CN116707235A - 用于形成定子绕组端匝的互锁工具 - Google Patents
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Abstract
一种用于形成定子端匝的互锁工具包括第一构件，该第一构件包括具有第一表面的第一基部。第一环从第一表面延伸，第二环从第一表面向第一环的径向外侧延伸。第二环通过第一间隙与第一环间隔开。第二构件包括具有第一表面部分的第二基部。第一环元件从第一表面部分延伸，第二环元件从第一表面部分向第一环元件的径向内侧延伸。第二环元件通过第二间隙与第一环元件间隔开。第二环位于第二间隙中，第二环元件位于第一间隙中。第一构件可相对于第二构件旋转。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种用于形成电机的定子绕组端匝的互锁工具。
背景技术
电机包括支撑定子的外壳。由轴支撑的转子在定子内旋转。转子可以支持磁场，该磁场在定子中感应电流以产生电(发电机)，或者通过定子的能量可以在转子中感应磁场(电动机)。定子包括支撑绕组的芯。绕组的第一部分从芯的第一端轴向向外延伸，形成第一定子端匝，绕组的第二部分从芯的相对的第二端轴向向外延伸，形成第二定子端匝。第一端匝和第二端匝中的一个包括绕组的终端，终端被连接以建立定子的所需电连接。
在进行电连接之前，相应的端匝被扭曲和折叠，以便减小定子的总轴向长度。使用多部件工具来成形端匝。多部件工具包括一系列同轴环，每个环具有不同的直径。第一数量的环沿第一方向旋转，第二数量的环沿相反的第二方向旋转，以形成端匝。每个环接合并成形绕组的不同层。
这些环必须彼此精确定位，以确保终端的正确对准。连接环、对准环以及将环安装到成形工具上都需要时间，并且需要特殊的工具和专业知识，这增加了形成定子的总成本。因此，该行业将欢迎用于成形端匝的劳动密集度较低的系统。
发明内容
根据非限制性示例，一种用于形成定子端匝的互锁工具包括第一构件，该第一构件包括具有第一表面和相对的第二表面的第一基部。第一环从第一表面延伸，第二环从第一表面向第一环的径向外侧延伸。第二环通过第一间隙与第一环间隔开。第二构件包括具有第一表面部分和相对的第二表面部分的第二基部。第一环元件从第一表面部分延伸，第二环元件从第一表面部分向第一环元件的径向内侧延伸。第二环元件通过第二间隙与第一环元件间隔开。第二环位于第二间隙中，第二环元件位于第一间隙中。第一构件可相对于第二构件旋转。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第二基部包括围绕第一基部的开口。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一构件包括从第二表面向外延伸的第一安装元件，并且第二构件包括从第二表面部分向外延伸的第二安装元件。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一环包括第一环形表面和第一外边缘，第一环形表面通过环支撑件连接到基部部分。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第二环包括第二环形表面和第二外边缘，第二环形表面包括与环支撑件对准的第一窗口。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中环支撑件从第一基部以一定角度延伸以形成第一间隙。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一环包括与第二基部间隔开的内边缘。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一环元件包括第一环形表面部分、第一外边缘部分和与第二基部间隔开的第一内边缘部分，该内边缘部分限定第二窗口。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第二环元件包括第二环形表面部分和第二外边缘部分，第二环形表面部分通过布置在第二窗口处的环支撑元件连接到基部部分。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中环支撑元件从第二基部以一定角度延伸以形成第二间隙。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一窗口限定第一行程限制器，该第一行程限制器建立第二构件相对于第一构件的旋转量。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中旋转量约为30°。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一环支撑第一多个梳齿，第二环支撑第二多个梳齿。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一环元件支撑第一多个梳齿元件，第二环元件支撑第二多个梳齿元件。
除了上面或下面描述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步的实施例可以包括其中第一构件和第二构件被增材制造以形成互锁工具。
当结合附图时，从以下详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
其他特征、优点和细节仅通过示例的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：
图1是根据非限制性示例的用于成形定子端匝的互锁工具的透视图；
图2是根据非限制性示例的图1的互锁工具的横截面透视图；
图3是根据非限制性示例的沿线3-3截取的图1的互锁工具的横截面平面图；
图4是根据非限制性示例的图1的互锁工具的分解视图；
图5是根据非限制性示例的图4的互锁工具的横截面透视图；
图6是根据非限制性示例的沿线6-6截取的图4的互锁工具的横截面平面图；
图7是根据非限制性示例的沿线7-7截取的图1的互锁工具的剖视图；
图8是根据非限制性示例的沿线8-8截取的图1的互锁工具的剖视图；
图9是根据非限制性示例的形成在图1的互锁工具中的窗口的平面图；
图10是根据非限制性示例的互锁工具与定子端匝的终端接合的示意图；
图11是根据非限制性示例的图10的互锁工具成形定子端匝的终端的示意图；以及
图12是定子端匝的部分横截面轴向端视图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
根据非限制性示例，互锁工具在图1中总体上以10表示。互锁工具10包括与第二构件14嵌套并互锁的第一构件12。第一构件12可以相对于第二构件14旋转，并且第二构件14可以相对于第一构件12旋转。在非限制性示例中，第一构件12和第二构件14除了嵌套在一起之外还彼此互锁。互锁是通过基本同时构造第一构件12和第二构件14的增材制造过程来实现的。因此，当相对于彼此可旋转时，第一构件12和第二构件14互锁。也就是说，根据非限制性示例，第一构件12不能容易地与第二构件14分离。在非限制性示例中，第一构件12和第二构件14由金属和/或金属合金形成。在其他非限制性示例中，第一构件12和第二构件14可以由各种形式的塑料、陶瓷、复合材料等形成。
根据非限制性示例，第一构件12包括具有第一表面22和第二表面24的第一基部20。第二表面24与第一表面22相对。第一构件12包括第一环28(图2)和第二环30。第二环30布置在第一环28的径向内侧，并通过第一间隙31与第一环28间隔开(图3)。
参考图2-8并继续参考图1，第一环28包括具有第一外边缘38的第一环形表面36。第一环28通过环支撑件40联接到第一基部20。环支撑件40包括形成第一间隙31的倾斜部分42。在非限制性示例中，第一环28包括与第一基部20间隔开的内边缘44(图2)。在这一点上，应该理解的是，环支撑件40的数量和间距可以变化。
根据非限制性示例，第二环30包括从第一基部20延伸且包括第二外边缘50的第二环形表面48。第二环形表面48包括布置在环支撑件40处的第一窗口52。在非限制性示例中，第一窗口52的数量和间距可以变化。第一环28支撑第一多个梳齿55，第二环30支撑第二多个梳齿58。第一多个梳齿55和第二多个梳齿58布置成对定子端匝的两个不相邻层进行成形，这将在本文中更全面地讨论。也就是说，第一构件12通过从第二表面24延伸的第一安装元件60支撑在第一旋转机器(未示出)处。第一构件12相对于第二构件14在第一方向上旋转，这将在本文中详细描述。
根据非限制性示例，第二构件14包括具有第一表面部分66和第二表面部分68的第二基部64。第二表面部分与第一表面部分66相对。第二构件14包括第一环元件70和第二环元件72。第二环元件72布置在第一环元件70的径向内侧，并通过第二间隙73与第一环元件70间隔开。在非限制性示例中，第一环28设置在第二间隙73内，第二环元件72布置在第一间隙31中。通过这种布置，第一构件12和第二构件14彼此互锁。如本文讨论，应该理解的是，尽管被描述为互锁，但第一构件12和第二构件14可以相对于彼此移动，这将在本文详细描述。
在非限制性示例中，第一环元件70包括从第一表面部分66延伸的第一环形表面部分79。第一环形表面部分79包括第一外边缘部分81和第二窗口83。如本文将更详细描述，环支撑件40延伸穿过第二窗口83，以便将第一环28支撑在第二间隙73中(图3)。以这种方式，第二窗口用作行程限制器。也就是说，当第二构件14相对于第一构件12旋转时，行程量由第二窗口83的圆周宽度“w”决定(图9)。对第一构件12施加类似的约束。在非限制性示例中，第二窗口83可以允许第一构件12相对于第二构件14旋转30°,并且允许第二构件14相对于第一构件12旋转30°,从而允许60°的组合相对旋转。
在非限制性示例中，第二环元件72包括从第一表面部分66延伸的第二环形表面部分86，如图5所示。第二环形表面部分86包括第二外边缘部分88。环支撑元件92将第二环元件72连接到第一表面部分66。环支撑元件92包括建立第二间隙73的倾斜表面部分94。在非限制性示例中，第一环元件70包括从第一外边缘部分81延伸的第一多个梳齿元件97，第二环元件72包括从第二外边缘部分88延伸的第二多个梳齿元件99。第一多个梳齿元件97和第二多个梳齿元件99布置成对定子端匝的两个额外的非相邻层进行成形，这将在本文中更全面地讨论。
在非限制性示例中，第一和第二多个梳齿55和58相对于彼此以及相对于第一和第二多个梳齿元件97和99对准，如图3所示。如图10所示，在该配置中，互锁工具10与定子端匝的终端120接合。一旦终端120与第一和第二多个梳齿55和58以及第一和第二多个梳齿元件97和99相互作用，第一和第二构件12和14相对于彼此旋转以弯曲和成形终端120，如图11所示。在非限制性示例中，互锁工具10使终端120的四个径向最外层成形。弯曲量由例如第二窗口83的宽度所提供的旋转量来确定。
也就是说，在非限制性示例中，终端120包括如图12所示的四层，即第一层或径向最外层124、布置在第一层124的径向内侧的第二层126、布置在第二层126的径向内侧的第三层128以及布置在第三层128径向内侧的第四层130。应该理解，层数可以变化。在非限制性示例中，第二构件14的第一多个梳齿元件97与第一层124中的终端120接合并作用于其上。第二构件14的第二多个梳齿元件99与第三层128中的终端120接合并作用于其上。第一构件12的第一多个梳齿55与第二层126中的终端120接合并作用于其上，第二多个梳齿58与第四层130中的终端120接合并作用于其上。
本文讨论的非限制性示例描述了用于成形定子端匝的多部件互锁工具。通过形成两个构件，每个构件具有两个间隔开的环，不需要单独连接和对准多个部件，同时确保工具部件之间的相对旋转。互锁结构允许容易地对准和保持间隙，避免了对垫片、机械紧固件和组装工具以成形端匝所需的专业知识的需要。此外，应该理解，构件数量和每个构件的环数量可以根据端匝配置和电连接方案而变化。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例，而不是为了限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变，并且等同物可以替代其元件。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。
Claims (10)
1.一种用于形成定子端匝的互锁工具，包括：
第一构件，其包括具有第一表面和相对的第二表面的第一基部、从第一表面延伸的第一环和从第一表面向第一环的径向外侧延伸的第二环，第二环通过第一间隙与第一环间隔开；以及
第二构件，其包括具有第一表面部分和相对的第二表面部分的第二基部、从第一表面部分延伸的第一环元件和从第一表面部分向第一环元件的径向内侧延伸的第二环元件，第二环元件通过第二间隙与第一环元件间隔开，
其中，第二环位于第二间隙中，第二环元件位于第一间隙中，第一构件可相对于第二构件旋转。
2.根据权利要求1所述的互锁工具，其中，所述第二基部包括围绕所述第一基部的开口。
3.根据权利要求1所述的互锁工具，其中，所述第一构件包括从所述第二表面向外延伸的第一安装元件，所述第二构件包括从所述第二表面部分向外延伸的第二安装元件。
4.根据权利要求1所述的互锁工具，其中，所述第一环包括第一环形表面和第一外边缘，所述第一环形表面通过环支撑件连接到所述第一基部。
5.根据权利要求4所述的互锁工具，其中，所述第二环包括第二环形表面和第二外边缘，所述第二环形表面包括与所述环支撑件对准的第一窗口。
6.根据权利要求5所述的互锁工具，其中，所述第一环元件包括第一环形表面部分、第一外边缘部分和与所述第二基部间隔开的第一内边缘部分，所述第一内边缘部分限定第二窗口。
7.根据权利要求6所述的互锁工具，其中，所述第二环元件包括第二环形表面部分和第二外边缘部分，所述第二环形表面部分通过布置在所述第二窗口处的环支撑元件连接到所述第一基部。
8.根据权利要求7所述的互锁工具，其中，所述第一窗口限定第一行程限制器，该第一行程限制器确定所述第二构件相对于所述第一构件的旋转量。
9.根据权利要求1所述的互锁工具，
其中，所述第一环支撑第一多个梳齿，所述第二环支撑第二多个梳齿；并且
其中，所述第一环元件支撑第一多个梳齿元件，所述第二环元件支撑第二多个梳齿元件。
10.根据权利要求1所述的互锁工具，其中，所述第一构件和所述第二构件被增材制造。
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