CN115552773A - 用于使至少一个绕组组件的、从电机定子或转子的一侧突出的导体变形的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于使至少一个绕组组件(100)的导体变形的设备(200)，其包括多个基础导体(102)，每个基础导体设置有插入定子或转子(114)的腔体(115)中的至少一个支腿(104、106)，每个支腿具有至少一个相应的自由端(108、110)。该设备包括至少一个适于绕轴线(X)旋转的扭转阵列(201)，该扭转阵列包括适于插入自由端(108、110)的至少一个凹口(204)。所述设备包括在自由端(108、110)的插入侧的径向背衬构件(300)，径向背衬构件(300)靠近至少一个扭转阵列(201)，特别是靠近至少一个凹口(204)。径向背衬构件(300)包括用于至少一个支腿部(104、106)的一部分的内径向背衬表面(302)，至少一个支腿(104、106)从所述定子或转子(114)的所述侧部突出。

Description

用于使至少一个绕组组件的、从电机定子或转子的一侧突出 的导体变形的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于使从电机定子或转子侧面突出的导体变形的设备和方法。特别是，本发明涉及在焊接侧扭转导体端部的方法。

背景技术

为电机(例如发电机或电机)的定子或转子设计电杆导体的绕组组件是众所周知的。

在这种类型的绕组中，电杆导体构成绕组的元件，该元件按一系列步骤成形，并与其他元件一起插入定子或转子，从而这些元件的端部可以焊接在一起以形成预定的绕组模式，也称为电杆绕组。

由于特定类型的电杆导体的初始形状，该种电杆导体在技术术语中通常被称为“发夹”。此后，为了简单起见，我们将使用术语“发夹”。

发夹包括两个支腿或下面也由术语端子(端)表示的端部，发夹组装在电机的定子或转子上，以形成通常由术语“绕组组件”定义的环形组件。因此，杆绕组可以包括一个或多个相互同心的组件，其中发夹根据所需的操作类型，按照预定模式彼此电连接。

具有径向磁通量的电机定子或转子芯实质上是具有两个平面和两个圆柱形表面的环，其具有垂直于两个平面且平行于电机转子旋转轴的发电机。除非另有规定，否则下文中的径向、周向和轴向指上述旋转轴。两个圆柱形表面中的一个表面至少部分地与定子或转子所属的电机的气隙相邻，并且限定了一组凹槽，绕组的直线部分容置于凹槽中。两个平面被分为插入表面或插入侧面以及与插入侧面相对的表面或侧面，也称为扭转侧面。从芯突出的绕组部分称为头部。导体自由部的端部属于从插入头部相对侧突出的头部，其中大多数在插入和焊接后会发生扭转。如果绕组中存在以桥式连接的突出部，则它们属于从插入侧突出的头部。从插入侧突出的部分，无论是自由的还是以桥接方式连接的，在下文中表示为从插入侧突出的部分。

凹槽和相邻凹槽之间的定子或转子芯区域称为齿。齿数等于凹槽数。芯的齿的连接部(其限定了每个凹槽的一部分并位于与机器气隙处的凹槽开口相对的一侧)被称为轭。

凹槽可以划分为位置矩阵，每个位置可以放置杆导体的支腿。容置在相同径向位置的凹槽的导体限定了所谓的绕组层。

换句话说，术语“层”表示终端或支腿的环形阵列；每个组件包括两层，内层和外层。

发夹的横截面可以例如是圆形、矩形或正方形。特别地，矩形或正方形截面是指具有圆形边缘的大致矩形或正方形截面。还有其他类型的横截面，例如梯形截面，其边缘与前面的矩形截面一样是圆形的。发夹的横截面对于本领域的人来说是已知的，这是为什么不进一步描述它们的原因。

已知的发夹成型工艺基本上包括三个主要步骤：预成型、插入侧扭转(或插入前扭转)和焊接侧扭转(或者插入后扭转)。

预成型涉及直杆的初始弯曲，通过该弯曲可获得“U-”或“P-”形状。美国专利US7,480,987中描述了成形方法和相应设备的示例。

在第一步中，发夹包括在一端连接的两个并排支腿，这两条支腿可能具有相同的长度(“U”形)或不同的长度((“P”形)。实际上，这种预成型提供了一种类似发夹的绕组元件，该术语后来扩展到具有非相邻支腿的导体。因此，发夹的每一个支腿都有与连接端相对的自由端。每个自由端都有一个端面，该端面由用于形成发夹的导体切割而成，因此基本上是与导体本身横向的面。

预成型发夹的示例如图1所示，其中示出了一个扁平的U形发夹102，具有两个支腿104、106和连接部分112。

然后从插入侧对预成型发夹进行所谓的扭转，通过该步骤发夹的支腿基本上彼此展开。在这方面，使用了插入侧的扭转设备，该设备提供可共同旋转的同心滚筒。每个导辊上布置具有与滚筒旋转轴大致平行的延伸的凹口或腔体，其中可以插入发夹支腿。发夹的一个支腿插入第一个滚筒的腔体，另一个支腿则插入径向相邻的第二个滚筒的腔体。

两个同心滚筒之间的相对旋转会引起连接部的扩展，这将基本上等于将发夹安装到电机的定子或转子上时，容纳发夹的两个定子或转子凹槽之间的角距离。

图2示出了从插入侧扭转后的发夹的配置示例。在图中，值得注意的是，连接部112在其顶部具有导体的横截面相对于发夹的内侧表面(穿过发夹内部并包括两个支腿的表面)旋转180°的区域。

由于插入侧的扭转方法本身是本领域技术人员已知的(例如，美国专利7,805,825)，并且由于其不是本公开的特定目的，因此将不再进一步描述。

从插入侧进行扭转，以在将绕组组件插入定子之前形成绕组组件。

发夹也可以通过模制获得，即从压在“冲模”型系统对比物上的直导体获得。模制发夹的横截面相对于发夹的内侧表面基本上不旋转。

现有技术中还有其他类型的发夹：所谓的“I-销(I-pins)”、W形导体(“W形的导体”)和绞合发夹(“绞合”)。

至于I-销型发夹，它们是在没有U形弯曲的情况下获得的发夹，因此也可以从名称中推断为“I”形，或者基本上是“I”形。因此，这种类型的导体有两个从电机转子或定子的不同侧突出的支腿部，。

下文中，在本公开中，基础导体是准备插入转子或定子的导体。

绕组组件可包括例如一组基础导体，基础导体一侧具有连接部，另一侧具有相互平行的支腿(特别地，自由端)以便插入例如定子芯中的相应凹槽中。

在其他配置中，可能存在没有连接部的绕组，例如，在I销的情况下，或者可能存在在同一侧具有连接部和自由端的绕组。

通常，例如，从定子芯突出的基础导体支腿的自由端受到与前一种不同类型的扭转，称为使用相应的设备进行“焊接侧扭转”或“插入后扭转”。图3示出了在焊接侧经历扭转方法后的基础导体示例。

扭转的主要目的是将支腿的最初在不同的圆周上但在两个相互间隔的径向上的两个自由端连接在一起。

端部之间的接近例如通过将基础元件的支腿的自由端的每一层插入专用于该层的扭转环的相应座或凹槽中来实现。相互同心的扭转环通过相互旋转来确定端部的接近。

例如，通过使用待接近的两个端部的凹槽内容纳的部分之间的凹槽数作为用于该凹槽内容纳的部分之间的距离的单位，假设距离为六个凹槽，可以通过在一个方向上旋转其中一个环的三个凹槽，在相反方向上旋转另一个环中的三个凹槽来实现接近。

因此，基础导体包括保持在相应凹槽(例如定子的凹槽)内的第一支腿部、在相应环的旋转方向上的相对于定子芯主轴倾斜的部分以及基本上平行于定子芯的主轴的但相对于第一支腿的径向方向不同的端部。

例如，在美国专利US 8,215,000中描述了焊接侧的方法和扭转设备的示例。特别地，描述了一种扭转设备，其允许获得插入同一环中的端部的不同扭转。例如，通过设置包括凹槽的环部可沿环本身的圆周移动来实现差异化的扭转。移动性意味着，一旦环已旋转，插入可移动环凹槽中的基础导体的端部扭转拖延，直到可移动部分与环结构的其余部分邻接。

但是，焊接基础导体端部的方法是获得杆绕组的过程中非常微妙的一步，因为它们彼此非常接近。

事实上，尽管基础元件的端部接近是期望的特征，但这通常是焊接过程的复杂因素。例如，如果焊接必须仅在两个端部之间进行，则该步骤必须非常精确以防止涉及直接相邻的端部。

此外，由于端部接近，即使在孤立的情况下，也可能出现电气现象，如端子对之间的电弧。

同样，使用根据现有技术的扭转设备，如果每个定子(或转子)凹槽中容纳的导体数量较多，则相互靠近的导体与扭转装置的由径向间隔的壁隔开的各个腔体之间存在错位。

此外，支腿之间的径向接近阻碍了绝缘环在同一组件的层之间的插入。

为了克服这些缺点，已知使用扭转环，该扭转环包括至少一个凹口元件，该凹口元件可根据径向方向，向着扭转环本身的轴线移动或远离扭转环本身的轴线。WO2020058842A1中示出了这种类型的设备。

在这种类型的设备中，与同一层导体相关的凹口元件可沿径向移动。

换句话说，该设备的典型操作提供了在实际扭转步骤之前和/或期间展开导体层的步骤。

为了有效，这种方法必须确保对插入凹口的部分的导体以及未插入凹口从而在凹口外的导体部分进行精确引导。

因此，现有技术虽然被广泛使用和欣赏，但并不是没有缺点。

事实上，它缺少允许凹口外的导体部分在变形过程中保持给定位置的引导系统。

发明内容

因此，需要至少部分地解决上面参考现有技术提到的缺陷和限制。

因此，需要提供一种设备和方法，以便在弯曲步骤中更准确地引导导体的自由端。

此外，需要提供一种设备和方法，以减少位于导体端部的可能影响导体表面涂层的完整性的应力。

此外，需要一种设备，该设备允许从定子轴线观察时，在导体变形期间和变形之后，保持部分或全部导体在预定尺寸的圆周外围受到扭转。例如，在特定情况下，所讨论的圆周位于垂直于设备轴线或定子轴线的平面内，并被识别为与在凹槽位置内经历扭转的所述导体的内表面基本相切。这是为了避免弯曲导体对完成相邻层的导体的插入造成障碍的风险，和/或减少属于相邻层的待扭转导体之间的绝缘应力。

根据权利要求1所述的用于使从电机的定子或转子一侧突出的导体变形的设备以及根据权利要求14所述的使从电机定子或转子的一侧突出的导体变形的方法至少部分地满足了这些要求。

附图说明

通过非限制性示例给出的本发明的优选实施例的以下描述，本发明的进一步特征和优点将变得更容易理解，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术的预制扁平U形发夹的立体图；

图2示意性地示出了根据现有技术的发夹的立体图；

图3示意性地示出了根据现有技术的焊接侧扭转方法之后的图2中发夹的立体图；

图4示意性地示出了在第一工作条件下的可能实施例的机构的一部分的实施例；

图5示意性地示出了在不同的工作条件下的图4中的机构；

图6示意性地示出了根据本发明的部件的可替代实施例的立体前视图；

图7示出了根据本发明的部件的可能实施例的底部立体图；

图8示意性地示出了根据本发明的部件的可替代实施例的立体前视图；

图9示意性地示出了根据本发明的部件的可能实施例的底部立体图；

图10示意性地示出了根据本发明的设备的部件的可能替代实施例的立体俯视图；

图11示意性地示出了根据本发明的设备的一部分的可能实施例的前视图；

图12示意性地示出了在根据本发明实施例的方法的步骤中的相对于电机的定子/转子定位的图11中的设备的部分；

图13示意性地示出了根据本发明的可能实施例的设备的一部分的放大部分的立体仰视图；

图14示意性地示出了根据本发明的设备的可替代实施例的立体图；

图15-18示意性地示出了根据本发明的设备在各种操作配置下的可能实施例的截面图；

图19示意性地示出了根据本发明的设备的可能实施例的放大部分；

图20示意性地示出了根据本发明实施例的设备的一部分的立体前视图；以及

图21示意性地示出了根据本发明实施例的设备的一部分在可能的使用模式下的截面图；

图22示意性地示出了根据本发明实施例的设备的一部分在可能的使用模式下的截面图；以及

图23示意性地示出了根据本发明实施例的设备的部件的俯视平面图。

下文将使用相同的附图标记表示与所述实施例相同的元件或部件。

具体实施方式

图15示出了一种用于使至少一个绕组组件100的导体102变形的设备(由参考数字200表示)，该导体102从电机的定子或转子114的一侧突出。

至少一个绕组组件100包括多个基础导体102，基础导体102包括插入定子或转子114的腔体115中的至少一个支腿104、106，每个支腿104、106具有至少一个相应的自由端108、110。

设备200包括至少一个适于绕轴线X旋转的扭转阵列201，该扭转阵列201包括适于插入自由端108、110的至少一个凹口204。

此外，设备200包括在所述自由端108、110的插入侧的径向背衬构件300，其靠近至少一个扭转阵列201，特别是靠近至少一个凹口204。径向背衬构件300包括用于从电机的所述定子或转子114的所述侧部突出的支腿104、106的一部分的内径向背衬表面302。

特别地，内径向背衬表面302可以布置在扭转阵列201的轴线X和其作用的支腿部104、106之间。

在扭转步骤期间，同一侧上的突出导体102向着彼此弯曲以形成绕组的线圈。在这一步骤中，径向背衬构件300充当导体支腿104、106的保持在扭转凹口外的一部分(特别是位于凹口和定子或转子之间的导体的部分)的内部背衬表面。

例如，如果扭转同时涉及两个同心且相邻的层，在相反的切线方向上弯曲它们，则从轴线X和垂直于轴线X的平面看，受扭转的导体最好沿圆周或螺旋排列，其从占据的凹槽位置内开始并朝着自由端108或110占据的位置变宽，而不会产生不期望的弯曲(例如朝着绕组内部弯曲)。

出于这个原因，同一层的导体在其位于扭转凹口204外部的剩余部分中，在径向背衬构件300中存在对凹口204自身操作的变形的反作用力。这种反衬作用可(例如)使导体在弯曲点处发生塑性变形，并相应降低头部高度，这将在下文描述。

根据可能的实施例，径向背衬构件300可绕轴线X旋转。有利的是，径向背衬构件300可相对于扭转阵列201同步旋转。

因此，在扭转过程中，径向背衬构件300可以跟随支腿部104、106，而不会在导体102的表面和径向背衬元件300的表面之间滑动。

根据可能的替代实施例，径向背衬构件300可以与至少一个扭转阵列201以不同的速度旋转。

但是，旨在与导体接触的径向背衬构件300的表面可进行表面处理，以使与其接触的导体的绝缘涂层上的应力最小化。更详细地说，表面处理的可能示例包括彻底抛光、抗摩擦处理和特殊表面加工处理。

根据可能的实施例，内径向背衬表面302可以具有相对于轴线X的圆柱形延伸部。换言之，在使用中与从电机的定子或转子114侧面突出的支腿104、106的一部分接触的内径向背衬表面302可基本平行于轴线X。

在可能的替代实施例中，内径向背衬表面302可以具有锥形延伸部。换言之，在这种情况下，在使用中旨在与支腿104、106的一部分接触的内径向背衬表面302是倾斜的，以使得其朝向扭转阵列201变宽，朝向定子或转子变窄。

在另一个可能的实施例中，内径向背衬表面可具有锥形延伸部。换言之，通过纵向平面获得的这种表面的截面轨迹可具有预定的外曲率。

在本公开中，内径向背衬表面302的“延伸部”是指基于包括轴线X的平面的、作用在支腿部104、106的背衬表面的截面轨迹。

内径向背衬表面302可沿径向背衬构件300的整个外周具有连续的延伸部。

可选地，如图23所示的示例所示，径向背衬构件300可包括主体304和从主体304突出的多个齿306，以使得径向背衬表面302布置在齿306上。

可在每个齿之间设置凹槽。在这种情况下，每个齿306在两个凹槽308之间突出。

在可能的实施例中，例如，齿306可以相对于主体固定，从而形成整体。

根据可能的替代实施例，径向背衬构件300可包括至少一个齿306，该齿可通过移动装置310相对于轴线X在径向方向上移动。径向背衬表面302设置在所述至少一个齿306上。

在这种情况下，至少一个齿306可在限定最小径向尺寸的缩回位置和限定最大径向尺寸的展开位置之间移动。

根据一个可能的实施例，至少一个齿306在主体304中获得的相应的径向座312内移动。

根据一个可能的实施例，移动装置310可以是凸轮型。特别地，移动装置310可利用控制套筒314沿轴线X的旋转或移动。

根据一个可能的实施例，移动装置310可以包括：

-垂直于轴线X布置的第一板316，其设置有用于所述至少一个径向可移动齿306的至少一个径向座312，径向座312适于至少部分地约束相对于第一板316本身的轴向和周向运动；

-垂直于轴线X布置的第二板318，第二板318通过相对于第一板316移动而引起至少一个齿306的径向移动。

在本公开中，用于表示元件的术语“扁平(平)”，指的是相对于第三元件以两个主要维度延伸的元件，该元件具有优选为圆形的外围足迹，其也可以由多个元件组成。

图11示出了移动装置310的可能实施例，该移动装置包括第一板316和第二板318。

根据可能的实施例，移动装置310可包括水平凸轮系统。

例如在附图6至附图10中示出实施例。

水平凸轮驱动移动装置310可包括：

-垂直于轴线X布置的第一板316，其设置有用于所述至少一个径向可移动齿306的至少一个径向座312，第一板316适于至少部分地约束相对于第一板316本身的轴向和周向运动；

-垂直于轴线X布置的第二板318，第二板318通过相对于第一板316移动而引起至少一个齿306的径向移动；

-用于每个齿306的延垂直轴线X的平面延伸的槽320，其设置在第二板318上；

-具有基本平行于轴线X的延伸部的至少一个销322，其设置在每个齿306的一端，在使用中面向第二板318，这样的销322适于滑动并由相应的水平槽320引导。所述销具有平行于设备轴线X的方向。

如图10所示，有利地，每个槽320可具有弯曲延伸部。

在本实施例中，第一板316和第二板318分别连接到第一套筒324和第二控制套筒314。

根据一个可能的实施例，所述水平凸轮移动装置310可包括限位止动件315。限位止动件315可包括设置在第一板316的侧表面上的至少一个径向突起319，以及设置在第二板318上的至少一个对应的滑动座321。

这种类型的实施例如图7所示。

根据一个可能的实施例，限位止动件315可包括八个径向突起319和相应的八个滑动座321。

径向突起319在横向平面中的形状可以基本上为梯形，相应的滑动座321也是如此，以使得在限位止动件处，有相应的倾斜侧接合。

由于至少一个齿306位于布置在第一板316上的相应径向座(附图中未示出)内，第一套筒324和控制套筒314之间的相对旋转引起布置在至少一个齿306上的至少一个销322滑动，从而齿306可以根据旋转方向径向向外或向内移动。

根据可能的替代实施例，移动装置310可包括垂直凸轮系统。

例如，图11-13和图4-5示出了这种类型的实施例。

垂直凸轮移动装置310可以包括：

-垂直于轴线X布置的第一板316，其设置有用于所述至少一个径向可移动齿306的至少一个径向座312，至少一个径向座312适于至少部分地约束相对于第一板316本身的轴向和周向运动；

-垂直于轴线X布置的第二板318，该第二板通过相对于第一板316移动来确定至少一个齿306的径向移动，该板还设有与每个齿306相对应的径向凹槽328，每个齿306和其支撑部307一起部分地插入凹槽328中；

-垂直槽326，设置在每个齿306的每个支撑部307上、相对于轴线X倾斜；以及

-至少一个水平销330，至少一个水平销330基本上垂直于轴线X延伸，并设置在相应的径向凹槽328内，该径向凹槽横着、与径向方向垂直并适于在垂直槽326内滑动。

在本实施例中，第一板316和第二板318分别连接到第一套筒324和控制套筒314。

由于至少一个齿306位于在第一板316上布置的相应径向座312内，因此第一套筒324和控制套筒314之间的相对旋转引起在至少一个径向凹槽328上布置的至少一个销330的滑动，从而齿306可以根据相对方向平移，径向向外或向内移动。

例如，如图11所示，垂直槽326可相对于轴线X倾斜，以使其与靠近第一板316的轴线X之间的距离更大，并且与靠近第二板318的轴线X的距离更小。图4和图5示意性地示出了这种类型的实施例。

在这种情况下，通过将第一板316朝向第二板318移动，至少一个齿落在第一板316内。相反，通过移动第一板316远离第二板318，至少一个齿向展开位置突出。

本实施例只是一个示例，因为垂直凸轮的实施例也可能不同。例如，垂直槽326可以相对，即，垂直槽326可以相对于轴线X倾斜，以与靠近第一板316的轴线X具有较小的距离，与靠近第二板318的轴线X有较大的距离。

在这种情况下，通过移动第一板316远离第二板318，至少一个齿落在第一板316内。相反，通过将第二板318朝向第一板316移动，至少一个齿向展开位置突出。

根据附图中未示出的可能的替代实施例，第二板318或凸轮从动件支撑元件可包括以径向模式布置的若干等同部件，每个部件支撑驱动齿306的所述一个或多个销。例如，部件可以通过独特的结构(板、套筒等)连接/支撑。

根据一个可能的实施例，套筒314和324的环形表面可以设置齿，用于驱动套筒的圆周运动。

图12示出了根据本发明的设备，其中径向背衬构件300位于其作用的绕组组件100附近。在图中，绕组组件100部分插入定子114的腔体115中，并且不完全从定子芯的扭转侧露出。在这种情况下，径向背衬构件300的齿306必须处于缩回位置，或与凹槽115成角度偏移，以便为至少一个绕组组件100的完全插入留出空间。

图13-17示出了设备200包括在径向可移动元件203上布置有至少一个凹口204的扭转阵列201的示例。在所示的特定实施例中，所有凹口204都布置在径向可移动元件203上。

参考图15所示的实施例，第一板316可通过定子114的支撑结构333与定子114形成一体。

在附图中未示出的可替代实施例中，第一板可沿轴线X方向移动，从而实现沿径向背衬构件300的轴线X的移动。

在图15中，值得注意的是，外部的绕组组件100被插入，直到自由端108、110插入扭转阵列201的凹口204中，并且径向背衬构件300的齿306靠近导体102的突出部。

图16示出了在图15所示的状态之后的一个时刻。在这种情况下，扭转已经开始，作为对与齿接触的导体施加的力的反应，齿306相应地起作用。更详细地说，与之前的情况相比，因为扭转阵列201的凹口元件204向外移动，所以齿306向外移动。

图17示出了齿306进一步跟随导体向外移动的细节。

值得注意的是，齿本身可防止最里层的绕组组件的导体垂直滑动。

图22中也示出了相同的操作模式。

换句话说，根据一个可能的实施例，径向背衬构件300可用于防止导体的特定组件垂直运行。

根据一个可能的实施例，在将导体插入扭转阵列的凹口期间，径向背衬构件300可用作引导件。

实际上，图22示出了将最外层的一些导体插入扭转阵列的相应凹口后，径向背衬构件的位置。基本上，径向背衬构件引导导体使其不能径向向内移动，这有助于导体进入凹口。

根据可能的实施例，然后可以从插入侧继续对导体的推动，以确定从扭转侧完全脱出。凹口可以伴随这种运动，而径向背衬构件可以保持静止，以防止最内层绕组组件的导体的摩擦造成的拖曳。换言之，当最内层导体组件从电机定子或转子的扭转侧冒出时，径向背衬构件也可作为最内层导体组件的轴向背衬。

图18示出了一个更晚的时刻，在该时刻，最外层绕组组件100的扭转完成，并且相邻绕组组件已插入扭转阵列的凹口元件中。

根据可能的替代实施例，径向背衬构件300可包括多个径向可移动的齿306，所述齿306具有周向端部362、364，所述周向端部与相邻齿306的对应周向端部362、364沿平行于所述轴线X的方向重叠。

换句话说，每个齿306包括圆周端部362、364，该圆周端部根据沿轴线X间隔开的位置从齿306突出。此外，每个圆周端部362、364的厚度可基本上为齿306厚度的一半。因此，由于周向端部相对，所以两个相邻的齿可以彼此配合，并且它们一起基本上形成相同的齿厚度。

更详细地说，齿306的数量可以小于要加工的定子凹槽的数量。例如，本实施例适用于每个齿306可用于反衬同一层的多个突出导体的同时变形的情况。

与前面描述的实施例相比，所讨论的实施例具有更佳的紧凑性的优点，这是因为要移动的齿306的数量较少，因此移动装置310也相对简单，待处理的定子凹槽的数量相等。

如图6-10所示，圆周端部362、364之间存在大量重叠，以便能够在径向背衬构件300的径向尺寸中保持给定的连续性。在某些情况下，重叠允许保持对一个齿和下一个齿之间的导体的反衬作用以及要省略的齿306的旋转运动。事实上，在没有这种重叠的情况下，随着齿的展开，在一个齿和另一个齿之间会形成凹槽，这在同样的情况下会对相应的导体造成不必要的变形。因此，在没有重叠的情况下，必须旋转径向背衬构件，以防止扭转的导体占据元件之间的空间。

根据刚刚提供的设备说明，设备的操作是显而易见的。

下面将描述一种可能的操作模式；然而，这种操作模式不应被理解为相对于本发明的限制，因为其他操作模式显然是可能的。

一旦导体穿过定子芯，最外的绕组组件的插入就完成了，因此绕组组件导体的突出部分具有适当的长度，以允许自由端焊接在一起。在此步骤中，绕组组件的导体以轴向移动的方式穿过径向背衬构件的突起/齿形成的凹槽，占据凹槽。

导体的端部插入到扭转阵列的相应凹口中，并通过扭转阵列径向弯曲，从而共同形成锥形表面。

在此步骤中，占据径向背衬构件凹槽的导体部分从中露出。一旦所述部分从凹口中露出，径向背衬构件就可以自由旋转。

在从径向背衬构件的凹槽中完全径向露出部分的末端，径向背衬构件相对于设备轴线X旋转(优选旋转半个凹槽槽距)，而不接触绕组组件导体，从而使导体的部分处于与径向背衬构件齿的角度位置一致的角度位置。

齿的功能是在随后的扭转步骤中提供反衬作用，其在比位于凹槽中的相同导体所在的圆周更大的圆周上进行。凹槽的功能是防止在导体轴向插入凹槽完成期间而导体在定子包的焊接侧出现时背衬装置的阻碍。

通过扭转阵列，使绕组组件的导体的自由端更靠近设备的轴线X，从而使导体的某些部分接触径向背衬构件的齿。

如果径向背衬构件具有可径向移动的齿，则该步骤可替换为重新定位齿以使其与导体部分接触的步骤。

此时，扭转阵列凹口元件的旋转步骤开始于夹紧的相关绕组组件的导体的随后变形，在此期间，径向背衬构件以适当的角速度旋转，以避免导体部分进入径向背衬构件的凹槽。

在本公开中，扭转阵列的凹口元件的“夹紧”意味着将导体的端部插入凹口或凹槽中，而无需将导体实际紧紧固定在扭转阵列的凹口或凹槽中。

因此，背衬装置的旋转与径向背衬构件的凹槽的存在相关，并且该旋转对于防止导体返回甚至部分占据径向背衬构件的凹槽区域(这会导致给绝缘涂层带来很大的应力的风险)是必要的。

当导体相对于定子芯的插入面充分倾斜，而无法进入径向背衬构件的凹槽时，它可以停止旋转。

弯曲所述绕组组件的导体后，如果绕组包括多个组件组成，则径向背衬构件必须改变其几何形状，或必须更换为另一个类似但尺寸合适的构件，以适应下一绕组组件的扭转，即相邻绕组组件向内扭转。

如果不需要导体本身的径向加宽，则将多个接触/反衬区域与受扭转作用的相应导体连接的径向背衬构件表面可以没有径向可移动部件(齿)和凹槽。

径向背衬构件可以执行防止在焊接侧尚未扭转的导体从定子包中露出的可选功能。当径向背衬构件具有变化的几何形状，以便其可与多个绕组组件一起使用、承受非同时的扭转作用时，其阻碍内部绕组组件露出的功能可由同样具有变化几何形状的板来实现，该板轴向连接到径向背衬件并可相对于其自由旋转。

根据本发明使用径向背衬构件的另一种模式如图21所示。实际上，根据可能的操作模式，径向背衬构件可用于使电机定子或转子与扭转阵列之间的导体部分成形和变形。

例如，在导体端部插入凹口之后，反衬齿可能会发生向外的径向运动，以将扭转阵列的凹口与电机的定子或转子之间的导体部分向外推。可选地，径向背衬构件的径向推动动作可伴随扭转阵列与定子或转子之间的轴向接近运动。

换言之，当所述自由端108、110的一部分插入扭转阵列108、110中的凹口204时，背衬步骤可径向扩展圆形阵列的自由端108和110，所述凹口与轴线X的径向距离基本固定。

这种方法可能有双重目的，例如，它可以防止导体的端部离开相应的凹口，或者它也可以有助于导体部分的变形。

可使用根据本发明的径向背衬构件装置的一些步骤如下所述：

-将导体部分插入定子芯的凹槽中；

-完成将一个或多个绕组组件轴向插入扭转凹口中；

-将径向背衬构件定位在适当的位置，以完成将导体插入定子芯的凹槽中，从而不妨碍焊接侧的完全露出；

-径向扩展在焊接侧突出的导体，以使得它们布置在锥形几何形状之外；

-通过相对于绕组齿的旋转和/或齿的轴向定位，将径向背衬构件定位在靠近在焊接侧突出的导体的相应部分；

-由于齿旋转、径向齿移动、轴向齿定位，恢复径向背衬构件和导体之间的距离；

-执行与前面的情况相同的动作，直到导体与背衬构件元件接触；

-通过齿的旋转、齿的径向移动、齿的轴向定位，径向背衬构件定位直至与导体接触；

–伴随有可能的同时或连续的径向扩展动作进行扭转；

-通过组合径向运动、角运动和轴向运动轨迹，使导体的突出部分成形，以使其位于截锥或圆柱形区域之外，并将每个导体在相应径向背衬构件表面上的滑动减至最小，实现径向背衬件对导体的跟踪；

-结束扭转，或结束伴随一个绕组组件或一组绕组组件的先前/同时/随后径向扩展的扭转；

-径向背衬构件与凹口中的导体的相应约束或非约束部分的相对偏离；

–反衬装置的改变或其几何形状的改变；

-重复已经对多个绕组组件执行的步骤。

因此，根据本发明的设备和方法的优点现在是显而易见的。

特别地，使用根据本发明的径向背衬构件是方便的，因为它以相对于扭转设备轴线X的退出径向力作用在未与夹紧元件接合的导体支腿的一部分上。

因此，导体支腿的该部分可以保持在距轴线X的预定径向距离之外。

此外，径向背衬构件的使用允许对经受某些扭转步骤的导体涂层的机械应力最小化，特别是对于在焊接侧同时经受扭转的一对相邻层的导体之间的相互作用。与外层导体的反衬/接触表面可以在内层导体上的任何扭转时间确定，这反过来又对外层导体起到反衬作用。这样的表面被最大化，如果内层导体与可移动齿反衬的表面保持接触，则这些作用对绝缘体造成的压力最小化。

特别地，使用径向背衬构件避免了至少一个导体从焊接侧突出的部分(由于相同的变形导致受到由扭转阵列操作对所述导体的变形)占据了插入转子(或定子)或完成转子(或转子)的插入或完成放置在相对于轴线X的最内或最外径向位置上的绕组层的插入所需的空间。

如果在弯曲导体之前，至少有一层与待解决的导体相邻的导体层已完全插入，并从焊接侧突出了导体的自由端接近相邻层导体的自由端所要求的长度，则使用径向支撑构件有助于减少对从焊接侧突出的导体绝缘的应力。

同样，由于上述问题，以及由于其可容纳形成待弯曲的、形成定子或转子绕组的绕组组件或绕组层的不同尺寸，因此使用径向支撑构件(其具有相对于轴线X在径向方向上的可移动元件)有助于弯曲突出导体的处理。由于可移动齿，可以在每个绕组上使用单个反衬阵列，而不是在每个绕组组件或绕组层上使用一个反衬阵列。

为了满足特定需要，本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下对上述实施例进行更改或用等效元件替换所述元件。

Claims (21)

1.一种用于使至少一个绕组组件(100)的导体变形的设备(200)，所述至少一个绕组组件(100)的导体从电机的定子或转子(114)的一侧突出；

所述至少一个绕组组件(100)包括多个基础导体(102)，所述基础导体(102)包括至少一个插入定子或转子(114)的腔室(115)中的支腿(104、106)，所述支腿(104、106)具有至少一个相应的自由端(108、110)；

所述设备包括至少一个适于绕轴线(X)旋转的扭转阵列(201)，所述扭转阵列(201)包括至少一个适于插入自由端(108、110)的凹口(204)；

其特征在于，所述设备(200)包括在所述自由端(108、110)的插入侧的径向背衬构件(300)，所述径向背衬构件(300)靠近所述至少一个扭转阵列(201)，特别是靠近所述至少一个凹口(204)；

所述径向背衬构件(300)包括用于从所述定子或转子(114)的所述侧突出的至少一个支腿(104、106)的一部分的内径向背衬表面(302)。

2.根据前述权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述径向背衬构件(300)包括用于从所述定子或转子(114)的所述侧突出的、在所述定子或转子(114)和所述凹口(204)之间的支腿(104、106)的一部分的内径向背衬表面(302)。

3.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述内径向背衬表面(302)设置在所述扭转阵列(201)的轴线(X)和所述内径向背衬表面(302)起作用的支腿部(104、106)之间。

4.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述径向背衬构件(300)适于绕所述轴线(X)、相对于所述至少一个扭转阵列(201)同步或异步地旋转。

5.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述径向背衬构件(300)适于沿轴线(X)平移。

6.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述内径向背衬表面(302)具有大致为圆柱形的延伸部。

7.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述内径向背衬表面(302)具有大致锥形的延伸部。

8.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述径向背衬构件(300)包括主体(304)和从所述主体304突出的多个齿306，所述内径向背衬表面(302)设置在所述齿(306)上。

9.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述径向背衬构件(300)包括至少一个齿(306)，所述齿通过移动装置(310)沿径向相对于所述轴线(X)移动；所述至少一个齿(306)在限定最小径向尺寸的收缩位置和限定最大径向尺寸的展开位置之间移动；所述径向背衬表面(302)设置在所述至少一个齿(306)上。

10.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述径向背衬构件包括多个沿径向移动的齿(306)，所述齿(306)具有圆周端部(362、364)，所述圆周端部按照平行于所述轴线(X)的方向与相邻齿(306)的相应圆周端部重叠。

11.根据权利要求9或10所述的设备(200)，其特征在于，所述移动装置(310)包括：

-垂直于轴线(X)布置的第一板(316)，所述第一板(316)设置有用于所述至少一个径向可移动的齿(306)的至少一个径向座(312)，所述径向座(312)适于至少部分地约束相对于所述第一板(304)本身的轴向和圆周运动；

-垂直于轴线(X)布置的第二板(318)，所述第二板(318)通过与所述第一板(316)相对地移动，引起所述至少一个齿(306)的径向移动。

12.根据前述任一权利要求所述的设备(200)，其特征在于，所述移动装置(310)具有水平凸轮并且包括：

-垂直于轴线(X)布置的第一板(316)，所述第一板(316)设置有用于所述至少一个径向可移动的齿(306)的至少一个径向座(312)，所述径向座(312)适于至少部分地约束相对于所述第一板(304)本身的轴向和圆周运动；

-垂直于轴线(X)布置的第二板(318)，所述第二板(318)通过与所述第一板(316)相对地移动，引起所述至少一个齿(306)的径向移动；

-设置在所述第二板(318)上的、用于每个齿(306)的水平槽(320)；

-设置在每个齿(306)的一端的至少一个销(322)，所述销(322)具有基本平行于轴线(X)的延伸部，所述销(322)在使用中面向所述第二板(318)，所述销(321)适于滑动并由相应的水平槽(320)引导。

13.根据权利要求11所述的设备(200)，其特征在于，所述移动装置(310)具有垂直凸轮并且包括：

-垂直于轴线(X)布置的第一板(316)，所述第一板(316)设置有用于所述至少一个径向可移动的齿(306)的至少一个径向座(312)，所述径向座(312)适于至少部分地约束相对于所述第一板(304)本身的轴向和圆周运动；

-垂直于轴线(X)布置的第二板(318)，所述第二板(318)通过与所述第一板(316)相对地移动，引起所述至少一个齿(306)的径向移动，所述第二板(318)还具有与所述至少一个齿(306)相对应的至少一个径向凹槽(328)，其中每个齿(308)部分地插入支撑部分(307)；

-在每个齿(306)的每个支撑部分(307)布置的垂直槽(326)，所述垂直槽(326)在穿过轴线(X)的平面中延伸，并相对于轴线(X)倾斜；以及

-基本垂直于轴线(X)延伸的至少一个水平销(330)，所述水平销(330)横向设置在垂直于径向方向的相应径向凹槽(328)内，并适于在所述垂直槽(326)内滑动。

14.一种用于使至少一个绕组组件(100)的导体变形的方法，所述至少一个绕组组件(100)的导体从电机的定子或转子(114)的一侧突出；所述至少一个绕组组件(100)包括多个基础导体(102)，所述基础导体(102)包括至少一个插入定子或转子(114)的腔室(115)中的支腿(104、106)，所述支腿(104、106)具有至少一个相应的自由端(108、110)；所述方法包括：

-通过适于绕轴线(X)旋转的扭转阵列(201)夹紧至少一个自由端(108、110)的步骤，其中至少一个自由端(108，110)插入所述扭转阵列(108、110)的凹口(204)中；

-通过所述扭转阵列(201)释放至少一个自由端(108、110)的步骤；以及

-背衬步骤，其中在所述自由端(108、110)插入所述凹口(204)的插入侧的径向背衬构件(300)用作用于从所述定子或转子(114)的所述侧突出的、所述至少一个支腿(104、106)的一部分的内径向背衬构件，所述径向背衬构件(300)靠近所述至少一个扭转阵列(201)，特别是靠近的所述至少一个凹口(204)；

-其中，所述背衬步骤可以在所述夹紧步骤之前、之后和/或甚至在所述夹紧步骤期间进行。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述夹紧、释放和背衬步骤同时涉及从所述定子或转子(114)的所述侧突出的、环形阵列的所有支腿部(104、106)，所述环形阵列具有由所述扭转阵列(201)的、插入所述支腿(104、06)的自由端(108、110)的所述凹口(204)限定的相同径向位置。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述径向背衬构件(300)包括至少一个通过移动装置(310)沿径向相对于所述轴线(X)可移动的齿(306)，以及设置在所述至少一个齿(306)上的、用于从所述定子或转子(114)的所述侧突出的所述支腿(104、106)的一部分的内径向背衬表面(302)；所述至少一个齿(306)在限定最小径向尺寸的收缩位置和限定最大径向尺寸的展开位置之间移动；所述方法包括径向移动所述至少一个齿(306)的步骤。

17.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述背衬步骤期间，所述径向背衬构件(300)的所述至少一个齿(306)在收缩位置和展开位置之间径向移动，基本上与扭转步骤同时移动。

18.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述扭转步骤包括至少一个凹口(204)径向移动的步骤。

19.根据权利要求14-18任一项所述的方法，其特征在于，其包括背衬步骤，在所述背衬步骤中，所述径向背衬构件(300)在扭转操作期间相对于轴线(X)旋转和/或沿轴线(X)平移。

20.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述背衬步骤同时涉及从所述定子或转子(114)的所述侧突出的、环形阵列的所有支腿部(104、106)，所述环形阵列具有由所述扭转阵列(201)的、插入所述支腿(104、06)的自由端(108、110)所述凹口(204)限定的相同径向位置。

21.根据权利要求14-20中任一项所述的方法，其特征在于，当所述环形阵列的支腿部的自由端(108、110)插入到所述扭转阵列(108、11)的凹口(204)中时，所述背衬步骤径向展开所述环形阵列的支腿部(104、106)。

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