CN112805908A - 用于制造定子的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于制造具有多个发卡式导体的定子的方法和设备。为了将发卡式导体(15、15’)插入到定子芯(12)的槽(11)中，设置定子芯模板(22)。发卡式导体(15)轴向插入到定子芯模板(22)的槽(21)中，使得发卡式导体(15)被布置在所述槽(21)内的第一位置(P1)处。发卡式导体(15)然后在所述槽(21)内移动到不同位置(P2)。然后将发卡式导体(15)的形成在定子芯模板(22)内的完整嵌套(20)转移至定子芯(12)。

Description

用于制造定子的设备和方法

本发明涉及一种用于制造定子的方法和设备。

已知为电动马达的定子设置多个发卡式导体(hairpin conductor)，所述多个发卡式导体布置在定子芯的槽中。

发卡式导体通常设置有两个腿部和接合两个腿部的桥接部分。一个腿部被插入到一个槽中。桥接部分在定子芯的一个轴向侧从定子轴向向外延伸，而腿部在定子芯的相对轴向侧从槽延伸出。通过将延伸的腿部中的两个相互连接，可以产生类似于绕组的连续导体。

发卡式导体的一个腿部以较小的径向距离被布置在第一槽内，而第二腿部以不同槽的较大径向距离布置。一个导体的桥接部分桥接几个槽，使得可以存在相邻发卡的相互重叠的部分。相邻的发卡不能被简单地轴向插入到定子芯的槽中，因为相互重叠的部分在插入后会碰撞。

在一个替代方案中，发卡式导体以原始的非最终形状被插入到槽中，并且一旦被插入到槽中，发卡式导体随后例如通过扭转操作变形为最终形状。这种布置例如从EP 945952 A1中已知。该方法需要额外的扭转步骤，因此是复杂的。

替代地，已知设置完全预成形的发卡式导体，所述发卡式导体以对应于定子芯中的最终形状的形状设置。这种导体在定子芯外部预组装成部分或完整的嵌套，并且作为预制的嵌套被插入到定子的槽中。在这种情况下，不需要随后的变形，例如定子内的导体的扭转。

JP 4004432-B2公开了一种用于预组装发卡的嵌套的装置，每个发卡具有两个腿部和连接腿部的桥接部分。这些腿部沿着圆周布置，不同导体的两个腿部布置在同一槽中，从而形成发卡式导体的第一层。为了形成嵌套，第一腿部被插入到接收主体的槽中，而第二腿部被插入到螺旋导轨中。通过用槽对接收主体进行索引并通过添加随后的发卡，可以预制一层的嵌套。然而，利用这种布置，不可能构建多层布置或使用不同类型的各种发卡式导体。

JP2013-165540A中示出了类似的布置。根据该布置，示出了不同类型的螺旋缠绕引导路径。

W02018/0077812或JP2003-134751A公开了一种布置，其中发卡式导体围绕一个腿部可旋转地并且在相对接近半径的角度下安装在支撑件中。随后，导体围绕可旋转安装件枢转，以便变为以更接近切线的角度布置。在这种实施方式中，类似于花的花瓣，仅可能布置一层发卡式导体。此外，通过这种方法，在同一定子内使用不同类型的导体也不容易实现。

根据US2018/0233995A1或W02018/039806A2，发卡式导体的子组被单独地预组装，然后合并在一起并被插入到定子中。这种过程需要额外的合并步骤，因此复杂且耗时。

因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点，尤其是提供一种用于制造具有多个发卡式导体的定子的设备和方法，其允许容易地将发卡式导体插入到定子芯的槽中，其允许在待形成的层的数量和/或所使用的导体类型方面的灵活性，并且其是快速和可靠的。

根据本发明，这些和其它目的通过根据独立权利要求的方法和设备来解决。

根据本发明的制造定子芯的方法用于制造具有布置在定子芯的槽中的多个发卡式导体的定子。

在第一步骤中，设置定子芯模板。定子芯模板被设计成类似于定子芯，并且特别地包括与定子芯的槽的数量对应的多个径向且轴向延伸的槽。定子芯模板的槽具有比定子芯的槽的周向宽度大的周向宽度和/或它们具有比定子芯的槽的径向长度大的径向长度。如将在下文中说明的，定子芯模板的槽的这种较大尺寸允许插入的发卡式导体在定子芯模板的槽内的不同位置之间移动。虽然定子芯模板的槽的数量对应于定子芯的槽的数量，并且定子芯模板的槽的周向尺寸和径向尺寸大于定子芯的槽的周向尺寸和径向尺寸，但是定子芯模板的轴向长度可以显著小于定子芯的轴向长度。

在第二步骤中，至少一个发卡式导体被插入到定子芯模板的槽中的至少一个槽中。在导体具有两个腿部的情况下，每个腿部被插入到不同的槽中。进行这种插入使得发卡式导体被布置在(一个或多个)所述槽内的第一位置处。在该第一位置，发卡式导体被布置在不同于第二位置的位置，该第二位置接近或对应于定子芯中的预期最终位置。

此后，发卡式导体在定子芯模板的(一个或多个)槽内从第一位置移动到第二位置。移动方向相对于插入方向成一定角度，并且通常垂直于插入方向。通过这种两步移动(首先插入到第一位置，然后将发卡式导体移动到第二位置)，可以避免由于重叠的桥接部分而引起的随后插入的导体之间的碰撞问题。

针对至少一个附加发卡式导体，重复插入和移动发卡式导体的步骤，以便形成发卡式导体的部分嵌套或完整嵌套的第一层。重复这些步骤，直到建立了所需的半成品或成品部分嵌套或嵌套。

然后从定子芯模板移除发卡式导体的嵌套或部分嵌套，并将该嵌套或部分嵌套插入到定子芯的槽中。通常，移除和插入是在轴向方向上进行的。然而，也可以设置分裂式定子芯模板(split stator core)，所述分裂式定子芯模板可以被打开以便横向移除导体的部分嵌套或完整嵌套。

由于定子芯模板的槽的尺寸较大，所以在导体在定子芯模板内移动期间不存在卡住的风险。特别地，通过更大的周向尺寸可以考虑在不同半径处的定子之间的不同周向距离。定子芯模板的槽的较大径向尺寸允许插入的导体在第一位置和第二位置之间径向移动。

根据优选实施方式，插入的发卡式导体因此在定子芯模板的(一个或多个)槽内径向移动，使得它们将被布置在与第一位置在径向上不同的第二位置处。优选地，第二位置在第一位置的径向内侧。这种移动可以更容易地借助于自动装置实现。然而，径向向外指向第二位置的移动也是可能的。

优选地，插入和移动几个随后插入的发卡式导体以形成第一层的步骤可以重复，以形成部分嵌套或完整嵌套的另一层。由于定子芯模板的径向长度可以自由选择，因此可以设置如期望的那么多层的发卡式导体。

优选地，第一层和另一层或更多层作为完整嵌套被共同地从定子芯模板轴向地移除，并且作为完整嵌套共同地被轴向插入到定子芯中。然而，也可以形成部分嵌套，并在插入到定子芯之前在定子芯模板的外部合并部分嵌套。

插入的发卡式导体中的至少一些被完全预制，并且特别地包括通过桥接部分接合在一起的一对腿部部分。这种预制发卡式导体是已知的。第一腿部部分在第一径向距离处在第一槽中布置在定子芯模板中。第二腿部部分在第二径向距离处在不同于第一槽的第二槽中布置在定子芯模板中，该第二径向距离大于第一径向距离。第一槽和第二槽通常可在周向方向上通过附加的槽彼此分开。然而，第一槽和第二槽也可以是直接相邻的槽。

根据本发明的方法，至少一些发卡式导体的第二腿部部分可被布置在定子芯模板的槽中，以便与先前被插入到该槽中的发卡式导体的第一腿部部分相邻。在最终的定子芯中，相邻的腿部部分将被紧密地压紧。当被插入到定子芯模板中时，这种相邻腿部部分也是相邻的，但是可以被松散地布置。

为了构建发卡式导体的嵌套的完整的层，优选地，将发卡式导体的初始组的第二腿部部分布置在定子芯模板的槽中，与间隔元件相邻。当初始组的导体被插入时，这些槽中不存在先前布置的发卡式导体。因此，对于该初始组的第二腿部(该第二腿部应该以更大的径向距离布置)，在邻近其可插入了初始组的导体的相同的槽中不存在先前插入的导体的第一腿部。代替这种第一腿部，可以设置间隔元件，该间隔元件允许将第二腿部部分保持在预定径向距离处或者将第二腿部部分移动到预定径向距离。该预定径向距离通常等于或大于第二径向距离，第二腿部在该第二径向距离处应当最终被布置在定子芯模板中。通过将第二腿部部分保持在预定径向距离处或移动到预定径向距离，在定子芯模板的邻近第二腿部的相应槽内维持或产生径向间隙。

随后，将另一些发卡式导体的第一腿部部分插入到与第二腿部部分相邻的相应槽内的间隙中。为了清除间隙，通常移除间隔件。根据所使用的间隔件的具体实施方式，在间隔件不阻塞间隙的情况下，这种移除可能不是绝对必要的。

为了产生相同类型的发卡式导体的连续、同质层，一旦第一组的发卡已经被插入，随后组的发卡将通常被插入。因此，在一个槽中，该随后组的发卡式导体的第二腿部邻近初始组的发卡式导体的第一腿部布置，或者如果随后组的发卡的数量超过初始组的发卡的数量，则该随后组的发卡式导体的第二腿部邻近随后组的发卡式导体的第一腿部布置。

最后，最终组的发卡式导体被插入到定子芯模板的槽中，其中最终组的发卡式导体的第一腿部被布置到由如上所述的间隔件维持或产生的间隙中。

典型地和优选地，将初始组、随后组和最终组的发卡式导体插入为连续的周向序列。这意味着导体的插入在相同的周向方向(例如逆时针或顺时针)上连续进行，并且所有槽连续地填充有发卡式导体而不省略任何槽。

为了形成这样同质和连续的嵌套，初始组通常具有对应于发卡式导体的间距的多个导体。间距在这里被称为由一个发卡式导体加一个发卡式导体桥接的槽的数量。随后组通常可以具有n-2p个发卡式导体，其中n表示槽的数量。最终组通常也可以具有p个发卡式导体。也可以通过使用具有不同间距的发卡式导体来构建连续层。

在一个替代实施方式中，可以形成不连续或不是由相同发卡式导体形成的嵌套或部分嵌套。特别地，不同类型的发卡式导体可以用一个腿部插入到槽中。典型地，这种不同类型的导体可以是i型引脚导体或跳线导体：i型引脚导体是仅具有一个腿部的导体，并且例如用于形成连接器。跳线导体用于在发卡式导体的两个不同层之间形成连接。

优选地，根据本方法，每个发卡式导体是借助于操纵器被轴向地插入的和/或每个发卡式导体是然后借助于推进器移动并且通常径向移动的。尽管轴向插入和径向移动每个导体的单独顺序是优选的，但也可以设想轴向插入发卡式导体的组并将这些组共同径向地移动到最终径向位置(如上所述的第二位置)。

为了轴向地移除和轴向地插入嵌套或所述部分嵌套，优选地用夹持器抓住所述嵌套或部分嵌套的头部部分。这种夹持器允许保持和移动完整嵌套。

在这种情况下，在将嵌套或部分嵌套轴向插入到定子芯之前，引导件可插入在周向相邻的发卡式导体的腿部之间。通常，这种引导件在轴向远离头部部分的部位处被插入。引导件可以主要限定导体的周向相邻的腿部之间的预定平均距离。它也可以附加地或替代地限定发卡式导体的腿部的径向位置。由于发卡最初相对松散地被插入到定子芯模板中(可以看出，定子芯模板的槽的尺寸大于定子芯的槽的尺寸)，因此从定子芯模板移除的嵌套可能不一定完美地配合定子芯的尺寸和形状。通过使用引导件，嵌套的尺寸和形状可以适应定子芯的槽的尺寸和形状。

根据优选实施方式，嵌套或部分嵌套借助于夹持器仅被部分地插入到中间轴向位置。然后，嵌套或部分嵌套可以借助于单独的压具被插入到定子芯中的最终轴向位置。通常，用于夹持、移动和插入嵌套的夹持器需要一定的自由度。因此，可能更难以提供具有足够的轴向挤压力的夹持器。为此，可以使用附加的压具，该压具专门产生轴向力(即，具有很小的自由度)并且不需要夹持、移动或插入嵌套。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造定子的设备，该定子具有布置在芯的槽中的多个发卡式导体。根据本发明，该设备包括定子芯模板。

定子芯模板具有多个径向且轴向延伸的槽。槽的数量对应于定子的定子芯的槽的数量。定子芯模板的槽具有比定子芯的槽的周向宽度大的周向宽度。替代地或附加地，定子芯模板的槽的径向长度大于定子芯的槽的径向长度。

该设备还包括用于将至少一个发卡式导体插入到定子芯模板的槽中的至少一个中的插入站。该插入通常轴向地进行，并且以发卡式导体被布置在槽内的第一位置的方式进行。在第一位置，发卡式导体不同于布置在定子芯中的预期位置。该设备还包括用于将定子芯模板的所述槽内的发卡式导体从第一位置移动到第二位置的移动站。移动方向相对于插入方向成一定角度，并且通常垂直于插入方向。优选地，移动站适于移动发卡式导体，使得发卡式导体将被布置在第一位置径向内侧的第二位置。

根据优选实施方式，在垂直于定子芯模板的轴线的平面中观察，定子芯模板中的槽是螺旋地形成的。通过这种螺旋结构，可以考虑和补偿由于直径/半径的增加而引起的相应槽之间的周向距离的增加。在径向移动的情况下，特别是借助于径向间隔件的径向向外移动的情况下，可以避免卡住。

根据又一优选实施方式，定子芯模板可在相邻槽之间的上轴向端部处设置有插入偏转器。插入偏转器允许更容易地接收、引导和插入导体的腿部的端部以被插入到定子芯模板的槽中。

该设备还可设置有径向间隔件，该径向间隔件用于将插入到定子芯模板的槽中的发卡式导体的第二腿部保持在预定径向距离处或移动到预定径向距离。

该设备还可设置有用于夹持形成在定子芯模板中的嵌套或部分嵌套的头部部分的夹持器。夹持器用于从定子芯模板轴向地移除嵌套或部分嵌套，并且用于将所述嵌套或部分嵌套至少部分地插入到定子芯中。通过使用相同的夹持器用于移除和插入嵌套/部分嵌套，可以在一个步骤中实现有效的操作。

该设备可以设置有附加的压具，所述压具用于将嵌套或部分嵌套从中间位置到最终位置轴向地插入到定子芯中。

该设备还可设置有引导元件，该引导元件可在轴向远离头部部分的部位处被插入在周向相邻的发卡式导体的腿部之间。

下面将参照具体实施方式的描述和相应的附图来解释本发明，附图示出：

图1是具有插入的发卡的定子的立体图；

图2a和图2b是轴向间隔开(2a)和处在它们的最终位置(2b)的发卡的立体图；

图3是定子芯模板的立体图；

图4是定子芯模板的与定子芯的槽重叠的槽的俯视图；

图5是定子芯模板的轴向端部的放大立体侧视图；

图6是示出将发卡式导体轴向插入到定子芯模板中的立体图；

图7是示出插入的发卡在定子芯模板中的径向移动的立体图；

图8是径向移位的发卡的示意性俯视图；

图9a至图9d是示出使用间隔件的定子芯模板的俯视图；

图10和图11是发卡式导体布置的两个替代实施方式的示意图；

图12是被保持在定子芯模板中的发卡的嵌套的立体图；

图13是具有部分插入的嵌套的定子的立体图；

图14是将嵌套插入到最终位置的示意图；

图15是用于夹持嵌套的夹持器单元的上部部分的侧视图；

图16是在夹持单元的下部部分中的引导元件的立体图；以及

图17是图16所示的引导元件的放大立体图。

图1示出了定子10的立体图。定子10包括定子芯12，该定子芯以本领域技术人员已知的方式设置有多个轴向槽11。多个发卡15被插入到槽11中。桥接部分19在上轴向侧从槽11延伸出，而端部部分24在定子芯11的轴向下端从槽延伸出。

典型的标准发卡15在图2a和图2b中示出。发卡15包括两个腿部18a、18b，这两个腿部经由桥接部分19彼此连接。腿部18a、18b基本上平行地延伸。桥接部分19在中间部分处弯曲。发卡15具有非平面形状(参见图8)。通过定子芯模板外部的单独预制装置，将发卡15预制为它们的最终形状，如图2a、图2b和图8所示。这种装置对于本领域技术人员是已知的，并且不作详细解释。

图2b示出了第一发卡15和第二发卡15’。在图2b的右手侧，发卡15的桥接部分19被轴向地布置在发卡15’的桥接部分19’上方。在图2b的左手侧，桥接部分19被轴向地布置在发卡15’的桥接部分19’下方。由于这种重叠，不可能简单地将两个发卡15、15’按顺序直接轴向插入到定子芯11内的其最终位置。

图3示出了定子芯模板22的立体图，该定子芯模板用于克服这个问题，特别地用于在定子芯12的外部预组装发卡式导体15的嵌套20(见图12)。定子芯模板22包括设置有轴向槽21的主体。轴向槽21沿定子芯模板22的圆周均匀分布。定子芯模板22的槽21的数量对应于定子芯12中的槽11的数量。在定子芯模板22的相邻槽21之间，在定子芯模板22的轴向上端处布置有偏转器23。定子芯模板22可以由任何合适的材料制成，例如金属，但也可以由合适的塑料材料制成。

图4示出了定子芯模板22的截面的放大俯视图。为了比较的目的，定子芯12的槽11的形状与图4中的图重叠。定子芯模板22的槽21具有比槽11的横截面大的横截面。特别地，定子芯模板22的槽21的周向宽度w和径向长度l大于定子芯12的槽11的宽度w’和长度l’。由于与定子芯12中的槽11的尺寸相比槽21的尺寸相对较大，发卡式导体15可以被松散地布置在槽21内。

图5示出了插入到定子芯模板22的槽21中的三个发卡式导体15的端部部分。偏转器23布置在相邻的槽21之间。偏转器23具有圆形的上边缘，该圆形的上边缘便于导体15的腿部18b的端部的插入。图5示意性地示出了插入定子芯模板22的一个槽21中的多个相邻的发卡式导体15。

为了形成嵌套20(也参见图12)，将各个发卡15、15’按顺序插入到定子芯模板22中。图6示出了定子芯模板22和附加发卡式导体15’的插入，所述定子芯模板具有四个先前插入的发卡式导体15。发卡式导体15’由也示意性示出的操纵器30保持。借助于操纵器30，发卡15’被轴向地插入到定子芯模板22中，其中第一腿部18b被插入第一槽中，第二腿部18a被插入不同于第一槽的第二槽21中。定子芯模板22的轴向长度A基本上小于发卡式导体的轴向长度，使得发卡式导体15的腿部的下端基本上从定子芯模板22的下轴向端延伸，并因此相对柔软。

当发卡式导体15’已经通过操纵器30被轴向地插入时，该发卡式导体在随后的步骤中借助于推进器40径向移动(见图7)。推进器40将发卡15’从初始位置P2(见图8)移动到最终的径向向内布置的位置P1。在位置P1，发卡式导体15’的第二腿部18b邻近同一槽中先前插入的发卡式导体15的第一腿部18a。

发卡式导体的这种轴向和径向布置被重复，直到实现发卡的期望布置。在该最终布置中，通常定子芯模板22的部分或全部槽21将接收两个不同发卡式导体的第一腿部和第二腿部。这样，形成了发卡式导体的第一层。如图6和图7所示，在定子芯模板的槽中有足够的径向空间，允许以与第一层相同的方式插入发卡式导体的附加层。

图9a至图9d示出了沿定子芯模板的圆周均匀布置的相同类型的发卡式导体15的一个层的结构。发卡式导体15以如上所述的方式顺序地插入到定子芯模板22的槽21中。

与前面附图中所示的定子芯模板22相反，定子芯模板22的槽21略微螺旋地形成。这允许发卡式导体15在定子芯模板22的槽21内径向向外和/或向内移动，而没有卡住或使发卡式导体15变形的风险，特别是在借助于间隔件25而径向向外移动的情况下，如将在下面参考图9b描述的。

在这个实施方式中，发卡式导体15的插入以发卡式导体15的第一组G1开始。在图9a至图9d所示的实施方式中，发卡具有6的间距，即，一个发卡的腿部被插入到由五个空槽彼此分开的两个分开的槽中。发卡式导体被插入到定子芯模板22的槽21中，使得第一腿部18a处在第一半径r1处，第二腿部18b处在第二较大半径r2处(也参见图10)。第一导体用其第二腿部18b插入在槽21’中。在插入初始组G1的导体15期间，在槽中不存在先前插入的发卡式导体15。因此，在半径r2处第二腿部18b被插入的那些槽中，半径r1处的位置未被占用，因此第二腿部18b不能抵靠同一槽中先前插入的发卡式导体15的第一腿部18a。

一旦通过使用如上所述的推进器40将初始组G1的发卡式导体15带到它们的最终位置，第二组G2的发卡式导体15就被顺序地插入。它们的第二腿部18b在半径r2处被布置在槽21中，在该槽中存在组G1或组G2的先前布置的发卡式导体15的第一腿部18a。第二组G2的发卡式导体15的插入顺序地重复，直到发卡的第一腿部18a被放到槽21”中(见图9a)。

通过插入最终组G3的导体完成发卡式导体的插入。第三组G3的发卡式导体15的第一腿部18a必须被放置在半径r1处。然而，由于槽21’中的组G1的先前插入的发卡式导体15的第二腿部18b，这不容易实现。

为了允许组G3的发卡式导体的插入，设置了间隔件25(见图9b)。借助于间隔件25，第一组G1的发卡式导体15径向向外移动(见图9c)，以便产生第一组G1的发卡式导体15的第二腿部18b的径向向内的间隙26。一旦第一组G1的发卡式导体15处于径向向外的位置，间隔件25就可被移除以便清除间隙26。现在可以与上文参考图6、图7和图8描述的相同方式容易地将第三组G3的发卡式导体用其第一腿部18a插入到槽21中的间隙26中。一旦最终组G3的导体已被插入，第一组G1的发卡式导体(其先前通过间隔件25径向向外移动)可例如借助于径向推进器40被带回到它们的最终位置。

尽管在图9a至图9d所示的实施方式中示出了用于主动地径向向外带动第一组G1的发卡的可移动间隔件15，但也可以设想设置限定用于第一组G1的发卡式导体的径向邻接部的固定间隔件，从而直接产生间隙而不需要主动地径向向外移动第一组G1的发卡式导体15。

图10和图11示意性地示出了两种类型的发卡式导体的最终嵌套。

图10示出了均匀且连续布置的发卡式导体的两个层16、17。在图10所示的实施方式中，间距是1。也可以设想具有更大间距的布置或具有不同间距的发卡式导体的布置。发卡式导体被布置在第一径向内层16和第二径向外层17中。层16和17一起形成完整嵌套20。

图10的顶部更详细地示出了，在特定的槽内，发卡15的第一腿部18a被布置在第一径向距离r1处，而同一发卡15的第二腿部18b在不同槽中被布置在径向距离r2处。相邻发卡式导体15’(图10中第一导体15的左侧所示)的第二腿部18b’被布置成在同一槽中与第一发卡式导体15的第一腿部18a相邻。

图11示出了一个替代实施方式。与图10中的实施方式相似，相同类型的发卡均匀地布置在大约300°的扇区S1上。在其余的扇区S2中，一些发卡式导体是不同类型的。通常，跳线70用于将第一层16与第二层17连接。此外，可以布置i型引脚导体71以便产生连接点。由于使用图11中使用的不同类型的发卡式导体，根据插入顺序，可能不需要使用与参考图9a至图9d所示的间隔件类似的间隔件25。i型引脚连接器71和/或跳线70可被预先插入并为随后插入的发卡式导体提供邻接。

图12示出了完整嵌套20的立体图。嵌套20仍然部分地被包含在定子芯模板22中，但是已经通过使用推进器(未示出)从下方轴向地提升。嵌套20由三层发卡式导体构成，即，类似于图10或图11的实施方式，具有一个附加层(图10或图11中未示出)。然后，相对于定子芯模板22的槽21将在周向上定向的夹持器单元50朝向嵌套20下降。完整嵌套20在上端部部分14处借助于夹持器单元50被夹持(更详细地见图15、图16和图17)，并从定子芯模板22被轴向地移除。然后，它被传送到并轴向地插入到定子芯12中(见图13)。

在图13中，嵌套20被示出处于中间位置I。在随后的步骤中(见图14)，嵌套20借助于轴向压具60从中间位置I移动到最终位置F。轴向压具60以本领域技术人员已知的方式设计，并且通常由电动马达驱动，或者由适当的控制器气动或液压地致动和控制。

在图15中示意性地示出了夹持器单元50的上部部分。夹持器单元50的上部部分包括径向内部邻接构件52和可枢转的夹具51。嵌套20的头部部分14被夹持在夹具51的径向内表面和邻接构件52的径向外表面之间。邻接构件52设置有提供柔性和足够夹紧力的槽53。

为了夹持嵌套20，夹持器50轴向移动到定子芯模板22中部分提升的嵌套20的头部部分14上(见图12)，其中夹具51处于打开位置以允许接收头部部分14。通过枢转夹具51，头部部分14被夹持。通过提升夹持器50，嵌套20可以从定子芯模板22被轴向地移除。以本领域技术人员已知的方式进行提升运动和夹具的致动，通常通过电动马达或由适当的控制器气动或液压地致动和控制。

在夹持器单元50的下部部分中设置有引导元件55。该引导元件55在与头部部分14轴向间隔开的部位56处被施加到嵌套20的发卡式导体15的下端(见图16)。引导元件55包括具有开口61的支撑件54，在该开口中布置有多个可径向移动的舌状件59。舌状件59可在插入位置(径向向外，未示出)和引导位置(径向向内，如图16和图17所示)之间径向移动。当夹持器单元50如上所述下降到嵌套20上时，舌状件59处于其径向向外的位置，允许发卡式导体的腿部被接收在支撑件54的开口61内。然后舌状件59径向向内移动，以便将其尖端布置在发卡式导体的相邻腿部之间。舌状件59包括径向邻接表面57和周向邻接表面58，用于将发卡式导体15的下端引导至适当的周向和径向位置，以允许插入到定子芯12中。一旦舌状件59径向移动并被放置在相邻的腿部之间，夹具如上所述地被致动，并且嵌套20被从定子芯模板22移除。

Claims (21)

1.一种用于制造定子(10)的方法，所述定子具有布置在定子芯(12)的槽(11)中的多个发卡式导体(15、15’)，所述方法包括以下步骤：

a.设置定子芯模板(22)，所述定子芯模板具有与所述定子芯(12)的槽(11)的数量对应的多个径向且轴向延伸的槽(21)，所述定子芯模板(22)的所述槽(21)具有比所述定子芯(12)的所述槽(11)的周向宽度大的周向宽度(w)和/或比所述定子芯(12)的所述槽(11)的径向长度大的径向长度(1)；

b.将至少一个发卡式导体(15)插入到所述定子芯模板(22)的所述槽(21)中的至少一个槽中，使得所述发卡式导体(15)被布置在所述槽(21)内的第一位置(P1)处，其中，在所述第一位置(P1)，所述发卡式导体不同于布置在所述定子芯(12)中的预期位置；

c.将所述定子芯模板(22)的所述槽(21)内的所述发卡式导体(15)从所述第一位置(P1)移动到第二位置(P2)；

d.针对至少一个附加发卡式导体(15’)重复步骤a和步骤b，以便形成发卡式导体(15)的嵌套(20)或部分嵌套的第一层(16)；

e.从所述定子芯模板(22)移除所述发卡式导体(15、15’)的所述嵌套(20)或所述部分嵌套；

f.将所述嵌套或所述部分嵌套(20)插入到所述定子芯(12)的所述槽(11)中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤c中，所述发卡式导体(15、15’)在所述定子芯模板(22)的所述槽(21)内径向地移动，使得所述发卡式导体被布置在与所述第一位置(P1)在径向上不同的第二位置(P2)处，优选地被布置在从所述第一位置(P1)径向向内的第二位置(P2)处。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，重复步骤b至d，以便形成发卡式导体的嵌套(20)或部分嵌套的至少一个另一层(17)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一层(16)和一个或多个所述另一层(17)被共同地从所述定子芯模板(22)轴向地移除并且被共同地轴向地插入到所述定子芯(12)中。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中，至少一些发卡式导体(15、15’)被预制并且特别地包括通过桥接部分(19、19’)接合在一起的一对腿部部分(18a、18b、18a’、18b’)，并且其中，第一腿部部分(18a)在第一径向距离(r1)处在第一槽(21)中被布置在所述定子芯模板(22)中，并且第二腿部部分(18b)在大于所述第一径向距离(r1)的第二径向距离(r2)处在第二槽(21)中被布置在所述定子芯模板(22)中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，至少一些发卡式导体(15’)的所述第二腿部部分(18b’)被布置在所述定子芯模板(22)的槽(21)中，以便邻近先前被插入到所述槽中的发卡式导体(15)的第一腿部部分(18a)。

7.根据权利要求5或6所述的方法，所述方法包括以下步骤：

将发卡式导体(15)的初始组(G1)的所述第二腿部部分(18b)布置在所述定子芯模板的槽(21’、21)中，与间隔元件(25)相邻；

借助于所述间隔元件(25)，将所述第二腿部部分(18b)保持在或将所述第二腿部部分(18b)移动到等于或大于所述第二径向距离(r2)的预定径向距离处，从而在所述定子芯模板的相应槽(21)内维持或产生径向间隙(26)；

优选地移除所述间隔元件(25)；

将另一发卡式导体(15)的第一腿部部分(18a)插入到与所述第二腿部部分(18b)相邻的所述相应槽(21)内的所述间隙(26)中。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中，随后组(G2)的所述发卡式导体(15)被插入到所述定子芯模板的槽(21)中并被布置成使得所述随后组(G2)的所述发卡式导体的第二腿部(18b)邻近所述初始组(G1)或所述随后组(G2)的另一发卡式导体(15)的第一腿部(18a)，并且

其中，最终组(G3)的所述发卡式导体(15)被插入到所述定子芯模板的槽(21、21”)中，使得第一腿部(18a)被插入到由所述间隔件(25)维持或产生的所述间隙(26)中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述初始组(G1)、随后组(G2)和最终组(G3)的发卡式导体(15)是以连续的周向序列插入的。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，不同类型的至少一个发卡式导体(70、71)的腿部(18c)被插入，所述不同类型的至少一个发卡式导体特别地为i型引脚导体或跳线导体。

11.根据权利要求1至10中的一项所述的方法，其中，

每个发卡式导体(15、15’)都是借助于操纵器(30)被轴向地插入的，和/或其中，每个发卡式导体(15)都是借助于推进器(40)移动的。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的方法，其中，为了轴向地移除和轴向地插入所述嵌套或所述部分嵌套，用夹持器(50)抓住所述嵌套(20)或所述部分嵌套的头部部分(14)。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在轴向地插入所述嵌套(20)或所述部分嵌套之前，在轴向远离所述头部部分(14)的部位(56)处，将引导件(55)插入在周向相邻的发卡式导体(15)的所述腿部(18a、18b)之间。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述嵌套(20)或所述部分嵌套仅借助于所述夹持器(50)被部分地插入到中间轴向位置(I)，并且其中，所述嵌套或所述部分嵌套(20)借助于单独的压具(60)被插入到所述定子芯(12)中的最终轴向位置(F)。

15.一种用于制造定子(10)的设备(1)，所述定子具有布置在定子芯(12)的槽(11)中的多个发卡式导体(15、15’)，所述设备包括：

定子芯模板(22)，所述定子芯模板具有与所述定子芯的槽(11)的数量对应的多个径向且轴向延伸的槽(21)，所述定子芯模板(22)的所述槽(21)具有比所述定子芯(12)的所述槽(11)的周向宽度大的周向宽度(w)和/或比所述定子芯(12)的所述槽(11)的径向长度大的径向长度(1)；

插入站(30)，所述插入站用于将至少一个发卡式导体(15、15’)插入到所述定子芯模板(22)的所述槽(21)中的至少一个槽中，使得所述发卡式导体被布置在所述槽(21)内的第一位置(P1)处，其中，在所述第一位置(P1)，所述发卡式导体(15、15’)不同于布置在所述定子芯(12)中的预期位置；

移动站(40)，所述移动站用于将所述定子芯模板(22)的所述槽(21)内的所述发卡式导体(15)从所述第一位置(P1)移动到第二位置(P2)，优选地使得所述发卡式导体被布置在从所述第一位置(P1)径向向内的第二位置(P2)处。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，在垂直于所述定子芯模板(22)的轴线的平面中观察，所述定子芯模板(22)中的所述槽(21)是螺旋地形成的。

17.根据权利要求15或16所述的设备，其中，所述定子芯模板(22)在相邻的槽(21)之间的上轴向端部处设置有插入偏转器(23)。

18.根据权利要求15至17中的一项所述的设备，其中，所述设备设置有径向间隔件(25)，所述径向间隔件用于将发卡式导体的第二腿部保持在预定径向距离(r2)处和/或移动到所述预定径向距离。

19.根据权利要求15至18中的一项所述的设备，其中，所述设备设置有夹持器(50)，所述夹持器用于夹持形成在所述定子芯模板(22)中的嵌套或部分嵌套(20)的头部部分(14)，并且用于从所述定子芯模板(22)轴向地移除所述嵌套或部分嵌套(20)，并且用于将所述嵌套或部分嵌套至少部分地插入到所述定子芯(12)中。

20.根据权利要求15至19中的一项所述的设备，其中，所述设备设置有压具(60)，所述压具用于将所述嵌套或部分嵌套(20)从中间位置(I)到最终位置(F)轴向地插入到所述定子芯中。

21.根据权利要求15至20中的一项所述的设备，其中，所述设备设置有引导元件(55)，所述引导元件用于在轴向远离所述头部部分(14)的部位(56)处插入在周向相邻的发卡式导体(15)的腿部(18a、18b)之间。

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