CN116391315A - 组装发夹绕组的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于组装发夹等的多冠绕组的设备,包括发夹馈送部分、进入绕组组件圆柱体的发夹插入部分、从馈送部分到组件圆柱体中的插入部分的发夹处理部分;其中:‑发夹处理部分包括以180°布置的至少两个处理臂,并且被配置为使得当一个处理臂的端部面对馈送部分时,另一个处理臂的端部面对插入部分;‑每个所述处理臂包括用于拾取和释放发夹的夹具,所述夹具以沿着相应处理臂的延伸方向滑动的方式安装;‑插入部分包括由旋转机构移动的组装滚筒,两者都安装在垂直于处理臂的所述旋转轴线的同一轴线上,其中,所述组装滚筒包括在其外表面上的一系列插入件,所述插入件限定了一系列径向开口的槽,所述旋转机构的尺寸被设定为使所述处理臂和所述槽之间的空余空间。本发明还涉及一种用于组装多冠发夹绕组的方法,特别是使用根据本发明的设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于组装发夹绕组或其他导体绕组的设备和方法。
背景技术
制造如发电机或电动机等电机(例如,用于混合动力电动车辆(HEV)上的应用)的定子或转子通常是已知的,其中定子或转子绕组是由多个条形导体形成的,多个条形导体弯曲并以各种方式相互连接以制成电绕组,也称为“条形绕组”。所述折叠的条形导体也被称为“发夹导体”或简称为“发夹”。条形绕组可以由一组或多组同心绕组(有时被称为“绕组冠”)组成,每组绕组本身(“绕组集”)已经缠绕在一起。
具体地,现有技术中已知具有圆形横截面(也称为“圆形导线导体”)或矩形横截面的发夹的绕组,或者甚至具有沿长度方向的可变横截面几何形状的导体(例如,容纳在槽中的部分制成矩形的圆形导体)的绕组。在这方面,“矩形”或“方形”导线在本说明书中是指具有四个基本平坦的侧面(每个侧面通常通过圆形边缘连接到相邻侧面)的导线。具有梯形横截面的条形导体是已知的。
上述基础导体通常通过从直的条形导体开始弯曲成“U”形或“P”形来预成型。专利US 7480987描述了一种预成型直的条形导体以形成发夹的方法的示例。“U”形或“P”形的预成型导体(在本技术领域中通常也称为“预成型基础导体”)通常具有两个长度相等或不等的相邻支腿,每个支腿具有自由端部和相对端部,每个支腿通过桥状连接部与另一支腿连接。由于端部在插入转子或定子时突出,因此它们被称为“自由突出部”和“相对连接突出部”。突出连接部也可称为“头部”或“桥状连接部”。同一发夹的支腿的全部“头部”构成了所谓的“桥状连接”。
参考图1(a),发夹255从线性导体(未示出)开始预成型,通过弯曲形成具有相应的自由突出端部255aE的第一支腿255a和具有相应的自由突出端部255bE的第二支腿255b。弯曲形状同时在两个支腿255a、255b之间形成桥状连接255C。在本例中,预成型发夹的形状为扁平的“U”形。例如,为了形成电机的定子,将“U”形或“P”形预成型发夹进行两种不同类型的扭转是已知的。
径向磁通电机的定子或转子芯基本上是具有两个平坦表面和两个圆柱表面的环,从而使垂直于两个平坦表面的母线平行于电机转子的旋转轴线。除非另有规定,否则下文中的径向、周向和轴向均参考该旋转轴线。两个圆柱形表面中的一个至少部分地与电机的气隙相邻,所述定子或转子属于所述电机,并且所述定子或转子限定了一组槽,绕组的直的部分容纳在所述槽中。两个平坦表面分为插入表面或侧面以及与插入侧面相对的表面或侧面。从所述芯突出的绕组部分称为头部。导体的自由部的端部属于从与插入头部相对的一侧突出的头部,其中大部分是焊接的。如果绕组中存在以桥状方式与插入定子槽中的支腿连接的突出部,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状方式连接的,在下文中表示为插入侧的部分。
槽和相邻槽之间的定子或转子芯区域称为齿。齿数等于槽数。芯的齿的连接部称为轭,该连接部也定义了每个槽的一部分并相对于每个槽位于机器气隙上与槽开口相对的一侧。
槽可分为一系列位置,每个位置可放置基础导体的一个支腿。容纳在槽的相同径向位置中的导体限定了所谓的绕组层。
在第一种类型的扭转(也称为“从插入侧扭转”)中,预成型的基础导体被适当地插入相应的径向对齐的凹口中,凹口设置在扭转设备中,适于在插入后使这些导体变形。扭转设备主要用于扩展“U”形或“P”形的支腿,以便在将导体从设备中取出后,每个导体的两个支腿可以依次插入定子芯的相应一对槽中,这对槽以预定的距离(基本上等于支腿相继插入的槽之间的角距离)相互角度偏移,并且通过支腿分别占据的槽位置之间的径向距离径向隔开。
从预成型发夹开始(例如但不限于图1(a)中所示的发夹),通过展开支腿255a、255b并成形桥状连接255c(例如,获得图1(b)中的形状)来形成适合插入定子(或转子)的发夹形状。附图标记255p指示发夹的节距,即,支腿之间的线性距离或角距离,或以槽节距表示的距离。值得注意的是,在这种情况下,所形成的发夹的中心顶部255c2是导体横截面相对于发夹的中间表面(穿过发夹内部并包括两条支腿的表面)旋转180°的区域。为了调换各层(槽位置的交换),所述旋转在一些分层发夹(这将在下文中进行定义)中是有用的,,从而与在从一个支腿到另一个支腿的过渡中同一层平行运行而不交换槽位的情况相比,减少在将各层端部焊接在一起时通过各层端部循环的涡流。
根据US 2009/0178270公开的专利申请描述了一种从插入侧扭转方法的示例,该方法用于在将预成型条形导体插入扭转设备的凹口之后以均匀间距扭转预成型条形导体,其中发夹具有矩形横截面。
根据现有技术并参考图2,发夹也可以通过冲压获得,冲压是在冲头和模具类型的系统中将直的导体压在对比物上的过程。图2(a)示出了这种冲压导体;它不具有相对于发夹的中间表面旋转的横截面。
如上所述获得的冲压发夹或预成型和扩展发夹可能会受到所谓的“焊接侧扭转”,在这种情况下,可以引入支腿255a和255b的“阶梯状”形状,例如,如图2(b)所示,支腿255a具有第一直线部分255a1、阶梯状部分255a2和第二直线部分255a3(基本上对应于图1中的部分255aE)。
参考图3,对于冲压发夹,插入侧的突出部的形状(即桥状连接255c的形状),可以包括三个部分255c1、255c3和255c2,它们从与第二支腿255b的连接开始,到与第一支腿255a的连接结束(图3中隐藏)。部分255c1具有主延伸方向B和曲率半径RB,部分255c3具有主延伸位置A和曲率半径RA,部分255c2具有主延伸角度C(以及可能的曲率,未示出)。下文中,部分255c2被称为“层变化弯曲”;事实上,由于它,发夹的腿部和头部在插入定子组的相应的槽时位于不同的层上。附图标记α1表示方向A和C之间的角度;附图标记α2表示方向A与B之间的角度;附图标记α3表示方向B与C之间的角度,等于角度α1与α2之和。这只是发夹的最终可能形状之一,具有不同部分的所有其他形状以及桥状部和支腿的构造都可以与根据本说明书的设备和方法一起使用。
也有被称为“反向”导体的导体;它们是具有与大多数形成相同绕组的发夹相对的桥状连接的弯曲方向的发夹。这些用于从一个冠的最后一层到下一冠的第一层。此外,参考图4A,有一个分层(“绞合”)发夹,其在弯曲点处的横截面反转(图4A(a)),这导致了各层所占位置的交换。
从图4A(a)中横截面类型的剖面线可以看出,由于所述位置的反转或交换,左槽中的一对层中的上层低于右槽中的另一层。在另一种发夹形式中,换位可以沿着容纳在槽中的发夹部分连续(图4A(b);US3837072)。图4B所示的变体是如专利US8552611 B2所示的无反转的分层发夹。图4C(取自专利US 6894417 B2的图6)示出了在槽中不同位置的双冠绕组中分层发夹的支腿的布置的变型。参考字母A和B表示槽中显示的支腿(属于不同的发夹)所属的冠。
此外,还有名为“I-引脚”的导体,即容纳在单个槽中的导体,当在槽中时,其具有从定子芯的两个平坦表面突出的自由端的部分。图4D示出了一个I-引脚的示例,该引脚不一定必须具有所示的所有方向变化,因为它也可以不具有任何方向变化,并且可以从发夹绕组组件滚筒的输出侧弯曲。I-引脚的端部可以焊接到从槽中突出的其他导体的端部或第三方元件(例如,母线、孔眼),或者它们可以用作相端子。这些部分可能会受到“焊接侧”类型的弯曲。在文献US7622843B2中附图标记81-83所示的导体中可以找到I-引脚的示例。“W形导体”也是已知的,再次参见例如专利US 7622843 B2和图4E。W形导体可以通过将冲压发夹与I-引脚焊接或通过将第四导体焊接到三个I-引脚来形成。再一次,W-引脚不一定必须具有所示的所有方向变化,它也可以不具有任何方向变化,并且可以从发夹绕组组件滚筒的输出侧弯曲。
参考图4F(从US10749399B2获得),也有所谓的“倒置发夹”,即可以通过展开支腿(而不是使用上述插入侧扭转方法)或冲压“压模”系统形成的发夹,其特征在于,支腿在其各自的槽中占据相同的径向位置,即属于同一层。因此,其端部将在扭转侧以相同方向弯曲。实际上,桥状连接侧上的突出部分可以在相同的切线方向上折叠,或者可以呈现V形。连接部可能需要至少两个换层弯管。
最后,还有发夹对,其同源支腿属于不同的层(图4G)或同一层(图4H),并且配置和尺寸重叠。
下文中,“基础导体”的定义中将包括所有“发夹”类型以及I-引脚和W-引脚。
在经受了第一种类型的扭转之后或者在它们被冲压之后,基础导体通常被预先组装在如上所述的绕组集中。预组装设备将具有一系列槽,槽的数量通常等于与绕组相关的定子的槽,每个发夹的支腿插入槽中,并且预组装设备通常与扭转设备不同。
然后将绕组集通过定子芯的第一侧(所谓的“插入侧”或“插入面”)插入到块中定子芯的槽中,相应的自由部从与第一侧相对的芯的第二侧(所谓“焊接侧”、“连接侧”、或“焊接面”或“脱离面”)突出。
基于要实现的特定绕组模式,从与插入侧相反的一侧突出的基础导体的自由部可以经受第二种类型的扭转,也称为“从焊接侧扭转”(例如,在插入到在适当的扭转夹具中制成的凹口中之后)。此处所述的扭转夹具具有弯曲或扭转导体的自由部的目的,以适当地塑造所述自由部,从而能够在导体之间进行适当的电连接以完成绕组。以US 2009/0302705号公布的专利申请描述了从上述类型的焊接侧扭转方法的示例。
参考图5A,Odawara专利申请US2019/0190359以及同一所有者的申请US 2019/0356188描述了一种形成基础导体并随后将其组装成绕组的系统,然后用单个设备将其插入定子。Odawara申请US2019/0190359主要描述了基础导体形成部分,而申请US 2019/0356188描述了绕组组件和插入部分,相对于后者有很大的重叠。相对于绕组组件和插入部分,这些申请提到了“导向设备”,例如,在申请US2019/0190359的图24A中用附图标记112描述的导向设备,在本说明书中被复制为图5A(与相同设备相关的申请US 2019/0356188的图和与它们相关的技术内容相同)。Odawara的申请提到以下部分的描述:
-基础导体的在线成形(尽管一些元件部分旋转);
-滑动导向设备112;
-基础导体17S朝向在径向元件(叶片)108(在垂直于其旋转轴线C的滚筒部分的径向方向上定向)之间形成的槽109的径向接近,然后径向地通向滚筒105的外部;
-圆柱体105的拖动齿轮123具有比圆柱体105更大的直径。
此外,参考Odawara的图29和本说明书的图5B,很明显,齿轮机构123能够通过伺服电机确保滚筒105的旋转精度(见上述申请的第205段),因此对解决方案至关重要。
此外,圆柱体的叶片操作机构108具有旋转轴121,该旋转轴121使凸轮130运动,并且必须通过作用于连接到轴121的另一个元件129而不是作用于轮123来轴向致动(图31,此处如图5C所示)。轮123和冠部135适于提取绕组,因此在沿轴线布置的同时必须具有比滚筒和叶片更大的半径。所述机构需要在径向方向上插入发夹。
事实上,如本说明书相应的图34和图5D所示,在Odawara中插入系统插入定子需要推力冠135。
这种整体配置(包括发夹插入是在具有径向和周向部件的滚筒接近运动的情况下进行的)有几个缺点。所述两个动作的共同存在形成发夹的第一个支腿(非夹持支腿)的限制系统,其能够跟上极度复杂的高发夹形成节奏(例如,1.5s)。此外,在现有技术中,由于发夹操作的类型(在一些情况下以径向和周向操作),发夹支腿插入组装滚筒的精度较低。还值得注意的是,在现有技术中,由于Odawara中导向件必须(至少暂时)与滚筒保持一定距离以使基础导体可径向插入,因此在滚筒槽中很可能存在不希望的支腿运动(可能脱离)。即使增加标准限制,保留上述运动也会使设备的其余部分复杂化。
从专利文献WO2012/00973A1中还已知申请人发明的定子绕组组件系统。在所述文献中,发夹夹持系统被描述为由安装在旋转基座上的多个夹具组成。夹具从发夹被馈送的位置移动到发夹被插入定子绕组组件滚筒中的位置。然而,发夹并没有插入到夹具的滚筒中;而是,操作滑动叶片,这移动由夹具所获取的发夹(夹具不移动),直到支腿同时插入滚筒的槽中。这是可以的,因为滚筒的槽具有平行于滚筒和插入叶片的轴线延伸的间隙,并且也因为旋转基座实际上在滚筒上方(即其沿滚筒轴线的突起与滚筒本身相遇)。
文件WO2012/00973A1中的系统的使用,除了与Odawara系统在机械上不兼容之外,还防止了所形成的绕组随后直接插入定子本身。绕组必须沿发夹插入的方向取出,移动到另一个位置,然后插入滚筒中。因此,循环时间相当高,并且需要一系列滚筒机构来正确连接和压实发夹。此外,插入叶片的使用涉及机械精度的重大问题。整个设备价格昂贵,并且生产效率低下。
人们认为需要这样一种组装基础导体绕组的设备和方法:该设备和方法具有简单的结构、短的循环时间,并且可以允许将组装的绕组直接插入定子(在轴向方向上,而不移动到不同的位置)。
发明内容
本发明的目的是提供一种组装基础导体绕组的设备和方法,该设备和方法完全或部分地解决了现有技术的问题并克服了其缺点。
本发明的主题是根据所附权利要求的设备和方法。。
附图说明
现在将通过示例的方式描述本发明,特别参考附图的附图,其中:
-图1示出了根据现有技术的(a)中的扁平的预成型“U”形发夹和(b)中的成形的发夹;
-图2示出了(a)中的冲压导体和(b)中在焊接侧经过扭转后的情况后的导体;
-图3示出了根据现有技术的上述2(a)的发夹;
-图4A示出了根据现有技术的(a)中的在弯曲点处的横截面反转的分层(“绞合”)发夹,以及(b)中的沿着容纳在槽中的发夹部分连续换位的分层发夹;
-图4B示出了一种类型的分层发夹;
-图4D示出了根据现有技术的I-引脚的示例;
-图4E示出了根据现有技术的“W-引脚”的示例;
-图4F示出了根据现有技术的“倒置发夹”的示例;
-图4G示出了根据现有技术的不同层上重叠发夹的示例;
-图4H示出了根据现有技术在同一层上重叠发夹的示例;
-图5A-5C对应于Odawara专利申请US2019/0190359的图24A、29、31、34,其中上面讨论的一些元件被圈出;
-图6示出了根据本发明的设备的可能实施方式的侧视图;
-图7示出了根据本发明的设备的可能实施方式的底部视图;
-图8示出图7中的不存在臂的导向装置;
-图9示出了前述附图中的臂的部分立体图;
-图10示出了夹具支架沿着前述附图中的臂的径向移动机构的示例;
-图11示出了图10的一部分的立体图;
-图12示出了上面的臂运动部分的侧视图,其中具有用于夹具的径向导向件;
-图13示出了臂的侧面立体图,以及绕组部分的一部分,其中α是基础导体的两条支腿的平面相对于臂的运动平面的倾角;
-图14在(a)中示出了组装部分的一部分的构造细节,其中组装圆柱体或滚筒、导向件和导向件容纳元件,以及在(b)中示出根据本发明实施例的组装圆柱体的可缩回元件的细节;
-图15示出了插入组装滚筒中的发夹的拖动,在(a)中,在圆柱体的上半圆周上,在(b)中,更详细地示出了在小圆周弧上;
-图16示出了装组装部分的另一个实施例,组装部分设有插入槽中的发夹的容纳系统;
-图17示出了与上图类似的组装部分的视图,但为立体图;
-图18示出了与上图相同的视图,第一组发夹插入槽中,并部分位于导向臂上;
-图19以详细的立体图示出了组装滚筒上的发夹插入件的实施例;
-图20示出了与上图相似的视图,但比例更大,也包括发夹传送臂的一部分;
-图21和图22以两个相对的侧视图示出了前面图中发夹在导向臂上的定位;
-图23-25说明了与图21和22相同的情况,其中发夹示出在其在臂旋转结束时所占据的位置;
-图26示出了用于发夹直部径向和周向定位的插入件阵列,这是将发夹绕组插入定子芯所必需的定位;
-图27(a)示出了在定子或转子芯中使用根据本发明的设备获得的绕组插入设备的示例的插入侧视图;在(b)中,其示出了根据本发明的示例的两个对准阵列的插入件的细节;以及
图28示出了具有绕组冠的滚筒,该滚筒通过转移阵列插入到转移系统中;
图29示出了绕组转移阵列或插入阵列,用于定位发夹支腿,为插入定子组做准备:(a)滚筒通道的打开位置;(b)闭合位置,将发夹支腿带到适当的位置,以便连续轴向处理和插入定子组;
图29b示出了图28和29的阵列,其中示出了两个额外的绕组容纳元件,以完成整个圆周的容纳;
图30示出了根据本发明的一个实施例的转移阵列和绝缘内衬的情况;所述定位阵列具有具有斜面的指状物/齿,所述斜面可用于插入定子腔中的导体的精确定位;
图31在(a)中示出了推动器的闭合盖的支撑结构,在(b)中示出了推动器闭合盖的接近;
图32示出了绕组插入定子组的情况;
图33示出了转移阵列扩展后绕组插入定子组的完成情况;
图34示出了反向发夹插入的视图,其中圆周插入导向件的方向与前面的图中所示的方向相反,从发夹的支腿末端观察发夹;
图35示出了图34的情况,从桥状连接处观察发夹;以及
图36示出了图34和图35的情况,观察到夹具通过三面插入导向器的桥接连接;
图37示出了定子组中插入部分的一个实施例,其中放置在尽可能多的滑动托架上的两个滚筒组件系统共存,将系统从中心发夹加载位置传送到侧面位置,从而增加了生产周期;以及
图38示出了在馈电部分和滚筒之间处理基础导体的不同实施例,而不是臂系统。
值得注意的是,在下文中,不同实施例的元件可以组合在一起,以提供进一步的实施例,而不受本发明技术概念的限制,正如本领域技术人员将从说明书中毫不费力地理解的那样。
关于未描述的细节特征,例如,在现有技术中通常在相同类型的解决方案中使用的次要元件,本说明书还涉及现有技术的实现。
当一个元件被引入时,人们总是认为可能有“至少一个”或“一个或多个”。
当在本说明书中给出元件或特征的列表时,应理解根据本发明的发明“包括”或可替换地“由”这些元件组成。
在以下描述中,“绕组”或“绕组集”被理解为完整或处于部分组装阶段。
具体实施方式
在图6中,示出了根据本发明的设备1000的可能实施方式的侧视图。设置了一个工作台1200,工作台1200支撑具有旋转轴线1110的电机1120。所述旋转被传递到具有一系列径向臂1310(在该示例中为4个臂;通常为1个臂或偶数个臂)的中心元件,每个臂在远径向端包括夹具1321,夹具1321用于夹持和传送发夹或基础导体200(通常包括上述任何已知类型,包括下文中称为200R的反向发夹)。
每个臂1310从图右侧的收集或馈送区(未示出)携带至少一个发夹到组装部1400,组装部1400支承在基座1410上并支撑具有槽的滚筒或组装框架300,槽适于容纳基础导体的一个或多个支腿(在接下来的图中示出)。组装框架300具有圆柱形形状,其中轴线310垂直于臂1310的旋转轴线1110设置。图7示出了图6中设备1000的底部视图。该图示出了与之相连的夹具1321的运动。在P-A所示的位置,夹具从基础导体馈送区域拾取基础导体。在抓住基础导体后,夹具1321立即朝中心1350径向缩回,例如,通过图8所示的特定连接导向件1230(示出了不存在臂时的导向件)。这时,携带基础导体的臂沿着导向件1220旋转180°,穿过下中间位置P-B,直到夹具1321和基础导体200面向组装框架300,其中支腿的方向平行于框架的轴线310。在所述位置P-C,夹具1321再次径向移动,但远离中心1350,直到基础导体的至少一个支腿至少部分地插入框架300的对应的槽(未示出)中。一旦完成了这一过程,优选地不需要进一步的径向运动,夹具将其自身与基础导体(与基础导体被夹持的端部)分离,并且通过穿过上中间位置P-D返回到拾取位置P-A,旋转可以继续由导向件1210顺时针约束,从而结束装载/卸载循环。显然,由于本例中有四个臂,与可能只有一个臂相比,速度是原来的四倍,因为每旋转90°,就可以在位置P-A夹住,并在位置P-C插入框架。通常,如果N不等于1,则臂的恒定旋转以N/2等角度步长的间隔进行,臂数为N。
作为将基础导体轴向插入滚筒的预备步骤,滚筒的初始位置(绕其旋转轴线的位置)可这样设置:使其任何槽与基础导体的插入方向对齐。
根据本发明的优选方面,夹具不进行复杂的运动,这包括相对于除臂旋转轴线之外的轴线的旋转。单个圆周轨道可用于径向运动所需的180°停顿,即1220与1210的径向距离相同。
参考图9,可以观察到夹具支撑元件1320可以是由叶片径向移动的托架,其根据具体情况在导向件1230或在相对侧的具有滑动件的导向件1240中滑动(见下文)。
工作台1200另一侧的臂机构部分如图10和11所示。值得注意的是电机1355以及导向件1240,电机1355使横臂在中心轴线1350的相对端旋转,导向件1240用于叶片径向滑动然后通过运动传递使得由在两个滑动位置(第二个位置由1615’、1625’表示)示出的滑动件1615、1625移动的托架1320径向滑动。这样的滑动件分别由线性电机1620和1610调动。附图标记1325示出了叶片的径向运动的致动元件,并且因此,通过运动的传递,夹具(未示出)连接到托架1320。元件1325由特定的电机1620驱动并连接到围绕滑动件1322的托架1320的“U”形元件1323。
图12示出了具有径向导向件1240的上面的臂运动部分的侧视图。
图13示出了臂的侧面立体图,以及组装部分1400的一部分。除了前述附图中的元件之外,它示出了臂1320的滑动件1322(用于被带到导向件1230或1240外部,即,到达正常操作中无法看到的位置)以及绕组框架300,滑动件1322被设置为在半周向凹槽(未示出)中滑动,绕组框架300例如通过滑轮系统1320旋转移动。它还示出了在框架300的一部分上的滑动导向件400,这将在后面更好地解释。替代地,这里可以立即注意到,在接近基础导体200的方向和绕组框架/滚筒300的上部之间存在(自由)间隙;因此,基础导体的径向接近(平行于框架的旋转/对称轴线)以及其至少一个支腿插入框架300本身的槽中没有障碍。换句话说,圆柱形框架300的圆周扇区在轴向方向上是没有障碍的;这可以通过对圆柱体300的旋转机构的形状和布置进行处理来方便地实现。换句话说,滚筒槽的间隙(在下面的实施例中更详细地描述)在滚筒的径向方向上并且沿着滚筒轴线延伸,该间隙在径向方向上从滚筒向外开口并且平行通过滚筒轴线。
现在参考图14,所示的组装圆柱体300可以包括表面层330和可缩回插入件320(沿圆周布置在滚筒上,即,在滚筒的外圆柱形表面上),可缩回插入件320之间相互限定槽324(具有如前所述的间隙)。可缩回插入件可以具有径向延伸方向和轴向延伸方向,以及在周向方向上的厚度。图14(b)示出了可缩回插入件320可以具有中央凹口323。在这方面,由于在非夹持支腿进入滚筒槽时插入件执行“引入”功能,因此在所述进入时,至少一对插入件从预插入的导体或槽底部突出的量远远超过进入支腿的径向厚度是方便的。为了结构和操作的简单性,在本发明的一个实施例中,所有插入件而不仅仅是一对插入件,从设备的轴线保持在相同的径向高度。在这种情况下,插入件的中心凹口323是必要的,以允许控制系统的元件将基础导体的支腿压紧在滚筒的槽中,从而将基础导体的支腿带到相对于设备轴线径向的位置,该位置与当参考定子本身的轴线时支腿本身将在定子中具有的位置接近。如果支腿被放置在这样的相应位置,则支腿对滚筒槽的最大占用水平小于围绕插入件的圆周的水平。如果没有这样的中央凹口323,则容纳系统有可能将发夹支腿仅保持在外接滚筒插入件的圆周内。此外,为了确保发夹被拖动并避免可能的卡住,建议在远离插入区域时将其支腿压紧并牢固。凹口323在其侧面上限定了两个齿325。可选地,两个齿325在两侧具有斜面322,斜面的方向与径向方向形成角度。可选的斜面起到促进基础导体的支腿滑动到槽324中的作用。特别地,斜面是用于当其从导向件410掉落时未被拾取的支腿,因为倾斜发夹的弦小于插入件之间的弦,并且拖动使得插入的支腿撞到插入件中。这适用于插入件的一侧。事实上,另一侧的斜面并不能达到这个目的,但只有在滚筒沿相反方向旋转的情况下才有用,而在反向发夹的情况下这是必要的(见下文)。然而,在这种情况下,需要一个与目前所示的导向件镜面对应的导向件。在I引脚的情况下,它们不再有用,因为没有第二条支腿要通过重力插入。
滑动导向件400可以包括导向臂410和可选的导向件容纳元件420。可以看出,基础导体200的支腿是如何逐渐插入槽324中的。如该示例中所示,基础导体具有两个支腿,其中一个支腿轴向插入槽中,另一个在容纳元件420(可选)的下方布置在导向件410的臂上。由于导向臂在周向方向上受到限制,在给定的将支腿拖进槽中的角度之后,导向臂上的另一支腿也将落在槽上,这将在下文中更好地看到。换句话说,滑动导向件在滚筒旋转方向上具有基础导体的周向出口端,以拖动非夹持支腿。进一步值得注意的是,一旦基础导体轴向插入滚筒完成,一些被夹持的支腿仍将保留在滑动导向件上。在这种情况下,根据本发明的实施例,将需要滚筒的进一步旋转以完成它们在滑动导向件上的滑动,直到它们落入相应的槽中。这可以在绕组集的任何阶段进行,例如在形成冠部之后或在形成最后一个冠部(最外冠部)之后。此外,对于特定绕组的组装,在组装过程中的任何有用时间,也可以通过在一个周向周向方向或另一个方向上旋转滚筒,根据需要进行任何数量的槽阶,使槽围绕滚筒旋转轴线400重新定位。
导向臂可以有利地放置在离滚筒适当距离处,从而防止插入滚筒槽中的导体逃脱/进入。在Odawara中,这是不必要的,甚至是不可能的,因为这个空间用于发夹的未被夹持的支腿到滚筒槽的径向移动。当组装多个冠部时,可以移动导向臂,为组装下一个冠部所需的插入件的径向提取/扩展腾出空间。
根据本发明的另一个实施例,如图16所示,组装圆柱体300面向一个容纳系统500,该容纳系统500可以由元件510的阵列形成,如图16b所示,该元件510可以具有这样的构造:可以实现正向耦合,以补偿当插入件拉伸时可能在元件之间产生的不连续性。Z形有利于减少在插入件之间面向的不连续表面的组装步骤中冠部导体可能出现的“挂住”。事实上,如果插入件没有互补的周向扩展,则一个插入件和另一个插入件之间面向的不连续表面将平行于设备轴线,并且基本上平行于发夹的支腿,从而为它们可能的逃脱/钩住创造一个壁龛。通过圆周扩展,与相邻齿的扩展接触的导体部分可以分为两部分。当导体穿过两个相邻插入件扩展之间的不连续处时,第一部分连续保持在径向容纳部中;当第二部分穿过膨胀之间的第一不连续部时,因此,由于导体的刚度,避免了它在第一不连续部(图中右侧的周向方向)卡住,第二部分连续保持在径向容纳部中;当第一部分在膨胀之间穿过第二不连续部(图中左侧的周向方向)时,由于导体的刚度,避免了它在第二不连续部卡住。
如图17所示,密封元件500的阵列沿轴向定位,以使元件占据可缩回插入件的凹槽,与轴线的距离小于滚筒外圆周的距离。
参考图19,根据一个实施例,夹具1321将所示发夹的两个支腿中的一个保持在适当位置,将另一支腿搁置在导向臂410上,导向臂410具有支座411,支座411被定位和成形为将非夹持支腿定位在组装滚筒300中的槽324处,然后对同一未被夹持的支腿进行径向移位插入。图20示出了相同的情况,但以更大的比例显示,其中整个相关的臂1310以及用于径向滑动的导向件1240是可见的。两个伺服电机1500也是可见的,一个伺服电机使滚筒300旋转,另一个伺服电机使滚筒本身的插入件扩展。
图21和22以两个相对的侧视图示出了如上所述将发夹放置在导向臂410上。附图标记900表示引入导向件非夹持支腿,附图标记930表示引入导向件900的支撑结构。在W-引脚的情况下,由于不止一个支腿没有被夹持,第二个未被夹持的支腿可能有一个额外的导向件,所述额外的导向件未在图中显示。
图23-25仍然示出了与以前相同的情况。示出发夹在臂旋转结束时所占据的位置。在本发明的一个实施例中,在该旋转结束时,自由端/发夹端相对于臂的旋转轴线处于径向高度,该径向高度大于插入导向件与同一轴线的最小径向距离。导向设备900降低所述自由端的高度,同时允许精确的轴向插入。在这方面,第一变窄部分911A从侧面朝向夹具1321定位在导向臂上的支座911(一般如图19所示)上。由于这种初始变窄,随着随后的径向运动,发夹的未被夹持的支腿可以逐渐与三侧槽915对准,从而通过回弹恢复支腿的未对准。在形成发夹的步骤期间,可以有意地将轻微的发散分配给发夹支腿,以允许第一变窄部分适当地工作,从而使发夹支腿的位置可预先确定。可选地,与径向方向的微小角度偏移可以分配给相同的夹具。如果基础导体显示出会聚支腿的可能性,则需要可移动元件来形成槽915的第四面,该第四面与其他三个面一起在已知位置处围绕未被夹持的支腿。所述可移动元件应当在某个点处被移除,以使发夹桥状连接通过。在第一变窄部分911A之后,在朝向滚筒300的方向上,存在第二部分911B,第二部分使发夹的相关支腿逐渐靠近用于引导导体的第三面。最后,导向件的第二变窄部分以沿着与第三部分911C相同的方向进入三边槽915。第一变窄部分和第二变窄部分之间可以存在距离,以考虑到可利用该设备处理的发夹组的不同支腿长度。
尽管这里已经说明了三侧插入导向件,但其他类型的发夹插入导向件也是可能的,例如,将未夹持的支腿轴向地限制在四侧。
在这一点上,描述了将发夹绕组插入定子或转子芯中。
图26(a)示出了插入件341的阵列340,用于径向和周向定位已经插入滚筒中的发夹的直的部分,该位置适合通过在滚筒内表面上轴向滑动将定子组插入槽中。两个相邻的插入件341在离轴线最小距离的位置处限定了在所述绕组的定子芯槽(未示出)的周边内(或基本上与所述定子芯槽的周边齐平)的周边。内胆背衬梳350(通常用于各种发夹层的电绝缘)的插入件351以径向移动的方式插入壁的连续突出部分之间。由于内胆的扩口部分位于插入件的斜面部分上,在将导体插入槽中的过程中,所述插入件防止内胆轴向移动。
如下所示,图26(b)-(d)从不同侧面示出了用于将绕组转移到定子组中的对准阵列的元件。初始阵列650包括适当形状的可缩回元件651,可缩回元件651与将它们保持在正确径向位置的中间元件652交替。附图标记651A表示与被转移的导体200接触的元件651的壁,附图标记651B表示用于将插入件651完全缩回阵列650内的钻孔。第二阵列660可以在插入定子组(如下图所示)的方向上进一步布置,以实现更精细的对准。优选地,阵列660具有固定的齿661。
图27示出了包括两个阵列650和660的整个块600,具有齿细节,其中移除一个齿651以示出阵列660的齿661。
在这一点上,当绕组冠部的组装完成时,滚筒300通过其完全抽出的插入件320将待插入定子组的各个槽中的直束保持分离。此时,包括滚筒300的组装系统接近图28-33所示的插入件阵列650。如图28所示,用于连续绕组转移的滚筒300的定位包括角度定位步骤(以便滚筒300的插入件320与转移阵列650的插入件651径向对齐)以及转移系统内的轴向定位步骤。在转移绕组之前,可能会有包括根据绕组类型分配的位置旋转滚筒对准定子槽的步骤。
在将绕组转移到定子组中的过程中,滚筒300使支腿的直束保持分离,但通常不能以适合插入定子组的准确度来定位发夹支腿,尤其是距离设备轴线最远的支腿。事实上,用于容纳滚筒中导体束的槽是梯形的(如图29所示)。在将绕组插入定子组之前,填充定子槽的发夹的支腿束必须位于槽的矩形周边内。为此,转移阵列的插入件651朝着设备或绕组轴线径向移动(从图29(a)中的位置移动到图29(b)中的位置),优选地与滚筒300的插入件320的变窄(压痕)同步(参见图29)。完成上述提取后,发夹的支腿被限制在适合连续插入定子组中的位置。
如图28所示,用于连续绕组转移的滚筒定位包括角度定位步骤(以便滚筒的插入件与转移阵列的插入件径向对齐)以及转移系统内的轴向定位步骤。
参考图29b,图28和29中的阵列650可以面向至少一个另外的绕组容纳元件670,以完成围绕绕组整个圆周的500、510元件的容纳。这种布置有利于为将基础导体插入滚筒中留出空间,而不必在与基础导体的插入有关的滚筒的上半圆周中布置可移动的容纳部。
通过使用图30所示的定位阵列(“梳状阵列”)660,可以进一步细化导体束的位置。
如图31所示,在上述移动结束时,或与之重叠时,由两个部件810和820组成的推动器800(沿箭头840的方向)靠近绕组头部300,发夹的桥式连接部突出。推进器由两个部件制成,因为在组装的早期步骤中,其中一个部件810需要能够被移除,以便为发夹插入滚筒槽300腾出空间。因此,部件810也具有垂直运动(垂直于840的方向830)。
如图32所示,组装推进器时,可以移动推进器,将导体推入由设备700支撑的定子或转子叠片750、760的槽内。附图标记750表示定子轭,附图标记760是定子组的内胆。在完成导体插入槽中之前,转移阵列650被带到打开位置,以允许桥式连接部在滚筒300的表面上滑动。通过继续图33所示的移动,可以完成绕组插入(从右到左的方向)。
最后,参考图34-36,给出了反向引脚插入绕组的实施例的更多细节。很明显,正常发夹或反向发夹的定义是常规的;例如,一旦发夹在桥式连接中以右旋弯曲方向取下,则反向发夹具有左旋弯曲方向,反之亦然。滚筒400的旋转在这两种情况下是相反的。
从图34中可以看出,例如,在滚筒300上,基础导体已经插入,您现在想要插入反向引脚。为此,使用具有与导向件410相反的周向延伸方向的上导向件410R(在图中从左到右而不是从自由支腿端看从右到左)来代替上导向件410R。图35示出了相同的情况,但是从反向引脚桥状连接开始。图36是反向引脚的桥式连接侧的立体图。
图37示出了定子组中插入部分的一个实施例,其中有两个滚筒组件系统700放置在多个托架710上,托架710将系统从中心发夹装载位置传送到侧面位置,从而增加了生产周期。当绕组组件完成时,它被转移到装载到定子组中的位置。如图37所示,在一个实施例中,组装系统(滚筒、插入件旋转和扩展的致动器、径向容纳系统)放置在托架710上,托架710可以垂直于滚筒轴线从发夹装载位置(位置1)移动到定子组中的一个绕组装载位置(位置2/位置3)。根据本发明的一个有利方面,两个滚筒组件系统共存,它们放置在相同数量的托架上,托架将系统从中心发夹装载位置传送到右侧滚筒的位置2和左侧滚筒的位置3之间的侧面位置。由于所述共存,可以在时间上使将绕组传送和插入定子组的步骤与将发夹装载到滚筒上的步骤重叠,以提高工厂的生产率。
根据图38,臂系统可以被“传送带”1500取代,其中有多个处理单元1510,该处理单元1510具有用于夹持基础导体200的支腿的夹具,该处理单元1510配置为从馈送部分1550移动到滚筒300,而无需它们以预定的相互距离移动(即使处理单元本身是无约束臂时也是如此)。根据该实施例的一个方面,处理单元1550可以沿着椭圆形导向件1520移动。处理单元配备有用于将基础导体插入滚筒中的滑动导向件(未示出),而它们可以配备也可以不配备用于在馈送部分1550上获取基础导体的类似的导向件或滑动装置。可选地,元件可以从馈送部分1550移动到处理单元以运载基础导体。设备的其余部分可以如上所述,具有或不具有一个或多个可选或优选元件。
基于上述设备的特性,但也以更一般的方式,本发明用于处理和组装发夹或基础导体的方法的实施例的步骤描述如下:
F1.当N个处理单元1310、1510中的一个处于与一个或多个馈送站中的一个相对应的位置时,致动所述夹具1321以夹持基础导体200的支腿255a、255b,所述支腿被称为被夹持支腿;
F2.相对于装置的预定轴线1110(或“装置轴线”)移动所述处理单元,以将其带到所述组装站中的一个或多个;
F3.在步骤F2中到达的位置,在垂直于所述预定轴线1110的方向上朝向所述组装滚筒300移动所述夹具1321,直到交替地:
-如果夹持的支腿是发夹200的唯一支腿,则将夹持的支腿插入组装滚筒300的槽324的间隙中;
-如果发夹具有多个支腿,则将未被夹具1321夹持的支腿插入组装滚筒300的槽324的间隙中,夹持支腿保持面向插入导向件400的所述第二侧;
F4.通过夹具1321释放发夹200;
F5.相对于预定轴线1110移动所述步骤F1-F4的处理单元,直到将其定位在所述一个或多个馈送站中的一个;
F6.随着滚筒300在朝向滑动导向件400的所述周向出口端的方向上旋转至少一个槽的步骤,重复步骤F1至F5;
F7.最后,进一步旋转滚筒,直到基础导体滑动导向件400上的所有基础导体200离开。
根据本发明的一个方面,所述处理单元可以是基础导体200的N个处理臂1310,所述N个臂可相对于所述预定轴线1110旋转,其中N等于1或N大于或等于2,其中对于N大于或等于2的情况,N个臂:
-围绕预定轴线1110均匀地成角度布置;
-配置为围绕预定轴线1110在预定平面上一体地旋转;
-每个臂均设有用于夹持和传送基础导体的相应夹具1321,夹具1321通过致动夹具滑动装置沿着臂夹持和传送基础导体。
优选地,在步骤F1中,所述夹具1321在垂直于所述预定轴线1110的方向上朝向所述馈送站移动。
在一个实施例中,如果N大于或等于2,则在步骤F1至F6中,臂的完全旋转以360°/N的节距发生,臂在步骤F1中获取基础导体,同时将之前已经被不同于步骤F1-F6的臂夹持一个或多个节距的基础导体插入组装滚筒300中。
根据本发明的一个方面,在步骤F5和步骤F6之间执行以下进一步的步骤:
F5b.当所述滚筒自身沿周向方向之一旋转时,重新设置所述滚筒槽的位置。
根据本发明的一个方面,N=4。
根据本发明的另一方面,在步骤F1中,基础导体的夹持支腿和非夹持支腿形成角度α,以使得在步骤F3中,夹持支腿可以保持面向插入导向件400的第二侧,而不旋转夹具1321。
如上文所示,所述槽324组可有利地通过交替设置相应的一组径向滚筒插入件320而形成。所述径向插入件320有利地是可缩回和径向可扩展的,相应的径向缩回或扩展在根据步骤F1-F7的绕组集的组装过程中进行调节。
为了具有防止在面向所述滑动导向件400的所述第一侧的槽324中插入的基础导体脱离的值,在根据步骤F1-F7的绕组集的组装过程中,调节所述滑动导向件(400)和所述径向插入件(320)之间的距离。
在步骤F3中,在具有多个支腿的基础导体的情况下,用于将发夹200的非夹持支腿轴向插入槽324的导向设备可以方便地插入夹具1321和槽324之间。
根据本发明的一个方面,径向插入件320在轴向上具有凹口323,凹口323适于将基础导体200的周向限制元件510容纳在槽324中,由限制系统510移动。
一旦将绕组集组装在滚筒300上,就可以执行以下附加步骤以将绕组插入定子或转子叠片中:
F8.缩回所述滚筒300的径向插入件320;
F9.放置推力装置810、811、820,用于从基础导体200的桥连接侧向滚筒300上的绕组集施加推力;
F10.在滚筒的轴线310的方向840上朝向定子或转子叠片750、760致动推力装置810、811、820,以便将基础导体200的自由端插入到定子或转子叠片750、760的相应座中。
为此,可以在步骤F10之前执行将基础导体的自由端与定子或转子叠片的槽中的相应位置对准的进一步步骤,各个位置根据预定的绕组模式分配,该对准由一个或多个用于对准基础导体200的自由端的对准阵列执行。
在这种情况下,基础导体200的自由端的一个或多个对准阵列可包括具有可移动的径向元件的阵列,径向元件可朝向滚筒300的轴线移动。
如果绕组集的基础连接器包括不同桥接连接弯曲方向的发夹(反向发夹,见上文),则在步骤F3中根据具体情况使用具有相对的周向出口端的滑动导向件400。
在步骤F3之前,可调节滚筒的轴线320与夹具1321之间的共有距离。
为了提高根据本发明的设备的生产率,提供了两个具有相同数量的组装站300的处理单元,并且其中执行以下步骤:
F11.致动两个处理单元中的第一单元以将其从步骤F3的轴内位置移动到偏移位置;
F12.致动两个处理单元中的第二单元以使其从偏移位置移动到步骤F3的轴内位置;
F13.用第一处理单元执行步骤F8-F10;
F14.用第二处理单元执行步骤F1-F7;
F15.重复步骤F11-F14的循环,其中第一处理单元被识别为退出步骤F14的一个处理单元,而第二处理单元被识别为退出步骤F13的一个处理单元。
在根据本发明的设备和方法中,与Odawara专利申请US2019/0190359和US2019/0356188中描述的现有技术相比,这种情况在形态和功能上看起来都不同。事实上,滑轮1320比组装圆柱体300小(见图13),并且有一个用于接近组装圆柱体300的专用开口。在Odawara中观察到的对比是缺失的,其中,即使要对发夹进行轴向移动(无论如何都不建议这样做),除了必须改变相应的机构之外,也不会有这样的移动空间,因为拖着齿的圆柱体的直径比圆柱体大,并且该直径对于设备的其他部件的操作是有效的。
根据本发明的系统特别解决了将基础导体平移和旋转180°的问题。出发点是从前一站提供具有面向组装系统的尖端(桥式连接)的基础导体,即支腿离组装系统比尖端更远。为了运转,组装系统要求发夹在插入之前旋转180°。
通常,本发明可以使用现有技术部分中描述的任何基础导体200、200R,包括I引脚、W引脚和反向引脚。
上述两个或多个部件(元件、装置、系统)可以自由关联,并被视为本发明的部件套件。
本发明的优点
本发明的优点包括:
1.发夹支腿在两个连续的可缩回滚筒插入件之间的轴向插入,引起对发夹位置的更大控制,有助于对导体阵列在滚筒上的装载区中的运动进行更大的控制。所述移动是微妙的,因为发夹的桥状连接部分之间的干涉导致堵塞的风险。加强控制可以避免这种风险;
2.导向臂和插入件之间的距离可以不超过形成发夹的导体的厚度。在Odawara中,这是不可能的,因为径向方向是用来插入发夹的(在Odawara中,在轴向有推进器,最多可以在发夹径向通过后关闭导向件,但根本没有对此进行说明)。即使发夹可以径向通过,然后通过径向位移保持限制在导向臂没有开口的位置,事实上,在旋转位移之前,它可以部分地通过相同的进入开口退出,从而与臂的其余部分堵塞。本发明中的导向件既充当导向件又充当容纳件,即使第二支腿不是由于重力而下落而是相伴着下落。这一点尤其重要,因为基础导体从来都不是完美的,有了附属件可以恢复形式上的小变化。
3.轴向插入与适当限制夹在两个相邻的可缩回滚筒插入件之间的发夹支腿的需要相结合,允许比现有技术更短的冠部组装时间。事实上,在现有技术中,发夹是在具有径向和周向部件(TBV)的滚筒接近运动的情况下插入的。这两个动作的共同存在使设计第一支腿发夹限制系统变得更加复杂,该系统可以跟上高发夹形成节奏(1.5秒)。换句话说,在根据现有技术的设备中,增加发夹的第一支腿的限制装置将实现优点1,但代价是为插入下一个发夹腾出空间所需的额外复杂性。为了避免这种额外的动作,有利的是将发夹放置在具有轴向运动的滚筒上,并为此目的,使用允许充分且一致地利用所述运动的装置;
4.在根据本说明书的系统中,导向臂可以被放置在离滚筒适当距离处,从而防止插入滚筒槽中的导体脱离/进入。另一方面,在Odawara的情况下,导向臂和滚筒插入件之间的空间用于将发夹的非夹持支腿插入滚筒槽中。有利地,导向件可径向移动以改变与滚筒的距离。
到目前为止,我们已经描述了本发明的优选实施例并提出了一些变体,但应当理解,本领域技术人员可以在不脱离所附权利要求所限定的各自保护范围的情况下进行修改和改变。
Claims (29)
1.一种在电机定子或转子的绕组集中组装基础导体(200)的方法,包括使用:
-一个或多个基础导体馈送站(200),每个基础导体包括一个或多个支腿;
-用于处理基础导体(200)的N个处理单元(1310、1510),每个处理单元设置有各自的夹具(1321),所述夹具(1321)用于沿围绕预定轴线的各自的路径夹持和传送基础导体;
-用于一个或多个绕组集的一个或多个基础导体组装站,包括:
-组装滚筒(300),所述组装滚筒(300)可绕垂直于所述预定轴线布置的滚筒轴线旋转,并且所述组装滚筒(300)包括一系列槽(324),所述一系列槽(324)以一个槽间距的连续间隔周向地布置在所述滚筒的外圆柱表面上;每个槽具有在径向方向上且沿着滚筒的轴线延伸的间隙,所述间隙沿从滚筒向外的径向方向敞开并平行于所述滚筒的轴线穿过;
-基础导体滑动导向件(400),所述基础导体滑动导向件(400)具有面向所述滚筒(300)的圆周弧的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧,并且具有周向出口端,当所述滚筒(300)旋转时,所述基础导体在所述圆周弧的一端从所述周向出口端离开;
所述方法包括以下步骤:
F1.当所述N个处理单元(1310)之一处于与所述一个或多个馈送站中的一个馈送站相对应的位置时,致动所述夹具(1321)以夹持所述基础导体(200)的支腿(255a、255b),所述支腿被称为夹持支腿;
F2.相对于所述预定轴线(1110)移动所述处理单元,以将所述处理单元带到所述一个或多个组装站中的一个组装站;
F3.在步骤F2中到达的位置,在垂直于所述预定轴线(1110)的方向上朝向所述组装滚筒(300)移动所述夹具(1321),直到交替地:
-如果夹持支腿是所述基础导体(200)的唯一支腿,则通过所述夹具将夹持支腿插入平行于所述组装滚筒(300)的轴线的槽(324)的间隙中;
-如果所述基础导体具有多个支腿,则通过所述夹具,将未被所述夹具(1321)夹持的支腿插入平行于所述组装滚筒(300)的轴线的槽(324)的间隙中,所述夹持支腿保持面向所述插入导向件(400)的所述第二侧;
F4.在步骤F3之后,通过所述夹具(1321)释放所述基础导体(200);
F5.相对于所述预定轴线(1110)移动步骤F1-F4的所述处理单元,直到将其定位在所述一个或多个馈送站中的一个馈送站处;
F6.随着所述滚筒(300)在朝向所述滑动导向件(400)的所述周向出口端的方向上同时旋转至少一个槽节距,重复步骤F1至F5,;
F7.最后,进一步旋转所述滚筒,直到所述基础导体滑动导向件(400)上的所有基础导体(200)离开。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述处理单元是基础导体(200)的N个处理臂(1310),所述N个处理臂可相对于所述预定轴线(1110)旋转,其中N等于1或N大于或等于2,其中对于N大于或等于2的情况,N个处理臂:
-围绕所述预定轴线(1110)均匀地成角度布置;
-配置为围绕所述预定轴线(1110)在预定平面上整体地旋转;
-每个处理臂均设置有用于夹持和传送所述基础导体的相应夹具(1321),
所述夹具(1321)通过致动所述夹具滑动装置沿所述处理臂滑动。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,在步骤F1中,所述夹具(1321)在垂直于所述预定轴线(1110)的方向上朝向所述一个馈送站移动。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中,如果N大于或等于2,则在步骤F1至F6中,所述处理臂的完全旋转以每次360°/N的节距发生,所述处理臂在步骤F1获取基础导体,同时将之前已经由不同于步骤F1-F6的所述处理臂夹持了一个或多个节距的基础导体插入到所述组装滚筒(300)中。
5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的方法,其中在步骤F5和步骤F6之间执行以下步骤:
F5b.当所述滚筒自身沿周向方向之一旋转时,重新设置所述滚筒槽的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,N=4。
7.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的方法,其中,在步骤F1中,所述基础导体的所述夹持支腿和非夹持支腿形成角度α,以使得在步骤F3中,所述夹持支腿能够在不旋转所述夹具(1321)的情况下保持面向所述插入导向件(400)的所述第二侧。
8.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的方法,其中,所述一系列槽(324)通过使所述滚筒的相应的一系列径向插入件(320)交替而形成。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述径向插入件(320)是径向可缩回和可膨胀的,当根据步骤F1-F7组装所述绕组集时,调节相应的径向缩回或膨胀。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,当根据步骤F1-F7组装所述绕组集时,调节所述滑动导向件(400)和所述径向插入件(320)之间的距离,以便使该距离具有能防止插入到面向所述滑动导向件(400)的所述第一侧的槽(324)中的所述基础导体脱离的值。
11.根据权利要求1至10中的一项或多项所述的方法,其中,在步骤F3中,在具有多个支腿的基础导体的情况下,用于将所述基础导体(200)的非夹持支腿轴向插入槽(324)中的导向设备介于所述夹具(1321)和所述槽(324)之间。
12.根据权利要求1至11中的一项或多项所述的方法,其中,所述径向插入件(320)沿轴向具有凹部(323),所述凹部(323)适于在由限制系统(510)移动的槽(324)中容纳所述基础导体(200)的周向限制元件(510)。
13.根据权利要求9至12中的一项或多项所述的方法,其中,一旦所述绕组集已经组装在所述滚筒(300)上,就执行以下步骤:
F8.缩回所述滚筒(300)的径向插入件(320);
F9.放置推力装置(810、811、820),推力装置用于从所述基础导体(200)的桥连接侧向所述滚筒(300)上的所述绕组集施加推力;
F10.沿所述滚筒的轴线(310)的方向(840)朝向定子或转子叠片(750、760)
致动所述推力装置(810、811、820),以将所述基础导体(200)的自由端插入到所述定子或转子叠片(750、760)的相应的座中。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,在步骤F10之前执行将所述基础导体的自由端与定子或转子叠片的槽中的相应位置对准的附加步骤,所述对准由一个或多个用于将所述基础导体(200)的自由端对准的对准阵列执行。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述基础导体(200)的自由端的所述一个或多个对准阵列包括具有可移动径向元件的阵列,所述径向元件可朝向所述滚筒(300)的轴线移动。
16.根据权利要求1至15中的一项或多项所述的方法,其中,如果所述绕组集的基础导体包括具有不同弯曲方向的桥连接的基础导体,则在步骤F3中相应地使用具有相对的周向出口端的滑动导向件(400)。
17.根据权利要求1至16中的一项或多项所述的方法,其中,在步骤F3之前调节所述滚筒的轴线(320)与所述夹具(1321)之间的共有距离。
18.根据权利要求1至17中的一项或多项所述的方法,其中,设置两个具有相同数量的组装站(300)的处理单元,并且其中所述方法执行以下步骤:F11.致动所述两个处理单元中的第一处理单元以将所述第一处理单元从步骤F3的轴内位置移动到偏移位置;
F12.致动所述两个处理单元中的第二处理单元以使所述第二处理单元从偏移位置移动到步骤F3的轴内位置;
F13.用所述第一处理单元执行步骤F8-F10;
F14.用所述第二处理单元执行步骤F1-F7;
F15.重复步骤F11-F14的循环,其中所述第一处理单元被识别为退出步骤F14的一个处理单元,而所述第二处理单元被识别为退出步骤F13的一个处理单元。
19.一种用于在电机定子或转子的绕组集中组装基础导体(200)的设备,包括:
-一个或多个基础导体馈送站(200),每个基础导体包括一个或多个支腿;
-N个基础导体处理单元(1310、1510),每个处理单元设置有各自的夹具(1321),所述夹具(1321)用于沿围绕预定轴线的各自的路径夹持和传送基础导体;
-用于一个或多个绕组集的一个或多个基础导体组装站,包括:
-组装滚筒(300),所述组装滚筒(300)可绕垂直于所述预定轴线布置的滚筒轴线旋转,并且所述组装滚筒(300)包括一系列槽(324),所述一系列槽(324)以一个槽间距的连续间隔周向地布置在所述滚筒的外圆柱表面上;每个槽具有在径向方向上且沿着滚筒的轴线延伸的间隙,所述间隙沿从滚筒向外的径向方向敞开并平行于所述滚筒的轴线穿过;
-基础导体滑动导向件(400),所述基础导体滑动导向件(400)具有面向所述滚筒(300)的圆周弧的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧,并且具有周向出口端,当所述滚筒(300)旋转时,所述基础导体在所述圆周弧的一端从所述周向出口端离开;
其中,所述相应的夹具(1321)被配置为交替地:
-如果夹持支腿是所述基础导体(200)的唯一支腿,则将所述夹持支腿插入平行于所述组装滚筒(300)的轴线的槽(324)的间隙中;
-如果所述基础导体具有多个支腿,则将未被所述夹具(1321)夹持的支腿插入平行于所述组装滚筒(300)的轴线的槽(324)的间隙中,所述夹持支腿保持面向插入导向件(400)的所述第二侧;以及
一旦所述夹持支腿已经插入所述滚筒中,就释放所述基础导体(200)并垂直于所述预定轴线缩回。
20.根据权利要求19所述的设备,其中,所述处理单元是基础导体(200)的N个处理臂(1310),所述N个处理臂可相对于所述预定轴线(1110)旋转,其中N等于1或N大于或等于2,其中对于N大于或等于2的情况,N个处理臂:
-围绕所述预定轴线(1110)均匀地成角度布置;
-配置为围绕所述预定轴线(1110)在预定平面上整体地旋转;
-每个处理臂均设置有用于夹持和传送所述基础导体的相应夹具(1321),所述夹具(1321)通过致动所述夹具滑动装置沿所述处理臂滑动。
21.根据权利要求20所述的设备,其中,N=4。
22.根据权利要求20或21所述的设备,其中,所述一系列槽(324)通过交替所述滚筒的相应的一系列径向插入件(320)而形成。
23.根据权利要求22所述的设备,其中,所述径向插入件(320)是径向可缩回和可膨胀的。
24.根据权利要求19至23中的一项或多项所述的设备,其中,在具有多个支腿的基础导体的情况下,在所述夹具(1321)和所述槽(324)之间设置有用于将所述基础导体(200)的非夹持支腿轴向插入所述槽(324)中的导向设备。
25.根据权利要求19至24中的一项或多项所述的设备,其中,所述基础导体(200)的周向限制元件(510)设置在由限制系统(510)移动的所述槽(324)中,所述径向插入件(320)沿轴向具有适于容纳所述周向限制元件元的凹部(323)。
26.根据权利要求19至25中的一项或多项所述的设备,其中,设置用于将所述绕组集推入所述滚筒(300)的推力装置(810、811、820),所述推力装置配置为:
-被放置在所述基础导体(200)的桥接连接的一侧;
-被沿所述滚筒的轴线(310)的方向(840)朝向定子或转子叠片(750、760)驱动,以将所述基础导体(200)的自由端插入定子或转子叠片(750、760)的相应的座中。
27.根据权利要求26所述的设备,其中,设置一个或多个用于将所述基础导体(200)的自由端对准的对准阵列,所述对准阵列配置为将所述基础导体的自由端与根据预定绕组模式分配的定子或转子叠片的座中的相应位置对准。
28.根据权利要求27所述的设备,其中,所述基础导体(200)的自由端的所述一个或多个对准阵列包括具有可移动径向元件的阵列,所述径向元件可朝向所述滚筒(300)的轴线移动。
29.根据权利要求19至28中的一项或多项所述的设备,其中,如果所述绕组集的基础导体包括具有不同弯曲方向的桥接连接的基础导体,则进一步设置具有相对的周向出口端的滑动导向件(400)。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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