CN116848768A - 用于对定子或转子绕组进行组装的系统、相关的组装方法和组装工具 - Google Patents
用于对定子或转子绕组进行组装的系统、相关的组装方法和组装工具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116848768A CN116848768A CN202280014037.2A CN202280014037A CN116848768A CN 116848768 A CN116848768 A CN 116848768A CN 202280014037 A CN202280014037 A CN 202280014037A CN 116848768 A CN116848768 A CN 116848768A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hairpin
- xiangrong
- zhou
- sector
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 138
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 239
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 236
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 80
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 51
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 2
- 101150098799 fixI gene Proteins 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 102000030592 phosphoserine aminotransferase Human genes 0.000 description 2
- 108010088694 phosphoserine aminotransferase Proteins 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
- H02K15/0414—Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils
- H02K15/0421—Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils consisting of single conductors, e.g. hairpins
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/06—Embedding prefabricated windings in machines
- H02K15/062—Windings in slots; salient pole windings
- H02K15/064—Windings consisting of separate segments, e.g. hairpin windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
提出了用于对定子绕组的一个或每个绕组层的所有发夹状件进行组装和插入的系统、方法和装置。所述层的所有发夹状件都逐步插入到容置器工具中。一个层的最后的发夹状件在所述层的预组装发夹状件下进行啮合,不受插入和移动装置的阻碍。所述装置包括两个开口,用于将所述最后的发夹状件和渐缩部分保留为特殊地成型的周向端部部分,以能够啮合到预先叠置的发夹状件。在将所述最后的发夹状件插入到其位置中之后,将该插入和移动装置移除,并且一个完整绕组层将自身保留到位并且能够插入到芯中,以及发夹状件腿部的自由端部以已知的方式弯曲,并且可以预先形成下一层。
Description
技术领域
本说明书涉及用于对定子或转子绕组进行组装的方法和系统。
背景技术
使诸如发电机或电动马达的电机的定子或转子例如用于在混合动力电动汽车(HEV,hybrid electric vehicle)上的应用是通常已知的和常见的实践,其中定子或转子绕组包括多个弯曲的条形发夹状件并且相互以各种方式互连,以实现也被称为“条形绕组”的电绕组。这种弯曲的条形发夹状件也被称为“发夹型导体”或简称为“发夹状件”。条形绕组可以由一组或更多组同心绕组(有时被称为“冠”)构成,每组绕组本身就已经是绕组(“绕组组(winding set)”)。
特别地,具有环形截面(也被称为“经倒圆线材发夹状件”)或矩形截面的发夹状件的绕组,或者另外具有沿长度变化的截面几何形状的发夹状件(例如,容纳在槽中的部件中制成矩形的经倒圆发夹状件)属于现有技术。在这方面,“矩形”或“方形”线材发夹状件在本说明书中被理解为意指具有四个基本上平的侧面的线材,每个侧面通常通过经倒圆边缘连接到相邻的侧面。具有梯形截面的条形发夹状件是已知的。
前述条形发夹状件通常是借助于从直的条形发夹状件开始弯曲成“U”形或“P”形来预成型的。专利US 7,480,987描述了一种用于对直的条形发夹状件预成型以形成发夹状件的方法的示例。预成型的“U”形或“P”形发夹状件,也经常被称为“预成型发夹状件”,通常具有长度相同或不同的两个并排的腿部,每个腿部均设置有自由端部部分和相对端部部分,该相对端部部分借助于桥式连接部分连接到两个腿部中的另一个腿部,由于端部部分在插入到转子或定子中时突出,因此以后将被称为“自由突出部分”和“相对突出连接部分”。突出连接部分也可以被称为“头部部分”或“桥式连接部分”。同一发夹状件的腿部的整个“头部部分”构成了所谓的“桥式连接部”。
参照图1的(a),发夹状件255是由线性发夹状件(未示出)通过将其弯曲以形成具有相应的自由突出端部部分255aE的第一腿部255a和具有相应的自由突出端部部分255bE的第二腿部255b而预成型。同时,弯曲形状形成了在两个腿部255a、255b之间的桥式连接部255c。在该示例中,预成型发夹状件具有扁平的“U”形。为了形成电机的定子,例如,已知使“U”形或“P”形的预成型发夹状件经受两种不同类型的扭曲。
径向磁通量电机的定子或转子芯基本上是具有两个扁平的面和两个圆柱形表面的环,其具有与两个扁平的面垂直并且与电机的转子的旋转轴线平行的发电机。除非另有规定,否则下文中的径向方向、周向方向和轴向方向都是指后者的轴线。两个圆柱形表面中的一个圆柱形表面至少部分地与所述定子或转子所属于的电机的空气间隙相邻,并且限定了一组槽,绕组的直线部被容纳在所述槽中。两个扁平的表面被划分为插入表面或侧面以及与插入侧面相对的表面或侧面。绕组从所述芯突出的部分被称为头部。发夹状件的自由部分的端部属于从与插入侧面相对的侧面突出的头部,其主要经受焊接。如果在绕组中存在以桥式方式连接到插入到定子槽中的腿部的突出部分,则这些突出部分属于从插入侧面突出的头部。从插入侧面突出的部分,无论是自由的还是以桥式方式连接的,在下文中都表示为从插入侧面突出的部分。
在一个槽与相邻槽之间的定子或转子芯区域被称为齿。齿的数量与槽的数量相等。芯的齿的连接部分被称为轭,轭限定了每个槽的部分,并且相对于芯的齿的连接部分位于与机器空气间隙上的槽开口相对的一侧上。
槽可以被划分为位置阵列,在每个位置中可以布置有发夹状件的腿部。容纳在与槽相同的径向位置的发夹状件限定了所谓的绕组层。
在也被称为“插入侧扭曲”的第一类型的扭曲中,预成型发夹状件适当地插入到特定的径向对准的凹穴或“槽”中,这些凹穴或“槽”设置(obtain)在适应于使这样的发夹状件插入之后变形的扭曲装置中。扭曲装置基本上用于使“U”形或“P”形的腿部展开,使得在从扭曲装置中移除发夹状件之后,每个发夹状件的两个腿部可以依次插入到定子芯的相应的一对槽中,这一对槽相互地成角度地偏移预定的距离,该距离与腿部随后插入其中的槽之间的角距离基本上相等,并且径向地间隔开分别由腿部占据的槽位置之间的径向距离。
例如,但不排他地,如图1的(a)所示,从预成型的发夹状件开始,用于插入到定子(或转子)中的适合形状的发夹状件通过使腿部255a、255b展开并且使桥式连接部255c成型来形成,例如,从而获得图1的(b)中的形状。附图标记255p表示发夹状件的节距,即腿部之间的线性距离或角距离,或者以槽节距表示的距离。值得注意的是,在该情况下,形成的发夹状件的中央顶部255c2是这样的发夹状件,该发夹状件中,发夹状件的截面相对于发夹状件的中间表面(穿过发夹状件内部并且包括两个腿部的表面)经受了180°旋转。这样的旋转在一些层状发夹状件中是有用的,下文将对层状发夹状件进行限定,以便使这些层换位(槽位置的交换),从而与相同的层层在从一个腿部到另一个腿部的过渡中平行延伸而不交换槽位置的情况相比,减少了在这些层焊接在一起时通过这些层的端部循环的涡流。
公开为US2009/0178270的专利申请描述了一种扭曲方法的示例,该扭曲方法在将预成型条形引脚插入到扭曲装置的凹穴中之后以均匀节距从插入侧扭曲所述预成型条形引脚,其中,发夹状件具有矩形截面。
根据现有技术并且参照图2,发夹状件还可以通过冲压获得,一种其中将直的引脚压靠在冲头和压模类型系统的反衬物上的工艺。图2的(a)示出了这样的冲压引脚;它没有相对于发夹状件的中间表面旋转的截面。
如上所述获得的这种冲压发夹状件或者也是预成型和展开的导体,可以经受所谓的“焊接侧扭曲”,在该情况下,有可能引入腿部255a和255b的突出部分的“阶梯状”形状,其中,例如,如图2的(b)所示,腿部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)。
参照图3,在插入侧上的突出部分的形状,即桥式连接部255c的形状,对于冲压发夹状件来说,可以包括三个部分255c1、255c3和255c2,这三个部分从与第二腿部255b的连接开始并且结束于与第一腿部255a的连接。部分255c1具有主延伸方向B和曲率半径RB,部分255c3具有主延伸方向A和曲率半径RA,部分255c2具有主延伸方向C(并且可能具有一曲率,未示出)。下文中,部分255c2被称为“层变化弯曲”;实际上,由于部分255c2,当发夹状件的头部部分和腿部部分插入到定子组中的相应的槽中时,发夹状件的头部部分和腿部部分将处于不同的层。参考标记α1表示方向A与方向C之间的角度,参考标记α2表示方向A与方向B之间的角度,参考标记α3表示方向B与方向C之间的角度,等于角度α1与α2之和。这仅是发夹状件的最终可能的形状中的一种,具有不同的部分以及桥式部分的构造和腿部的构造的所有其他形状都可以根据本说明书的设备和方法来使用。
还有被称为“反向”引脚的引脚(未示出),并且这些反向的发夹状件是桥式连接部中弯曲方向与形成同一绕组的大多数发夹状件相反的发夹状件。这些发夹状件被用来从冠的最后一层传递到下一个冠的第一层。
此外,并且参照图4A,存在层状(“绞合”)发夹状件,其在弯曲点处存在截面反向(图4A的(a)),这会导致这些层所占据的位置发生交换。从图4A的(a)中截面的影线类型可以看出,由于上述位置的反向或交换,左槽中成对的层中的上层位于右槽中的另一成对的层下方。在另一种发夹状件形式中,可以沿着容纳在槽中的发夹状件的部分连续换位(图4A的(b);US 3837072)。图4B所示的变型是专利US8552611 B2中所示的没有反向的层状发夹状件。图4C(从专利US 6,894,417 B2的图6中获得)示出了双冠绕组中的层状发夹状件的腿部在槽中的不同位置的布置的变型。参考字母A和B表示槽中示出的腿部所属的冠(属于不同的发夹状件)。
此外,存在被称为“I-引脚”的引脚,即,容纳在单个槽中并且当引脚在槽中时自由端部部分将从定子芯的两个扁平的面突出的引脚。图4D示出了I引脚的示例,它不一定必须具有所示的所有方向变化,它也可以没有任何所示的方向变化,并且在发夹状件绕组组装鼓的输出侧是弯曲的。I引脚的端部可以焊接到从槽突出的其他引脚的端部或者第三方元件(如母线、孔眼)上,或者这些引脚的端部可以作为相端子。这些部分可以经受“焊接侧”类型的弯曲。I引脚的示例可以在参考文献US7622843B2中由参考标记81至83表示的发夹状件中找到。“W形引脚”也是已知的,例如,同样可以参见专利US 7,622,843 B2,以及图4E。W形引脚可以通过将冲压发夹状件与I引脚焊接或通过将第四引脚与三个I引脚焊接来形成。再一次,W引脚不一定必须具有所示的所有方向变化,也可以没有任何所示的方向变化,并且在发夹状件绕组组装鼓的输出侧是弯曲的。
示例性地参照图4F(从US10749399B2获得),还存在所谓的“倒置发夹状件”,即可以通过展开腿部(不是用上述的插入侧扭曲方法)或用“压模”系统冲压而形成的发夹状件,其特征在于,在相应的槽中的腿部占据相同的径向位置,即它们属于同一层。因此,其在扭曲侧的端部将在同一方向上弯曲。实际上,在桥式连接部一侧上的突出部分可以在同一切向方向上弯曲,或者它们可以呈V形。在连接部部分上可能需要至少两个层变化弯曲。
最后,存在一对发夹状件,它们的同源腿部属于不同的层(图4G)或同一层(图4H),并且这些层的构造和尺寸是交叠的。
此后,所有上述发夹状件类型和I引脚以及W引脚都将包括在“发夹状件”的定义中。
如上所提及的,在经受了第一类型的扭曲之后或者在被冲压之后,发夹状件通常被预组装在绕组组中。预组装设备将具有一组槽,通常槽的数量等于与绕组相关的定子的槽的数量,每个发夹状件的腿部将被插入到其中,并且预组装设备通常与扭曲装置不同。
然后绕组组通过定子芯的第一侧(所谓的“插入侧”或“插入面”)大量插入到定子芯的槽中,并且相应的自由部分从芯的与第一侧相对的第二侧(所谓的“焊接侧”或“连接侧”或“焊接面”或“离开面”)突出。
因此,基于要实现的特定绕组图案,从与插入侧相对的一侧突出的发夹状件的自由部分可以经受第二类型的扭曲,也被称为“从焊接侧扭曲”,例如,在插入到适当的扭曲固定装置中制成的凹穴中之后的扭曲。本文中的扭曲固定装置的目的是使引脚的自由部分弯曲或扭曲,以使这样的自由部分适当地成形,并且因此使得可以在引脚之间允许执行适当的电连接以完成绕组。公开号为US2009/0302705的专利申请描述了从上面讨论的类型的焊接侧上的扭曲方法的示例。
用于定子和/或转子的电绕组的组装系统是已知的。在本说明书中,组装也进一步被理解为意指从一组引脚中创建电绕组,从而准备将电绕组转移到定子中或转移到转子中。组装也可以直接在定子或转子上进行。
特别地,该系统在专利文献WO 2019/215514 A1中是已知的,该系统使用了绕组容置装置外部的发夹状件插入器,但该系统不能径向地移动发夹状件,并且该系统必须跨过扇区布置,而不可能促进扇区的最后的发夹状件的自动插入。此外,在这样的解决方案中没有考虑反向引脚和倒置引脚的插入。
该系统在专利文献WO 2018/039806 A2中也是已知的,该系统允许插入绕组(或绕组扇区)的最后的发夹状件,该发夹状件将容置装置划分成几个圆弧,这些圆弧可以相对于彼此旋转和打开。这种容置装置制造起来很复杂,并且对绕组进行组装的相关方法只能应用于这种容置装置。此外,这种解决方案需要与相对于已知的和广泛使用的结构相比更多的结构来获得单个绕组。
专利文献US2020/336054描述了一种用于对绕组组进行组装的系统,其中发夹状件直接插入到容置装置的槽中,然后发夹状件借助于直接集成在容置装置中的引导件而移动,而不可能将该系统应用于其他和更常见的容置装置。此外,在这样的解决方案中,没有考虑反向引脚和倒置引脚的插入。
然而,人们还是觉得有必要将所有绕组组装在一个系统中,以便更容易地将其插入到定子组中,从而追求当今越来越严格的时间循环规范。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于对定子或转子绕组进行组装的方法和系统,该方法和系统完全或部分地解决了现有技术的问题并且克服了现有技术的缺点。
本发明的目的是根据所附权利要求的用于对定子或转子绕组进行组装的方法和装置。
意大利申请的优先权N.102021000032159并入本文用于参考。
附图说明
现在将通过非限制性示例的方式来描述本说明书,特别地参考附图中的图,在附图中:
-图1在(a)中示出了根据现有技术的预成型的扁平U形发夹状件并且在(b)中示出了根据现有技术的成形发夹状件;
-图2在(a)中示出了冲压发夹状件并且在(b)中示出了经受了焊接侧扭曲之后的发夹状件;
-图3示出了根据现有技术的在图2的(a)中的发夹状件的顶视图;
-图4A在(a)中示出了根据现有技术的在弯曲点处具有截面反向的层状(“绞合”)发夹状件并且在(b)中示出了根据现有技术的沿着容纳在槽中的发夹状件的部分的连续换位的层状发夹状件;
-图4B示出了发夹状件的层状类型;
-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“倒置发夹状件”的示例;
-图4G示出了根据现有技术的发夹状件在不同层上交叠的示例;
-图4H示出了根据现有技术的发夹状件在同一侧交叠的示例;
-图5A示出了根据本说明书的实施方式的组装的第一构思步骤;
-图5B示出了根据本说明书的实施方式的组装的第二构思步骤;
-图5C示出了根据本说明书的实施方式的组装的第三构思步骤;
-图5D示出了根据本说明书的实施方式的组装的第四构思步骤;
-图5E示出了根据本说明书的实施方式的组装的第五构思步骤;
-图6示出了根据本说明书的实施方式的发夹状件的理论参考位置;
-图7描绘了根据本说明书的与针对模型1所提出的假设有关的发夹状件的平均剖面和发夹状件的运动轨迹的示意图;
-图8在(a)中示出了根据图7的发夹状件的布置的俯视图并且在(b)中示出了根据图7的发夹状件的布置的侧透视图;
-图9A和图9B描绘了与模型2中提出的假设有关的发夹状件的平均剖面和发夹状件的运动轨迹的概略图;
-图10作为更真实的绘图在(a)中示出了的根据图9A至图9B的发夹状件的布置的俯视图,并且在(b)中示出了图9A至图9B的发夹状件的布置的侧视图;
-图11A和图11B描绘了与模型3中提出的假设有关的发夹状件的平均剖面和发夹状件的运动轨迹的概略图;
-图12作为更真实的绘图在(a)中示出了根据图11A至图11B的发夹状件的布置的俯视图,并且在(b)中示出了根据图11A至图11B的发夹状件的布置的侧视图;
-图13示出了具有隔膜的冠状支撑系统的实施方式;
-图14示出了具有同轴磁盘的支撑系统的实施方式;
-图15示出了冠状支撑系统的实施方式,其中冠相对于绕组的对称轴都位于同一水平上;
-图16示出了根据本说明书的实施方式的用于将绕组组装成单个原型体的容置器;
-图17示出了图16中的容置器的特征尺寸;
-图18示出了由一组夹具或叶片形成的容置器;
-图19示出了具有两个反向的发夹状件的双冠绕组;
-图20示出了用于将第一反向的发夹状件插入到图19中的绕组的装置;
-图21示出了反向的发夹状件通过容置器的旋转(没有示出容置器旋转装置)和插入系统的构造接近冠;
-图22示出了在容置器的相对侧上的图21中的步骤的视图;
-图23示出了图22中的步骤之后的视图;
-图24示出了根据本说明书的一方面的用于插入反向的发夹状件的装置;
-图25示出了如图24所示的标准发夹状件的插入装置;
-图26示出了标准发夹状件相对于插入系统的切线情况;
-图27示出了在容纳第一反向的发夹状件之后插入第一发夹状件后的情形;
-图28示出了容置器旋转之后图27中的情形;
-图29示出了根据本说明书的方法的一方面的在组装螺旋加宽剖面的步骤中的情形;
-图30示出了根据本说明书的方法的一方面的反向的发夹状件在插入系统中的打开;
-图31示出了根据本说明书的方法的一方面的最后的标准发夹状件(层3至层4)的插入;
-图32以整个冠的俯视图示出了如图31所示的最后的标准发夹状件(层3至层4)的插入,(最后的发夹状件是不存在的,以示出插入系统的其余发夹状件的位置);
-图33示出了根据本说明书的方法的一方面的终端的中间冠的俯视图;
-图34示出了根据本说明书的方法的一方面的插入的反向的发夹状件和第一标准发夹状件在一侧上的插入;
-图35在(a)中示出了根据本说明书的一方面的对发夹状件的插入的重新布置并且在(b)中示出了根据本说明书的一方面的插入第二反向的发夹状件后的旋转,强调了第二反向的发夹状件的初始位置和最终位置;
-图36示出了根据本说明书的一方面的插入件的不同构造;
-图37示出了在第二对反向的发夹状件之后插入标准发夹状件的对准期间的容置器;
-图38示出了在本说明书的方法的一方面的版本中冠的加宽和缩小的周长;
-图39示出了图38中的情形,但具有两对反向的发夹状件;
-图40示出了根据本说明书的一方面的平行发夹状件的同时插入;
-图41示出了在图40的情形下的一些发夹状件对容置器的干扰;
-图42示出了针对图40中的情形再次用于容置发夹状件的结构;
-图43示出了根据本说明书的一方面的具有倾斜的发夹状件的容置器结构;
-图44以俯视图示出了根据本说明书的一方面的在两个径向方向上倾斜的发夹状件的插入;
-图45在(a)中示出了根据本说明书的一方面的具有两个腿部的几何定义的发夹状件并且在(b)中示出了根据本说明书的一方面的发夹状件的腿部的最小插入范围;
-图46示出了根据本说明书的一方面的具有I引脚型发夹状件、反向的发夹状件、倒置型发夹状件和标准型发夹状件的定子;
-图47以插入侧视图示出了根据本说明书的一方面的用I引脚串联组装的示例;
-图48示出了根据本说明书的一方面的倒置引脚的插入;
-图49示出了根据本说明书的一方面的倒置引脚插入器的示例;
-图50示出了根据本说明书的两部分实施方式的插入和移动装置的实施方式的透视图;
-图51以另外两个视图示出了图50的左侧部分;
-图52示出了图50中的部分,其中突出显示了发夹状件的滑动表面;
-图53示出了从后面可能看到的图50中的部分,其中突出显示了发夹状件的滑动表面;
-图54示出了图52中的部分,其中突出显示了发夹状件的不同滑动表面;
-图55示出了图53中的部分,其中突出显示了发夹状件的不同滑动表面;
-图56A示出了图50中的第一部分的俯视图;
-图56B示出了图50中的第一部分的内侧视图;
-图56C示出了图56A中的第一部分在第一周向端部的侧面上的侧视图;
-图56D示出了图56A中的第一部分的后视图;
-图57A示出了图50中的装置在使用中的视图,其中发夹状件沿轴向方向插入到绕组容置装置的槽中;
-图57B示出了图56A中的插入的下一步骤,其中发夹状件在容置装置的旋转时被移位;
-图58A示出了发夹状件从上面插入到正在组装的发夹状件扇区中的情形的俯视图;
-图58B示出了图58A中的插入的下一步骤,其中发夹状件在容置装置的旋转时被移位;
-图59示出了首先插入到扇区中的发夹状件被径向移位以便为插入最后的发夹状件制造空间的步骤的透视图;
-图60A示出了插入和移动装置的两个部分的旋转,使得其不时地适应特定冠的发夹状件的大小,特别地在发夹交叠的情况下要不时地适应特定冠的发夹状件的大小;
-图60B示出了图60中的装置在使用中的视图,其中交叠的发夹状件沿轴向方向插入到绕组容置装置的槽中(为简单起见未示出槽);
-图60C示出了图56A中的插入的下一步骤,其中交叠的发夹状件在容置装置(为简单起见未示出)旋转时被移位;
-图61示出了图60B中情形的俯视图;
-图61示出了图60C中情形的俯视图;
-图62A示出了图60A中的装置在使用中的视图,其中反向的发夹状件沿轴向方向插入到绕组容置装置的槽中(为简单起见未示出槽);以及
-图62B示出了图62A中的插入的下一步骤,其中反向的发夹状件在容置装置(为简单起见未示出)旋转时被移位。
这里值得注意的是,不同实施方式的元件可以组合在一起,以提供另外的实施方式,而受关于本发明的技术构思的限制,正如本领域的技术人员将毫不费力地根据说明书进行理解。
关于未描述的细节特征,诸如在相同类型的解决方案中在现有技术中通常使用的次要元件,本说明书还参考了其实现方式的现有技术。
当引入元件时,总是理解为可以有“至少一个”或者“一个或更多个”。
当本说明书中列出元件或特征的列表时,应理解为根据本说明书的发现“包括”这些元件或替代地由这些元件“组成”。
当在同一句子或项目符号列表中列出特征时,一个或更多个单独的特征可以包括在说明书中,而不与列表上的其他特征相联系。
具体实施方式
人们认为有必要将所有绕组组装在同一系统中,以便将其更容易地插入到定子组中,追求当今越来越严格的时间周期规范。
可以看到,通过手工测试,发夹状件可以容易地用手插入到定子组中,直到某一点:这是当冠开始成形并且发夹状件的插入被部分地组装好的冠阻碍的情况下。如果我们考虑最坏的情况,即冠的最后的发夹状件的插入,则向右和向左插入都有所阻碍。可以看到,通过稍微“加宽”部分地组装好的冠的两个端部,并且以相反的方式加宽部分地组装好的冠的两个端部,则最后的发夹状件容易地“落入”到指定的槽中。
这一观察显然需要并入自动化装置,如下所述。
尽管在下面将对冠进行描述,但这些冠不能总是被识别,以及因此,更一般地说,冠被理解为意指在组装步骤中已经插入到绕组中的一组发夹状件。
用于组装的建模原则
在对根据特定产品的说明进行组装的可行性进行研究时,首先要做的事情中之一是将产品(定子)模型重新适应所考虑的过程。这意味着有必要重新调整模型的子组,不再以步骤进行划分(对于端部产品的情况也是如此),而是以冠进行划分。也就是说,最后的组装包括与冠一样多的子组,并且属于同一冠的所有发夹状件都将存在于子组内。
所有的发夹状件将存在于子组内(例如,组装体1-2、组装体3-4等),单独设置并适当约束(例如,为此可以使用不同的策略,诸如将每个发夹状件的端子连接到控制表面的周向和脊上)。
如果组装是从内部向外进行的,通常情况下,创建模拟各种组装步骤的组装体是个好主意。例如,对每个槽有6个线材的产品,冠3至冠4的组装将用组装体来模拟,在组装步骤中,组装体内有完全组装好的子组“组装体5至6”和另外的子组“组装体3至4”。这是最接近实际过程的建模。
在子组中,有必要对插入最后的发夹状件所需的冠的加宽进行模拟,因为这是组装最关键的情形,从而确保发夹状件之间没有相互抵靠的干扰。
在确定允许插入最后的发夹状件的最小加宽之后,对发夹状件的腿部的倾斜进行评估。这是因为加宽越大,加宽的腿部倾斜就越多,从而使这些腿部更靠近。
对在某些特殊情况下可以忽略的这种倾斜的评估和对相邻腿部之间保留的空间的评估,导致了对冠容置系统进行定尺寸。这种容置器在结构上类似于定子组,只是具有更宽的槽,以允许对冠进行加宽。为了实现所述容置器,所评估的加宽不得允许腿部相互交叉,从而不为容置器留下任何有用的空间。
在阐述了基本原则之后,介绍了一些代表不同组装策略的可追求的模型。
基本构思
让我们假设所有发夹状件都组装在一个特殊的容置器中。作为第一分析,我们考虑仅一个绕组冠:第k个。
本说明书的目的中的一者是将第k个冠的所有发夹状件都插入到空间的同一区域(并且因此是插入到进行了相对旋转的扇区的不同区域),并且逐步插入的发夹状件能够沿几何形状路径移动使得始终可以插入冠的最后的发夹状件,就好像最后的发夹状件是第一发夹状件一样,没有任何阻碍。在将最后的发夹状件插入到特殊的插入区域之后,仅通过移除该装置将能够将冠本身置于中心,这使发夹状件将再次插入到同一空间区域。
此处规定,如果容置器处于静止并且用于插入发夹状件的装置沿容置器移动,则上述空间区域并不总是相同的,而是根据插入周向地移动。
为此,可以使用内部容置器和/或外部容置器,使发夹状件遵循所需的剖面。
在组装一个冠之后,可以在同一系统上逐步组装最外部的冠,从而在不处理冠的情况下最终具有整个绕组。优选地,一旦最内部的冠已经被组装好,就将沿着绕组轴线垂直下降,以便在顶部留下必要的空间来组装相邻的冠。
下面示出了,在具有两个独立冠的4线材槽定子的情况下,要遵循的可能的不同步骤的简单示意图。
参照图5A,第一步骤包括将发夹状件插入到内部冠CI中。指示出了组装水平LA和结束组装水平LFA。
参照图5B,第二步骤包括移除系统,这允许在第一步骤中插入发夹状件,然后将冠本身进行居中。CH指示发夹状件的桥式连接部。
参照图5C,第三步骤包括将所组装的冠下降到“组装水平”。然后,开始插入外侧冠CE的发夹状件。
参照图5D,第四步骤包括移除系统,这允许在第三步骤中插入发夹状件,然后将冠本身进行居中。
参照图5E,第五步骤包括将所组装的冠下降到“组装结束水平”。事实上,指示出了组装水平LA和结束组装水平LFA。此时已经实现了绕组。
即使在本说明书中我们为了简单起见将提及“冠”,但这个术语必须从广义上理解,还包括已经插入一组发夹状件的情况。提及这个组的替代方式是“扇区”。因此,绕组包括一个或更多个扇区。扇区可以包括一个或更多个层,每个层包括发夹状件的周向布置结构。
用于插入发夹状件的策略
已经说过,为了从空间的同一区域插入一个冠的所有发夹状件,如果不是必不可少的话,提供对正在组装的冠的一个或更多个部分的加宽是有利的。
本段落旨在呈现一些可能的场景,这些场景已经成为研究对象,并且利用3D打印进行快速原型。
每个成型的发夹状件具有一定的几何形状,使得其可以在定子组中占据确定的位置,例如,在每个槽具有6个线材的定子中,用于层3至层4的发夹状件既不指定形成最内部的冠,也不指定形成最外部的冠,而是指定形成中间的冠。
我们将理论发夹状件位置限定为各个层中的发夹状件在定子组中处于完全垂直位置即没有径向移动/加宽的位置时的位置。
模型1
用于模型1的假设是:
-将普通冠k的发夹状件插入到除了理论发夹状件位置以外的空间区域;以及特别地将普通冠k插入到更大的直径上;
-逐步插入的发夹状件根据发夹状件节距遵循针对预定的角扇区的圆形剖面(对于标准发夹状件为约2π/3弧度),并且逐步插入的发夹状件所占据位置等于理论发夹状件位置;
-最后的发夹状件的插入是通过向插入的第一发夹状件的定子直径外侧加宽/移位而实现的。
图6描绘了这种情形,其中PAG表示绕组100中发夹状件的外部腿部在组装步骤中在周向组装容置器300(或者更一般地,在绕组的组装期间的“发夹状件的周向容置装置”)中的轨迹,PAT表示发夹状件的头部(桥式连接部)的轨迹,CBI表示正在插入的发夹状件,以及CB1-2表示已经插入到层1至层2中的发夹状件。中央的黑点表示垂直于附图的轴线50,这是正在组装的绕组300的轴线(该轴线在所有实施方式中都存在),即该轴线与周向容置系统300的旋转轴线相重合。
图7描绘了关于所提出的假设的发夹状件的平均剖面和发夹状件的运动轨迹的简图。
在该模型中:
-发夹状件都如同“CBI”插入到图7所示的位置;
-在插入普通发夹状件之后,该发夹状件被推向内部直径,使得它占据与其相关的层,即理论发夹状件位置;以及
-因此,将由定子槽节距定位的发夹状件整体旋转,以便为下一个发夹状件留下空间,以此类推。
当插入的第一发夹状件完成了约2π/3周向的弧度(或根据节距的另一个适当的弧度)时,其必须被迫遵循相对于发夹状件的下部部件的“腿部加宽剖面”和对于发夹状件的脊部的“头部加宽剖面”(图7),以避免最终占据“正在插入的发夹状件”的位置。换句话说,发夹状件将倾向于偏离层的周向轨迹,同时,发夹状件可以稍微朝外倾斜。
在插入最后的发夹状件之后,可以简单地通过移除(固定的)系统来将冠自身居中,这使“正在被插入的发夹状件”位于特殊的空间区域。图8作为更真实地附图在(a)中示出了根据图7的发夹状件布置的俯视图且在(b)中示出了根据图7的发夹状件布置的侧透视图。
除了使插入的第一发夹状件遵循所需的加宽剖面的系统外,对于组装好的冠也需要容置,特别地对正在被插入的发夹状件右侧的发夹状件需要容置,以确保逐步插入的发夹状件不妨碍尚未插入的发夹状件的插入。
模型2
用于模型2的假设是:
-将普通冠k的发夹状件插入到与理论发夹状件位置相重合的空间区域;以及
-逐步插入的发夹状件遵循螺旋型剖面(通过引导,未示出),以便将首先插入的发夹状件向外部加宽和最后的发夹状件向内部加宽。
图9A和图9B描绘了关于所提出的假设的发夹状件的平均剖面和发夹状件的运动轨迹(螺旋型,PSAT)的简图。
如可以推断出的,在该模型中:
-插入发夹状件的过程相对于先前的模型得到了进一步简化;事实上,发夹状件被定位在与它有权使用的两层的周向相重合的周向上,但其没有被迫占据更大的直径(然而,请注意,从实际证据中,可以看到并测试到,发夹状件可以很容易地被制造成占据比其设计的发夹状件的直径稍微大的直径);
-逐步插入的发夹状件必须遵循螺旋型的剖面;以及
-在插入最后的发夹状件之后(同样是在理论发夹状件位置-PTCB),可以通过移除螺旋的容置器来获得所组装的冠,将冠本身居中。
图10作为更真实的附图在图(a)中示出了图9A至图9B的发夹状件布置的俯视图且在图(b)中示出了图9A至图9B的发夹状件布置的侧透视图。
模型3
用于模型3的假设是:
-将普通冠k的发夹状件插入到除了理论发夹状件位置以外的空间区域;以及特别地将普通冠k的发夹状件插入到更大的直径上;以及
-逐步插入的发夹状件遵循螺旋型的剖面,以便将首先插入的发夹状件向外部加宽和最后的发夹状件稍微向内部加宽(由于有突起,诸如图26中的421,但更着重强调了)。
图11A和图11B描绘了关于所提出的假设的发夹状件的平均剖面和发夹状件的运动轨迹的简图(同样,PSAT是螺旋轨迹)。
如可以观察到的,该模型与先前的模型非常相似,唯一的区别在于螺旋的几何形状:在该情况下,该模型与层的显著周向不对称。
图12作为更真实的附图在图(a)中示出了根据图11A至图11B的发夹状件布置的俯视图且在图(b)中示出了图11A至图11B的发夹状件布置的侧透视图。
用于正在组装的冠的提升系统
从实验测试中可以看出,当存在若干个冠将被组装时,如果可能的话,最好将处于组装步骤中的冠保持在较高的水平而已经组装好的冠保持在较低的水平。事实上,这样,在组装步骤中加宽冠要容易得多,因为,否则,如果组装步骤中的冠与已经组装好的冠处于同一水平z,被加宽的发夹状件将撞击已经组装好的冠,迫使其进行加宽。
因此需要这样的系统:该系统允许管理不同的冠的高度(通常为“轴线支撑系统”)。
作为第一种解决方案,其被认为研究了一种可移除系统,用作发夹状件的端子的支撑件,因此,通过移动这种支撑件,可以改变冠的高度。
提出了各种解决方案。一种解决方案是“楔形体”支撑系统,即具有径向延伸的销钉,并且每个销钉形成一个或更多个不同冠状发夹状件和层状发夹状件的腿部的支撑件,这具有以下特点和优点:
i.气动凸轮移动,平均复杂度;
ii.时间上的磨损非常低;
iii.在楔形体打开期间形成空间隔,这可能对支撑发夹状件造成问题;以及
iv.相对减少的体积并且仅在相对于绕组的径向方向上减少体积(不需要占据定子下面的部件)。
另一种解决方案是“隔膜”支撑系统320(参见图13),它是可选的,该解决方案具有以下特点和优点:
i.气动或电动移动,平均复杂度;
ii.由于层的存在,在时间上有较高的磨损;
iii.减小了尺寸(支撑平面方便地在3mm至4mm左右),并且仅在径向绕组方向上减小了尺寸(其不需要占据定子下面的部件);以及iv.叶片LM可以完全关闭以支撑冠,或者这些叶片可以打开以在组装后通过整个绕组。
另外的解决方案是同轴磁盘支撑系统(参见图14),该简单的系统具有以下特点和优点:
i.每个磁盘的气动轴向移动(n°3),低复杂度;
ii.在时间上没有磨损;以及
iii.需要定子下面的空间。
对同轴磁盘支撑系统C1、C2、C3的研究,尽管在第一种方法中相对简单,但已经确定了许多操作的关键性。
特别地,通过使要组装的冠到更高水平,首先需要用于从底部向上移动的移动系统,并且然后需要用于从顶部向下推压的推压系统。这一切导致了显著的尺寸,尤其地如果我们考虑在绕组的上部部件中也有用于抓握发夹状件和插入发夹状件的系统,那么也会导致显著的尺寸。
此外,可以看到,用于支撑发夹状件的基板必须包括若干个同轴磁盘,对于每个冠一个同轴磁盘。但是,由于发夹状件在组装之后也具有一定的移动性,因此端子可能从支撑磁盘中逃逸(向内部和向外部都有逃逸)。这将是一个问题,特别是对于插入到冠中的第一发夹状件来说,其将被布置在非包括的位置,并且影响到冠本身的形成。
一种总是利用同轴磁盘系统的不同移动是,每次完成冠时提供磁盘的下降。与先前情况不同,不是将要组装的冠与相应的磁盘一起向上移动推动,而是将已组装的冠带到较低的水平。
例如,如果组装系统涉及到从最内部的冠到最外部的冠的行进,则一旦冠被组装,最内部的磁盘将下降到底部,但是同样以这种方式,一些引脚总是有可能将停留在不同的磁盘上,并且因此造成可能影响到绕组组装的情形。
尽管允许随意管理冠的不同高度的系统提供了优势,还对组装系统300进行了深入研究,该系统的冠都设置在同一水平z上(与桥式连接部高度相同,即相对于绕组的对称轴线,参见图15,其中331表示用于一些发夹状件的最长腿部的孔)。事实上,从而避免了操作支撑系统所需的自动化,降低了尺寸和成本,但特别是管理边缘的问题。
因此,鉴于迄今为止采用的组装系统基本上提供了冠的径向移动/加宽并且可能提供简单的向内部地容置(不是推压),理论上可以从最内部的冠到最外部的冠来对冠进行组装,使冠都在同一水平上。事实上,已经组装的最内部冠的存在并不妨碍最外部冠的形成。
支撑表面的几何形状可以基于引脚的长度来构造,这些引脚的长度并不完全相同,因此可以按照两个不同的标准对支撑表面进行建模:
-对支撑表面进行建模,以使其具有相同高度的发髻(chignon)。因此,有必要考虑标准引脚的不同长度,为相端子和跳线提供凹坑。
-通过对支撑表面进行尽可能简化来对支撑表面进行建模,因此只在具有显著不同长度的地方才提供凹坑SC,诸如对于相端子和只有一些跳线。这将导致冠头部处在不完全相同的高度,但考虑到4mm至5mm的差异,其不会造成问题。
在这两种情况下,鉴于最长引脚的凹坑的存在,支撑表面必须跟随冠旋转。在实施方式的任何一项中都没有示出旋转装置,因为这些装置本身是已知的。
用于容置正在组装的冠的系统
在该截面中,可以看到在冠组装期间用于支撑发夹状件的系统和已经组装的冠的支撑是如何设计的。
要求可以为以下几点:
-用于允许加宽的发夹状件之间的空间;
-定子组型槽;以及
-与可用的体积相一致。
参照图16,第一版本的容置器支撑300被制造成单个主体,其目的是对界定空间或槽350(用于插入发夹状件的腿部)的壁和槽本身(在容置器不是一个单个块的形式的情况下,空间或槽也存在)的大小进行定尺寸。两个槽相对于轴线50的角距离被称为“槽节距”。
特别地,参照图17,要确定的尺寸为3个:
-槽350之间的壁的最小厚度d3;
-容置器300的最大高度d1;以及
-引脚的突起d2(至少15mm至20mm)。
这三个值取决于定子的几何形状特征,事实上,插入最后的发夹状件所需的冠的加宽越大,在确定的高度上发夹状件之间的最小距离越小,这决定了容置器壁的厚度。
所述加宽将与板的厚度、“S”形弯曲一样大,这获得了层的跳跃(这也取决于要跳跃的层的数目)、要组装的冠的平均直径和定子槽的数量(因为其影响每个发夹状件的开口角)。
从实验室获得的模型中可以看出,当其高度等于发夹状件的腿部PDT的约一半时,可以实现良好的容置,并且可以将其定位在发夹状件向下突出约20mm至30mm处。基于目前市售的材料,出于结构和强度原因,容置器壁的最小厚度必须大于1mm。
在完成绕组100的形成之后,人们想到了如何管理冠的重组和插入到组中,因此,如图18所示的用一组由特殊结构320'支撑的叶片或夹具310'制成的容置器300'(其中形成有空间或“槽”350'的周向容置装置,发夹状件的腿部被插入到周向容置装置中)中。在这种情况下,周向容置装置300'形成为一组径向叶片310',其在所述绕组轴线50的径向方向上朝向所述绕组100向外突出,并且在这些叶片中限定了槽。优选地,所述径向叶片具有水平的楔形体截面,即垂直于所述绕组轴线,所述径向叶片朝向所述绕组轴线渐缩。该系统具有能够在径向上移动容置器壁的优点,使得容置器壁借助于内部凸轮向前和向后移动。
夹具300'的叶片310'的壁的尺寸是为作为单一主体的容置器而计算的尺寸,但是径向厚度将增加,使得通过进一步使叶片的壁向前移动,这些叶片的壁用作发夹状件的腿部的间隔物,尽可能地使发夹状件的腿部对准(参见本说明书的下文)。叶片的壁可以具有楔形体截面,以便在径向接近步骤中不相互碰撞。
在这种构造中,槽的尺寸在插入期间可以改变,从较大的尺寸开始并且以较小的尺寸结束,或者尺寸在工艺期间可以保持不变并且在结束时变窄。
槽的尺寸实际上是腿部的正交开口和腿部的截面的函数。这验证了发夹状件需要倾斜多少才能方便地使被插入的发夹状件移位。
所有的槽优选地具有相同的尺寸,因为发夹状件在绕组中是串联的。
存在用于层内跳跃的反向的发夹状件的实施方式
到目前为止,我们已经考虑了利用发夹状件技术的绕组的更简单的情况,即发夹状件都具有相同的开口角,并且冠相互独立。
现在我们希望在电绕组提供使用反向的发夹状件的情况下来对本说明书的构思进行描述。
我们通过考虑每个层内跳跃仅一个反向的发夹状件来开始这项研究。
特别地,上述研究考虑了用于层内跳跃仅一个反向的发夹状件的6个线材槽定子(在层2与层3之间仅一个反向的发夹状件和在层4与层5之间仅一个反向的发夹状件)。我们设想获得图19中的绕组100R2的要求。与其他发夹状件255不同,深灰色发夹状件255-R是反向类型的发夹状件。
由于所考虑的产品示例是6线材槽,因此将研究分为三个大组:
-第1组-内部冠的形成
-第2组-中间冠的形成
-第3组-外部冠的形成。
在将要获得的绕组图中设置的两个反向类型的发夹状件255-R分别插入到组2和组3中。
不同冠的标准发夹状件255的空间布置如模型3中所描述的(标准发夹状件的加宽剖面为螺旋型并且这些发夹状件被插入到除了理论发夹状件位置以外的空间区域。另外的细节见底部)。
此外,作出了以下假设。所组装的绕组100R2从最内部的冠的构造中获得并且逐步向较大的直径移动。连接两个冠的反向的发夹状件255-R总是在两个冠之间在最外部冠的构造期间被插入。在反向的发夹状件存在的情况下形成冠时,将要插入的第一发夹状件为反向类型的发夹状件。“形成水平”和“形成结束水平”相重合。
此处不考虑I引脚类型的发夹状件,因为该类型的发夹状件将在所有发夹状件组装结束后插入。可以为每组提供不同的插入系统并且因此,也可以为每个冠提供不同的插入系统。
基于所提出的假设,在这种情况下:
-在内部冠与中间冠之间的反向的发夹状件255-R,必须在构造中间冠的步骤期间插入(组2);
-在中间冠与外部冠之间的反向的发夹状件255-R,必须在构造外部冠的步骤期间首先插入(组3)。
可能不存在单一水平并且因此也不存在单一工作表面。
对于组1,在所考虑的这种类型的系统中,尽管有48个槽,但由于在整个绕组中存在反向的发夹状件和I引脚发夹状件(仅在该特定示例中),内部冠的特征在于有47个标准发夹状件。
管理和插入这些发夹状件的方法如在模型3中所示的方法:发夹状件全部插入到除了理论发夹状件位置以外的同一空间区域。由于先前插入的发夹状件位置所覆盖的距离为螺旋型剖面和非圆形剖面,所以最后的发夹状件的插入是可行的。
通过采用与上述方法相同的方法,少一个标准发夹状件的存在将导致“空的空间区域”的产生。这是容纳反向的发夹状件的腿部所需的空间,该腿部将内部冠与中间冠连接。
值得注意的是,由于夹具的叶片的存在(或者在固定容置的情况下通过槽350之间的壁),这个空间区域是可获取的,这导致属于内部冠的发夹状件的腿部采取单一的(univocal)周向位置,从而不可能有大的间隙。
参照组2,由于反向的发夹状件是第一个将内部冠连接到中间冠的发夹状件,因此基于该组的假设,不仅必须插入反向的发夹状件,而且必须在属于中间冠的标准发夹状件(属于层3和层4的发夹状件)之前插入。
下面将详细重复所有步骤,这些步骤允许在存在1个反向的发夹状件和具有单个插入系统的情况下对中间冠进行组装,与发夹状件是反向类型还是标准类型无关。对于每个实施方式,周向容置装置、可移除插入和移动装置以及相对旋转装置都允许定子或转子绕组的组装。
步骤1:反向的发夹状件的定位
首先要做的是用插入和移动装置400(诸如如图20中所示的插入和移动装置400,其包括:楔形体周向端部410、相对容置器周向端部420和内部楔形体430(或也如同义的“倾斜部”或“渐缩部分”,意指根据参考方向厚度减小或增加的部分),其用作将要插入的发夹状件的引导)以及根据先前所示的模型3(也是反向的发夹状件被插入到除了理论发夹状件位置以外的空间区域)来定位反向的发夹状件255-R。
在周向端部处的楔形体410是周向端部元件的示例(在具有两个分离部件的插入和移动装置的实施方式的情况下,周向端部元件可以在相对端部处复制,见下文),装置400设置有该元件(下文也称为插入和移动“系统”或者插入和移动“装置”作为等效表达),一个或更多个元件被构造成在相对旋转装置的致动下使发夹状件在所述扇区的径向方向上向内和/或向外产生凸轮运动。基本上,楔形体410使装置400外部的在与楔形体相应的区域中的发夹状件在径向上移动一个扇区,使得扇区开成两个发夹状件边缘并且在这两个边缘之间产生自由区域用于插入扇区的最后的发夹状件。换句话说,如图10中的示例所示,楔形体410通过在引入相同楔形体的区域内使扇区的发夹状件径向地移位来作用于装置400的周向端部,而在装置400的相对端部处发夹状件保持静止,从而在扇区中产生径向开口,最后的发夹状件同样可以通过装置400插入(参见图31)。在垂直于所述旋转轴线50的平面上,楔形体或“引导和容置器端部”在与周向容置装置300、300'、300”的相对旋转方向相反的方向上渐缩,引导和容置器端部410布置在距周向容置装置300、300'、300”的相对旋转轴线50预定距离处,以对扇区的已经被插入的发夹状件进行引导和容置,在周向容置装置300、300'、300”相对旋转时朝向插入和移动装置400、400II、400IV向前移动。插入和移动装置400、400II、400IV是可移除装置。
在所有实施方式中的发夹状件的插入和移动装置400(400II、400IV、600)是用于插入、移位和/或定向(通常是移动)的装置,而不是用于弹性弯曲:不可能发挥发夹状件的弹性,因为会存在与其他发夹状件摩擦的问题。此外,由于扇区的尺寸改变,装置400对于每个扇区可以是不同的,或者它们对于尺寸改变的能力可以是唯一的。
事实上,尽管装置400(400II、400IV)在每个实施方式的图中都被描绘为包括单个块,但它们也有可能包括若干个可移动的块,用于处理不同尺寸的发夹状件。在这种情况下,各种块被移动并且然后被锁定,使得装置400的整体几何形状在装置的致动期间被固定。相互固定可以以不同的方式进行,通过相互固定的元件或通过不同的元件,将不同的块固定在位置上。插入、移动和/或定向装置的尺寸可构造性不会改变其功能,如下所述。
插入和移动装置可以被构造成沿槽插入发夹状件,并且将插入到扇区中的发夹状件在所述扇区的径向向内和/或向外上移位。
可移除插入和移动装置(400、400II、400IV、600)被构造成使得先前逐步插入的发夹状件从相对于所述绕组轴线的第一角位置径向移动,其中已经插入到绕组中的发夹状件还不干扰正在插入的发夹状件,直到相对于与所述相应区域相对应的所述绕组轴线的第二角位置。
根据本说明书的一方面,当扇区的最后的发夹状件已经被插入时,将所述可移除插入和移动装置400、400II、400IV、600移除。如果重新定了尺寸,这些发夹状件可以插入到新的扇区的相应区域中,否则在这样的区域中将使用其他不同尺寸的装置。
在该步骤中,值得确定的是,中间冠被定位成使得容纳反向的发夹状件所需的空间SLR与反向的发夹状件的轴线对准:参考所谓的“初始冠对准”。换言之,周向容置装置与插入和移动装置被相互定位,以便在所述槽中限定反向类型的发夹状件的最小插入区域。
步骤2:反向的发夹状件的插入
参照图21,在该阶段,剩下的就是完全插入发夹状件,使得“形成水平”与“形成结束水平”相重合。在图24中进一步描绘了可移除插入和移动装置400。
在这个第一分析中,我们设想发夹状件255-R向下,直到两个腿部(为简单起见,彼此相同)中的一者接触到支座表面。
步骤3:反向的发夹状件的容纳
鉴于反向的发夹状件255-R已经插入到与在绕组中应该插入的最终位置PFR不同的位置(根据本说明书的一方面,这总是可能的),因此将反向的发夹状件引导进入其正确的目的地是必不可少的。由于插入器相对于容置器相对旋转(如果插入器处于静止,是由于从插入侧观察到的容置器顺时针旋转;如果容置器处于静止,则是插入器在相对的方向上周向地旋转,这适用于每个实施方式)了槽节距和插入系统的几何形状(通过未示出的相对旋转装置,其适应于执行围绕着旋转轴线50进行的一个或更多个槽节距的顺序旋转,相对旋转装置是不同的并且相对旋转装置有利地与发夹状件和与发夹状件的容置装置300以及与移动和插入装置400分开,这适用于每个实施方式),这是允许的。换言之,图21中以深灰色表示的反向的发夹状件255-R必须占据“最终反向的发夹状件位置”PFR。
发夹状件255-R的旋转由于容置器系统300而是允许的,容置器系统300也将使内部冠旋转,发夹状件255-R的旋转与内部冠的旋转是密不可分的。我们试图详细分析该旋转是如何发生的。从图22所示的仰视图中看出,在旋转期间,插入的反向的发夹状件(255-R,深灰色)将在一侧被容置器300拖动,并且在另一侧被可移除插入和移动系统400引导。插入器中的倾斜部或渐缩部分430的存在导致发夹状件的右腿部瞬间与倾斜部或渐缩部分430相切:因此,发夹状件将倾向于移动到理想的最终位置,如图23所示。该图强调了反向的发夹状件的理想最终位置255-R-I(灰色)与反向的发夹状件的实际位置255-R-F(深灰色)之间的差异。需要注意的是,在旋转之后,深灰色发夹状件的左腿部,即属于最内部冠的发夹状件,被定位在更大的直径上;然而,这不是问题:正如我们将在下面看到的,标准发夹状件255的向前移动将倾向于完全定位反向的发夹状件255-R。
倾斜部430(或“渐缩部分”)是成型桥接件480(参见图20,在垂直于轴线50的平面上的视图)的一部分,倾斜部430连接装置400的两个周向端部并且在发夹状件的情况下位于两个插入开口之间。成型桥接件是一个或更多个元件的示例,这些元件被构造成使已经被插入的发夹状件在相对旋转装置致动时并且根据每个扇区的发夹状件的周向位置而径向地移动,使得在发夹状件之间的插入区域中有自由空间,这些发夹状件占据扇区,用于插入扇区的一个最后的发夹状件。根据本说明书的一方面,渐缩部分430相对于旋转方向被定位在后部发夹状件的腿部处,渐缩部分430在相对旋转方向上加宽。
图24描绘了在组装期间将没有容置器(用于说明目的)的反向的发夹状件插入到内部冠100-CI中。
步骤4:第一标准发夹状件的定位
如图25所示,在布置反向的发夹状件之后,可以开始将标准类型发夹状件255插入到内部冠100-CI中。与对反向的发夹状件所做的一样,首先要做的是将发夹状件正确地定位在插入系统的凹坑440U+440S/440R处。如所描绘的,凹坑可以分叉以具有插入标准发夹状件和反向的发夹状件两者的可能性。存在第一单一凹坑部分440U,从该凹坑部分分出两个凹坑440S和440R,分别用于标准发夹状件和反向的发夹状件。需要注意的是,440S和440R在两种情况下都遵循发夹状件的桥式连接部的弯曲方向。
步骤5:第一标准发夹状件的插入
在该阶段,唯一要做的是完全插入发夹状件使得“形成平面”与“形成结束平面”相重合。
鉴于标准发夹状件已经被插入到与标准发夹状件在绕组中应达到的最终位置不同的位置255-ST,因此将其引导到正确的目的地是必不可少的。由于容置器旋转(顺时针,从插入侧观察)了槽节距和插入系统的几何形状,这是允许的,如对反向的发夹状件所描绘的那样。
然而,与反向的发夹状件不同,标准发夹状件255在两个腿部旋转期间由插入系统引导并且同时也由使其旋转的容置器引导。特别地,在这种情况下,切线条件是图26中所示的那些条件,右侧的倾斜部430允许标准发夹状件接近。
可以验证,与反向的发夹状件不同,此处“最终理论位置”255-I和“实际最终位置”之间的距离实际上为零。值得注意的是,这种发夹状件的插入是可行的,因为先前插入的反向的发夹状件并不代表障碍。标准类型发夹状件停留在先前插入的反向的发夹状件上,迫使反向的发夹状件不可避免地占据“最终理论位置”,如先前所提到的那样。
端部420的膨胀421为标准型发夹状件提供了容置器。
步骤7:第二标准发夹状件的定位、插入和容纳
使用与步骤4、步骤5和步骤6中建议的机制相同的机制,可以插入属于中间冠100-CIN的所有剩余的标准型发夹状件,以形成中间冠。
图27和图28描绘了第二标准型发夹状件的容纳。在初始位置255-S插入第二标准型发夹状件之后,获得图27中的情形。再次,顺时针旋转槽节距使发夹状件被容纳在如图28所示的最终位置255-E。
同样,值得注意的是,逐步插入的发夹状件将停留在先前插入的发夹状件上,这些发夹状件不会以任何方式阻碍所考虑的发夹状件的定位或容纳。
现在我们将对在插入k个标准发夹状件之后,插入的第一标准发夹状件255和反向的发夹状件255-R在插入和移动系统400处聚集在一起时会发生什么进行详细研究和分析。
步骤8:螺旋加宽剖面的形成
在插入一定数量的发夹状件之后,这些发夹状件根据所考虑的产品而不同,获得图29中的情形。插入的第一标准发夹状件2551将再次位于插入和移动系统400处,该系统具有这样的几何形状(例如,形状如在图中所描绘的楔形体411),以使其遵循这里被称为“标准发夹状件距离剖面”。随着发夹状件被逐步插入并且因此外部容置器旋转,第一发夹状件将不再在圆形剖面上移动,而是开始形成螺旋形的加宽剖面,允许所有剩余发夹状件定位、插入和容纳直到结束。
步骤9:插入系统内的反向的发夹状件的打开
反向的发夹状件尽管首先被插入到中间冠中,但不一定覆盖先前描述的“距离剖面”411。参照图30,这很容易推断。事实上,在该步骤中,由于反向的发夹状件的头部255-RT的弯曲方向相反,反向的发夹状件255-R暂时放弃了其他发夹状件,而遵循螺旋形加宽剖面。只有在移除插入和移动系统400之后才会发生重新连接,从而完成中间冠。
必须指出的是,在步骤8和步骤9中,即使可以使用非常不同的形状,但插入系统的一个部分的几何形状如何也具有特别的重要性。
步骤10:最后的标准发夹状件的定位、插入和容纳
当最后的发夹状件被定位并且因此被插入时,获得图31和图32中的情形。最后的(标准)发夹状件255的容纳是通过槽节距旋转来实现的,正如先前对其他标准发夹状件所做的那样。这里也值得注意的是,在插入系统附近正确再现的反向的发夹状件255-R并不表示障碍。
步骤11:插入系统的额外旋转和移除
在移除插入系统(从上面滑下)之前,适当的进行额外旋转,以确保插入的最后的发夹状件离开插入系统的内部支座,以避免其移位。移除插入系统之后,获得组装好的冠,因为由于插入器的几何形状移位的发夹状件将自然地向第一层上的旋转轴线靠近。
组3:外部冠形成
由于外部冠的组装可以包括反向的发夹状件(层2与层3之间的发夹状件)和标准发夹状件的插入,因此可以使用与组装和获得中间冠所采用的程序类似的程序执行。因此,所获得的绕组已准备好被插入到定子组中。
对存在用于层内跳跃的若干个反向的发夹状件的系统的研究
在先前节段中,我们已经看到了如何在具有一个仅用于层内跳跃的反向的发夹状件的情况下来管理绕组是可能的。有趣的是,将应用的构思延伸到一个绕组中存在不同反向的发夹状件的情况。特别地,参照了图33中存在彼此相邻并且相互偏移槽节距的倍数(例如,在绕组100R4中为180°)的反向的发夹状件255-R的产品。
存在的绕组100R4的组装可以通过遵循至少3个策略来获得,如以下示。在这些策略中,“形成水平”和“形成结束水平”可以相重合。
在第一策略中,先前章节中应用的构思被延伸到:每个层内跳跃仅有一个反向的发夹状件的产品的情况。
因此,基本构思是在冠形成步骤期间给反向的发夹状件赋予更大程度的优先权,做出以下假设:
-连接两个冠的反向的发夹状件始终在两个冠之间的最外部冠的构造期间插入;
-组装好的绕组从最内部冠的构造中获得,并逐步向更大的直径移动;
-在存在反向的发夹状件的情况下形成冠中,首先要插入的发夹状件是反向类型的发夹状件;以及
-所有的发夹状件(标准发夹状件和反向的发夹状件)都被定位,并且因此被插入到插入系统中的除了该发夹状件相关的最终理论位置之外的空间区域,特别地,这些发夹状件被插入到更大的直径上。
可以为每个冠提供不同的系统(对于所考虑的定子,用于中间冠和外部冠的插入系统必须以容纳标准发夹状件和反向的发夹状件)。当具有若干个腿部的类型的所有发夹状件都被组装好时,将在结束时插入任何I引脚类型的发夹状件。
管理和插入发夹状件的方法是模型3中的方法。较少数量的标准发夹状件的存在导致了“空的空间区域”的产生。这些是容纳反向的发夹状件所需的空间。
然后,在开始对第二冠进行组装之前,连续插入两个或更多个反向的发夹状件,也是在不同的位置上平行地插入,这在图34和图35中被示出(利用顺时针的容置器旋转,利用逆时针旋转以返回到插入第二反向的发夹状件的初始位置)。然后,第一标准发夹状件被定位在与其他两个反向的发夹状件对应的位置,并且如上述继续添加标准发夹状件,直到完成第二冠(中间)。为了插入第一标准发夹状件,可能需要进行一次空载反向旋转(重新对准)。移除插入器使中间冠关闭并且获得中间冠(仅在执行槽节距的一定倍数的空旋转之后,也是为了避免移除一些发夹状件)。
外部冠可以通过应用与中间冠相同的构思来获得。
这种第一策略的问题在于所有反向的发夹状件的初始插入可能导致引入另外的容置器系统,该系统是为了避免发夹状件向外“掉落”。
在第二优选的组装策略中,目的是避免使用这样的另外的容置器系统,如在先前方法中所看到的,当反向的发夹状件全部首先插入时,容置器系统可能需要支持反向的发夹状件。这可以通过取消假设3来实现。因此,可以得到以下假设:
-连接两个冠的反向的发夹状件始终在两个冠之间的最外部冠的构造期间插入;
-组装好的绕组是从最内部冠的构造中获得,并逐步向更大的直径移动;-在存在反向的发夹状件的情况下形成冠中,首先要插入的发夹状件是反向类型的发夹状件;
-所有的发夹状件(标准发夹状件和反向的发夹状件)都被定位,并且因此被插入到插入系统中的除了与该发夹状件相关的最终理论位置以外的空间区域中,特别地,这些发夹状件被插入到更大直径上。
可以为每个冠提供不同的插入系统(方便地,对于所考虑的定子,用于插入中间冠和外部冠的系统以容纳标准发夹状件和反向的发夹状件两者)。将不考虑I引脚类型的发夹状件,因为当具有若干个腿部的所有发夹状件都被组装好时,将在结束时插入这些发夹状件。
如可以观察到的,该模型的假设与先前显示的方案相同,但唯一的区别是在普通冠的形成步骤中,相对于标准发夹状件,反向的发夹状件没有被赋予更大程度的优先权。
对于假设1和假设2来说,要组装的第一冠是其最内部的冠,而且,此外它将只容纳标准发夹状件,如在先前场景中的那样。
因此,我们将研究集中在中间冠的形成上。在该步骤中,执行了两个连续的反向的发夹状件的定位。然而,在该阶段,我们不是插入与已经插入的反向的发夹状件不相邻的剩余反向的发夹状件(如在现有技术中),而是在已经插入的一对反向的发夹状件上定位标准发夹状件、插入标准发夹状件和然后容纳标准发夹状件。
然后,使用相同的技术插入标准发夹状件,直到在插入一定数量的标准发夹状件之后,越来越接近剩余的反向的发夹状件的理论位置(尚未插入,例如在相对于第一对发夹状件的180°处);在这种情况下,有必要停止标准发夹状件的插入,以使在标准发夹状件占据反向的发夹状件所需的空间之前容纳遗漏的反向的发夹状件。
为了插入两个剩余的反向的发夹状件,有必要进行对准,其中插入器被定位在对应的角位置。然后,如第一对那样,插入第三反向的发夹状件和第四反向的发夹状件。
需要注意的是,插入系统本身也可以使先前插入的标准发夹状件被容置(由于特殊的形状,这些发夹状件可以是不同的类型,并且在所示的示例中,这些发夹状件导致插入器的端部在旋转方向上的加厚421,圆形加厚)。然而,为了更好地突出并且使这样的功能更有效,在端部加厚将不那么圆,而是形成弧形(环形倾斜部部件接着加厚弧形),如在图36中的那样。在插入系统上实施的这种修改允许容置先前插入的标准发夹状件并且促进相继的初始对准,这是插入遗漏的反向的发夹状件和标准发夹状件所要求的。
另一个有趣的观察涉及在插入第二“组”反向的发夹状件255-R之后,应用初始对准以完成插入中断的标准发夹状件时会发生什么。在这方面,图37示出了进入环形倾斜部435的标准发夹状件255(当反向的发夹状件移动时不需要的圆形部件)是如何被容置在插入系统本身中的;这减少了在对准过程期间发夹状件被堵塞(jamming)的可能性。
此时,可以插入剩余发夹状件,这些发夹状件全部都是标准的。在这方面,有必要进行对准以便将标准发夹状件准确地插入到插入停止的点。然后,该程序继续进行,直到第一半圆完成为止。
此时,为了在另一个半圆中插入标准发夹状件,有必要进行对准。
然后,执行插入,直到第一标准发夹状件开始覆盖螺旋型加宽剖面,以便允许插入最后的发夹状件,类似于图29及其后的情况,经过必要修改。
外部冠的组装可以通过追溯针对中间冠所说明的推理来进行。
这种所说明的方法也非常适合于反向的发夹状件随机被安置的情况。
先前分析的情况是相邻反向的发夹状件的两个“组”处于最大距离(即处于180°)的情况,但该情况适合于先前所描述的任何距离。
在第三种组装策略中,该方法与先前分析的两种方法完全不同。假设如下:
-组装好的绕组从最内部的冠的构造中获得并且逐步向更大的直径移动;
-反向的发夹状件只有在部分地组装所有的冠之后才插入;
-所有的标准发夹状件都被定位并且因此插入到插入系统中的除了与该发夹状件相关的最终理论位置以外的空间区域中,特别地,这些标准发夹状件被插入到更大的直径上;以及
-(可选地)由于尺寸原因,可以为每个冠/扇区提供不同的系统(除非提供具有可移动元件的系统)。
在研究中将不考虑I引脚类型的发夹状件,因为当组装好具有若干个腿部的类型的所有发夹状件时,这些发夹状件将在结束时被插入。
从假设中可以推断出,在这种方法中,所有标准发夹状件都将被插入并且插入在所有冠上,虽然从最内部的冠开始,使用迄今为止采用的相同方法;但是在获得部分组装的绕组之后,反向的发夹状件将借助于特殊的插入系统被插入,根据需要进行建模,该系统具有双重功能,作为被插入的反向的发夹状件的引导,以及作为加宽冠以允许插入并且因此允许容纳的元件。
这第三种方法相当复杂,考虑到只有在以下情况下才允许在两个冠之间插入普通反向的发夹状件:
-最外部冠被加宽了与板的高度相等的径向量;以及
-最内部冠朝向内部径向地移位了与板的高度相等的径向量。
图38示出了冠的加宽周向和缩小周向(点划线)。此外,需要注意的是,在存在相互相邻的反向的发夹状件中,可以更方便地同时插入反向的发夹状件,而不是一次插入一个发夹状件。事实上,否则,先前插入的反向的发夹状件也将不得不向内推。
值得注意的是,图中强调的两个周向之间的最小距离等于板的高度的两倍(在这种情况下,2*1.8=3.6mm)。
图39示出了关于第二对反向的发夹状件的两个周向。
尽管如此,优选的是始终从最内部的冠开始插入反向的发夹状件。参照图39,首先通过加宽中间冠并且固定内部冠,来插入最外部的反向的发夹状件;然后通过加宽外部冠并且向内固定中间冠,来插入最内部的反向的发夹状件;值得注意的是,当中间冠被压缩时,最内部的反向的发夹状件也将感受到这种径向力的影响:这些反向的发夹状件往往占据比相关层的理论直径更小的直径。
具有平行发夹状件的实施方式
在研究中,已经考虑了具有以下非限制性特征的绕组:
-板尺寸2.16×3.16;
-每槽4线材×48槽绕组;
-发夹状件腿部高度PDT=160mm;以及
-平行型绕组,具有2种类型的发夹状件,一种在层1至层3之间,以及另一种在层2至层4之间。
所进行的研究的目的是对从顶部插入发夹状件并且形成根据本说明书的一方面的过程所提供的绕组所需的空间进行粗略估计,并且对用于组装始终需要的内部容置器壁的尺寸进行估计。
本研究是通过区分插入发夹状件的方式来进行的。
在第一种平移垂直插入的情况下,参照图40,通过向外加宽第一组装的冠部件100I(向左),并且在理论直径上保持最后组装的冠部件100F(向右),平行发夹状件255-P完全垂直地插入。因此,有必要将发夹状件插入到比在最终位置的直径更大的直径上。在图中,叶片310’与其它实施方式中一样被使用,但是可以使用任何槽的形成和容置器系统。还使用了比装置400厚的插入/移动装置400II。应该注意的是,为了简化图中的图示,装置400II只在其中心部分中被绘制出,而没有在周向端部示出且是俯视图。
从研究中可看出,考虑到冠的宽度(受发夹状件的数量、板尺寸和“s”形弯曲尺寸的影响),被插入的发夹状件必须插入到比理论直径(在这种特殊的、非限制性的情况下,为约130mm)大得多的直径上,这导致发夹状件与形成容置器的夹具的下面的壁撞击,如图41中被包围的部分所示。
此外,如图42所示,为要插入的发夹状件制造空间所需的加宽导致属于不同层的发夹状件的腿部相对于定子轴线交叉相当低。这意味着夹具的壁非常薄(在最内部部分上为1mm),并且相对于产品的尺寸相对较低(在引脚向下突出10mm的情况下,高度为约30mm)。如此低的壁导致发夹状件向外掉落,并且因此这些壁在形成期间需要外部容置器。因此,以这种方式插入是不可能的。
在第二种倾斜插入的情况下,并且参照图43,发夹状件插入相对于定子的轴线AS设置有一定角度γ。这使得以更接近理论直径(即最终位置)的直径插入发夹状件。
从对这种特定构造进行的测试中发现,给出最佳效果的倾斜角度γ是相对于轴线的约5°,这种角度取决于绕组的几何形状,必须逐个限定,但不同的角度也是可能的,一个可能的范围可以从0°到30°,优选地在3°与7°之间。倾斜使平移垂直法的插入问题得到解决,因为可以将正在插入的发夹状件向内部移动得更近,腿部不再撞击夹具的壁。
倾斜导致发夹状件的端子在内部突出,即这些端子占据了内部容置器直径内的空间,例如,如在图40中所看到的那样。倾斜并没有显著地减少发夹状件向外部的加宽,发夹状件向外的加宽大致保持相同,因此夹具的壁的高度仍为30mm(在所进行的特定试验中),最小厚度为1m的且在容置器下的端子投影为10mm。
结果为,插入是可能的,但容置大大降低。
在第三种纯垂直插入的情况下,先前说明的两种方法证实了上述所谓的“模型3”;事实上,与倾斜的存在无关,该倾斜为零或为非零,发夹状件被插入到比与其相关的层的理论周向更大的周向上。相反,上述“模型2”的应用在考虑使用平行发夹状件的这种绕组类型的存在中是有趣的。的确并且在任何情况下,如图所示,存在必须提供高度强调的首先插入发夹状件的加宽以完成发夹状件的插入的问题。将发夹状件255-P(或通常255)直接插入到图44所示的“理论发夹状件位置”,允许分配必要的加宽,以便不超过超螺旋剖面;最后插入的发夹状件上最明显且最突出的压缩不仅允许发夹状件在没有任何阻碍地情况下继续插入,而且还允许补偿首先插入的发夹状件的外部加宽的部分,有利于容置夹具的指状物的尺寸,从而使其更加坚固且不那么关键。
应该注意到,将上述所示的模型应用于这种类型的绕组比应用于具有独立冠的绕组问题要小得多,这是因为,由于具有单一冠,在将发夹状件向更小直径压缩期间,不会出现如何管理最外部冠的问题。此外,可以验证的是,在保持夹具的指状物的相同几何形状的同时,与先前分析的情况相比,使用该模型将促进插入(没有干扰),并且有可能进一步加强指状物并使这些指状物定位在更接近发髻的位置。
上述也适用于包括超过两个发夹状件的平行发夹状件。
此外,这里对于本说明书的所有实施方式并且参照图45进行具体说明,每次重新定位发夹状件的插入装置时,必须确保在槽内具有最小的插入区域。考虑到具有a·b线材截面的发夹状件,节距=α,直的部分的截面的重力中心分别位于半径为R1和R2的周向上,并且有L作为线性距离的值。
“理论位置区域”被限定为两个区域a·b中的一个和另一个,这两个区域分别定位成:一个区域的重力中心在周向R1与限定角度α的两条直线之一的交点上,另一个区域的重力中心在周向R2与限定角度α的两条直线之一的交点上(如图45(a)中的图像),其角度成为发夹状件本身的截面。
“最小插入区域”被限定为两个区域a·b中的一个和另一个,这两个区域是沿轴线y的刚性平移(具有恒定长度L),其中刚性平移等于a·b/cos(α/2)(如图45(b)中的图像)。发夹状件必须带腿部插入到这些区域中并且然后可以使这些腿部更接近理论位置区域。为了被插入,发夹状件的腿部的截面必须在最小插入区域内,否则就不能将其拉近以完成插入。
根据说明书对在存在交叠发夹状件的情况下的系统进行研究
对如何将本说明书中的构思应用于提供使用交叠发夹状件的绕组诸如在图4G和图4H中的绕组进行评估是有趣的。
记住使用交叠发夹状件的绕组具有以下特点:
-该绕组包括每个冠最少数量的不同的发夹状件,最少数量等于两个:标准发夹状件和交叠发夹状件;
-交叠发夹状件总是位于标准发夹状件或反向的发夹状件之上;以及-两个发夹状件具有不同的加宽角;特别地,与标准发夹状件(角度α)相比,交叠发夹状件具有超过两个定子槽节距的开口角(角度β)。
两个开口角之间的关系如下:β=α+2δ,其中是定子槽节距,用Nc表示定子槽的数量。
进行了以下通常的假设:
-各种冠的标准发夹状件的空间布置是模型3中所描述的布置;
-组装好的绕组从最内部冠的构造中获得,并逐步向更大的直径移动;
-位于底部的标准发夹状件,必须总是在叠加交叠的发夹状件之前被插入;-标准发夹状件的插入必须始终伴随着交叠发夹状件的插入;换句话说,不可能考虑先插入所有且仅插入标准发夹状件,并且在第二步骤中,插入剩余的交叠发夹状件;
-顺序插入标准发夹状件-交叠发夹状件可以通过单独处理发夹状件或同时处理发夹状件来完成;
-应提供可为每组配置的插入系统,并且从而为每个层和层部分配置;以及-由于插入的第一发夹状件的径向加宽,因此允许最后的标准/交叠发夹状件的插入。
根据说明书对在存在I引脚的情况下的系统进行研究
参照图46和图47,对特定的绕组进行了实际研究,该绕组具有以下类型的发夹状件:在最内层有12个I引脚255-IP,在层5至层6有36个标准引脚255,在层4至层5有12个反向引脚255-R,在层3至层4有36个标准引脚,在层2至层3有12个反向引脚255-R,在层1至层2有36个标准引脚255以及在层1布置有6个反向引脚255-IVP。
这种研究的目的是为了验证在存在上述引脚的情况下组装的可行性,特别地对于存在I引脚和反向引脚的情况下组装的可行性。
冠的建模
首先,对研究所需的模型进行创建,从冠5至冠6开始,即最内部的冠,其具有12个I引脚和36个标准发夹状件。通过单独插入所有发夹状件并且将其约束在参照图中来表示冠,如先前的节段所示。
标准发夹状件被约束到右腿部的无隔离部分、左腿的无隔离部分和“S”形弯曲处,而I引脚仅被约束到其唯一的腿部和端子上的弯曲起点。
根据冠5至冠6的模型,可以估计插入标准发夹状件所需的加宽以及插入I引脚发夹状件的顺序。
从模型中可以看到对冠进行组装时发生了什么,例如,一些I引脚保持自由移动,因为这些引脚没有被标准发夹状件“包围”。
此外,可以确定形成冠所需的加宽并且因此可以确定容置器结构的尺寸。
I引脚在绕组中的最终插入可以通过特定的装置进行,例如,如在现有技术中。
根据本说明书对在存在倒置引脚的情况下的系统进行研究
可以用上述示例中使用的相同定子来对倒置引脚255-IVP的管理进行分析。
参照图48,可以看到,这些倒置引脚可以用机械臂或用夹具通过将其从上面垂直插入来直接插入到槽中,但这些倒置引脚在相对于最终位置的更大直径周向上。
径向最外部倒置引脚的插入位置决定了容置器壁的最小厚度和径向长度(这类参数通常由最外部冠的加宽决定,在这种情况下,对两种情况进行比较,来看哪一种是最关键的)。
参照图49,也可以使用类似于为标准发夹状件设计的插入器400IV,插入器400IV具有一个凹坑465IV。
作为示例,可以在端部插入倒置引脚,其优点是在较窄的角中具有插入位置(即,没有跟随容置器旋转的机器人)。
另外的实施方式
经过一些实验检查,可以看出将插入装置分成两个不同的主体是可能的且有利的,因为可以看出,通过移动这些主体,可以插入不同类型的发夹状件,形成同一绕组,保持其几何形状固定。换句话说,以这种方式可以避免在改变发夹状件类型时重新设计并且因此替换机器上的插入系统。
然而,对于插入和移动装置来说,也可能具有单一主体。下面将考虑这两种情况,特别强调在两个不同的和分离的部分的实施方式。
参照附图,特别是图56至图68B,本说明书涉及一种用于对定子或转子绕组100进行组装的系统,所述绕组包括围绕绕组轴线50周向地延伸的一个或更多个扇区100-CI、100-CIN,每个扇区包括一个或更多个层,每个层包括发夹状件255、255-R、255-IP、255-IVP的周向布置结构,所述发夹状件包括头部端部和两个腿部,所述腿部具有相应的自由插入端部。发夹状件通常不是根据本发明的系统的一部分,但也可以包括它们。在任何情况下,为了说明使用中的系统的部件,在本文中对它们进行了限定。
组装系统首先包括发夹状件的周向容置装置300、300'、300",周向容置装置限定了一组空间或槽350、350'、350",所述空间或槽被构造成接纳发夹状件的腿部,根据现有技术,两个槽之间的角距离被称为槽节距。然而,必须注意的是,在本说明书中,容置装置是单个周向块,该块不能像现有技术文献WO 2018/039806中那样周向地分离和打开。形成槽的分离元件可以移动,但容置装置主体的周向是不可分离的(单个周向块,可能通过可伸缩叶片形成,其只能径向地移动,但没有在相互成不同角度处的叶片组以及,因此,不再沿相对于旋转轴线的径向方向移动)。所述系统还包括可移除插入和移动装置(400、400II、400IV),所述可移除插入和移动装置(400、400II、400IV)与周向容置装置(300、300'、300”)分离(不与其结合),并且可移除插入和移动装置(400、400II、400IV)包括用于插入发夹状件的两个腿部的两个开口(665A、665B)。在这里,这种装置本身通常是已知的。为了完成普通的部件,还包括相对旋转装置,并且这些相对旋转装置被构造成使可移除插入和移动装置与周向容置装置相互旋转,使得周向容置装置在接近方向上朝向所述可移除插入和移动装置行进,所述相对旋转装置被构造成执行围绕着与周向容置装置的轴线相重合的旋转轴线50进行的一个或更多个槽节距的旋转。
两个开口665A、665B被构造成使得:在使用中,插入的发夹状件的第一腿部相对于接近方向为前方并且第二腿部相对于所述接近方向为后方。在这里,开口的位置通常是已知的。当然,这些开口具有轴向延伸(在使用中与轴线50相平行)。应该注意的是,在图50中,两个开口包括例如元件661A和元件661B,但为了简化对附图的阅读,在连续的附图中没有显示这些元件,但是可以理解它们是存在的。这种元件仅仅是两个开口如何被构造的示例。
根据本说明书,可移除插入和移动装置(在上述实施方式中为400、400II、400IV,从图50起为600,并且这适用于以下所有参考文献)包括第一部分400A、600A和第二部分400B、600B,所述第一部分400A、600A和所述第二部分400B、600B分别具有第一周向延伸方向和第二周向延伸方向、以及第一轴向延伸方向和第二轴向延伸方向,第一部分400A、600A和第二部分400B、600B被构造成使得:第一部分400A、600A和第二部分400B、600B可以在所述周向容置装置300、300'、300”的外侧以使所述轴向延伸方向与旋转轴线50平行的方式定位并且定位成相比于所述扇区100-CI、100-CIN距旋转轴线50的径向距离而言具有距所述旋转轴线更大的径向距离。这是相对于文献US2020/0336054的一个区别,在US2020/0336054中发夹状件的移动装置(例如,图8中的附图标记15)在容置装置内。
更具体地说,第一部分400A、600A具有第一周向端部410、610A和第二周向端部、以及用于连接所述第一周向端部与所述第二周向端部之间的第一连接体,在垂直于所述旋转轴线50的截面上,第一周向端部410、610A就厚度而言在朝向第二周向端部的方向上是径向向外增大的。可以看出,第一端部在所有实施方式中是共同的并且具有楔形体,其中朝向轴线50的面610A1或410S优选地没有渐缩,该端部径向地向外(远离50)存在渐缩。这种无渐缩的面允许容置一些已经插入的发夹状件(先前层)。
在所有实施方式中,第一部分400A、600A在所述第一连接体中具有相对于所述第一周向端部径向向内的远端渐缩部430、680A1,在垂直于所述旋转轴线50的截面上,所述远端渐缩部就厚度而言在朝向第二周向端部的方向上是径向向内增大的。这种远端渐缩部允许轴向插入的发夹状件的移动,以便将其带向正在组装的扇区。由于这种渐缩部,这样的接近可以包括发夹状件相对于穿过桥式连接部中心的轴线的旋转,并且这样的接近与腿部(至少与刚好连接到头部的部分)平行。
第二部分400B、600B具有第一周向端部420、610B和第二周向端部、以及在所述第一周向端部与所述第二周向端部之间的第二连接体,其中所述连接体具有相对于所述第一周向端部径向向内的近端渐缩部421、650B1,在垂直于所述旋转轴线(50)的截面上,所述近端渐缩部就厚度而言在朝向第一周向端部的方向上是径向向内增大的。这种近端渐缩部允许轴向插入的发夹状件的移动,以便将其带向正在组装的扇区。同样借助于这种渐缩部,这样的接近可以包括发夹状件相对于穿过桥式连接部中心的轴线的旋转,并且这样的接近与腿部(至少与刚好连接到头部的部分)平行。
这里,很明显的是,在实施方式600的情况下,每个部分的第二周向端部是相互分开的,而在先前实施方式的情况下,两个第二端部在单个连接部主体480的中心处重合。在两组实施方式400、600仅使用一个接近方向的情况下,对另一个接近方向使用镜像配置,其功能是相当的,并且使两个第二端部重合的事实是完全可选的。另一方面,如果同一装置要交替用于两个接近方向,以及用于不同的冠,那么其第二端部必须是分开的,如在实施方式600中,因为有必要不时地重新定位两个部分600A和600B,并且第一端部必须是相等的,即使在周向方向上两个部分也是相对的(对称配置)。
在这点上,有必要进一步给出两个部分的构造的一些细节。首先,所述第一部分400A、600A的第一周向端部410、610A被构造并且可以被定位成在使用中使与所述接近方向相遇的所述扇区的所述发夹状件2551、100I、100-CI-2径向地向外移位。此外,第一部分400A、600A和第二部分400B、600B的位置、以及第一部分400A、600A的远端渐缩部430、680A1和第二部分400B、600B的近端渐缩部421、650B1的位置被预先确定成使得:在使用中,插入到所述两个插入开口665A、665B的发夹状件在相对旋转装置致动时被径向地插入到所述扇区中。显然,一旦知道了本说明书的基础构思,本领域的技术人员可以很容易地确定元件尺寸,使得其与插入的特殊发夹状件一起工作。所提到的两个渐缩部的作用是使发夹状件在旋转时发生移位,与两个渐缩部相遇并且被径向地引导到正在组装的扇区。即使在US2020/0336054中提供了引导装置,但这些引导装置也是在容置装置内,因此,容置装置对所有的绕组来说不可能是相同的。相反,根据本说明书的发现,插入装置与容置装置解耦,同时保持发夹状件的径向引导,以及,最重要的是,通过相同的插入装置,扇区被自动地而不是手动地加宽用于插入扇区的最后的发夹状件,同样通过相同的插入和移动装置,最后的发夹状件自动地位于正确位置。这与现有技术无关,在现有技术中,这种加宽是手动的,或者是用特别的装置进行的,而不是用用于剩余发夹状件的插入装置,这些装置必须被移除。并且此外,这种情况与文献PCT/CA2017/051041中的系统的情况非常不同,在该文件中,容置器被分成了几个部分,这些部分被打开,失去了相对于旋转轴线的对称性。这些失去对称性的开口也需要复杂且昂贵的移动装置,以及使用特殊的容置装置,这些特殊的容置装置也是昂贵的,并且尽管如此,还是需要用更简单的更常用的装置来进行替换。
根据本说明书的可选方面,第一部分400A、600A的第一周向端部410、610A和第二部分400A、600B的第一周向端部420、610B具有面向所述轴线50的表面410S、610A1,并且第一部分400A、600A的第一周向端部410、610A和第二部分400A、600B的第一周向端部420、610B布置在距旋转轴线50预定距离处,以便在使用中对已经被插入到先前扇区中的发夹状件进行“引导”和容置。
根据本说明书的可选方面,第一部分600A和第二部分600B在形状上是相同的,但第一部分600A和第二部分600B具有镜像构造(在使用中,相对于所述接近方向),第一部分和第二部分是分离的,并且所述第一部分和所述第二部分通过第一部分和第二部分的位置的支撑和调节装置而被保持。
根据本说明书的可选方面,仅与实施方式600有关,第一部分600A在径向向内的第一连接体中具有相对于所述第一周向端部610A的近端渐缩部650A1,在垂直于所述旋转轴线50的截面上,近端渐缩部650A1就厚度而言在朝向第二周向端部的方向上是径向向内减小的。此外,第二部分400B、600B在所述连接体中具有相对于所述第一周向端部610B径向向内的远端渐缩部680B1,在垂直于所述旋转轴线50的截面上,远端渐缩部680B就厚度而言在朝向第一周向端部的方向上是径向向内减少的。最后,第一部分600A的近端渐缩部650A1和第二部分600B的近端渐缩部650B1结束于发夹状件的形成有两个开口665A和665B的相应的径向容置元件和周向容置元件660A、660B、661A、661B,相应的所述周向容置元件660A、660B、661A、661B具有内部径向延伸部,并且相应的所述周向容置元件660A、660B、661A、661B在相应的所述第一周向端部610A、610B之前且在沿所述轴向延伸部就相对于所述容置装置而言比相应的所述第一周向端部610A、610B的高度更远的高度处沿着所述第一部分和所述第二部分的周向延伸部设置成一体。
根据本说明书的可选的方面,第一部分600A的所述第二周向端部680A和第二部分600B的所述第二周向端部680B在所述轴向方向50上具有相应的倾斜部680A3、680B3,所述倾斜部680A3、680B3被构造成在插入到插入和径向移动装置期间对所述发夹状件进行引导。
根据本说明书的可选的方面,第一部分和第二部分的第一端部元件被构造成使得扇区的最后插入发夹状件向内部移位。这可以通过反向插入和移动装置相对于容置器的相对旋转来实现。如在图9A中的那样,交替旋转并分别径向地向外部和向内部移动首先插入的发夹状件和最后插入的发夹状件。
根据本说明书的可选的方面,用于对第一部分和第二部分的位置进行支撑和调节的所述装置构造成在彼此之间布置第一部分和第二部分,以使得将发夹状件和反向的发夹状件插入在不同的层和冠上。
再次参照图50至图64B,获得以下单独可选的特征,(“内部”被理解为总是面向轴线50,“外部”面向相反的方向,显然指在使用中,但也指在装置不使用时,总是可以相对于与装置或装置的轴向延伸垂直的方向限定内部表面和外部表面):
-内部表面650A2首先(从第二端部)来到渐缩表面650A1,并且有助于形成开口665A。这同样适用于表面650B2。
-表面650A3是端部610A的在渐缩部610A2的端部处的外部表面;相应地,表面650B3是端部610B的在渐缩部610B2的端部处的外部表面。在图53和图55中清楚地看到,表面650A3和表面650B3延伸出去,占据了第一部分和第二部分的整个外侧。
-650A和650B表示第一部分和第二部分在两个开口665A和665B下面的轴向延伸部分。
-680A和680B表示连接到650A和650B的两个元件(特别是连接到内表面650A2和650B2的两个元件,这种元件提供上述远端渐缩部680A1和680B1,以及相邻的表面680A2和680B2,它们可以在组装期间起到对发夹状件进行引导和容置的作用,并确保发夹状件的最终定位。680A和680B还具有上述的倒圆或轴向的渐缩部680A3和680B3。元件680A和680B用作对发夹状件的轴向插入(特别地当这些发夹状件如图60A至图60C中的交叠发夹状件的情况下)和其径向接近进行引导。特别地这些元件为桥式连接部提供了轴向支座。
我们试图追溯步骤,以便在使用特殊的插入系统时,根据本说明书的一方面,识别用于对具有交叠发夹状件的绕组进行组装的策略。这样的插入系统在图66A至图66C中示出。
第1步骤:标准发夹状件的定位
参照图60A,首先要做的是将标准发夹状件255定位在开口665A和665B处,如在图50中整体所示。两个部分600A和600B可以通过已知的移动装置(未示出)而移动,以允许插入任何尺寸的任何发夹状件(标准、反向和倒置)并且因此允许任何层/冠的插入。这也适用于彼此具有不同节距的交叠发夹状件。在这种情况下,在插入第一发夹状件(例如,具有较小节距)之后,两个部分600A和600B可以移动(远离和/或相互旋转)以容纳另一个发夹状件(具有较大节距)。
交叠的发夹状件还可以包括多于两个的发夹状件,即一组具有越来越大的节距的发夹状件,其中存在具有较大节距的发夹状件和具有逐步变小的节距的一个或更多个发夹状件,这些发夹状件还相互交叠,即节距允许交叠。
第2步骤:标准发夹状件的插入
在该步骤中,插入发夹状件255以及然后移动两个部分600A和600B,即,在具有较大节距的发夹状件之前进行上述。有可能为具有较小节距的发夹状件的头部提供停止元件。
第3步骤:交叠发夹状件的定位
在插入标准发夹状件并且移动两个部分600A和600B之后,有可能定位交叠发夹状件255A。
第4步骤:交叠发夹状件的插入
然后,进行交叠发夹状件255A的插入。
第5步骤:同时容纳标准发夹状件-交叠发夹状件
参照图60C,借助于旋转(顺时针或逆时针,取决于“S”的形状)了槽节距并且利用插入和移动装置的几何形状,有可能将发夹状件容纳在扇区中。每个发夹状件的腿部滑动过工作表面,如上所述并且按照图中的箭头(但为了清楚起见,这些图仅被提供用于交叠发夹状件夹)。
此外,在图52至图55中,突出显示了发夹状件滑动的表面。特别地,图52中突出显示的表面是在具有相对逆时针旋转方向上发夹状件插入和绕组组装期间的工作表面,相反图54中突出显示的表面是在具有相对顺时针旋转方向上发夹状件插入和绕组组装期间的工作表面。相应地,同样适用于图53和图55,示出了首先插入的发夹状件的工作表面,这些发夹状件径向地移位以便为扇区的最后的发夹状件制造空间。
在实施方式600的图中,箭头表示发夹状件在工作表面上的移位。图62A和图62B示出了反向类型的发夹状件255R的插入和移动。
根据本说明书中提及除600以外的实施方式的可选方面,所述可移除插入和移动装置400、400II、400IV被制造成一件式。如上述所见,所述第一部分的所述连接体、所述第一部分的所述第二周向端部、所述第二部分的所述连接体、以及所述第二部分的所述第二周向端部形成为成型桥接件480。在使用中,所述第二部分的所述第一端部具有轴向表面422,所述轴向表面422在使用中面向所述旋转轴50并且布置成与所述旋转轴线50间隔开同冠的厚度相对应的距离,所述第二部分的所述第一端部就厚度而言在朝向第二部分的所述第二周向端部的方向上是不径向向外增大的。这里,应该记住的是,在插入和移动装置为一件式的实施方式的情况下,两个部分400A和400B在相应的第二端部处连接,大约在其周向延伸的装置的中心处连接。
根据本说明书的可选方面,同样涉及到实施方式400,所述开口是分叉式凹坑的一部分,所述分叉式凹坑具有公共部分440U、以及以连续的方式的第一部分440S和第二部分440R,所述公共部分440U构造成用于标准发夹状件或反向的发夹状件的一个腿部,所述第一部分440S构造成用于标准发夹状件的另一个腿部,所述第二部分440R构造成用于反向的发夹状件的另一个腿部。
根据本说明书的可选方面,同样涉及到所有实施方式,发夹状件子集包括一组或更多组交叠发夹状件255、255A,每组交叠发夹状件在两个腿部之间具有相应的节距,每组包括具有较大节距的发夹状件255A和具有相应逐步变小的节距的一个或更多个发夹状件255,并且其中插入和移动装置被移位以将交叠发夹状件插入和引导进入位置。下面描述该方法的一个示例。
根据本说明书中针对所有实施例的可选方面,插入装置与可移除插入和移动装置被构造成围绕所述旋转轴线50旋转,而周向容置装置300、300'、300”是固定的。
根据本说明书中针对所有实施方式的替代的可选方面,周向容置装置300、300'、300"构造成围绕所述旋转轴线50旋转,而可移除插入和移动装置是固定的。显然,两个块都可以反向旋转,但这将使系统的构造复杂化。
如上述可见,本说明书中针对所有实施方式还涉及一种用于对定子或转子绕组100进行组装的方法,所述定子或转子绕组100包括围绕绕组轴线50周向地延伸的一个或更多个扇区100-CI、100-CIN,每个扇区包括一个或更多个层,每个层包括发夹状件255、255-R、255-IP、255-IVP的周向布置结构,发夹状件包括头部端部和一个或更多个腿部,所述腿部具有相应的自由插入端部。所述方法包括要执行的以下步骤:
A.提供根据前述权利要求中一项或更多项所述的系统;
B.通过所述插入和移动装置400、400II、400IV、600,将发夹状件255、255-R、255-IVP插入到周向容置装置300、300'、300”中的相应区域中;
C.将周向容置装置的所述旋转装置致动一个或更多个槽节距;以及
D.重复步骤B和C,直到所述扇区完成并且整个绕组100逐步完成,其中,将所述插入和移动装置400、400II、400IV、600用于每个扇区的最后的发夹状件的插入;
其中,在步骤D中,当扇区的最后的发夹状件已经被插入时,将所述插入和移动装置400,400II、400IV、600移除并插入到新的扇区的相应区域中。
根据本说明书中针对所有实施方式的替代的可选方面:
-从最内部的扇区开始并且逐步移动到具有更大直径的扇区来对所述绕组进行组装;
-在每对连续扇区中的最外部的扇区的组装开始时,在所述对的连续扇区之间的最外部扇区的构造期间,插入一个或更多个反向类型的发夹状件;
-在插入反向类型的发夹状件255-R之前,存在对准步骤,在所述对准步骤中,将周向容置装置300、300'、300”和插入和移动装置400、400II、400IV、600相互定位成使得限定出用于供所述反向类型的发夹状件插入到所述槽中的最小区域;
-在反向类型的发夹状件被插入时,执行使周向容置装置300、300'、300"相对旋转了槽节距;以及
-在一个或更多个反向类型的发夹状件被插入在两个连续的扇区之间时,然后执行步骤F和G,其中发夹状件不是反向类型的。
根据本发明书中针对所有实施方式的替代的可选方面,发夹状件包括两对反向的发夹状件255-R和多个非反向的发夹状件(255、255-IVP),所述两对反向的发夹状件255-R以预定的相互角距离插入到绕组100中,并且其中,绕组的所有扇区首先用非反向的发夹状件255、255-IVP组装,从而为所述反向的发夹状件255-R留出所需的空间,并且其中,然后借助于以下步骤将所述反向的发夹状件插入在成对的扇区之间:
-通过可移除插入和移动装置(400、400II、400IV、600),将扇区对中的径向最外部的所述扇区加宽与插入位置的所述反向的发夹状件(255-R)的所述腿部的水平截面的径向尺寸相等的径向量;以及
-将所述扇区对的径向最内部的所述扇区朝向所述绕组轴线50移位与所述插入位置的所述反向的发夹状件255-R的所述腿部的水平截面的径向尺寸相等的径向量。
根据本说明书中针对所有实施方式的替代的可选方面,所述预定的相互角距离为180°。
根据本发明书中针对所有实施方式的替代的可选方面,对于平行发夹状件255-P执行步骤B和步骤C,并且重复步骤D,直到不遗漏最后的平行发夹状件的插入为止,并且其中,然后执行以下步骤:
-通过可移除插入和移动装置400、400II、400IV、600,从插入的第一发夹状件开始并且以插入的下一发夹状件中的一个发夹状件结束,将第一扇区部分向外加宽;
-将第二扇区部分保持在最终的理论直径处,所述第二部分与所述第一扇区部分是互补的;
-以与所述腿部相对于绕组轴线50的预定角度平行的方式插入最后的发夹状件;以及
-使所述第一扇区部分与所述第二扇区部分相接触。
根据本发明书中针对所有实施方式的替代的可选方面,所述预定角度在平行发夹状件255-P均包括两个发夹状件的情况下介于3度与7度之间。
根据本说明书中针对实施方式400的替代的可选方面,其中,使用上述所提及的交叠发夹状件的系统:
-将具有逐步变小的节距的一个或更多个发夹状件255以下述方式插入到所述周向容置装置300、300'、300”中:从具有较小节距的发夹状件开始插入,并且具有较小节距的发夹状件总是在具有较大节距的发夹状件255A之前插入;以及
-所述另外的可移动容置装置470被致动以定位具有逐步变小的节距的一个或更多个发夹状件,并且在此后立即移除可移动容置装置。
根据本说明书中针对所有实施方式400的替代的可选方面,其中,该系统用于交叠发夹状件,并且其中,随着所述周向容置装置300、300'、300”的相对旋转进行了至少一个槽节距,实现了交叠发夹状件255、255A在绕组100中的组装,所述相对旋转在所述周向容置装置中根据所述交叠发夹状件255、255A的桥式发夹状件连接部的弯曲而以从插入侧看顺时针或逆时针的方式进行。
本说明书的另外的目标是可移除插入和移动装置400、400II、400IV、600,所述可移除插入和移动装置400、400II、400IV、600构造成在对一个或更多个定子或转子绕组100进行组装的过程中将发夹状件255、255-R、255-IVP插入到周向容置装置300、300'、300”中并且使所述发夹状件在周向容置装置300、300'、300”中移动,定子或转子绕组100包括围绕绕组轴线50周向地延伸的一个或更多个扇区100-CI、100-CIN,每个扇区包括一个或更多个层,每个层包括发夹状件的周向布置结构,每个发夹状件包括头部端部和一个或更多个腿部,所述腿部具有相应的自由插入端部,该装置包括如上所述的可移除插入和移动装置。
所有上述也适用于具有多于两个腿部的发夹状件,但在总节距上存在限制,如果超过90°,则在径向插入时,发夹状件的腿部将立即磕碰,所以需要垂直插入。
上述部件(元件、装置、系统)中的两个或更多个可以自由关联,并且被视为根据本说明书的部件的套件。
上面已经描述了优选的实施方式,并且提出了本发明的变体,但是可以理解的是,本领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求书限定的相关保护范围的情况下进行修改和改变。
Claims (20)
1.一种用于对定子或转子绕组(100)进行组装的系统,所述绕组包括围绕绕组轴线(50)周向地延伸的一个或更多个扇区(100-CI,100-CIN),每个扇区包括一个或更多个层,每个层包括发夹状件(255,255-R,255-IP,255-IVP)的周向布置结构,所述发夹状件包括头部端部和两个腿部,所述腿部具有相应的自由插入端部,所述组装系统包括:
-所述发夹状件(255,255-R,255-IP,255-IVP)的周向容置装置(300,300',300"),所述周向容置装置以单个块的方式周向地延伸并且限定了一组空间或槽(350,350',350”),所述空间或槽(350,350',350”)被构造成接纳所述发夹状件的所述腿部,两个槽之间的角距离被称为槽节距;
-可移除插入和移动装置(400,400II,400IV),所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV)与所述周向容置装置(300,300',300”)分离,并且所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV)包括用于插入所述发夹状件的两个所述腿部的两个开口(665A,665B);以及
-相对旋转装置,所述相对旋转装置被构造成使所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV)与所述周向容置装置(300,300',300”)相互旋转,使得所述周向容置装置在接近方向上朝向所述可移除插入和移动装置行进,所述相对旋转装置被构造成执行围绕着与所述周向容置装置(300,300',300”)的轴线相重合的旋转轴线(50)进行的一个或更多个槽节距的旋转;
其中,所述两个开口(665A,665B)被构造成成使得:在使用中,插入的发夹状件的第一腿部相对于所述接近方向为前方并且第二腿部相对于所述接近方向为后方,
所述系统的特征在于:
-所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV,600)包括第一部分(400A,600A)和第二部分(400B,600B),所述第一部分(400A,600A)和所述第二部分(400B,600B)分别具有第一周向延伸方向和第二周向延伸方向、以及第一轴向延伸方向和第二轴向延伸方向,所述第一部分(400A,600A)和所述第二部分(400B,600B)被构造成使得:所述第一部分(400A,600A)和所述第二部分(400B,600B)能够在所述周向容置装置(300,300',300”)的外侧以使所述轴向延伸方向与所述旋转轴线(50)平行的方式定位成相比于所述扇区(100-CI,100-CIN)距所述旋转轴线的径向距离而言具有距所述旋转轴线更大的径向距离,
以及其中:
-所述第一部分(400A,600A)具有第一周向端部(410,610A)和第二周向端部、以及在所述第一周向端部与所述第二周向端部之间的第一连接体,在垂直于所述旋转轴线(50)的截面上,所述第一周向端部(410,610A)就厚度而言在朝向所述第二周向端部的方向上是径向向外增大的;
-所述第一部分(400A,600A)在所述第一连接体中具有相对于所述第一周向端部径向向内的远端渐缩部(430,680A1),在垂直于所述旋转轴线(50)的截面上,所述远端渐缩部就厚度而言在朝向所述第二周向端部的方向上是径向向内增大的,
-所述第二部分(400B,600B)具有第一周向端部(420,610B)和第二周向端部、以及在所述第一周向端部与所述第二周向端部之间的第二连接体,其中,所述连接体具有相对于所述第二周向端部径向向内的近端渐缩部(421,650B1),在垂直于所述旋转轴线(50)的截面上,所述近端渐缩部就厚度而言在朝向所述第一周向端部的方向是径向向内增大的;
以及其中:
-所述第一部分(400A,600A)的第一周向端部(410,610A)被构造且能够定位成在使用中使与所述接近方向相遇的所述扇区的所述发夹状件(2551,100I,100-CI-2)径向地向外移位;
-所述第一部分(400A,600A)和所述第二部分(400B,600B)的位置、以及所述第一部分(400A,600A)的所述远端渐缩部(430,680A1)和所述第二部分(400B,600B)的所述近端渐缩部(421,650B1)的位置被预先确定成使得:在使用中,插入到所述两个插入开口(665A,665B)中的发夹状件在所述相对旋转装置致动时被径向地插入到所述扇区中。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一部分(400A,600A)的所述第一周向端部(410,610A)和所述第二部分(400A,600B)的所述第一周向端部(420,610B)具有面向所述旋转轴线(50)的表面(410S,610A1),并且所述第一部分(400A,600A)的第一周向端部(410,610A)和所述第二部分(400A,600B)的第一周向端部(420,610B)布置在距所述旋转轴线(50)预定距离处,以便在使用中对先前组装好的扇区的已经被插入的发夹状件进行引导和容置,并且在所述周向容置装置(300,300',300')相对旋转时朝向所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV,600)向前移动。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述第一部分(600A)和所述第二部分(600B)在形状上是相同的,但所述第一部分和所述第二部分具有镜像周向构造,所述第一部分和所述第二部分是分离的,并且所述第一部分和所述第二部分通过所述第一部分和所述第二部分的位置的支撑和调节装置而被保持。
4.根据权利要求3所述的系统,其中,
-所述第一部分(600A)在所述第一连接体中具有相对于所述第一周向端部(610A)径向向内的近端渐缩部(650A1),在垂直于所述旋转轴线(50)的截面上,所述近端渐缩部(650A1)就厚度而言在朝向所述第二周向端部的方向上是径向向内减小的,
-所述第二部分(400B,600B)在所述连接体中具有相对于所述第一周向端部(610B)径向向内的远端渐缩部(680B1),在垂直于所述旋转轴线(50)的截面上,所述远端渐缩部(680B1)就厚度而言在朝向所述第一周向端部的方向上是径向向内减小的;以及
-所述第一部分(600A)的所述近端渐缩部(650A1)和所述第二部分(600B)的所述近端渐缩部(650B1)结束于发夹状件的形成有所述两个开口(665A,665B)的相应的径向容置元件和周向容置元件(660A,660B,661A,661B),相应的所述周向容置元件(660A,660B,661A,661B)具有内部径向延伸部,并且相应的所述周向容置元件(660A,660B,661A,661B)在相应的所述第一周向端部(610A,610B)之前且在沿所述轴向延伸部就相对于所述容置装置而言比相应的所述第一周向端部(610A,610B)的高度更远的高度处沿着所述第一部分和所述第二部分的周向延伸部设置成一体。
5.根据权利要求3或4所述的系统,其中,所述第一部分(600A)的所述第二周向端部(680A)和所述第二部分(600B)的所述第二周向端部(680B)在所述轴向方向(50)上具有相应的倾斜部(680A3,680B3),所述倾斜部(680A3,680B3)被构造成在使用中对所述发夹状件进行径向地引导,直到所述发夹状件被定位在所述扇区中。
6.根据权利要求3至5中一项所述的系统,其中,用于对所述第一部分和所述第二部分的位置进行支撑和调节的所述装置构造成将所述第一部分和所述第二部分相互布置成使得所述发夹状件和反向的发夹状件插入在不同的层和冠上。
7.根据权利要求1至6中一项或更多项所述的系统,其中,所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV)被制造成一件式,并且其中,所述第一部分的所述连接体、所述第一部分的所述第二周向端部、所述第二部分的所述连接体、以及所述第二部分的所述第二周向端部形成为成型桥接件(480),并且其中,所述第二部分的所述第一端部具有轴向表面(422),所述轴向表面在使用中面向所述旋转轴线(50)并且布置成与所述旋转轴线(50)间隔开同冠的厚度相对应的距离,所述第二部分的所述第一端部就厚度而言在朝向所述第二部分的所述第二周向端部的方向上是不径向向外增大的。
8.根据权利要求7所述的系统,其中,所述开口属于分叉式凹坑,所述分叉式凹坑具有公共部分(440U)以及以连续的方式的第一部分(440S)和第二部分(440R),所述公共部分(440U)构造成用于标准发夹状件或反向的发夹状件的一个腿部,所述第一部分(440S)构造成用于标准发夹状件的另一个腿部,所述第二部分(440R)构造成用于反向的发夹状件的另一个腿部。
9.根据权利要求1至8中一项或更多项所述的系统,其中,所述插入装置和可移除插入和移动装置构造成围绕所述旋转轴线(50)旋转,而所述周向容置装置(300,300',300')是固定的。
10.根据权利要求1至9中一项或更多项所述的系统,其中,所述周向容置装置(300,300',300”)构造成围绕所述旋转轴线(50)旋转,而所述可移除插入和移动装置是固定的。
11.一种用于对定子或转子绕组(100)进行组装的方法,所述定子或转子绕组(100)包括围绕绕组轴线(50)周向地延伸的一个或更多个扇区(100-CI,100-CIN),每个扇区包括一个或更多个层,每个层包括发夹状件(255,255-R,255-IP,255-IVP)的周向布置结构,所述发夹状件包括头部端部和一个或更多个腿部,所述腿部具有相应的自由插入端部,所述方法包括要被执行的以下步骤:
A.提供根据前述权利要求中一项或更多项所述的系统;
B.通过所述插入和移动装置(400,400II,400IV,600),将发夹状件(255,255-R,255-IVP)插入到所述周向容置装置(300,300',300')中的相应的区域中;
C.将所述周向容置装置的所述旋转装置致动一个或更多个槽节距;以及
D.重复步骤B和C,直到所述扇区完成并且整个绕组(100)逐步完成,其中,将所述插入和移动装置(400,400II,400IV,600)用于每个扇区的最后的发夹状件的插入;
其中,在步骤D中,当扇区的最后的发夹状件已经被插入时,将所述插入和移动装置(400,400II,400IV,600)移除并插入到新的扇区的相应区域中。
12.根据权利要求11所述的方法,其中:
-从最内部的扇区开始并且逐步移动到具有较大直径的扇区来对所述绕组进行组装;
-在每对连续扇区中的最外部的扇区的组装开始时,在所述对的连续扇区之间的最外部扇区的构造期间,插入一个或更多个反向类型的发夹状件;
-在插入反向类型的发夹状件(255-R)之前,存在对准步骤:在所述对准步骤中,将所述周向容置装置(300,300',300”)和所述插入和移动装置(400,400II,400IV,600)相互定位成使得限定出用于供所述反向类型的发夹状件插入到所述槽中的最小区域;
-在反向类型的发夹状件被插入时,执行使所述周向容置装置(300,300',300")相对旋转了槽节距;以及
-在一个或更多个反向类型的发夹状件被插入在两个连续的扇区之间时,执行步骤F和G,其中所述发夹状件不是反向类型的。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述发夹状件包括两对反向的发夹状件(255-R)和多个非反向的发夹状件(255,255-IP,255-IVP),所述两对反向的发夹状件(255-R)以预定的相互角距离插入到所述绕组(100)中,并且其中,所述绕组的所有扇区首先用非反向的发夹状件(255,255-IVP)组装,从而为所述反向的发夹状件(255-R)留出所需的空间,并且其中,然后借助于以下步骤将所述反向的发夹状件插入在成对的扇区之间:
-通过所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV),将所述扇区对中的径向最外部的所述扇区加宽与插入位置的所述反向的发夹状件(255-R)的所述腿部的水平截面的径向尺寸相等的径向量;以及
-将所述扇区对的径向最内部的所述扇区朝向所述绕组轴线(50)移位与所述插入位置的所述反向的发夹状件(255-R)的所述腿部的所述水平截面的所述径向尺寸相等的径向量。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述预定的相互角距离为180°。
15.根据权利要求11至14中一项或更多项所述的方法,其中,对于平行发夹状件(255-P)执行步骤B和步骤C,并且重复执行步骤D,直到不遗漏最后的平行发夹状件的插入为止,并且其中,然后执行以下步骤:
-通过所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV),从插入的第一发夹状件开始并且以插入的下一发夹状件中的一个发夹状件结束,将第一扇区部分向外加宽;
-将第二扇区部分保持在最终的理论直径处,所述第二部分与所述第一扇区部分是互补的;
-以与所述腿部相对于所述绕组轴线(50)的预定角度平行的方式插入最后的发夹状件;以及
-使所述第一扇区部分与所述第二扇区部分相接触。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述预定角度在平行发夹状件(255-P)均包括两个发夹状件的情况下介于3度与7度之间。
17.根据权利要求11至16中一项或更多项所述的方法,其中,使用了权利要求3至5中一项所述的系统,并且其中:
-将具有逐步变小的节距的一个或更多个发夹状件(255)以下述方式插入到所述周向容置装置(300,300',300”)中:从具有较小节距的发夹状件开始插入,并且具有较小节距的发夹状件总是在具有较大节距的发夹状件(255A)之前插入,
其中,对于具有逐步变小的节距的所述一个或更多个发夹状件(255)中的每个发夹状件而言,使所述第一部分和所述第二部分(610A,610B)相互移位,以容纳所述每个发夹状件。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,使用了权利要求10所述的系统,并且其中,随着所述周向容置装置(300,300',300”)的相对旋转进行了至少一个槽节距,实现了交叠发夹状件(255,255A)在交叠绕组(100)中的组装,所述相对旋转在所述周向容置装置中根据所述交叠发夹状件(255,255A)的桥式发夹状件连接部的弯曲而以从插入侧看顺时针或逆时针的方式进行。
19.根据权利要求11至18中一项或更多项所述的方法,其中,所述第一部分和所述第二部分被定位和/或移位成将以插入的所述第一发夹状件开始的第一扇区部分和/或以插入的下一发夹状件中的一个发夹状件结束的第二扇区部分向外加宽和/或径向向内推压。
20.一种可移除插入和移动装置(400,400II,400IV,600),所述可移除插入和移动装置(400,400II,400IV,600)构造成在对定子或转子绕组(100)进行组装的过程中将发夹状件(255,255-R,255-IP,255-IVP)插入到周向容置装置(300,300',300”)中并且使所述发夹状件在所述周向容置装置上(300,300',300”)中移动,定子或转子绕组(100)包括围绕绕组轴线(50)周向地延伸的一个或更多个扇区(100-CI,100-CIN),每个扇区包括一个或更多个层,每个层包括发夹状件的周向布置结构,每个发夹状件包括头部端部和一个或更多个腿部,所述腿部具有相应的自由插入端部,所述装置包括根据权利要求1至10中一项所述的可移除插入和移动装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102021000032159 | 2021-12-22 | ||
IT202100032159 | 2021-12-22 | ||
PCT/IB2022/062623 WO2023119193A1 (en) | 2021-12-22 | 2022-12-21 | System for assembling a stator or rotor winding, related assembling method and assembling tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116848768A true CN116848768A (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=80625561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280014037.2A Pending CN116848768A (zh) | 2021-12-22 | 2022-12-21 | 用于对定子或转子绕组进行组装的系统、相关的组装方法和组装工具 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240113606A1 (zh) |
EP (1) | EP4229742A1 (zh) |
CN (1) | CN116848768A (zh) |
CA (1) | CA3219949A1 (zh) |
WO (1) | WO2023119193A1 (zh) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA3035592A1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | Ats Automation Tooling Systems Inc. | Method and system for assembling hairpin conductors with a stator core |
IT201800005190A1 (it) * | 2018-05-09 | 2019-11-09 | Assieme e metodo di assemblaggio di un gruppo di avvolgimento di un avvolgimento a barre per una macchina elettrica | |
JP7135987B2 (ja) * | 2019-04-19 | 2022-09-13 | 株式会社デンソー | 整列装置および整列コイルの製造方法 |
-
2022
- 2022-12-21 CA CA3219949A patent/CA3219949A1/en active Pending
- 2022-12-21 WO PCT/IB2022/062623 patent/WO2023119193A1/en active Application Filing
- 2022-12-21 EP EP22840822.5A patent/EP4229742A1/en active Pending
- 2022-12-21 CN CN202280014037.2A patent/CN116848768A/zh active Pending
- 2022-12-21 US US18/276,069 patent/US20240113606A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023119193A1 (en) | 2023-06-29 |
EP4229742A1 (en) | 2023-08-23 |
US20240113606A1 (en) | 2024-04-04 |
CA3219949A1 (en) | 2023-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2823550C (en) | Method and fixture for twisting end portions of bar conductors, in particular for bar windings of electric machines | |
JP7299921B2 (ja) | 電気機械のための棒巻線の巻線群のための組み立てのアセンブリ及び方法 | |
EP1528658B1 (en) | Coil forming device and coil forming method | |
JP7269945B2 (ja) | 電気機械の固定子又はロータ用の巻き線棒の巻き線セットをプレアセンブリするための装置と方法 | |
US6862796B2 (en) | Method for manufacturing an electric rotary machine | |
US11277060B2 (en) | Aligning apparatus and method of manufacturing aligned coil | |
CN116848768A (zh) | 用于对定子或转子绕组进行组装的系统、相关的组装方法和组装工具 | |
CN112262520A (zh) | 使从电机的定子或转子的一侧突出的导体变形的装置和方法 | |
KR20210021994A (ko) | 헤어핀을 모델링하기 위한 장치 및 방법 | |
CN116391315A (zh) | 组装发夹绕组的设备和方法 | |
JP4134887B2 (ja) | ステータの製造装置、ステータの製造方法 | |
JP2022156296A (ja) | コイル挿入装置 | |
JP2005006364A (ja) | 回転電機のu字状セグメント順次接合ステータコイルおよびその製造方法 | |
KR20230118066A (ko) | 전기 기계의 스테이터 또는 로터의 사이드로부터 돌출하는 적어도 하나의 와인딩 어셈블리의 컨덕터들을 변형하기 위한 장치 및 방법 | |
WO2023242657A2 (en) | Removable device for loading and handling basic conductors for the assembly of a stator or rotor winding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |