CN112491225A - 用于电导线的成形和嵌入装置和方法及定子制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电导线(2)的成形和嵌入装置(1)，所述成形和嵌入装置(1)用于将电导线(2)从U形电导线(21)成形为P形电导线(22)，并将P形电导线(22)嵌入基体(3)的槽(31)中，以便组装电机的定子，其中，成形和嵌入装置(1)包括：移动单元(11)，其构造成能够沿直线轴线(x)移动电导线(2)；以及变形元件(12)，其构造成能够在电导线(2)被移动单元(11)移动时借助于变形元件(12)绕旋转轴线(122)的旋转运动使U形电导线(21)变形为P形电导线(22)。本发明还涉及一种用于电机定子的制造设备以及一种用于成形和嵌入电导线(2)的方法。根据本发明，可以以优化的方式成形和嵌入电导线(2)。

Description

用于电导线的成形和嵌入装置和方法及定子制造设备

技术领域

本发明涉及一种用于电导线的成形和嵌入装置。本发明还涉及一种用于电机的定子的制造设备以及一种用于成形和嵌入电导线的方法。

背景技术

为了组装电机的定子，已知将电导线从U形电导线成形为P形电导线，然后将P形电导线嵌入定子的基体的槽中。

在用于成形和嵌入电导线的已知方法中，U形电导线首先由支撑元件从下方支撑。电导线将嵌入的槽不位于U形电导线的正下方。而是，所述槽相对于U形电导线横向地偏置。然后，具有与P形互补的轮廓的构造板横向地推动U形电导线，使得U形电导线移动离开支撑元件。构造板将电导线横向地压靠在止动件上。由此，电导线借助于构造板的互补的轮廓塑性变形为P形电导线。一旦形成P形电导线，构造板就向下推动所述P形电导线，以将其嵌入基体的位于P形电导线下方的槽中。在嵌入P形电导线之后，构造板移回其初始位置。

在这种用于成形和嵌入电导线的方法中存在一些缺点。

例如，在装载之后，在U形电导线被构造板推靠在止动器上之前，U 形电导线具有能够不受控制地移动的自由空间，这可能导致质量问题或甚至由于不期望的阻塞而导致机器故障。

如果待形成的P形电导线需要在形状上进行修改，则需要具有新设计的轮廓的新的构造板，进而需要大量的时间和财务成本。

此外，还存在其它缺点，例如需要大的安装空间、长循环时间和高维护复杂性等。

发明内容

本发明的目的在于改进电导线的成形和嵌入过程，使得能够克服电导线的现有成形和嵌入过程中的至少一个缺点。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于电导线的成形和嵌入装置，所述成形和嵌入装置用于将电导线从U形电导线成形为P形电导线，并将 P形电导线嵌入基体的槽中，以便组装电机的定子。成形和嵌入装置包括：移动单元，其构造成能够沿直线轴线移动电导线；以及变形元件，其构造成能够在电导线被移动单元移动时，借助于变形元件绕旋转轴线的旋转运动使U形电导线变形为P形电导线。

根据本发明的一个可选实施例，变形元件具有远离变形元件的旋转轴线的接触端，其中，所述接触端构造成能够将电导线压靠在移动单元的引导壁上并使电变形导线；和/或旋转轴线垂直于直线轴线。

根据本发明的一个可选实施例，在被处理的电导线与变形元件接触之前，变形元件布置在初始位置。在变形元件的初始位置，接触端相对于引导壁的最小距离小于电导线的两个腿部之间的最大距离；和/或在变形元件的初始位置，从接触端垂直地指向旋转轴线的方向与电导线的移动方向围出小于90°的偏转角度。

根据本发明的一个可选实施例，接触端包括接触区段，其中，接触区段构造成在电导线成形期间与电导线相接触，使得U形电导线成形为P形电导线。

根据本发明的一个可选实施例，移动单元和变形元件构造成能够彼此协作，使得当电导线的第一端已经沿着直线轴线移动经过变形元件的接触端，而电导线的与第一端相反的第二端还未沿直线轴线移动经过变形元件的接触端时，如果电导线的第二端与变形元件的接触端之间的沿直线轴线的偏移距离减小到预定的第一距离，则变形元件开始绕旋转轴线转动。

根据本发明的一个可选实施例，在偏移距离减小到预定的第一距离之后，偏移距离可根据一函数而变化或保持恒定，直到变形元件转动到接触端不再与电导线相接触的位置。

根据本发明的一个可选实施例，第一距离和/或所述函数可由操作者预定和/或改变。

根据本发明的一个可选实施例，当形成用于一个定子的不同电导线时，第一距离和/或所述函数可发生变化。

根据本发明的一个可选实施例，移动单元包括构造成能够沿着直线轴线移动电导线的第一推动元件，其中，第一推动元件可沿直线轴线往复移动。

根据本发明的一个可选实施例，移动单元包括构造成能够沿着直线轴线移动电导线的第二推动元件，其中，第二推动元件可沿一路线移动，所述路线至少包括沿着直线轴线的第一区段、远离直线轴线的第二区段和返回直线轴线的第三区段。

根据本发明的一个可选实施例，移动单元包括至少两个第二推动元件。

根据本发明的一个可选实施例，移动单元包括旋转带，所述旋转带可移动第二推动元件。

根据本发明的一个可选实施例，变形元件具有至少两个接触端，所述接触端构造成能够将电导线压靠在移动单元的引导壁上并使电导线变形，其中，接触端在角度上彼此偏错地布置，其中，接触端构造成能够一起转动。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于电机定子的制造设备，其中所述制造设备包括根据本发明的成形和嵌入装置。

根据本发明的一个可选实施例，所述制造设备包括至少两个根据本发明的成形和嵌入装置，所述成形和嵌入装置构造成能够同时操作以组装同一定子。

根据本发明的另一方面，提出了一种通过根据本发明的成形和嵌入装置成形和嵌入电导线的方法，其中，该方法包括：通过移动单元沿着直线轴线移动电导线；以及当电导线被移动单元移动时，借助于变形元件绕旋转轴线的旋转运动使U形电导线变形为P形电导线。

本发明的优势在于能够以优化的方式成形和嵌入电导线。特别是，在成形和嵌入过程中，能够准确且稳定地控制电导线的位置和方向。此外，能够更容易地修改待形成的P形电导线的形状。另外，可获得结构紧凑且简单、效率高的成形和嵌入装置。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置的示意图，其中，与图1相比，电导线进一步沿直线轴线移动；

图3示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置的示意图，其中，变形元件的接触端被示为处于横向位置；

图4示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置的示意图，其中，变形元件被示为处于最终位置；以及

图5示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。

图1示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置1的示意图。

如图1所示，用于电导线2的成形和嵌入装置1被用于将电导线2从 U形电导线21成形为P形电导线22(如图4所示)并将P形电导线22嵌入基体3的槽31中，以便组装电机的定子。成形和嵌入装置1包括移动单元11，所述移动单元11构造成能够沿着直线轴线x移动电导线2。成形和嵌入装置1还包括变形元件12，所述变形元件12构造成能够在电导线2 被移动单元11移动时借助于变形元件12绕旋转轴线122的旋转运动使U 形电导线21变形为P形电导线22。例如，旋转轴线122垂直于直线轴线x。

电导线2例如是具有绝缘外层的铜线。

变形元件12可构造成一体式部件或由多个部件组成。

在图1所示的实施例中，移动单元11包括与直线轴线x平行的引导壁 111，所述引导壁111构造成能够引导电导线2。电导线2可以其一个腿部与引导壁111相接触地移动。

移动单元11可包括相配的引导壁112，所述相配的引导壁112与引导壁111的一部分相对且平行地布置。引导壁111和相配的引导壁112构造成能够沿着直线轴线x引导电导线2。

变形元件12可构造成具有远离变形元件12的旋转轴线122的接触端 121。接触端121构造成能够将电导线2压靠在引导壁111上并使电导线2 变形。接触端121可包括接触区段，其中，所述接触区段构造成能够在电导线2成形期间与电导线2相接触，使得U形电导线21成形为P形电导线22。接触区段可形成有滚圆的边缘和/或可构造有凸形边缘。例如，接触区段的边缘可形成为圆弧形。

移动单元11可包括构造成能够沿直线轴线x移动电导线2的第一推动元件113，其中，第一推动元件113可沿直线轴线x往复移动。例如，第一推动元件113可由引导壁111和/或相配的引导壁112引导。

当移动单元11沿着直线轴线x移动电导线2经过变形元件12时，变形元件12从初始位置开始转动，如图1所示。

在变形元件12的初始位置，从接触端121垂直地指向旋转轴线122的方向与电导线2的移动方向围出小于90°的偏转角度α。

在变形元件12的初始位置，接触端121相对于引导壁111的最小距离 d₁小于电导线2的两个腿部之间的最大距离d₂。在这种情况下，电导线2 不能直接移动经过变形元件12而不与变形元件12接触。电导线2保持U 形，直到它移动到与变形元件12相接触。当电导线2与变形元件12的接触端121相接触时，电导线2开始变形，其中，腿部中的与变形元件12相接触的一个腿部向另一个腿部移动。

图2示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置1的示意图，其中，与图1相比，电导线2进一步沿直线轴线x移动。在图2所示的状态下，变形元件12开始移动离开初始位置。

如图2所示，电导线2的第一端23已沿直线轴线x移动经过变形元件 12的接触端121，而电导线2的与第一端23相反的第二端24还没有沿直线轴线x移动经过变形元件12的接触端121。在这种情况下，电导线2的第二端24与变形元件12的接触端121之间的沿直线轴线x的偏移距离d₃由于电导线2被移动单元11移动而减小。移动单元11和变形元件12构造成能够彼此协作，使得如果偏移距离d₃减小到预定的第一距离，则变形元件12开始绕旋转轴线122转动。变形元件12以使得偏转角度α增大的方式转动。

根据本发明的一个实施例，在偏移距离d₃减小到预定的第一距离之后，偏移距离d₃可保持恒定，直到变形元件12转动到接触端121不再与电导线 2相接触的位置。

根据本发明的一个实施例，第一距离可由操作者预定和/或改变。最终形成的P形电导线22的形状、特别是P形电导线22的头部形状与偏移距离d₃有关。在这种情况下，通过使用不同的偏移距离d₃可方便地获得不同的P形电导线22。例如，较小的偏移距离d₃可产生P形电导线22的较扁平的头部。

根据本发明的一个实施例，在偏移距离d₃减小到预定的第一距离之后，偏移距离d₃可根据一函数而变化，直到变形元件12转动到接触端121不再与电导线2相接触的位置。所述函数可由操作者预定和/或改变。

根据本发明的一个实施例，有利的是，通过成形和嵌入装置1将不同形状的电导线2嵌入一个定子中。特别是，将不同形状的电导线2嵌入到定子的相邻的槽31中。例如，具有不同高度的电导线2可以以交替的方式嵌入定子中。由此，可增大电导线22之间的空间并且可减小短路的风险。为此，当形成用于一个定子的不同电导线2时，所述第一距离和/或所述函数可发生变化。

图3示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置1的示意图，其中，变形元件12的接触端121被示为处于横向位置，在所述横向位置，接触端121沿直线轴线x位于与旋转轴线122相同的位置。在该位置，接触端121与引导壁111之间的距离决定了待形成的P形电导线22在其腿部处的宽度w。

如图3所示，电导线2部分地嵌入槽31中。因此，在成形和嵌入过程中，可准确且稳定地控制电导线2的位置和方向。

根据本发明的一个实施例，在变形元件12的接触端121移动经过横向位置之后但在接触端121离开电导线2之前，将电导线2嵌入到槽31中。

图4示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置1的示意图，其中，变形元件12被示为处于最终位置。在最终位置，变形元件12与引导壁111所在的平面相隔的距离大于推动元件的宽度。推动元件可进一步移动电导线2，直到电导线2位于槽31中的期望的位置。在完成电导线2 的成形和嵌入后，变形元件12和第一推动元件113可回到它们的初始位置。

图5示出了根据本发明的一个实施例的成形和嵌入装置1的示意图。根据本发明的实施例，移动单元11包括构造成能够沿直线轴线x移动电导线2的至少一个第二推动元件114，其中，第二推动元件114可沿着一路线移动，所述路线至少包括沿着直线轴线x的第一区段、远离直线轴线x的第二区段和返回直线轴线x的第三区段。

移动单元11可包括旋转带，所述旋转带可移动第二推动元件114。

移动单元11可包括至少两个第二推动元件114、例如四个第二推动元件114。

变形元件12具有至少两个接触端121、例如四个接触端121，所述接触端121构造成能够将电导线2压靠在移动单元11的引导壁111上并使电导线2变形。如图5所示，接触端121在角度上彼此偏错地布置，例如偏错90°的角度。特别地，接触端121布置成彼此均匀地偏错。接触端121 构造成能够与变形元件12一起转动。变形元件12可仅沿一个方向转动。这易于实施。此外，由于省略了变形元件12的复位，因此可节省时间。

根据本发明的一个实施例，根据本发明的成形和嵌入装置1可以是用于电机定子的制造设备的一部分。

根据本发明的一个实施例，制造设备包括至少两个成形和嵌入装置1，所述成形和嵌入装置1构造成能够同时操作以组装同一定子。

根据本发明的一个实施例，用于成形和嵌入电导线2的方法借助于根据本发明的成形和嵌入装置1来实施。该方法用于将电导线2从U形电导线21成形为P形电导线22，并将P形电导线22嵌入基体3的槽31中，以便组装电机的定子。

该方法至少包括：

-通过移动单元11沿着直线轴线x移动电导线2；以及

-当电导线2被移动单元11移动时，借助于变形元件12绕旋转轴线 122的旋转运动使U形电导线21变形为P形电导线22。

上文关于成形和嵌入装置1的描述也适用于该方法。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

附图标记列表

1 成形和嵌入装置

11 移动单元

111 引导壁

112 相配的引导壁

113 第一推动元件

114 第二推动元件

12 变形元件

121 接触端

122 旋转轴线

2 电导线

21 U形电导线

22 P形电导线

23 第一端

24 第二端

3 基体

31 槽

x 直线轴线

α 偏转角度

d₁ 最小距离

d₂ 最大距离

d₃ 偏移距离

w P形电导线的宽度。

Claims (13)

1.一种用于电导线(2)的成形和嵌入装置(1)，所述成形和嵌入装置(1)用于将电导线(2)从U形电导线(21)成形为P形电导线(22)，并将P形电导线(22)嵌入基体(3)的槽(31)中，以便组装电机的定子，其中，成形和嵌入装置(1)包括：

移动单元(11)，其构造成能够沿直线轴线(x)移动电导线(2)；以及

变形元件(12)，其构造成能够在电导线(2)被移动单元(11)移动时，借助于变形元件(12)绕旋转轴线(122)的旋转运动使U形电导线(21)变形为P形电导线(22)。

2.根据权利要求1所述的成形和嵌入装置(1)，其中，

变形元件(12)具有远离变形元件(12)的旋转轴线(122)的接触端(121)，其中，接触端(121)构造成能够将电导线(2)压靠在移动单元(11)的引导壁(111)上并使电导线(2)变形；和/或

旋转轴线(122)垂直于直线轴线(x)。

3.根据权利要求2所述的成形和嵌入装置(1)，其中，在被处理的电导线(2)与变形元件(12)接触之前，变形元件(12)布置在初始位置，其中，

在变形元件(12)的初始位置，接触端(121)相对于引导壁(111)的最小距离(d₁)小于电导线(2)的两个腿部之间的最大距离(d₂)；和/或

在变形元件(12)的初始位置，从接触端(121)垂直地指向旋转轴线(122)的方向与电导线(2)的移动方向围出小于90°的偏转角度(α)。

4.根据权利要求2或3所述的成形和嵌入装置(1)，其中，接触端(121)包括接触区段，其中，所述接触区段构造成能够在电导线(2)成形期间与所述电导线(2)相接触，使得U形电导线(21)成形为P形电导线(22)。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的成形和嵌入装置(1)，其中，移动单元(11)和变形元件(12)构造成能够彼此协作，使得当电导线(2)的第一端(23)已沿直线轴线(x)移动经过变形元件(12)的接触端(121)，而电导线(2)的与第一端(23)相反的第二端(24)还未沿直线轴线(x)移动经过变形元件(12)的接触端(121)时，如果电导线(2)的第二端(24)与变形元件(12)的接触端(121)之间的沿直线轴线(x)的偏移距离(d₃)减小到预定的第一距离，则变形元件(12)开始绕旋转轴线(122)转动。

6.根据权利要求5所述的成形和嵌入装置(1)，其中，在偏移距离(d₃)减小到第一距离之后，偏移距离(d₃)能够根据一函数而变化或保持恒定，直到变形元件(12)转动到接触端(121)不再与电导线(2)相接触的位置；和/或

第一距离和/或所述函数能够由操作者预定和/或改变；和/或

当形成用于一个定子的不同电导线(2)时，第一距离和/或所述函数能够发生变化。

7.根据前述权利要求中任一项所述的成形和嵌入装置(1)，其中，

移动单元(11)包括构造成能够沿着直线轴线(x)移动电导线(2)的第一推动元件(113)，其中，第一推动元件(113)能够沿着直线轴线(x)往复移动；或者

移动单元(11)包括构造成能够沿着直线轴线(x)移动电导线(2)的第二推动元件(114)，其中，第二推动元件(114)能够沿一路线移动，所述路线至少包括沿着直线轴线(x)的第一区段、远离直线轴线(x)的第二区段和返回直线轴线(x)的第三区段。

8.根据权利要求7所述的成形和嵌入装置(1)，其中，移动单元(11)包括至少两个第二推动元件(114)。

9.根据权利要求7或8所述的成形和嵌入装置(1)，其中，移动单元(11)包括旋转带，所述旋转带能够移动第二推动元件(114)。

10.根据权利要求2-9中任一项所述的成形和嵌入装置(1)，其中，变形元件(12)具有至少两个接触端(121)，所述接触端(121)构造成能够将电导线(2)压靠在移动单元(11)的引导壁(111)上并使电导线(2)变形，其中，接触端(121)在角度上彼此偏错地布置，其中，接触端(121)构造成能够一起转动。

11.一种用于电机的定子的制造设备，其中，所述制造设备包括根据前述权利要求中任一项所述的成形和嵌入装置(1)。

12.根据权利要求11所述的制造设备，其中，所述制造设备包括至少两个成形和嵌入装置(1)，所述成形和嵌入装置(1)构造成能够同时操作以组装同一的定子。

13.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的成形和嵌入装置(1)成形和嵌入电导线(2)的方法，其中，所述方法包括：

通过移动单元(11)沿着直线轴线(x)移动电导线(2)；以及

当电导线(2)被移动单元(11)移动时，借助于变形元件(12)绕旋转轴线(122)的旋转运动使U形电导线(21)变形为P形电导线(22)。

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