1)的绕线齿(2)的方法，在该方法中绕线辅助装置(3)套装到转子或定子(1)的至少一个沿轴向方向(X)的端侧上并且与转子或定子(1)以能松脱的方式连接，其中，所述绕线齿(2)和所述绕线辅助装置(3)随后利用缠绕线材、优选利用针式绕线技术进行缠绕，其中，所述缠绕线材在绕线辅助装置(3)的区域中换向，并且，在缠绕转子或定子(1)之后绕线辅助装置(3)再次移除，其特征在于，所述绕线辅助装置(3)包括多个线材引导元件(30)，其中，每个要缠绕的绕线齿(2)配设有一个线材引导元件(30)，其中，所述线材引导元件(30)具有绕线齿延续区段(34)，该绕线齿延续区段构造成使得其沿轴向方向(X)延续所述绕线齿(2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用线材引导元件(30)，该线材引导元件横向于轴向方向(X)的宽度小于或等于在其沿径向方向(R)的自由端部区域中所配设的绕线齿(2)的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述绕线辅助装置(3)、尤其是每个线材引导元件(30)在缠绕之前借助至少一个销或栓(4)或固定元件、尤其是夹紧元件固定在转子或定子(1)上。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述绕线辅助装置(3)、尤其是每个线材引导元件(30)在缠绕之后通过去除所述销或栓(4)或固定元件而从转子或定子(1)中移除。

5.绕线辅助装置(3)、尤其是用于在根据上述权利要求之一所述的方法中使用的绕线辅助装置，所述绕线辅助装置包括至少一个线材引导元件(30)，该线材引导元件具有至少一个沿轴向方向(X)延伸的绕线齿延续区段(34)，用于在端侧贴靠到转子或定子(1)的绕线齿(2)上并且在轴向上延续所述绕线齿(2)，其中，绕线齿延续区段(34)设置在线材引导元件(30)的第一侧上，并且所述线材引导元件具有至少一个设置在与线材引导元件(30)的第一侧相对置的第二侧上的线材换向区段(31，32)，所述线材换向区段具有线材接纳凹部(31)，所述线材接纳凹部的深度方向沿垂直于轴向方向(X)的径向方向(R)延伸，其中，所述线材接纳凹部(31)沿径向方向向外开放，以及该线材引导元件具有贴靠区段(33)以用于贴靠到转子或定子(1)的端侧上。

6.根据权利要求5所述的绕线辅助装置(3)，其特征在于，所述绕线齿延续区段(34)在其背离所述贴靠区段(33)的端部上具有沿径向方向(R)向外并且背离贴靠区段倾斜升展的区段(35)。

7.根据权利要求5或6所述的绕线辅助装置(3)，其特征在于，在线材引导元件(30)的贴靠区段(33)和与该贴靠区段相对置的端部之间设置有多个线材换向区段(31、32)。

8.根据权利要求7所述的绕线辅助装置(3)，其特征在于，所述线材换向区段(31、32)沿径向方向(R)彼此错位地设置。

9.根据权利要求7所述的绕线辅助装置(3)，其特征在于，所述线材换向区段(31、32)的最靠近贴靠区段(33)的线材换向区段沿径向方向(R)设置在最外部并且径向错位朝向线材引导元件的沿轴向方向(X)的自由端部逐渐减小。

10.根据权利要求5至9之一所述的绕线辅助装置(3)，其特征在于，该绕线辅助装置由金属、尤其是由钢制成。

11.针式绕线装置、尤其是用于实施根据权利要求1至4之一所述的方法的针式绕线装置，所述针式绕线装置具有至少一个针式绕线器，该针式绕线器具有输送装置，该输送装置将至少一个缠绕线材向至少一个线材排出喷嘴引导，其中，所述针式绕线装置还具有工件接纳部，该工件接纳部接纳或能接纳要以所述缠绕线材被缠绕的主体，所述主体尤其是电机的转子或定子(1)中的一个，其特征在于，所述针式绕线装置包括至少一个根据权利要求5至10之一所述的绕线辅助装置(3)。

12.根据权利要求11所述的针式绕线装置，其特征在于，该针式绕线装置包括多个根据权利要求5至11之一所述的绕线辅助装置。

13.根据权利要求11或12之一所述的针式绕线装置，其特征在于，所述工件接纳部具有要被缠绕的主体，在该主体上以能松脱的方式安装有一个或多个绕线辅助装置。