EA024602B1

EA024602B1 - Способ и приспособление для гибки концевых участков стержневых проводников, в частности для стержневых обмоток электрических машин

Info

Publication number: EA024602B1
Application number: EA201300797A
Authority: EA
Inventors: Санте Гуэрчони
Original assignee: Текноматик С.П.А.
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2016-10-31
Also published as: US20130276295A1; WO2012093413A1; MX2013005968A; EP2661801B1; CA2823550C; JP2014501485A; KR20140018855A; CN103314508A; US8826513B2; US9520762B2; KR101704867B1; BR112013017243B1; ES2524078T3; CN103314508B; BR112013017243A2; EP2661801A1; US20140237811A1; CA2823550A1; JP5655160B2; EA201300797A1

Abstract

Описан способ (100) гибки для гибки свободных концевых участков (2А, 3A, 2А', 3A') стержневых проводников (1, 1') для статорной или статорной обмотки электрической машины, содержащий: этап (101) установки гибочного приспособления (10), содержащего по меньшей мере один гнездовой элемент (11), проходящий вокруг оси (Z-Z) кручения и снабженный круговым массивом (S1) гнезд, центр которого находится на оси (Z-Z) кручения, гнездовой элемент (11) включает базовую деталь (11A), снабженную сектором (R1) из соседних гнезд указанного массива (S1), и вспомогательную деталь (11В), которая установлена с возможностью перемещения относительно базовой детали (11A) и которая снабжена дополнительным гнездом (11В') из указанного массива (S1), каждое из гнезд указанного массива (S1) содержит соответствующее вставочное отверстие (11А", 11В"), обеспечивающее прохождение через него одного из указанных свободных концевых участков (2А, 2А') для вставки указанного свободного концевого участка в указанное гнездо; этап (102) установки сердечника (20) статора или сердечника (20) ротора, снабженного соответствующим множеством указанных стержневых проводников (1, 1'), установленных таким образом, что указанные свободные концевые участки (2А, 2А') выступают из стороны сердечника (20) статора или сердечника (20) ротора, причем указанные выступающие концевые участки образуют круговой массив (Т1) концевых участков (2А, 2А'); этап (103) вставки в гнездовой сектор (R1) базовой детали (11A) сектора из соседних концевых участков (2А, 2А') указанного массива (Т1) концевых участков; первый этап (104) гибки сектора концевых участков, который вставлен в указанный гнездовой сектор (R1), путем относительного вращательно-поступательного перемещения указанного сердечника (20) и указанного гнездового элемента (11);

Description

Настоящее изобретение относится к способу и приспособлению для гибки свободных концевых участков стержневых проводников, в частности для обмоток статоров или роторов электрических машин.

Известно изготовление статоров или роторов электрических машин, таких как электрические генераторы или электродвигатели, например для применения в гибридных электромобилях, в которых обмотка статора или ротора состоит из множества стержневых проводников, которые сгибают и различным образом соединяют друг с другом для получения так называемой стержневой обмотки.

В частности, известный уровень техники содержит стержневые обмотки, состоящие из стержневых проводников, имеющих прямоугольное поперечное сечение, где термин прямоугольное относится как к квадратному сечению, так и к плоскому сечению, в основном указывая на прямоугольное сечение, у которого две стороны сечения меньше, чем две другие.

Так называемые стержневые проводники, которые изначально являются прямолинейными, подвергают предварительной гибке для получения И-образного или Р-образного профиля. В патенте США 7480987 описывается пример способа предварительного формирования стержневых проводников (называемых в данном документе шпилечные проводники). Проводники, которым предварительно придана и-образная или Р-образная форма, часто в данной области техники также называемые проводниками, подвергнутыми базовому формованию, обычно имеют два соседних сегмента различной длины, каждый из которых имеет свободный концевой участок и противоположный концевой участок, который соединяется посредством соединительного участка с другим сегментом.

Например, для получения статора известно выполнение двух различных типов гибки проводников, которым предварительно придана И-образная или Р-образная форма.

При первом типе гибки, также называемом гибкам со стороны вставки, подвергнутые базовому формованию проводники соответствующим образом вставляют в соответствующие радиально совмещенные гнезда, которые имеются в гибочном устройстве, обеспечивающем деформирование подобных проводников после вставки. Гибочное устройство по существу применяют для разведения в стороны лапок И-образного или Р-образного профиля для того, чтобы оба сегмента одного проводника после извлечения последнего из гибочного устройства можно было вставить в пазы сердечника статора, которые смещены в радиальном направлении относительно друг друга на заданный шаг.

В опубликованной заявке на патент США 20090178270 описывается пример способа гибки со стороны вставки для гибки с постоянным шагом подвергнутых предварительному формованию стержневых проводников после их вставки в гнезда гибочного устройства.

После завершения первого типа гибки стержневые проводники вставляют в пазы сердечника статора через первую сторону статора (так называемую сторону вставки) таким образом, что соответствующие свободные концевые участки выступают из второй стороны сердечника (так называемой привариваемой стороны или соединительной стороны), которая противоположна первой стороне.

Свободные концевые участки, выступающие из привариваемой стороны затем подвергают второму типу гибки, так называемой гибке с привариваемой стороны, после вставки в гнезда, имеющиеся в соответствующем гибочном приспособлении. Назначение гибочного устройства является изгибание (гибка) свободных концевых участков проводников для придания данным концевым участкам необходимой формы и, соответственно, обеспечения требуемых электрических соединений между проводниками для получения обмотки.

Следует отметить, что точная гибка свободных концевых участков проводников способствует формированию соединений между проводниками. Однако в силу различных причин точная и правильная гибка свободных концевых участков проводников в соответствии с требованиями может быть затруднена. Например, поскольку выступание большинства данных концевых участков с привариваемой стороны является относительно малым, может быть затруднен доступ к концевым участкам проводников и выполнение операций, требуемых для обеспечения правильности гибки, как в окружном, так и в осевом направлении относительно оси сердечника статора. Кроме того, в качестве примера можно указать на то, что точное формование проводников затруднено тем фактом, что они обладают естественной эластичностью, из-за чего после гибки, они стремятся частично вернуть свою первоначальную конфигурацию.

В опубликованной заявке на патент США 20090302705 описывается пример способ гибки с привариваемой стороны вышеуказанного типа. Способ, описываемый в данной заявке на патент, обеспечивает одновременное получение неравномерной гибки свободных концевых участков стержневых проводников. Для обеспечения подобной гибки в заявке на патент описывается гибочное приспособление, состоящее из гнездового элемента, который снабжен элементом холостого хода, для формирования гнезда гнездового элемента. В частности, элемент холостого хода установлен с возможностью перемещения в окружном направлении относительно базовой детали гнездового элемента.

Существует необходимость в разработке способа гибки альтернативного вышеуказанным способам известного уровня техники для гибки свободных концевых участков стержневых проводников стержневых обмоток электрических машин.

Основной целью настоящего изобретения является разработка способа гибки, который обеспечивает удовлетворение вышеуказанной потребности.

- 1 024602

Эта и прочие цели достигаются при помощи способа гибки по п.1 формулы изобретения, описывающих его в более общей форме, и в зависимых пунктах формулы изобретения, описывающих некоторые конкретные варианты его осуществления.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка гибочного приспособления по п.6 формулы изобретения, содержащей его описание в более общей форме, и по зависимым пунктам формулы изобретения, описывающих некоторые конкретные варианте его осуществления.

Изобретение станет более понятно из нижеследующего подробного описания его варианте осуществления, которые носят иллюстративный характер и поэтому не накладывают ограничений, на основании прилагаемых чертежей, на которых:

фиг. 1 - пространственный вид предпочтительного осуществления гибочного приспособления для гибки свободных концевых участков стержневых проводников, в частности для обмоток электрических машин, на котором гибочное приспособление показано в первой рабочей конфигурации;

фиг. 2 - пространственный вид приспособления фиг. 1, на котором приспособление показано во второй рабочей конфигурации;

фиг. 3 - вид сверху в плане приспособления фиг. 1, в первой рабочей конфигурации;

фиг. 4 - вид сверху в плане приспособления фиг. 1, во второй рабочей конфигурации;

фиг. 5 - пространственные виды четырех компонентов приспособления фиг. 1;

фиг. 6 - пространственные виды четырех других компонентов приспособления фиг. 1;

фиг. 7А-7С - три пространственных вида стержневого проводника, в трех различных соответствующих конфигурациях;

фиг. 8А-8С - три пространственных вида другого стержневого проводника, пригодного для применения в качестве фазной клеммы, который показан в трех различных соответствующих конфигурациях;

фиг. 9 - пространственный вид, на котором показано приспособление фиг. 1 в первой рабочей конфигурации и сердечник статора или ротора электрической машины, имеющий множество стержневых проводников, вставленных в соответствующие пазы, на котором сердечник и приспособление показаны целиком и находятся в третьей рабочей конфигурации;

фиг. 10 - другой вид сердечника и приспособления фиг. 9 в пространственном сечении в третьей рабочей конфигурации, на котором некоторые компоненты гибочного приспособления условно не показаны;

фиг. 11 - пространственный вид сердечника и приспособления фиг. 9 в основном в четверной рабочей конфигурации;

фиг. 12 - другой пространственный вид в сечении сердечника и приспособления фиг. 9 в четверной рабочей конфигурации;

фиг. 13 -увеличенный местный вид фиг. 12;

фиг. 14 - еще один пространственный вид в сечении сердечника и приспособления фиг. 9, находящихся в четверной рабочей конфигурации;

фиг. 16 - вид спереди варианте осуществления гибочного аппарата, содержащего гибочное устройство фиг. 1;

фиг. 16 - схема последовательности операций способа гибки.

На прилагаемых фигурах для одинаковых или аналогичных элементов применяются одинаковые ссылочные позиции.

В настоящем описании плоский или квадратный стержневой проводник указывает на стержневой проводник, имеющий четыре по существу плоских стороны, каждая из которых соединяется с соседними сторонами обычно через скругленную кромку.

Поэтому термины плоский или квадратный или эквивалентные термины, применяемые для описания поперечного сечения стержневого проводника, используются в общем смысле и не должны интерпретироваться как исключающие факт того, что подобные стержневые проводники имеют существенно закругленные кромки стыка по существу плоских сторон. Термин плоский проводник следует рассматривать в том значении, что проводник имеет две противоположные стороны, расстояние между которыми больше расстояния между остальными двумя сторонами. В настоящем описании термин прямоугольный проводник следует понимать, как обобщение для плоского и квадратного проводника, поскольку квадратный проводник является частным случаем прямоугольного проводника, у которого четыре стороны имеют одинаковый размер.

В настоящем описании гнездо может быть определено как углубление в элементе, которое полностью окружено данным элементом, а также как полость в элементе, в которой открытая сторона полости надежно закрывается поверхностью или стенкой прилегающего элемента.

Для целей настоящего изобретения термин гибка применительно к концевым участкам стержневых проводников следует рассматривать в общем смысле, как изгибание или придание определенной формы данным участкам для обеспечения требуемых электрических соединений между проводниками.

Для целей настоящего изобретения термины радиальный или круговой или прочие аналогичные выражения, определяемые относительно направления оси, следует рассматривать относительно окружности, которая лежит в плоскости перпендикулярной данному направлению или данной оси и центр, ко- 2 024602 торой находится на данном направлении или на данной оси. Кроме того, для целей настоящего изобретения термин расположенный с угловым интервалом (или другие аналогичные выражения), определенный относительно направления или оси, относится к углу между двумя радиусами окружности, которая лежит в плоскости перпендикулярной указанному направлению или оси, и центр которой лежит на указанном направлении или оси.

На фиг. 7А и 8А соответственно показаны два варианта выполнения стержневых проводников 1, 1' для обмотки статора или ротора электрической машины. В данном примере проводники 1, 1' являются плоскими прямоугольными медными проводниками, поскольку они имеют две противоположные грани, расстояние между которыми больше, чем расстояние между двумя другими противоположными гранями.

Как показано на фиг. 7А, проводник 1 является первым проводником, которому предварительно была придана Р-образная форма, имеющим два сегмента 2, 3, которые соединены соединительным участком 4, и каждый из которых имеет соответствующий свободный концевой участок 2А, 3А. Соединительный участок 4 в соответствующей области техники также часто называют передним участком. Как можно заметить на фиг. 7А, сегмент 2А несколько длиннее, чем сегмент 3А.

Проводник 1', показанный на фиг. 8А, является вторым стержневым проводником, а именно, проводником, приспособленным для применения в качестве фазной клеммы, имеющим форму, которая по существу идентична форме проводника 1, за исключением того, что одна из его лапок существенно длиннее другой. В частности, проводник 1' содержит два сегмента 2', 3', каждый из которых имеет соответствующий свободный концевой участок 2А', 2А'.

На фиг. 1, позицией 10 в целом обозначен предпочтительный в настоящее время варианте осуществления гибочного приспособления для гибки свободных концевых участков стержневых проводников для стержневых обмоток электрических машин. Например, приспособление 10 пригодно для гибки свободных концевых участков 2А, 3А и/или свободных концов 2А', 3А' множества стержневых проводников 1, 1'.

Гибочное приспособление 10 содержит по меньшей мере один гнездовой элемент 11, проходящий вокруг оси Ζ-Ζ гибки. Предпочтительно имеющий форму кольца гнездовой элемент 11 содержит базовую деталь 11А и по меньшей мере одну вспомогательную деталь 11В, которая установлена на базовой детали 11А с возможностью перемещения.

Согласно предпочтительному в настоящее время варианте осуществления, показанному на фиг. 5, базовая деталь 11А имеет кольцевую форму, которая в данном примере является по существу цилиндрической.

На фиг. 6 показано множество вспомогательных деталей 11В, а именно, пять вспомогательных деталей 11В в соответствии с предпочтительным в настоящее время вариантом осуществления изобретения. В частности, вспомогательные детали 11В фиг. 6 могут скрепляться с основной деталью 11А фиг. 5 для создания гнездового элемента 11. В варианте осуществления, показанном на фиг. 6, вспомогательные детали 11В скрепляются между собой посредством криволинейного опорного основания 11С для жесткого скрепления торцевых участков деталей 11В. Однако согласно другим варианте осуществления вспомогательные детали 11В могут быть разделены между собой. Другими словами, детали 11В могут являться полностью отдельными деталями с возможностью независимого приведения в действие.

На фиг. 3 или 4 видно, что в гнездовой элементе 11 имеется круговой массив гнезд 81, центр которого лежит на оси Ζ-Ζ кручения. Массив 81 содержит множество гнезд 11А', 11В', которые соответственно определены базовой деталью 11А и вспомогательными деталями 11В, и выполнены таким образом, что они совместно образуют массив 81. Массив 81 в данном примере содержит 72 гнезда. Также следует отметить, что на фиг. 3 и 4 ось Ζ-Ζ кручения перпендикулярна плоскости чертежа и схематически показана крестиком.

Все гнезда 11А', 11В'снабжены отверстием 11А, 11В для вставки или входным отверстием 11А, 11В, через которое может проходить соответствующий свободный концевой участок стержневого проводника, например один из концевых участков 2А, 3А, 2А', 3А' проводников 1, 1' для вставки данного участка в соответствующее гнездо. Как можно заметить, отверстия 11А, 11В в данном примере имеют по существу прямоугольную форму и расположены на предпочтительно плоских торцевых гранях базовой детали 11А и вспомогательных деталей 11В соответственно. Данные торцевые грани, в частности, являются поперечными или по существу перпендикулярными по отношению к оси кручения.

Базовая деталь 11А выполнена таким образом, что она определяет по меньшей мере один гнездовой сектор К1, состоящий из множества соседних гнезд 11А' массива 81.

Как показано на фиг. 5, в данном примере базовая деталь 11А снабжена множеством гнездовых секторов К1. Более конкретно, деталь 11А состоит из трех гнездовых секторов К1, которые размещены с угловыми интервалами относительно оси Ζ-Ζ кручения, каждая из которых содержит разное число гнезд 11А'. Как показано на фиг. 5, помимо трех секторов К1 в данном примере деталь 11А определяет дополнительные гнезда 11А', которые размещены с угловыми интервалами между ними и которые, в частности, проходят в осевом направлении (в направлении ось Ζ-Ζ) дальше, чем остальные гнезда 11А'.

Возвращаясь к фиг. 3 или 4, следует отметить, что гнезда 11А' каждого сектора К1 распределены с

- 3 024602 одинаковыми угловыми интервалами между ними. Другими словами, как показано на фиг. 3 или 4, центры двух соседних гнезд 11А' размещены относительно оси кручения Ζ-Ζ таким образом, что между ними имеется одинаковый угловой интервал, равный заданному углу А1. В данном примере угол А1 равен конкретной величине 5°.

Также на фиг. 3 и 4 можно заметить, что каждая вспомогательная деталь 11В определяет по меньшей мере одно гнездо 11В' массива 81. Другими словами, каждая вспомогательная деталь 11В определяет по меньшей мере еще одно гнездо 11В' массива 81 в дополнение к гнездам 11А', определяемых базовой деталью 11А.

В примере осуществления изобретения каждая дополнительная деталь 11В определяет гнездовой сектор К2, включающий множество рядом расположенных гнезд 11В'.

В частности, гнезда секторов К2 также размещены с одинаковыми угловыми интервалами, при этом центры двух соседних гнезд 11В' размещены относительно оси кручения Ζ-Ζ таким образом, что между ними имеется одинаковый угловой интервал, равный заданному углу А2.

В данном примере угол А2 равен углу А1, т.е. 5°.

Однако следует отметить, что все гнезда 11В' каждой вспомогательной детали 11В имеют окружное смещение в некотором направлении на заданную величину относительно гнезд 11А'. Другими словами, как, например, показано на фиг. 3, центры соседних гнезд 11А' и 11В' расположены вокруг оси кручения с угловыми интервалами не равными указанным углам А1, А2.

Вспомогательные детали 11В установлены с возможностью осевого скольжения, т.е. с возможностью скольжения в направлении оси Ζ-Ζ кручения относительно базовой детали 11А. Более конкретно, вспомогательные детали 11В выполнены с возможностью поступательного перемещения только в направлении оси Ζ-Ζ кручения относительно базовой детали 11А. Другими словами детали 11В вращаются совместно с базовой деталью 11А вокруг оси Ζ-Ζ кручения. Иначе говоря, каждая деталь 11В по существу имеет только одну степень свободы относительно базовой детали 11А. В данном примере для обеспечения указанного осевого скольжения вспомогательные детали 11В скреплены с основной деталью 11А посредством соединений высокой точности. Как показано на фиг. 5, для обеспечения данных соединений высокой точности гнездовой элемент 11 предпочтительно включает множество посадочных поверхностей 12 скольжения, в данном примере пять посадочных поверхностей 12 скольжения, каждая из которых определена двумя противоположными в окружном направлении направляющими стенками 12', 12. В частности, соответствующая вспомогательная деталь 11В выполнена с возможностью скольжения на каждой посадочной поверхности 12 скольжения.

Как показано на фиг. 1 и 2, каждая вспомогательная деталь 11В выполнена таким образом, что она может занимать заднее рабочее положение в осевом направлении (см. фиг. 1) и рабочее положение переднее по отношению к заднему в осевом направлении положению (см. фиг. 2).

Как показано на фиг. 1, в заднем в осевом направлении (в направлении оси Ζ-Ζ) положении каждая вспомогательная деталь 11В определяет углубление 13 или полость 13 гнездового элемента 11. В частности, в данном положении вставочные отверстия 11В деталей 11В расположены на первом осевом расстоянии (вдоль оси Ζ-Ζ) от вставочных отверстий 11А гнездовых секторов КТ базовой детали.

Как показано на фиг. 2, в переднем в осевом направлении (в направлении оси Ζ-Ζ) положении вставочные отверстия 11В гнезд 11В располагаются на втором осевом расстоянии от входных отверстий 11А секторов К1 базовой детали 11А. Данное второе осевое расстояние предпочтительно меньше первого осевого расстояния. В предпочтительном в настоящее время примере осуществления, когда вспомогательные детали 11В занимают переднее в осевом направлении положение вставочные отверстия 11В, в частности, оказываются заподлицо (см. фиг. 2) со вставочными отверстиями 11А В соответствии с другим вариантом осуществления в переднем в осевом направлении положении деталей 11В отверстия 11В могут располагаться по существу заподлицо со вставочными отверстиями 11А, вместо идеального расположения заподлицо с указанными отверстиями. В этом случае отверстия 11В предпочтительно находятся в заднем в осевом направлении положении по отношению к вставочным отверстиям 11А, при этом расстояние от последних отверстий предпочтительно составляет несколько миллиметров, например 1-3 мм.

Как показано на фиг. 1, 5 и 6, согласно предпочтительному в настоящее время варианту осуществления изобретения гибочное приспособление 10 содержит по меньшей мере два гнездовых элемента. В частности, в данном примере приспособление 10 содержит две пары гнездовых элементов 11, 14 и 15, 16, которые являются взаимно соосными. В данном примере, как показано на фиг. 5 и 6, элементы 14, 15 и 16 обладают некоторыми структурными отличиями от элемента 11. Однако данные элементы имеют характеристики соответствующие характеристикам элемента 11 и функции по существу аналогичные функциям элемента 11. Другими словами, элементы 14, 15, 16 соответственно содержат в качестве примера (см. фиг. 1, 6 и 6) круговой массив 82, 83, 84 гнезд;

базовую деталь 14А, 15А, 16А, снабженную по меньшей мере одним гнездовым сектором, включающим множество гнезд 14А', 15А', 16А', снабженных вставочными отверстиями 14А, 15А, 16А;

по меньшей мере одну вспомогательную деталь 14В, 15В, 16В, которая установлена с возможно- 4 024602 стью скольжения в осевом направлении (в направлении оси Ζ-Ζ) относительно базовой детали 14А, 15А, 16А, при этом вспомогательная деталь 14В, 15В, 16В снабжена по меньшей мере одним гнездом 14В', 15В', 16В' со вставочным отверстием 14В, 15В, 16В.

На фиг. 11 показано приспособление 10 и сердечник 20 статора или ротора. Например, сердечник 20 является сердечником статора или ротора электрической машины, такой как, например, электродвигатель, например электрического или гибридного транспортного средства.

Как известно, сердечник 20 содержит набранный из пластин трубчатый основной корпус, проходящий вдоль оси статора (которая на фиг. 9-12 соответствует оси Ζ-Ζ кручения) между двумя противоположными гранями 22, 23 соответственно. Основной корпус сердечника 22 содержит множество пазов 24, которые проходят в осевом направлении (т.е. в направлении оси статора) внутри основного корпуса и через которые может пропускаться множество стержневых проводников. В данном примере, в частности, сердечник 20 содержит семьдесят семь пазов 24. Более конкретно, пазы 24 размещены с одинаковыми угловыми интервалами, при этом центры двух соседних пазов 24' размещены относительно оси кручения таким образом, что между ними имеется угловой интервал, равный указанному углу А2, т.е. 5°.

Согласно одному варианту осуществления изобретения пазы 24 сердечника 20 содержат два венца 25, 35 из стержневых проводников, в частности внутренний в радиальном направлении венец 25 и внешний в радиальном направлении венец 35. В данном примере венец 25 содержит только множество проводников 1 (см. фиг. 7А-7С), а венец 35 содержит, как множество проводников 1, так и множество фазных клемм 1' (см. фиг. 8А-8С).

Из фиг. 9 и 10, на которых приведен вид части сердечника 20, видно, что проводники 1 и 1' вставлены в пазы 24 соответствующими свободными концевыми участками 2А, 3А и 2А', 3А, выступающими из привариваемой грани 23. Также можно отметить, что на фиг. 9-13 проводники 1 и 1', вставленные в сердечник 20, имеют форму, показанную на фиг. 7В и 8В соответственно. Другими словами данные проводники имеют соответствующие сегменты 2, 3 и 2', 3', разнесенные в пространстве на соответствующую величину, например после операции гибки передних участков 4, 4' (подобная гибка известна специалистам в данной области техники и поэтому не описывается более подробно). Также следует отметить, что свободные концевые участки 2А, 3А, 2А, 3А', показанные на фиг. 9-13 являются прямолинейными концевыми участками, т.е. участками без каких-либо изгибов.

Из фиг. 12, на которой представлено пространственное сечение сердечник а 20 и приспособления 10, видно, что сегменты стержневых проводников расположены внутри сердечника 20 таким образом, что они формируют четыре круговых концентрических массива сегментов и, следовательно, четыре концентрических массива свободных концевых участков Т1, Т2, Т3, Т4, выступающих из привариваемой грани 23. В частности, свободные концевые участки из каждого массива Т1-Т4 предпочтительно располагаются заподлицо или по существу заподлицо друг с другом, за исключением свободных концевых участков 2А' фазных клемм 1' массива Т1, которые существенно выступают относительно остальных концевых участков 2А массива Т1.

Кроме того, как показано на фиг. 12, торцевые участки из массивов Т1-Т4 совмещены друг с другом в радиальном направлении относительно оси Ζ-Ζ кручения.

Далее содержится описание примера функционирования гибочного приспособления в соответствии с вышеприведенным описанием.

На фиг. 9 представлены сердечник 20 и приспособление 10 в конфигурации вставки стержневых проводников 1, 1' в гнездовые элементы 11, 14, 15, 16. На фиг. 9 приспособление 10 находится в начальной конфигурации, соответствующей конфигурации, показанной на фиг. 1. Другими словами, все вспомогательные детали 11В, 14В, 15В и 16В гнездовых элементов 11, 14, 15, 16 находятся в вышеуказанном заднем в осевом направлении рабочем положении (нижнем заднем положении на фигурах).

Сердечник 20 изначально устанавливается на некотором расстоянии в осевом направлении (в направлении оси Ζ-Ζ) от приспособления 10, при этом концевые участки из массивов Т1-Т4 направлены в сторону гнездовых массивов 81-84. Следует заметить, что массивы Т1-Т4 связаны с соответствующими массивами 81-84.

Сердечник 20 и приспособление 10 затем сближают в осевом направлении (в направлении оси Ζ-Ζ) для вставки одной части концевых участков 2А, 3А, 2А', 3А' из массивов Т1-Т4 в гнезда базовых деталей 11В, 14В, 15В и 16В гнездовых элементов. Таким образом получается конфигурация, показанная на фиг. 11 и 12.

Следует заметить, что при такой конфигурации внутрь всех гнезд 11А', 14А', 15А', 16А' базовых деталей 11А, 14А, 15А, 16А входят соответствующие свободные концы из массивов Т1-Т4. Также следует отметить, что при такой конфигурации, поскольку вспомогательные детали 11В, 14В, 15В, 16В находятся в указанном заднем положении, концевые участки из массивов Т1-Т4, которые не вставлены в гнезда базовых деталей 11А, 14А, 15А, 16А, расположены снаружи гнезд 11В', 14В', 15В', 16В' на некотором расстоянии в осевом направлении (вдоль оси Ζ-Ζ) от вставочных отверстий 11В', 14В', 15В', 16В'вспомогательных деталей 11В, 14В, 15В, 16В.

Также следует отметить, что при конфигурации, показанной на фиг. 11 или 12, свободные концевые участки массивов Т1-Т4, которые не вставлены в гнезда базовых деталей 11А, 14А, 15А, 16А, смещены в

- 5 024602 осевом направлении (вдоль оси Ζ-Ζ)οτηοοητ€.ιβηο соответствующих гнезд вспомогательных деталей 11В, 14В, 15В, 16В на заданный угол относительно оси кручения. Данное смещение концевых участков из массивов Т1-Т4 и гнезд вспомогательных деталей 11В, 14В, 15В, 16В показано в качестве примера на фиг. 13, на которой изображены некоторые концевые участки из массива Т4, которые смещены в осевом направлении относительно соответствующих гнезд 16В' детали 16В, одной из вспомогательных деталей.

В данном примере каждый свободный концевой участок из массивов Т1-Т4, который не вставлен в гнезда базовых деталей 11А, 14А, 15А, 16А, смещен в осевом направлении относительно соответствующего гнезда (т.е. соответствующего гнезда вспомогательной детали 11В, 14В, 15В, 16В, в которое должен вставляться указанные концевой участок) на угол равный половине угла А1 или А2 (который также равен углу между двумя соседними пазами 24), т.е. в данном примере на угол 2,5°. В любом случае уместно отметить, что в общем случае для избежания столкновения свободных концевых участков проводников при гибке важно, чтобы указанное смещение соответствовало углу меньшему, чем угол А2 между двумя соседними гнездами 11В'.

В конфигурации, показанной на фиг. 11 гнездовые элементы 11, 14, 15 и 16 приводятся во вращение вокруг оси Ζ-Ζ кручения и одновременно поступательно перемещаются в осевом направлении, в частности за счет сближения приспособления 10 с сердечником 20 для выполнения первой гибки только концевых участков из массивов Т1-Т4, которые вставлены в гнезда базовых деталей 11А, 14А, 15А, 16А. В частности, каждый гнездовой элемент приводится во вращение в противоположном направлении относительно соседнего гнездового элемента для гибки концевых участков массивов Т1-Т4 в противоположных направлениях.

Другими словами, для выполнения первой гибки приспособление 10 и сердечник 20 совершают предпочтительно непрерывное относительное вращательно-поступательное перемещение относительно оси Ζ-Ζ кручения. В связи с этим следует заметить, что принципиально вращательно-поступательное относительное перемещение может быть обеспечено различными способами. Например, если предположить, что проводится гибка только одного из массивов Т1-Т4 при помощи гибочного приспособления, включающего только один гнездовой элемент, например элемент 11, возможна такая конфигурация, при которой гнездовой элемент удерживается неподвижно, а вращается и поступательно перемещается сердечник 20. С другой стороны, возможно вращение гнездового элемента с одновременным поступательным перемещением сердечника 20 в сторону данного элемента. Однако альтернативные описанному способы получения указанного вращательно-поступательного относительного перемещения обычно являются менее предпочтительными.

В данном примере к моменту завершения первой гибки гнездовые элементы 11,14 15 и 16 поворачиваются вокруг оси кручения на 2,5°. В связи с этим свободные концевые участки из массивов Т1-Т4, которые были изначально смещены в осевом направлении относительно соответствующих гнезд, к моменту завершения первой гибки совмещаются в осевом направлении с соответствующими гнездами вспомогательных деталей 11В, 14В, 15В и 16В.

Также следует отметить, что данные концевые участки остаются снаружи гнезд вспомогательных деталей 11В, 14В, 15В и 16В все время выполнения первой гибки.

Кроме того, в конце первой гибки данные концевые участки по-прежнему являются прямолинейными концевыми участками, в то время как концевые участки, которые вставлены в гнезда основных деталей 11А, 14А, 15А и 16А являются изогнутыми концевыми участками.

В конце первого этапа гибки вспомогательные детали 11В, 14В, 15В и 16В из заднего в осевом направлении положения поступательно перемещаются в осевом направлении относительно базовых деталей 11А, 14А, 15А и 16А, в данном примере одновременно, для вставки остальных концевых участков из массивов Т1-Т4 в гнезда вспомогательных деталей 11В, 14В, 15В и 16В. Другими словами, вспомогательные детали приводятся в движение для осуществления осевого поступательного перемещения до прихода в вышеуказанное переднее в осевом направлении положение (см. фиг. 2), в котором остальные свободные концевые участки из массивов Т1-Т4 входят в гнезда вспомогательных деталей. В частности, в такой конфигурации вставочные отверстия 11В, 14В, 15В и 16В вспомогательных деталей располагаются заподлицо или по существу заподлицо со вставочными отверстиями 11А, 14А, 15А и 16А гнезд базовых деталей. Кроме того, в данной конфигурации свободные концевые участки, которые вставлены в гнезда вспомогательных деталей 11В, 14В, 15В и 16В являются по-прежнему прямолинейными, т.е. не имеющими изгибов.

После вставки всех выступающих концевых участков из всех массивов Т1-Т4 в гнезда приспособления 10 выполняется вторая гибка, при которой все концевые участки из массивов Т1-Т4 одновременно сгибаются за счет еще одного относительного вращательно-поступательного перемещения сердечника 20 гнездовых элементов приспособления 10. Вторая гибка выполняется по существу аналогично первой гибке. Однако при второй гибке гнездовые элементы в данном примере совершают вращательное перемещение относительно оси Ζ-Ζ кручения на большую величину. В частности, в данном примере к моменту завершения второй гибки каждый гнездовой элемент совершает дополнительное угловое перемещение на величину 20° относительно перемещения при первой гибке. В связи с этим в данном примере концевые участки, которые были подвергнуты первой гибке, к концу второй гибки оказываются повер- 6 024602 нутыми на величину 22,5°, а концевые участки, которые были подвергнуты только второй гибке, оказываются повернутыми суммарно на величину 20°. При помощи приспособления 10 обеспечивается возможность выполнять неравномерную гибку свободных концевых участков из массивов Т1-Т4.

На фиг. 14 показан сердечник 29 и приспособление 10 в конце второго этапа гибки. Следует отметить, что в данной конфигурации проводники 1, 1' из данного примера имеют форму, показанную на фиг. 7С и 8С соответственно.

С учетом фиг. 16 на основании вышеописанного функционирования приспособления 10, следует отметить, что в качестве обобщения данного процесса функционирования описан способ 100 и свободных концевых участков стержневых проводников для стержневых обмоток электрических машин, содержащий:

a) этап 101 установки гибочного приспособления 10, содержащего по меньшей мере один гнездовой элемент 11, проходящий вокруг оси Ζ-Ζ кручения и снабженный круговым массивом 81 гнезд, центр которого находится на оси Ζ-Ζ кручения, гнездовой элемент 11 включает базовую деталь 11А, снабженную сектором К1 из соседних гнезд указанного массива 81, и вспомогательную деталь 11В, которая установлена с возможностью перемещения относительно базовой детали 11А и которая снабжена дополнительным гнездом 11В' из указанного массива 81, каждое из гнезд указанного массива 81 содержит соответствующее вставочное отверстие 11А, 11В, которое предназначено для прохождения через него одного из указанных свободных концевых участков 2А или 2А' для вставки указанного свободного концевого участка в указанное гнездо;

b) этап 102 установки сердечника 20 статора или сердечника 20 ротора, снабженного соответствующим множеством указанных стержневых проводников 1, 1', установленных таким образом, что указанные свободные концевые участки 2А, 2А' выступают из стороны сердечника 20 статора или ротора, причем указанные выступающие концевые участки образуют круговой массив Т1 концевых участков 2А, 2А';

c) этап 103 вставки в гнездовой сектор К1 базовой детали 11А сектора из соседних концевых участков 2А, 2А' указанного массива Т1 концевых участков;

б) первый этап 104 гибки сектора концевых участков, который вставлен в указанный гнездовой сектор К1, путем относительного вращательно-поступательного перемещения указанного сердечника 20 и указанного гнездового элемента 11;

е) этап 105 осевого поступательного перемещения (вдоль оси Ζ-Ζ) вспомогательной детали 11В относительно базовой детали 11А для вставки в указанное дополнительное гнедо 11В' вспомогательной детали 11В, другого концевого участка 2А или 2А' из указанного массива Т1 в дополнение к сектору из концевых участков, которые вставлены в указанный сектор К1;

ί) второй этап 106 одновременной гибки посредством дополнительного относительного вращательно-поступательного перемещения указанного сердечника 20 и указанного гнездового элемента 11 сектора из концевых участков, который вставлен в сектор К1 гнезд базовой детали 11А, и другого концевого участка 2А, 2А', который вставлен в дополнительное гнездо 11В' вспомогательной детали 11В.

Согласно одному варианту осуществления способ 100 гибки содержит предшествующий первому этапу 104 гибки, этап перемещения вспомогательной детали 11В в заднее в осевом направлении рабочее положение относительно базовой детали 11А, таким образом, что при вставке указанного сектора из концевых участков в сектор К1 гнезд возможна установка дополнительного концевого участка 2А или 2А' снаружи дополнительного гнезда 11В' на заданном расстоянии в осевом направлении от вставочного отверстия 11В указанного гнезда 11В'.

Согласно одному варианту осуществления способа 100 гибки на первом этапе 104 гибки указанный дополнительный участок 2А или 2А' остается снаружи дополнительного гнезда 11В'.

Согласно одному варианту осуществления способа 100 гибки перед первым этапом 104 гибки при вставке указанного сектора из концевых участков в указанный сектор К1 из гнезд дополнительный концевой участок 2А или 2А' смещен в осевом направлении относительно дополнительного гнезда 11В' на заданный угол относительно оси Ζ-Ζ кручения, при этом в конце первого этапа 104 гибки дополнительный концевой участок 2А или 2А' совмещается в осевом направлении с дополнительным гнездом 11В'.

Согласно одному варианту осуществления способа 100 гибки этап 105 осевого поступательного перемещения содержит этап размещения вставочных отверстий 11В дополнительного гнезда 11В' заподлицо или по существу заподлицо со вставными отверстиями 11А гнезд указанного сектора К1.

Как показано на фиг. 15, указанный способ в качестве примера может быть осуществлен при помощи гибочного аппарат 200, включающего приспособление 10, которое может устанавливаться сердечник 20. В частности, аппарат 200 содержит, например, приводные элементы 210, которые могут быть связаны с приспособлением 10 для привода гнездовых элементов и, в частности, указанных вспомогательных деталей. В качестве примера приводные элементы 210 могут содержать оси с электроприводом или другие приспособления сервопривода гидравлического или пневматического типа. Кроме того, аппарат 200 содержит по меньшей мере один прижимной элемент 220 для зацепления с соединительными участками 4,4' и их удержания во время процесса гибки.

Из вышеприведенного описания можно понять, каким образом вышеуказанный способ гибки и ги- 7 024602 бочное приспособление позволяют удовлетворить вышеуказанную потребность.

Кроме того, следует отметить, что возможность скольжения снабженной множеством гнезд вспомогательной детали в осевом направлении относительно основной детали гнездового элемента, дает преимущество, заключающееся в повышении прочности вспомогательной детали к воздействию напряжений, в частности в окружном направлении, которые могут возникать при гибке. Также скрепление вспомогательной детали с базовой деталью посредством соединения высокой точности дает преимущество, заключающееся в повышении надежности и прочности гибочного приспособления. Гибочное приспособление в соответствии с настоящим описанием обеспечивает эффективность и надежность гибки и в тоже время отличается относительно простой и прочной конструкцией.

На основании принципа изобретения возможно создание широкого диапазона модификаций способов его реализации и конкретных вариантов его осуществления относительно описания и иллюстраций, которые носят исключительно иллюстративный характер и не накладывают никаких ограничений, не выходящих за пределы объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ (100) гибки свободных концевых участков (2А, ЗА, 2А', ЗА') стержневых проводников (1, 1') для обмотки статора или ротора электрической машины, включающий этап (101) установки гибочного приспособления (10), содержащего по меньшей мере один гнездовой элемент (11), проходящий вокруг оси (Ζ-Ζ) кручения и снабженный круговым массивом (§1) гнезд, центр которого находится на оси (Ζ-Ζ) кручения, гнездовой элемент (11) включает базовую деталь (11А), снабженную сектором (К1) из соседних гнезд указанного массива (§1), и вспомогательную деталь (11В), которая установлена с возможностью перемещения относительно базовой детали (11А) и которая снабжена дополнительным гнездом (11В') из указанного массива (§1), каждое из гнезд указанного массива (§1) содержит соответствующее вставочное отверстие (11А, 11В), обеспечивающее проход через него одного из указанных свободных концевых участков (2А, 2А') для вставки указанного свободного концевого участка в указанное гнездо;

этап (102) установки сердечника (20) статора или ротора, снабженного соответствующим множеством указанных стержневых проводников (1, 1'), установленных таким образом, что указанные свободные концевые участки (2А, 2А') выступают из стороны сердечника (20) статора или сердечника (20) ротора, причем указанные выступающие концевые участки образуют круговой массив (Т1) концевых участков (2А, 2А');

этап (103) вставки в гнездовой сектор (К1) базовой детали (11А) сектора из соседних концевых участков (2А, 2А') указанного массива (Т1) концевых участков;

первый этап (104) гибки сектора концевых участков, который вставлен в указанный гнездовой сектор (К1), путем относительного вращательно-поступательного перемещения указанного сердечника (20) и указанного гнездового элемента (11), отличающийся тем, что включает этап (105) осевого поступательного перемещения вспомогательной детали (11В) относительно базовой детали (11А) для вставки в указанное дополнительное гнездо (11В') вспомогательной детали (11В) другого концевого участка (2А) из указанного массива (Т1);

второй этап (106) одновременной гибки посредством дополнительного относительного вращательно-поступательного перемещения указанного сердечника (20) и указанного гнездового элемента (11) сектора из концевых участков, который вставлен в сектор (К1) гнезд базовой детали (11А), и другого концевого участка (2А, 2А'), который вставлен в дополнительное гнездо (11В') вспомогательной детали (11В).
2. Способ (100) гибки по п.1, отличающийся тем, что содержит предшествующий первому этапу (104) гибки этап перемещения вспомогательной детали (11В) в заднее в осевом направлении рабочее положение относительно базовой детали (11А) таким образом, что при вставке указанного сектора из концевых участков в сектор (К1) гнезд обеспечивается установка другого концевого участка (2А) снаружи дополнительного гнезда (11В') на заданном расстоянии в осевом направлении от вставочного отверстия (11В) указанного гнезда (11В').
3. Способ гибки по п.2, отличающийся тем, что на первом этапе (104) гибки указанный дополнительный участок (2А) оставляют снаружи дополнительного гнезда (11В').
4. Способ (100) гибки по п.З, отличающийся тем, что перед первым этапом (104) гибки при вставке указанного сектора из концевых участков в указанный сектор (К1) из гнезд дополнительный концевой участок смещен в осевом направлении относительно дополнительного гнезда (11В') на заданный угол относительно оси (Ζ-Ζ) кручения, при этом в конце первого этапа (104) гибки дополнительный концевой участок совмещается в осевом направлении с дополнительным гнездом (11В').
5. Способ (100) гибки по п.1, отличающийся тем, что этап (105) осевого поступательного перемещения содержит этап размещения вставочных отверстий (11В) дополнительного гнезда (11В') заподлицо или по существу заподлицо со вставными отверстиями (11А) гнезд указанного сектора (К1).
6. Устройство (10) для осуществления способа (100) гибки по пп.1-5, содержащее по меньшей мере

- 8 024602 один гнездовой элемент (11), проходящий вокруг оси (Ζ-Ζ) кручения и снабженный круговым массивом (81) гнезд, центр которого находится на оси (Ζ-Ζ) кручения, гнездовой элемент (11) включает базовую деталь (11А), снабженную сектором (К1) из соседних гнезд указанного массива (81), и вспомогательную деталь (11В), которая установлена с возможностью перемещения относительно базовой детали (11А) и которая снабжена дополнительным гнездом (11В') из указанного массива (81), каждое из гнезд указанного массива (81) содержит соответствующее вставочное отверстие (11А, 11В), обеспечивающее прохождение через него одного из указанных свободных концевых участков (2А, 2А') для вставки указанного свободного концевого участка в указанное гнездо, при этом гнездовой элемент (11) содержит базовую деталь (11А), обеспечивающую формирование сектора (К1) из соседних гнезд указанного массива (81), вспомогательную деталь (11В), которая установлена с возможностью перемещения относительно базовой детали (11А) и снабжена дополнительным гнездом (11В') из указанного массива (81), отличающееся тем, что вспомогательная деталь (11В) установлена с возможностью осевого вдоль оси (Ζ-Ζ) перемещения относительно базовой детали (11 А).
7. Устройство (10) по п.6, отличающееся тем, что вспомогательная деталь (11В) выполнена с возможностью скольжения относительно базовой детали (11А) только в направлении оси (Ζ-Ζ) кручения.
8. Устройство (10) гибочное по п.6, отличающееся тем, что вспомогательная деталь (11В) выполнена таким образом, что она может занимать заднее в осевом направлении рабочее положение, в котором вспомогательная деталь (11В) образует углубление (13) гнездового элемента (11) и в котором вставочное отверстие (11В) дополнительного гнезда (11В') находится на первом осевом расстоянии (Ζ-Ζ) от вставочных отверстий (11А) гнезд (11А) указанного сектора (К1);

в переднем в осевом направлении положении по отношению к заднему положению, в котором вставочное отверстие (11В) указанного дополнительного (11В) гнезда находится на втором осевом расстоянии от вставочных отверстий (11А) гнезд (11А') указанного сектора (К1).
9. Устройство (10) по п.8, отличающееся тем, что в указанном переднем положении вставочное отверстие (11В) дополнительного гнезда (11В') расположено заподлицо или по существу заподлицо со вставными отверстиями (11А) гнезд указанного сектора (К1).
10. Устройство (10) по п.6, отличающееся тем, что дополнительное гнездо (11В') расположено рядом с гнездом (11А') указанного сектора (К1), в котором гнезда (11А') указанного сектора (К1) размещены друг относительно друга на равных угловых расстояниях, равных заданному углу (А1) относительно оси кручения (Ζ-Ζ), дополнительное гнездо (11В') смещено относительно указанного соседнего гнезда (11А') на угол, отличающийся от указанного заданного угла.
11. Устройство (10) по п.6, отличающееся тем, что вспомогательная деталь (11В) снабжена множеством указанных дополнительных гнезд (11В).
12. Устройство (10) по п.6, отличающееся тем, что вспомогательная деталь (11В) скреплена с основной деталью (11А) посредством соединения высокой точности для обеспечения указанного осевого скольжения (вдоль оси (Ζ-Ζ)) вспомогательной детали (11В).
13. Устройство (10) гибочное по п.12, отличающееся тем, что для обеспечения указанного соединения высокой точности гнездовой элемент (11) включает посадочную поверхность (12) скольжения, по которой может скользить вспомогательная деталь (11В), посадочная поверхность (12) скольжения определена двумя противоположными в окружном направлении направляющими стенками (12', 12) базовой детали (11А).
14. Устройство (10) по п.6, отличающееся тем, что гнездовой элемент (11) содержит множество указанных дополнительных деталей (11В).
15. Гибочный аппарат (200), содержащий гибочное устройство (10) по любому из пп.6-14.