CN110880843A - 一种用于产生电机插入式线圈的线圈元件布置的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于产生电机插入式线圈的线圈元件(1)布置的方法，其步骤如下：提供一工件托架(3)，在该工件托架(3)上产生用于电机的插入式线圈的至少单层的杆状线圈元件(1)的布置，其中，所述杆状线圈元件(1)分别具有以下设置：通过位移装置(2)容纳和保持线圈元件(1)；通过位移装置(2)将线圈元件(1)提供到工件托架(3)上的指定近端位置，其中线圈元件(1)在此相对于工件(3)，从远端位置移动至指定的近端位置中；以及通过夹持装置(8)将位于工件托架(3)上的近端位置中的线圈元件(1)转移离开位移装置(2)，夹持装置(8)形成在工件托架(3)上。线圈元件(1)转移后，通过夹持装置(8)将线圈元件(1)的至少单层布置固定在工件托架(3)上。此外，还提供了一种装置，用于产生电机的插入式线圈的线圈元件(1)的布置。

Description

一种用于产生电机插入式线圈的线圈元件布置的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于电机插入式线圈的线圈元件布置的方法和装置。
背景技术
这些技术被用来制造线圈元件的单层或多层布置。然后将线圈元件的单层或多层布置作为一个整体插入线圈芯中，使线圈元件的各部分布置在线圈芯的指定槽中。例如，可在此规定产生线圈元件的封闭布置，尤其是线圈元件的篮式布置。其中，例如，线圈元件的单层或多层是/是对应于圆柱的外周面布置的。
发明内容
本发明的目的是提供一种产生电机插入式线圈的线圈元件布置的方法和装置。尤其是在大量生产这种线圈元件布置的情况下，可引入线圈元件以有效地形成布置。此外，将使得通过使用线圈元件形成的绕组的特定特性具有灵活性，该绕组的特定特性例如与导体数量、槽数、层数、绕组图案和/或线圈宽度有关。
为了解决这一问题，根据独立权利要求1和11，创造了一种用于产生电机插入式线圈的线圈元件布置的方法和装置。实施例是从属权利要求的主题。
根据一个方面，创建了一种用于产生电机插入式线圈的线圈元件布置的方法。其中，该方法具有以下步骤：提供一个工件托架，并在该工件托架上产生电机插入式线圈的至少单层的杆状线圈元件布置。在此针对杆状线圈元件提供下列步骤：通过位移装置容纳和保持线圈元件；通过位移装置将线圈元件提供到工件托架上，进入工件托架上的的指定近端位置；其中，线圈元件由此从远端位置相对于工件托架移动到指定的近端位置；以及通过形成在工件托架上的夹持装置将位于工件托架上近端位置的线圈元件从位移装置转移出去。在转移线圈元件后，通过夹持装置将线圈元件的至少单层布置固定在工件托架上。
根据另一方面，创建了一种装置，用于产生电机的插入式线圈的线圈元件的布置。该装置具有以下部件：一工件托架，在其上可产生用于电机插入式线圈的单层杆状线圈元件的布置；一位移装置，用于在工件托架上产生单层布置的线圈元件的，该位移装置被配置成分别接收和保持线圈元件，并向工件托架供应线圈元件，通过这种方式，使得线圈元件各自位于工件托架上的指定近端位置处。其中，线圈元件由此从远端位置相对于工件托架移动到指定的近端位置；以及一夹持装置，用于在工件托架上产生单层布置的线圈元件，该夹持装置被配置成分别将线圈元件从位移装置转移并保持在工件托架上的近端位置。所述夹持装置进一步配置成在所述线圈元件转移完成后将所述单层布置的线圈元件保持在工件托架上。
借助所提出的技术，以一种简单有效的方式促进了插入式线圈的线圈元件布置的形成。线圈元件在位移装置的帮助下分别容纳和保持，以便随后将其供应到工件托架上。通过夹持装置，尤其通过每个单独分配的夹持元件，将线圈元件转移到指定的近端位置，以便通过夹持装置将线圈元件的整个布置最终固定在工件托架上。这样，线圈元件的至少单层布置可作为一个完整的布置交付以供进一步的加工。可以设置这种进一步的加工因为一个转移夹持器夹持作为一个整体的线圈元件的布置，并将该线圈元件的布置从工件托架上移除，以便将线圈元件的布置传送到另一个工作站，例如，用于将线圈元件的各个部分插入线圈芯的指定槽中，以产生插入式线圈。
所产生的(预安装的)布置可呈现出完全闭合的轮廓，作为部分缠绕，或根据所需的缠绕模式呈现出部分轮廓。为此，可根据工艺链中后续装配的需要省略线圈元件，以便为二次制造和装配步骤留出安装空间。
可以规定，线圈元件的布置是作为线圈元件的独立布置产生的。所述方法可规定产生线圈元件的布置，其中所述至少一层线圈元件围绕闭合的圆周表面产生，该闭合的圆周表面例如类似于空心圆柱的圆周壁。
可以规定，为了在工件托架上产生线圈元件的多层布置，因而重复产生用于所述布置的线圈元件层的步骤。
可规定，产生单独而非独立的布置，这些布置可添加到上游或下游步骤中的任何缠绕模式中。因此，该工艺与导体/槽的数量或其布置无关。
例如，杆状线圈元件可以是U形，也可以设计成所谓的发夹型、I型销或D型销。
所生产的产品不必满足任何特定的设计要求，因此在绕组配置方面具有灵活性，特别是在绕组型式、导体数量和槽数方面具有灵活性。
夹持装置可设计有夹持元件，该夹持元件可在转移线圈元件时夹持和固定线圈元件。机械和/或磁保持力可在通过/在夹持装置转移和/或保持线圈元件的过程中起作用。例如，夹持元件可以设计成具有相应的夹持臂。为了以这种方式提供夹紧力，可以提供可弹性伸缩的夹持元件。因此，可提供夹持装置的相反夹持元件在线圈元件转移期间被弹性地推离，以抵抗偏压力。这样，线圈元件的夹持部分就通过这种方式固定在夹持装置上。所述夹持元件可以被设置成V形调节间隙，所述V形调节间隙在与所述线圈元件相对的一侧扩大，以支持所述线圈元件在所述夹持元件之间的较轻插入。夹持装置的各部分，尤其是在线圈元件的转移过程中与线圈元件接触的夹持元件，可具有防滑表面。例如，这里可以使用由橡胶或塑料材料制成的覆盖物。
夹持装置可在收回和延伸位置之间移动，在该位置执行线圈元件的转移，用于转移线圈元件。可在此规定，所分配的夹持元件从收回位置移到延伸位置，用于转移线圈元件。收回位置和延伸位置之间的位移可以相对于工件托架轴以径向进行。例如，可以从径向向内延伸到径向向外。夹持装置，尤其是夹持装置的夹持元件在收回和延伸位置之间的位移例如，在位移装置的帮助下，可防止夹持装置阻碍向工件托架提供线圈元件。只有当线圈元件布置在工件托架上指定的近端位置时，指定的夹持装置才会延伸以转移线圈元件。一般而言，可规定：在通过位移装置将线圈元件首次供应到工件托架上，工件元件上的线圈元件近端位置之后，可以在近端位置进行线圈元件的局部位移或重新定位，以优化其定位。因此，可规定夹持装置仅在附加局部位移后转移线圈元件。在转移过程中，线圈元件和夹持装置之间的相对运动可以部分或全部在相对于工件托架轴的径向方向上进行，特别是当夹持装置的位移沿着径向方向在收回位置和延伸位置之间进行的情况下。在这个过程中，有可能集成二次装配和对准过程。
夹持装置可在至少分段移入工件托架壁段开口的过程中移位。例如，带有开口的壁段可以是工件托架外壳的一部分。在收回位置，夹持装置部分或全部设置在壁段开口的后面。
夹持装置可通过一个驱动装置在收回位置和延伸位置之间移动，该驱动装置在功能上与之耦合，且该驱动装置设置在工件托架上。驱动装置在功能上与夹持装置耦合，通过这种方式，夹持装置延伸用于转移线圈元件。可在此规定驱动装置的驱动元件，例如，挺杆或滑块相对于工件托架轴轴向移动，以使夹紧装置沿径向延伸。可规定驱动元件上的斜面与夹持装置，特别是夹持元件相互作用，以便在驱动元件径向向外的轴向推进期间将其移动到延伸位置。夹持装置上可设置相应的斜面。驱动装置可以设置在工件托架的壳体中。可设置其他机构，以使夹持装置在收回和延伸位置之间发生位移。例如，夹持装置的一部分可以设置在电线圈的电场中，以便通过线圈控制器控制夹持装置的位移。
夹持装置可具有锁定装置，该锁定装置配置用于防止在转移后线圈元件的意外松动。锁定装置可在夹持装置的远端，特别是在夹持元件的远端上具有末端侧突出物，该末端侧突出物在转移线圈元件之前，与线圈元件相对设置，所述突出物防止线圈元件意外松动。例如，该突出物可以设置在彼此相对的相邻夹持元件上。
在从位移装置转移线圈元件的过程中，线圈元件和夹持装置之间沿径向至工件托架轴的相对运动可由指定的夹持装置进行。工件托架轴可以是纵轴，特别是工件托架的垂直轴。
在将线圈元件提供给工件托架的过程中，带有固定在其上的线圈元件的位移装置可沿径向移动到工件托架轴，以将线圈元件移动到工件托架上的近端位置。以这种方式进行径向供给运动。
在位移到近端位置后，线圈元件可绕同一位置的旋转轴转动。因此，可以围绕旋转轴旋转线圈元件，旋转轴基本上平行于工件托架轴(轴向轴)。因此，线圈元件从初始位置转移到旋转位置。可在此规定，将线圈元件的一个臂固定在工件托架上，通过旋转使线圈元件的另一个臂移位，即从相对于工件托架的初始远端位置移到近端位置。
通过夹持装置转移后，可通过压紧装置将线圈元件压回相同的位置。可为此提供接触压力滑块。压紧装置可相对于工件托架轴径向提供压力，以便将所述压力施加到线圈元件上。或者，还可以提供接触压力滑块，以便沿夹持装置的方向或相反方向按压线圈元件，以便从位移装置转移。
关于产生插入式线圈的线圈元件布置的装置，可以相应地为插入式线圈提供先前结合该方法解释的实施例。
该装置可在线圈元件的工件托架上具有夹持装置的周围布置。提供线圈元件的相应位移装置可分配给一个或多个夹持装置。在一个实施例中，将各自的位移装置分配给每个夹持装置，夹持装置就其本身而言可具有夹持元件。夹持装置和位移装置的布置可以沿着工件托架的外围连续形成。
工件托架上可设置多个夹持装置，用于夹持和固定单个线圈元件，尤其可设置两个夹持装置，该夹持装置同时将线圈元件从位移装置转移并对其进行固定。例如，两个相互转移和固定线圈元件的夹持装置可以一个置于另一个之上。为了进行转移，相互固定线圈元件的夹持装置可通过驱动装置同时驱动。为此目的，用于驱动装置的驱动元件，例如，具有斜面的滑块，例如，在工件托架上一个接一个地布置在另一个上，以便将夹持装置沿径向延伸。或者，分配给线圈元件的夹持装置也可以以时间交错的方式转移线圈元件。
可提供位移装置，其中线圈元件通过位移装置分别容纳并保持以提供给工件托架，线圈元件与至少一个臂或臂部分一起插入或调整到凹槽中，例如，管状凹槽，其中线圈元件的臂部可拆卸地布置在该凹槽中。为了形成线圈元件的布置，将其臂部位于凹槽中的线圈元件提供给工件托架。如果为工件托架上的线圈元件设计了保持力，则位移装置可从线圈元件上收回，以便线圈元件的臂部移出凹槽。随后可将位移装置从工件托架上拆下。
将线圈元件的臂部布置在位移装置的凹槽中有助于将线圈元件提供给工件托架后旋转线圈元件。
如果线圈元件在从位移装置上释放后，例如借助于接触压力滑块用第一保持力保持在工件托架上，则在拆除位移装置后，尤其是在将线圈元件的臂部从位移装置的凹槽中释放后，可以使用所述接触压力滑块来补充或额外地将线圈元件压在工件托架上，例如压靠在夹持装置上。
附图说明
随后参考图中的图形更详细地描述了其他示例性实施例。如图所示：
图1：一种产生电机插入式线圈的线圈元件布置的装置的示意图，其中各线圈元件借助位移装置容纳；
图2:图1中装置的示意图，其中线圈元件分别供应到工件托架上；
图3：图1中装置的示意图，其中仍容纳在位移装置上的线圈元件旋转；
图4:图1中装置的示意图，其中，工件托架上的线圈元件通过各自的滑块压在工件托架上，从而固定在工件托架上；
图5:图1中装置的示意图，其中线圈元件从位移装置释放；
图6：图1中装置的示意图，其中线圈元件通过滑块压回到工件托架上；
图7：图1中装置的示意图，其中线圈元件分别用两个夹持装置夹持在工件托架上，两个夹持装置相互重叠，并且线圈元件由两个夹持装置夹持在工件托架上；
图8：图1中装置的示意图，其中所述位移装置和滑块远离所述工件托架；
图9：图1中装置的示意图，其中位移装置和滑块远离工件托架，特别是相对于工件托架移动到提升位置；
图10：图1中装置的工件托架的示意图，其中产生多个用于布置线圈元件的层；
图11：图10中工件托架的示意图，其中线圈元件的布置使用转移夹持装置进行夹持；
图12：图10中的工件托架示意图，其中线圈元件的布置通过转移夹持装置从工件托架上移除；以及
图13：产生电机插入式线圈的线圈元件布置的另一装置的示意图。
具体实施方式
图1所示为一种用于产生电机的插入式线圈的线圈元件布置的装置的示意图。在图1中，和其他图中一样，以正视图和俯视图(上视图和下视图)来呈现该装置。
线圈元件1分别在指定的位移装置2的帮助下容纳和保持，以便通过位移装置2将线圈元件1提供给工件托架3，如图2所示。因此，带有线圈元件1的位移装置2从图2所示的工件托架3上的远端位置移动到近端位置。根据图1所示的示例，相对于工件托架3提升远端位置。
在图1和2所示的实施例中，带有线圈元件1的位移装置2随后最初降低到工件托架3的高度，然后以相对于延伸穿过工件托架3的工件托架轴的径向方向提供。或者，可以提升工件托架3。在其他实施例中，可以规定，线圈元件1已经由位于工件托架3高度的位移装置2容纳，并且与之相对容纳，以便仅发生径向运动中的供给运动。
根据所示的示例性实施例，提供围绕工件托架3连续形成的位移装置2的布置，其中每个位移装置容纳一线圈元件1，并且在操作期间向工件托架3提供位移装置2。可以同时对所有位移装置2进行上述操作，也可以以延时方式对单个位移装置2或其组进行上述操作。
在所示的实施例中，线圈元件1设计为所谓的发夹型，其具有臂1a、1b。可设置其他杆状的线圈元件，以产生线圈元件的布置，例如U型杆状线圈元件的布置。
根据图1和2，线圈元件1的臂1b设置在位移装置2的凹槽4中。在所示的实施例中，凹槽4设计为管状，例如，作为带有底部的套筒。线圈元件1的臂1b被插入或设置到凹槽4中，这样线圈元件1在被提供给工件托架3后可以旋转，如图3所示。因此，线圈元件1的臂1a从初始远端位置相对于工件托架3移动到近端位置，所述移动通过旋转运动进行。线圈元件1在凹槽4中的臂1b形成旋转轴，围绕该轴进行转动或旋转。旋转是借助驱动装置(未示出)进行的，该驱动装置可对线圈元件1施加所需的旋转力。
旋转后，借助于在所示实施例中设计为滑块的压紧装置5将线圈元件1压在工件托架3上，以便将线圈元件1定位并固定在工件托架3上。为此，压紧装置5朝向工件托架3前进(见图4)。
随后，线圈元件1可从位移装置2上释放，如图5所示。带凹槽4的位移装置2向下移动，以便将线圈元件1的臂1b从凹槽4中释放。
根据图6，通过压紧装置5对线圈元件1对工件托架3进行沉降、进一步按压或调整，此时(补充地)将所述线圈元件1按压在夹持装置8的夹持元件6、7上，所述夹持装置8被分配给工件托架3上的各个线圈元件1以及发挥夹持线圈元件1的功能。在图6中的描述中，夹持元件6、7仍然处于收回位置，如此，通过夹持元件6、7和压紧装置5的远端6a、7a之间的压紧装置5，线圈元件1可以保持在工件托架3上。
根据所示实施例，将两个夹持装置8分配给每个线圈元件1，其中两个夹持装置8彼此上下设置，同时这两个夹持装置分别一起夹持，然后固定线圈元件1。
根据图7，夹持元件6、7通过径向向外移动而移动到延伸位置，以便分别转移、夹持和固定线圈元件1。为此，使用工件托架3上的驱动装置9，该驱动装置9具有驱动元件10、11，在所示实施例中驱动元件10、11具有各自的斜面10a、11a。驱动元件10、11的轴向位移导致各夹持元件6、7向外延伸，各夹持元件6、7例如具有夹持臂，以夹持各线圈元件1。线圈元件1以此分别夹持和固定在夹持元件6、7之间。因此，彼此上下布置的夹持装置同时被驱动。
随后可根据图8从工件托架3上释放压紧装置5。线圈元件1通过夹持装置8的相应夹持元件6、7固定在工件托架3上。
根据图9，位移装置2和压紧装置5随后可相对于工件托架3进一步位移到提升位置，以便例如，再次容纳各自的线圈元件1，并提供相同的线圈元件1，以便在工件托架3上进行线圈元件1的布置。这样可以产生线圈元件1的多层布置，如图10所示。
根据图11和12，借助于转移夹持器13，从工件托架3接收和释放线圈元件1的多层布置12，其中由于克服线圈元件1和夹持元件6、7之间的摩擦力，线圈元件1的臂1a、1b被引导出夹持装置8。为了将线圈元件1从夹持装置8上释放，可规定减小夹持元件6、7施加在线圈元件1上的夹持力，以便于释放。
图13显示了另一种用于产生电机的插入式线圈的线圈元件1布置的装置的示意图。图1至12中所用的附图标记同样用于图13中相同的特征该装置具有固定设计，例如，该固定设计可用于降低线圈元件布置的生产数量。
上述说明书、权利要求书和附图中所公开的特征不论是单独出现还是以组合的形式出现均对实施不同的实施例具有重要意义。

Claims (11)

1.一种用于产生电机插入式线圈的线圈元件(1)的布置的方法，步骤如下：
-提供一工件托架(3)和
-在所述工件托架(3)上产生电机的插入式线圈的至少单层的杆状线圈元件(1)，其中，所述杆状线圈元件(1)分别具有以下设置：
-通过一位移装置(2)容纳和保持所述线圈元件(1)；
-通过所述位移装置(2)将所述线圈元件(1)提供到所述工件托架(3)上的指定近端位置，其中所述线圈元件(1)由此从相对于所述工件托架(3)的远端位置移动到所述指定的近端位置；并且
-通过所述工件托架(3)上形成的夹持装置(8)将位于所述工件托架(3)上的线圈元件(1)从所述位移装置(2)上转移到工件托架(3)的近端位置；
其中，在所述线圈元件(1)转移后，所述线圈元件(1)的至少单层布置通过所述夹持装置(8)固定在工件托架(3)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述夹持装置(8)设计有夹持元件(6、7)，所述夹持元件(1)在所述线圈元件(1)的位移过程中夹持并固定所述线圈元件(1)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于转移所述线圈元件(1)的所述夹持装置(8)通过所述位移装置(2)在收回位置和延伸位置之间移动，其中所述线圈元件(1)进行转移。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述夹持装置(8)在所述位移过程中至少分段移动到所述工件托架(3)的壁段的开口中。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述夹持装置(8)通过其设置在所述工件托架(3)上的功能性耦合驱动装置(9)在所述收回位置和所述延伸位置之间移动。
6.根据上述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，所述夹持装置(8)具有一锁紧装置，所述锁紧装置配置成防止所述线圈元件(1)在转移后被意外释放。
7.根据上述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，在所述夹持装置(8)将所述线圈元件(1)从所述位移装置(2)转移期间，沿着径向于以工件托架轴的方向在所述线圈元件(1)和所述夹持装置(8)之间进行相对运动。
8.根据上述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，在将所述线圈元件(1)供应到所述工件托架(3)上的过程中，其上固定有所述线圈元件(1)的所述位移装置(2)沿径向于所述工件托架轴的方向移动，以便将所述线圈元件(1)移动到所述工件托架(3)的近端位置。
9.根据上述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，在所述近端位置，所述线圈元件(1)在位移到所述近端位置后绕一旋转轴转动。
10.根据上述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，所述线圈元件(1)在被所述夹持装置(8)转移后，通过压紧装置(5)压入所述夹持装置(8)中。
11.一种用于产生电机插入式线圈的线圈元件(1)布置的装置，包括：
-一工件托架(3)，其上可产生用于电机插入式线圈的杆状线圈元件(1)的至少单层布置；
-一位移装置(2)，用于在所述工件托架(3)上产生线圈元件(1)的至少单层布置，所述位移装置被配置为分别容纳和固定所述线圈元件(1)并将所述线圈元件(1)供应到所述工件托架(3)上，通过这种方式使得所述线圈元件(1)能够相应移动到所述工件托架(3)上指定的近端位置中，其中所述线圈元件(1)由此从一远端位置相对于所述工件托架(3)移动到指定的近端位置；和
-一夹持装置(8)，用于在所述工件托架(3)上产生单层布置的线圈元件(1)，所述夹持装置被配置为分别将所述线圈元件(1)从所述位移装置(2)转移并保持在所述工件托架(3)的近端位置；
其中，所述夹持装置(8)进一步配置为在所述线圈元件(1)转移后将所述单层布置的线圈元件(1)的保持在所述工件托架(3)上。
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