CN115066829A - 用于将导体部件转移到期望排布中的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备(10)和方法，用于将导体部件、特别是弯曲成U形的插入式绕组元件(也称为发卡结构)转移到期望排布中。

Description

用于将导体部件转移到期望排布中的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种设备和方法，用于将导体部件、特别是基本上弯曲成U形的插入式绕组导体部件(也称为发卡结构)转移到期望排布中。

背景技术

在机电换能器、特别是电动机、特别是用于牵引驱动装置的电动机的生产中，生产单个绕组元件(插入式绕组，即，所谓的“发卡结构”)，这些绕组元件在另外的过程中被进一步加工成定子绕组。

在这种情况下，插入式绕组通常由扁线制成，以在电动机的定子槽中实现比由圆线制成的绕组更高的填充度，从而提高其效率。在本发明的范围内，可以使用的插入式绕组具有任何(特别是凸形的)导体横截面，即，例如圆形或矩形的横截面。在制造绕组元件的范围内，对应的导体部件从无止境的材料中被切断并形成合适的绕组元件。通常，被布置在定子中的大多数导体部件制造有相同或相似的几何形状，并使用定子组(Statorpaket)。在插入后，绕组元件的自由端通常根据电气接线图重新成形和接触，例如通过将自由端成对焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种以尽可能时间和成本有效的方式将导体部件转移到特定排布(以下称为期望排布)中的可能性，其中，该期望排布特别适合于将导体部件夹持和插入到定子组中。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的设备以及独立地通过根据权利要求X所述的方法来实现。

在本发明中，期望排布可以是指导体部件的一种排布，其中，这些导体部件沿圆周方向分布在彼此同心布置的多个圆形路径上或同心圆形路径的区段上，使得导体部件被布置为径向对齐的行，这些行通过沿径向延伸的径向间隙在圆周方向上彼此间隔开。

当使用发卡结构导体部件时，期望排布特别地可以包括：发卡结构的各个自由分支被排布在不同的径向对齐的行中。各个自由分支可以被布置在相同或不同的圆形路径上。

在根据本发明的方法的范围内可以使用不同类型的发卡结构。特别地，可以使用具有不同的分支宽度(即，两个自由分支之间的距离)的发卡结构。通常，不同类型的发卡结构被布置为它们各自的分支中的至少一个被布置在不同的径向行和/或圆形路径中。另外，在根据本发明的方法的范围内，将导体部件引入到期望排布中，其中，导体部件的两个自由端在引入到定子组中之后不位于相同侧(例如I引脚)。相应地，该设备可以被设计用于将不同类型的发卡结构和I引脚(例如，I引脚被用作杆状互连元件，其设计为不具有两个分支)转移到期望排布中。

因此，根据本发明的设备用于排列导体部件，特别是发卡结构。

该设备包括供应单元、转移区域和排列单元。

供应单元被设计用于提供导体部件。供应单元可以包括传送单元。传送单元可包括循环带。该循环带又可以被设计为具有突出的凸起，该凸起被设计为用于导体部件的接触部分。因此，供应单元可以被设计用于从排列单元的导体部件储存部或导体部件插入部分供应导体部件。导体部件插入部分可以是指将各个导体部件或发卡结构插入到设备中的部分。发卡结构可以通过传送单元从导体部件插入部分移动到供应单元中，并转移到转移区域中。

转移区域被设计为用于将导体部件从供应单元转移到排列单元中。也就是说，将导体部件传送到排列单元中是在转移区域中进行的。转移区域可被视为供应单元或传送单元与排列单元之间的接口。

排列单元用于将导体部件转移到期望排布中。如果导体部件或发卡结构处于期望排布中，则它们可以在轴向方向上移动，从排列单元中移除，并以这种配置方式直接插入到定子芯或定子组中。

在这种情况下，排列单元包括容纳单元。排列单元被设计为用于通过容纳单元在转移区域中相对于供应单元的旋转运动而从供应单元转移导体部件并将导体部件转移到期望排布中。

如上所述地，在期望排布中的导体部件沿圆周方向分布在一个圆形路径(或多个圆形路径)上或一个圆形路径(或多个圆形路径)的区段上。(特别地，期望排布可以包括发卡结构沿圆周方向分布在彼此同心布置的多个圆形路径上或同心圆形路径的区段上，使得导体部件被布置为径向对齐的行，这些行通过沿径向延伸的径向间隙在周向方向上彼此间隔开)。容纳单元和供应单元之间的相对旋转运动确保了导体部件的快速和可靠的排布。

容纳单元可以作为设备中或排列单元中的可旋转的单元。另一方面，供应单元可以是位置固定的，并且可以被设计为具有在供应单元中移动的组件，例如循环带。因此，容纳单元可旋转地布置在排列单元中。这实现了以简单的方式容纳导体部件，并且相应地将导体部件从容纳位置或转移区域移走。因此，容纳单元被设计为可旋转的单元。容纳单元具有用于定位导体部件的接触部分或止挡(例如凸起)。容纳单元由于其结构限定了导体部件的期望排布。

容纳单元可以具有圆形的外轮廓，突出的凸起围绕外轮廓的圆周分布。每个凸起可以被设置为导体部件的接触部分。这些凸起可以用于限定期望的期望排布。另外，凸起还能促进导体部件的输运。可以调换由排列单元组成的容纳单元。容纳单元可设计为环齿轮。如果需要，容纳单元的凸起可以容纳导体部件的多个环。一个环对应于发卡结构的单层在径向上的布置。

如上所述，供应单元可以包括传送单元，传送单元被设计为将导体部件移动到转移区域中。传送单元又可以包括两个传送单元，这两个传送单元被设计和布置在供应单元中，使得它们各自被设计用于将发卡形的导体部件的分支传送到转移区域中。

传送单元中的每个都可以被设计为具有循环带，循环带被设计为具有突出的凸起，这些凸起被设计为用于部件的接触部分。

传送单元还可以包括对应形状的螺纹轴，其中，使用一个或多个传送带已被证明是更灵活和更温和的。其他类型的输送设备也是可以想到的。

一个或多个传送单元特别地至少与待移动的发卡结构的自由分支接触(或为此目的而设计)，并将它们移动到转移区域中。

在该设备中还可以设置为，转移区域可以具有第一递送部分和第二递送部分。第一递送部分被设计用于将发卡形导体部件的第一分支转移到排列单元。第二递送部分被设计用于将同一发卡形导体部件的第二分支转移到排列单元。递送部分在空间上彼此分离或者被设计为使得它们在转移区域的不同点处将相应的分支转移到排列单元中。

容纳单元可以以机械的方式与传送单元同步，从而通过传送单元的传送速率与通过容纳单元的转移或移除速率同步。这可以实现，例如，经由齿带或齿轮连接。原则上，可以想到用于传送单元和容纳单元的各种驱动装置，例如电动、气动或液压驱动装置，它们在机械上不相互依赖，而是通过适当的控制器相互同步。

特别地，传送单元可以将导体部件传送到转移区域中，引导元件调节到容纳单元的外轮廓，并被设计为在转移区域中设置，例如附接，以补充该容纳单元。如果提供多个传送单元，也可以提供对应的数量的引导元件。引导元件特别地可以形成供应路径，供应路径被设计作为例如用于各个导体部件的通道。导体部件沿着该供给路径移动并进入容纳单元，例如形成容纳单元的环齿轮的间隙。

该设备还可以具有插入单元(例如，具有夹持器的机械臂)，该插入单元被布置和设计用于额外地将单个导体部件或发卡结构插入到容纳单元中。以这种方式，例如特殊的导体部件(特殊的引脚)可以在特定的位置处使用。为了有必要的空间来额外地插入导体部件，在装载传送单元时可以已经留下了间隙。

该设备可以具有驱动装置(例如电动机)，以实现容纳单元和转移区域之间的旋转运动。特别地，驱动装置可以直接驱动或旋转容纳单元。

代替驱动装置或除了驱动装置之外，还可以提供手动驱动单元，该手动驱动单元被设计用于手动地致动容纳单元。

可以设置有解耦单元，该解耦单元被设计和布置用于推动相应的自由分支脱离与传送单元的接合。

根据本发明还提供了一种用于在排列单元中将导体部件、特别是发卡结构以期望排布方式排列的方法。

如前所述地，处于期望排布的导体部件沿周向分布在圆形路径上或圆形路径的区段上。

该方法包括：通过供应单元将导体部件顺序地移动到转移区域。该方法还包括通过容纳单元和供应单元之间的旋转运动将导体部件从供应单元转移到排列单元的容纳单元中。通过旋转运动，导体部件也被转移到期望排布中。

特别是设置为，导体部件中的至少一部分是发卡结构。在转移发卡结构的情况下，首先将第一分支转移到排列单元中使其处于期望排布中的预设位置。随后，将相同发卡结构的第二分支被移到其在期望排布中的预设位置。

附图说明

以下借助附图进一步描述本发明，其中，相同的或功能相同的元件在必要时仅带附图标记描述一次。

在附图中：

图1示出了根据本发明的设备；

图2示出了放大示出的图1的一部分；

图3示出了转移区域和排列单元的可替代的实施方式；

图4以俯视图简要示出了运行中的设备；

图5示出了运行中的图4所示的设备；

图6示出了图4和5所示的设备的可替代的实施方式；

图7是转移区域的示意图；

图8是导体部件插入部分的示意图；

图9示出了排列单元中处于期望排布的导体部件；

图10示出了借助于根据本发明的设备或根据本发明的方法排布导体部件的示意图；

图11是根据图10的处于更进一步状态的图示；

图12是根据图11的处于更进一步状态的图示；

图13是根据图12的处于更进一步状态的图示；以及

图14示出了两个发卡结构。

具体实施方式

图1是根据本发明的设备10的透视图。根据本发明的设备10用于将导体部件、特别是发卡结构布置为期望排布。

设备10包括供应单元12、转移区域14和排列单元16。图3示出了具有第一供应单元12a和第二供应单元12b的变型。

供应单元12被设计用于提供导体部件18(例如参见图4)。导体部件18通常设计为发卡结构导体部件或发卡结构。发卡结构导体部件具有第一(沿直线延伸的)自由分支20a、第二自由分支20b和将两个自由分支20a和20b相互连接的连接部分22(参见图14)。其他导体部件的使用(如I引脚)也是可能的。除了发卡结构(具有两条分支)外，I引脚也可以插入到传送单元中并被递送到容纳单元。

供应单元12可以包括传送装置23。传送装置23被设计用于将导体部件18移动到转移区域中。

在图1或图2的示例中，传送装置23包括第一传送单元24a和第二传送单元24b。第一传送单元24a和第二传送单元24b分别包括循环带26a和26b。在传送过程期间，传送单元24a和24b分别与发卡结构的分支20处于有效接触。

图3示出了设置有多个(当前情况下是两个)传送装置23，即，第一传送装置23a和第二传送装置23b(对应于两个供应单元12)的可能性。在该示例中，传送装置23a和23b中的每一个都包括分别包括循环带的传送单元24a或24b。可以为每个传送装置23提供多个传送单元24(类似于图1和图2的实施例)。

相应的带26或26a、26b也可以被设计为具有突出的凸起28。凸起28被设计作为用于导体部件18的接触部分。因此，供应单元12也可以被设计用于从导体部件供给部分或导体部件插入部分30(参见图8)输送导体部件18。

排列单元16用于将导体部件转移到期望排布中(图12)。如果导体部件18或发卡结构处于期望排布中，则可以将它们从排列单元16(图13)中移除，并在这种配置中直接插入定子组中(也参见图10至图13)。

排列单元16包括容纳单元32。在当前情况下(图1至6)，容纳单元32被设计作为环齿轮，其被设计为能够围绕旋转轴34旋转。可以围绕容纳单元32布置引导结构36，当发卡结构18布置在容纳单元32中时，该引导结构36防止发卡结构18横向地(沿径向)向外移动。还可以设置为，布置在排列单元16中的导体部件18能够移除，以将导体部件18转移到定子组，或者可以在完成后将在容纳单元中由导体部件形成的筐推动到排列单元之外，以使其可以从排列单元中移除。在该过程中不移动排列单元。

排列单元16被设计用于通过容纳单元在转移区域14中相对于供应单元12的旋转运动(围绕旋转轴34的旋转)而从供应单元12上转移导体部件并由此将它们转移到期望排布中。

图4中可以看出第一导体部件18如何经由容纳单元32通过接触而脱离与循环带26的接合并被转移到期望排布中。

在图5中，许多导体部件已经处于期望排布S中。在期望排布S中，导体部件18沿圆周方向U分布在彼此同心布置的多个圆形路径40上或同心的圆形路径40的区段上，使得导体部件被布置为径向对齐的行42，这些行42沿圆周方向U彼此之间间隔有在径向方向R上延伸的径向间隙44(也参见图9)。

在图1和图2的示例中，容纳单元32被设计为设备10或排列单元16中的旋转单元。然而，还可以想到的是，供应单元12围绕容纳单元32在圆周内移动，以产生旋转运动。然而结构方面有利的是，供应单元12固定在设备基座46上并且仅将容纳单元32以能够旋转的方式布置在排列单元16内。在图1中，被设计为发动机的驱动装置60和手动驱动单元62布置在设备基座46的下方，以生成容纳单元32的旋转。驱动装置60和手动驱动单元62可以使供应单元12及其传送单元24和容纳单元32彼此同步地移动。各自单独的驱动设备也是可能的。各个驱动设备可以彼此同步。

可设置升降缸，其向上推动布置在容纳单元中的发卡结构套件，使得发卡结构上端部从容纳单元突出并可被夹持器夹持，例如用于进一步插入到定子中。

如上所述，容纳单元32在当前情况下被设计为环齿轮，并且具有圆形外轮廓48，其突出的凸起50围绕外轮廓48的圆周分布。凸起50用作各个导体部件18的止挡并同时用作驱动装置，使得这些导体部件可以容纳在凸起之间的间隙52中并从供应单元12转移到转移区域14中。在这种情况下，凸起50靠近引导结构36地突起，以使得导体部件18不能从间隙52中移出。容纳单元32和供应单元12之间的相对旋转运动确保导体部件18的快速、轻柔和可靠地布置(图2)。其他用于转移导体部件的机构也是可以想到的，例如通过被设计为真空喷嘴等的气动喷嘴抽吸。

转移区域14被设计为用于将导体部件18从供应单元12转移到排列单元16中。可以说，将导体部件递送到排列单元16中是在转移区域14中进行的。可将转移区域14视为供应单元12或传送单元24与排列单元16之间的接口。

从图4和图5中可以清楚地看到，导体部件18以被保持在循环带24中，使得导体部件18在带24的凸起28之间略微突出。环齿轮或容纳单元32的凸起50与从带24突出的导体部件18的这些部分接触。在这种状态下，导体部件18由循环带24和环齿轮32引导。如果导体部件18进入供应单元12的循环带24的前部区域(在前部区域中，循环带24改变其方向)，则导体部件18从循环带24脱离并保持在环齿轮32和引导结构36之间。

在图2的示例中，可以看到发卡结构导体部件18的各个分支20由不同的带24a和带24b引导。相应的发卡结构18的第一分支20a被直接转移到转移区域14中的容纳单元32中。相应的第二分支20b被引入到引导通道54中。对应地，首先将相应的发卡结构18的第一分支20a转移到容纳单元32中，并在稍后将第二分支20b转移到容纳单元32中或与容纳单元32接合。在这种情况下，已经与容纳单元32接合的第一分支20a沿着引导通道54拉动第二分支20b。

引导通道54形成在内部引导元件56和外部引导元件58之间。内部引导元件56同时形成导向结构36的一部分。内部引导元件56形成在转移区域14的区域中，以将导体部件18从供应单元12转移到容纳单元32中。在当前的示例中，发卡结构18的第一分支20a被转移到容纳单元32中的区域形成第一递送部分57a。第二分支20b从引导通道54被递送到容纳单元32的区域形成第二递送部分57b。

对应地，图3的示例中的设备10具有两个转移区域14，每个转移区域14包括第一递送部分57a和第二递送部分57b。

图6示出了具有两种不同类型的供应单元12a和12b的设备10。第一供应单元12a的构造类似于图1或图2的供应单元12，并且包括循环带26，该循环带26作为传送装置23的部分。第二供应单元12b包括两个通道70，这两个通道70分别被设计为将发卡结构或单个导体部件18的自由分支20转移到排列单元16或其容纳单元32中。两个分支20的转移是同时进行的。发卡结构18或其自由分支20可以被布置为在通道70中沿容纳单元32的方向被张紧。在每种情况下都可以提供释放机构，以释放发卡结构的运动或其进入容纳单元32的相关转移，并以其他方式固定发卡结构。

图7详细示出了转移区域14。在转移区域14中可以设置解耦单元74，该解耦单元74被设计为推动自由分支20a脱离与传送单元24的接合。为此目的，本示例中的解耦单元74具有接触面76，该接触面76被布置和设计用于接触分支20a面向传送单元24的一侧并在容纳单元32的方向上推动分支20a远离传送单元24。解耦单元74被设计为布置在传送单元24上方的楔形元件的形状。

图8示出了导体部件插入部分30，该导体部件插入部分30可以与图1和图2的设备以及其他设备一起使用。图8中的导体部件插入部分30被设计用于将不同宽度(即，在自由分支20a和20b之间具有不同的距离或具有不同设计的连接部分22)的导体部件18插入到供应单元12中。对应地，供应单元12具有多个用于不同布置的发卡结构18的第二自由分支20b的引导件。在图8的示例中，导体部件插入部分30被设计用于与两种不同类型的发卡结构18-1、18-2一起使用。其他类型的发卡结构18的使用是可以想到的。可以使用三种、四种、五种、或更多类型的不同发卡结构。也可以使用其他导体部件。例如，可以使用I引脚。

Claims (9)

1.一种用于排列导体部件(18)、特别是发卡结构的设备(10)，其中，所述设备(10)包括供应单元(12)、转移区域(14)和排列单元(16)；其中，

-所述供应单元(12)被设计用于提供所述导体部件(18)；

-所述转移区域(14)被设计用于将所述导体部件(18)从所述供应单元(12)转移到所述排列单元(16)中；

-所述排列单元(16)包括容纳单元(32)并且被设计用于通过所述容纳单元(32)在所述转移区域(14)中相对于所述供应单元(12)的旋转运动而从所述供应单元(12)转移所述导体部件(18)并将所述导体部件(18)转移到期望排布(S)中，其中，所述期望排布(S)中的所述导体部件(18)沿圆周方向(U)分布在圆形路径(40)上或圆形路径(40)的区段上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述容纳单元(32)以能够旋转的方式布置在所述排列单元(16)中，并且所述容纳单元(32)特别是被设计作为环齿轮，所述环齿轮特别是能够拆卸的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述容纳单元(32)具有圆形的外轮廓，所述圆形外轮廓具有围绕所述外轮廓的圆周分布的突出的凸起(50)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述供应单元(12)包括传送装置(23)，所述传送装置(23)被设计用于将所述导体部件(18)移动到所述转移区域(14)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述供应单元(12)包括传送装置(23)，所述传送装置(23)包括两个传送单元(24)，所述传送单元(24)被设计和布置在所述供应单元(12)中，以使得所述传送单元(24)各自被设计用于将发卡形的导体部件(18)的分支(20)传送到所述转移区域(14)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述供应单元(12)包括传送单元(24)，所述传送单元(24)包括循环带(26)，特别是其中，所述循环带(26)形成有突出的凸起(28)，其中，所述凸起(28)被设计作为用于所述导体部件(18)的接触部分。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述转移区域(14)具有第一递送部分(57a)和第二递送部分(57b)，其中，所述第一递送部分(57a)被设计为用于将发卡形的导体部件(18)的第一分支(20a)转移到所述排列单元(32)中，并且所述第二递送部分(57b)被设计为用于将相同的发卡形的导体部件(18)的第二分支(20b)转移到所述排列单元(32)中。

8.一种用于在排列单元(32)中以期望排布(S)排列导体部件、特别是发卡结构的方法，其中，所述期望排布(S)中的导体部件(18)沿圆周方向(U)分布在圆形路径(16)上或被布置在圆形路径(16)的区段上，其中，所述方法包括：

-通过供应单元(12)将所述导体部件(18)顺序地移动到转移区域(14)中；

-通过所述排列单元(16)的容纳单元(32)和所述供应单元(12)之间的旋转运动将所述导体部件(18)从所述供应单元(12)转移到所述容纳单元(32)中，其中，所述导体部件(18)还通过所述旋转运动转移到所述期望排布(S)中。

9.根据前述方法权利要求的方法，其中，所述导体部件(18)中的至少一部分是发卡结构，并且在转移所述发卡结构的过程中，首先将第一分支(20a)转移到所述排列单元(16)中使其处于所述期望排布(S)中的预设位置，随后将相同发卡结构(18)的第二分支(20b)转移到所述排列单元(16)中。

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