CN1240080C - 喷漆涂层导线 - Google Patents

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Abstract

喷漆涂层导线，其横截面具有两个长度不同、彼此垂直的轴，导线由一根金属线和一个包围着它的具有绝缘和烤漆特性的喷漆涂层构成，特别适用于制造电气线圈，其中喷漆涂层在属于较长横截面轴的一侧上的厚度比在属于较短横截面轴的一侧上的厚度要小。导线具有轴的比例最大为3∶1的横截面。用于生产喷漆涂层导线的方法，导线的横截面具有两个长度不同、彼此垂直放置的轴，导线由一根金属线和一个包围着它的具有绝缘和烤漆特性的喷漆涂层构成，其中圆形横截面的喷漆涂层导线利用轧制法被轧制为轴的比例最大为3∶1的横截面，其中导线可以有一个椭圆形的横截面。

Description

喷漆涂层导线
技术领域：
本发明涉及一种喷漆涂层导线，其横截面是非圆形的，具有两个长度不同、彼此垂直的轴，并且由一根金属线和一个包围着金属线的喷漆涂层构成，该喷漆涂层具有绝缘特性和烤漆特性，特别适用于制造电气线圈，本发明还涉及生产上述导线的一种方法。
背景技术：
用于生产电气线圈的圆形横截面的喷漆涂层导线是已知的。这类导线由铜、铝或者其他的金属或金属合金制成，具有一个内部的电绝缘的涂层以及位于该涂层上的一个外部的烤漆层。第一个内部的、由聚氨基甲酯或聚酰胺酯构成的喷漆涂层用于导线的电气绝缘。第二个外部的、被导线生产者称为烤漆的漆层用于线圈和线圈层之间的机械连接。它由漆制成，使得漆层在后来可能会发生软化。漆层的软化可能是受到温度的影响，也可能是受到化学溶剂的影响。通常漆被应用在聚乙烯醇缩丁醛或聚酰胺上。
在说明书和权利要求中“圆形”总是被理解为“正圆形”，因而“非圆形”被理解为“与正圆形横截面相偏差”。基本上非圆形横截面涉及到椭圆形和矩形的横截面，其中后者具有倒圆的边，因而前面所定义过的横截面具有两个长度不同、彼此垂直的轴。
这类导线被用于生产自载的电气线圈。但是具有圆形横截面导线的线圈是有缺点的：彼此相邻的导线之间留有敞开的间隙。这种间隙造成了组装紧密度的减小，这降低了线圈所应用的设备的效率。此外，这类线圈的单个导线只集中位于狭长的接触线上，由于这类线圈被置于电机力量之下，由此这类线圈的耐用性也会受到影响。
在致力于生产组装更为紧密的线圈时，生产由具有矩形横截面的喷漆涂层的导线构成的线圈也是已知的。将金属核心作相应的变形，然后加上绝缘层，由此得到了这类导线。
然而这种具有矩形横截面的金属核心的涂层导线的缺点在于，通过该生产工艺使得涂层没有以均匀的强度(厚度)涂覆到金属核心上。其原因是这类有棱角的金属线与涂层材料表面张力的连接缺乏对称性。出于这种原因这类导线的涂层具有凸起的外表面。当把这类导线加工成线圈时，彼此相邻的导线也只沿着相当狭小的接触线相接触，如同由圆形横截面的导线制成的线圈一样，在单个的导线之间也留有间隙。因为在导线上的喷漆涂层以及外部的烤漆层以不同的厚度分布在矩形面积上，并且导线彼此间只在被限制得相当窄的接触区域中烧结在一起，因此线圈中单个导线的组装联结也不是最优的。由此线圈的使用寿命和机械上的自载性能也受到强烈的影响。
发明内容：
本发明的目的是提供一种非圆形的喷漆涂层导线，它没有这类导线上述的缺点。
根据本发明所述，这一任务这样来解决：导线具有一个喷漆涂层，它通过已知的方法由一个内部的电绝缘的漆层和一个外部的烤漆层组成，并且喷漆涂层在属于较长横截面轴的一侧上的厚度比在属于较短横截面轴的一侧上的厚度要小。根据本发明所述的一个可选方案，金属线由唯一的一个漆层包围着，该漆层既具有绝缘特性，也具有烤漆特性。看起来与一个横截面轴的走向最平行的表面区域被称为属于一个横截面轴的一侧。
在本发明的一个具有优点的实施例中，导线具有一个其轴的比例最大为3∶1的横截面，其中横截面是一个矩形或者是具有优点的椭圆形。
本发明所述的这种导线的优点在于，它的构成使得一种电气线圈的生产成为可能，在这种电气线圈中彼此相邻的导线互相紧密地放置，并且在一个大的面积上烧结在一起。由于在属于较短横截面轴的一侧上的导线喷漆涂层的层厚度比在属于较长横截面轴的一侧上的要厚，优选地，要厚很多，使得在用喷漆涂层导线生产线圈时得到特别的椭圆形横截面成为可能，它将在互相相邻的导线排列时得到的楔形间隙用喷漆涂层材料进一步填满了。因为线圈的生产是在加热下实现，使得此时喷漆涂层材料变为塑性的，并且特别在属于导线较短的横截面轴的一侧区域内形成的楔形间隙可以通过尺度增大了的喷漆涂层材料来填满。
由于消除了彼此相邻的导线之间的间隙，并由于导线各方面固定的烧结，使得电气线圈的坚固性和使用寿命对比于前面所述的具有矩形横截面导线的已知线圈可以有大约50％的显著的提高。
本发明还涉及一种用于生产非圆形横截面导线的方法，其横截面具有两个长度不同、彼此垂直的轴，并且该导线由一根金属线和包围着金属线的喷漆涂层构成，该喷漆涂层具有绝缘特性和烤漆特性。根据本发明所述，这种方法的特征是，将圆形横截面的喷漆涂层线通过轧制法轧制成具有最大轴比例为3∶1的横截面。根据一种优选的实施方式，导线被轧制成一个椭圆形的横截面。
预料不到的是，涂层导线被轧制成该最大的尺寸是可能的，这并不会影响到喷漆涂层，同时还能达到导线各个面上的涂层厚度基本均匀。
优选地，本发明所述的方法这样来实现，圆形横截面的喷漆涂层导线在两个相应的分开一段距离的轧辊之间穿过。其中辊距基本上这样来调整，使得变形导线的两个长度不同、彼此垂直的横截面轴的比例不超过3∶1。
附图说明：
在附图中更详细地解释了本发明的主题，其中提高了比例尺，使表述更为清晰。
图1是一种传统的圆形横截面的涂层导线，
图2是一种由图1所示的导线制造出的电气线圈，
图3是一种已知的矩形横截面的喷漆涂层导线，
图4是一种由图3所示的导线制造出的电气线圈，
图5是一种本发明所述的椭圆形横截面的导线，
图6是一种由图5所示的导线制造出的电气线圈，
图7是一种本发明所述的电气线圈的俯视图，
图8是沿着图7中的线VIII-VIII的剖视图，
图9沿着图7中的线IX-IX的剖视图，
图10是沿着图7中的线X-X的剖视图。
具体实施方式：
本发明用喷漆涂层导线作例子详细地讲解，导线的喷漆涂层分别由一个内部的电绝缘的绝缘层和一个外部的烤漆层构成。在金属线上的具有两层结构的喷漆涂层也可以用一个一层结构的喷漆涂层来代替，它同时具有绝缘特性和烤漆特性。
图1表示了一种传统的圆形横截面的喷漆涂层线，其中金属线2套着一层内部的电绝缘的漆层3′。在这个漆层3′之上设置着一个外部的第二个烤漆层4′，它用于导线到由导线制成的电气线圈之间的连接。图2表示了一种这样的线圈5′。互相接触的喷漆涂层导线1’在沿着相当狭小的接触线上各自通过烤漆层连接。然而在导线1’之间留有敞开的间隙6′，它造成了组装紧密度的降低。
图3表示了一种与现有技术相应的矩形横截面的喷漆涂层导线1”。这种涂层导线以传统的方法生产，将圆形横截面的金属线轧制或挤压，使之变形为矩形横截面的金属线2”。在变形的金属线2”上首先涂覆电绝缘的喷漆涂层，然后在其上涂覆烤漆层。由于在横截面基本成矩形的金属线2”上缺乏对称性，导线在制造中造成涂层具有不均匀的厚度，其中导线特别在其较宽的一侧下面的涂层3”、4”具有沿外部不规则地弯成弧形的外表面。
由此在加工中，从这类以传统方法制成的导线到电气线圈5”，在线圈或线圈层之间也出现了敞开的间隙6”，它造成了电气线圈组装紧密度和坚固度的降低。
图5表示了一种本发明所述的椭圆形横截面的导线1，它由一根金属线2、一个包封着该金属线的电绝缘的涂层3以及一个在这之上涂覆的外部的烤漆层4构成。通过对圆形横截面的喷漆涂层导线的持续的、小心的轧制(该圆形横截面的导线由于给定的对称性，可以制成具有均匀厚度的喷漆涂层)，在具有轴的最大比例为3∶1的椭圆形横截面上(两个横截面轴的长度不同，彼此垂直放置)，最终这样轧制成的涂层导线1在涂层所有的各个面上具有不分级地均匀变化的厚度。其中涂层的表面基本上是平滑的。电绝缘涂层3和外部的烤漆层4各自的平均厚度在5至10μm之间。
由本发明所述的这种矩形或椭圆形横截面的涂层导线1所构成的电气线圈5，如图6所示，最外部的组装紧密度很高，因为涂层导线1通过其外部的烤漆层在各个方面烧结在一起，并彼此连接，而不会或者至少在很高程度上不会形成敞开间隙。由此这种自载的线圈5也获得了很高的坚固性和很长的使用寿命。
本发明可以消除非圆形横截面的导线在电气线圈的使用中的一个缺点。这类导线容易在伸出线圈连接处的地方折断。在这一点上它们比圆形的导线危险得多。这种危险的原因大概是在于，在这一区域内的应力逐渐地动态提高，非圆形导线以比圆形导线更小的阻力来对抗这种应力，然而对该原因的研究还没有得出最后的结论。
如图7至10所示，通过本发明所述的方法，可以用一种导线1’来生产线圈，导线1’在一个区域内从(没有表示出来的)连接位置被自由地引导到线圈(剖面X-X，图10)，导线在这个区域内，并且在线圈9上的一段开始区域8内(该区域不超过一匝，并且优选地在半匝之下)使接入环保持圆形，并且只将真正的线圈管用根据本发明所制成的导线1来生产。在上述实施例中，由圆形导线1’到非圆形导线1的过渡是在剖面VIII-VIII和IX-IX之间的区域内完成的，如图8和9所示。
因为导线直到线圈的绕组都是圆形的，并且在引到绕组的过程中才被变形，所以这种做法是可以的。根据现有技术对于非圆形导线完全不可能在导线纵向上相应不均匀地形成核心，并且找到和利用各自适合的位置。只有通过本发明的实施例才可以将线圈连同其电气引线(但是在导线的纵向上具有不同的横截面)作为一个整体来生产，并由此可以利用对于各自的位置最合适的横截面形状。
在实际应用中，在线圈的自动化生产中由锻造操作机固定住圆形线端，以上述的整个长度向绕组点引导，并且在导向运动过程中这样来传送成型辊，使得线圈9的第一匝的一部分由圆形导线1’组成，而剩余部分和其他的匝由非圆形导线1组成。当导线的位置达到成型辊时，以类似的方法来操作成型辊，在完成的线圈上离开该位置处应该还是圆形的导线。
因此本发明涉及一种由本发明所述导线构成的线圈，其特征在于，线圈管基本上由非圆形横截面的导线组成，连到线圈的导向导线(接入环)中的至少一个具有圆形的横截面，并且在最大为一匝(优选地最大为半匝)上具有线圈管横截面为圆形的部分；本发明还涉及一种用于生产这类线圈的方法，其特征在于，在用于圆形导线的备用卷绕机和用于将导线引导到线圈上的卷取点的导向装置之间装有成型辊，用于导线的变形，该成型辊可在一个主动位置(在该位置上成型辊锻压通过的导线)和一个非主动位置(在该位置上导线通过并保持圆形)之间进行调节，当导线形成线圈管的部分通过时，成型辊处于主动位置，当导线形成接入环或从线圈到接入环的过渡的部分通过时，成型辊处于非主动位置。

Claims (8)

1.具有非圆形横截面的喷漆涂层导线，其横截面具有两个长度不同、彼此垂直的轴，并且喷漆涂层导线由一根金属线和包围着金属线的、具有绝缘特性和烤漆特性的喷漆涂层构成，其特征在于，喷漆涂层在属于较长横截面轴的一侧上的厚度比在属于较短横截面轴的一侧上的厚度要小。
2.根据权利要求1所述的导线，其特征在于，导线具有轴的比例最大为3∶1的横截面。
3.根据权利要求1或2所述的导线，其特征在于，它在其纵向上交替地具有圆形和非圆形的部分。
4.一种用于生产根据权利要求1或2所述导线的方法，其特征在于，圆形横截面导线通过轧制法被轧制为轴的比例最大为3∶1的横截面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，导线被轧制为椭圆形的横截面。
6.用于生产根据权利要求3所述导线的方法，其特征在于，圆形横截面的导线通过轧制法在非圆形的部分被轧制为轴的比例最大为3∶1的横截面，在圆形部分不经过轧制。
7.根据权利要求3所述导线制成的线圈，其特征在于，线圈管由非圆形横截面的导线构成，并且连到线圈的导向导线中的至少一个具有圆形的横截面，并且在最大为一匝上具有线圈管横截面为圆形的部分。
8.用于生产根据权利要求7所述线圈的方法，其特征在于，在用于圆形导线的备用卷绕机和用于将导线引导到线圈上的卷取点的导向装置之间装有成型辊，用于导线的变形，该成型辊可在一个主动位置和一个非主动位置之间进行调节，在主动位置上成型辊锻压通过的导线，在非主动位置上导线通过并保持圆形，当导线形成线圈管的部分通过时，成型辊处于主动位置，当导线形成接入环或从线圈到接入环的过渡的部分通过时，成型辊处于非主动位置。
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