KR102661986B1 - 연결 와이어의 제조를 포함한 회전자 및 고정자 제조 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
연결 와이어의 제조를 포함한, 전기 모터의 회전자 및 고정자를 제조하는 방법으로서,
- 복수의 개별 와이어(14)를 포함하는 코일 권선들(12)을, 개별 와이어들(14)이 와이어 가이드(18. 20, 22)를 통해 와이어 공급 유닛(16)으로부터 공급되는 와이어 권취기(28) 상에 권취하는 단계;
- 인입 공구(36)에 상기 코일 권선들(12)을 적재하는 단계,
- 상기 코일 권선들(12)을 고정자(84) 또는 회전자 몸체의 홈들에 인입하는 단계;
- 해당 고정자 또는 회전자의 연결 와이어를 생성하기 위해 슬라이드-온 튜브(52)에 의해 개별 와이어들(14)을 동위상으로 결합하는 단계;
를 포함한다. 이전에 수동으로 수행되던 연결 단부들의 생성을 자동화하기 위해, 각각의 코일 권선(12)의 개별 와이어들(14)은 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)를 형성하도록 와이어 가이드(18, 20, 22)의 영역에서 서로 고정되고, 권취 후 및 적재 전 또는 적재 동안, 각각의 코일 권선(12)의 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)는 상기 인입 공구에 대해 특정 위치에 배열된 제1 위치 홀더(42, 44)에 고정되며, 코일 권선(12)을 고정자 또는 회전자 내로 인입하는 동안, 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)는 제1 위치 홀더(42, 44)로부터 고정자 몸체(84) 또는 회전자 몸체와 관련하여 특정 위치에 배열된 제2 위치 홀더(90, 92) 내로 전달된다. 본 발명은 또한 전술한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
- 복수의 개별 와이어(14)를 포함하는 코일 권선들(12)을, 개별 와이어들(14)이 와이어 가이드(18. 20, 22)를 통해 와이어 공급 유닛(16)으로부터 공급되는 와이어 권취기(28) 상에 권취하는 단계;
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Description
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 연결 와이어의 제조를 포함한 회전자 및 고정자를 제조하기 위한 방법과, 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 주제는 또한 이러한 방법을 수행하기 위한 장치이다.
이러한 방법은 일반적으로 다음 단계들을 가진다:
- 복수의 개별 와이어를 포함하는 코일 권선들을 와이어 권취기에 권취하는 단계, 여기서, 상기 개별 와이어들은 와이어 가이드를 통해 와이어 공급 유닛으로부터 상기 와이어 권취기에 공급됨;
- 인입 공구에 상기 코일 권선들을 적재하는(depositing) 단계;
- 상기 코일 권선들을 고정자 또는 회전자 몸체의 홈들 내로 인입하는 단계;
- 슬라이드-온 튜브(slide-on tube)에 의해 상기 개별 와이어들을 동위상으로 결합하여 해당 고정자 또는 회전자의 연결 와이어를 생성하는 단계.
이 방법은 부분적으로만 자동화될 수 있다는 단점을 가지는데, 이는 개별 와이어들의 파지 및 슬라이드-온 튜브의 인입 또는 슬라이딩이 개별 와이어들의 정해지지 않은 위치 때문에 수동으로 수행되어야 하기 때문이다.
본 발명의 목적은 기성품 연결 와이어를 가진 고정자 또는 회전자의 생산을 자동화할 수 있도록 하는 전술한 유형의 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 주요 특징은 청구항 1 및 11의 특징 부분에서 제시된다. 본 방법의 실시 예는 청구항 2 내지 10의 주제이며; 상기 장치의 추가 실시 예는 청구항 11 내지 17의 주제이다.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 각각의 코일 권선의 개별 와이어들은 바람직하게는 권선 종단부 및 권선 시작부를 형성하기 위해 와이어 가이드 영역에서 서로 고정되며, 권취 후 그리고 적재 전 또는 적재 중에, 각 코일 권선의 권선 종단부 및 권선 시작부는 인입 공구(draw-in tool)에 대해 특정 위치에 배열된 제1 위치 홀더들에 고정되며, 코일 권선들을 고정자 또는 회전자 내로 인입하는 동안, 권선 종단부 및 권선 시작부는 제1 위치 홀더들로부터 고정자 몸체 또는 회전자 몸체에 대해 특정 위치에 배열된 제2 위치 홀더들 내로 전달된다.
본 발명에 따른 방법은, 와이어 공급 유닛에서의 한 권선의 개별 와이어들의 정해진 위치를 이용하여 이 지점에서 개별 와이어들을 적절한 수단(나중에 더 상세히 설명됨)에 의해 파지하고, 그것들을 권선 시작부 및/또는 권선 종단부에서 서로 부착한다. 이상적으로는, 하나의 권선 시작부와 하나의 권선 종단부가 분리 지점에서 동시에 생성되며, 이 분리 지점에서 두 개의 연속하는 코일 권선이 와이어 공급 장치 영역에서 분리 인입 공구에 의해 분리된다. 개별 와이어들의 끝을 서로 연결함으로써, 권선 종단부와 시작부가 안정화되어 자동 와이어 취급에 적합하다. 이러한 방식으로, 고정자 또는 회전자의 최종 생산까지 정해진 위치가 보장될 수 있어서, 전체 공정에서, 권선 종단부 및 시작부는, 고정자 또는 회전자의 전기 연결부를 위한 연결 러그(lug)의 부착까지, 다음 처리 단계 동안 적절한 취급 장치에 의해 정해진 위치에서 파지될 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시 예에서, 코일 권선이 고정자 또는 회전자 몸체 내로 인입되기 전에 슬라이드-온 튜브가 권선 종단부 및/또는 시작부 상에 배치된다.
이 초기 시점에 인입 단계를 제공하면 권선 종단부 및 시작부가 안정화되고, 개별 와이어들이 슬라이드-온 튜브의 길이에 걸쳐 정해진 위치에 유지된다는 이점이 있다. 그렇지 않으면, 인입 공구에 적재될 때 또는 고정자 홈으로 인입될 때 개별 와이어들이 변형될 수 있으며, 이것은 슬라이드-온 튜브의 후속적인 자동 인입 또는 슬라이딩을 더욱 어렵게 만들 수 있는 위험이 있다. 관련 개별 와이어들의 조기 피복은 또한, 모든 공정 단계에서 슬라이드-온 튜브가 사용되는 모든 취급 장치에 대해 유리한 접촉 표면을 제공하는 이점을 제공한다.
상기 방법의 하나의 바람직한 추가 실시 예에서, 권선 종단부 및/또는 시작부의 개별 와이어들은 슬라이드-온 튜브가 적재되기 전에 슬라이드-온 튜브의 내부 직경보다 작은 직경으로 압축(compacting)되는 것이다. 여기서 "압축"은 개별 와이어들이 느슨하게 함께 놓여 있는 경우보다 개별 와이어들이 서로 더 가까이 눌려지는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 일반적으로 탄성 직물을 포함하지만 균질한 탄성 재료를 포함할 수 있는 슬라이드-온 튜브는 또한 이러한 이유로 권선 종단부 또는 시작부를 통해 보다 쉽게 나사 체결될 수 있다. 일단 개별 와이어들의 종단부가 튜브의 끝에 끼워지면, 슬라이드-온 튜브는 개별 굽힘을 사용하여 개별 와이어들의 전체 직경의 짧은 확장 지점에 적응되거나, 또는 슬라이딩될 때 돌출하는 개별 와이어를 더 작은 전체 직경으로 압축할 수도 있다. 그렇게 해도 튜브를 슬라이딩시키는 데 필요한 힘이 크게 증가하지는 않는다.
특히 바람직한 상기 방법의 실시 예에서, 개별 와이어들이 서로 꼬여서 권선 종단부 및/또는 시작부를 형성한다. 꼬임(twisting)은 다른 대안(예: 개별 와이어 용접 또는 접착하거나 개별 와이어 주위에 슬리브를 추가함)에 비해 이점이 있는데, 자동화된 방식으로 매우 쉽게 수행할 수 있고, 또 개별 와이어들의 연결 유형으로 인한 추가 방법 단계들에서 어떤 특별한 특성을 고려할 필요가 없는 점이다.
예를 들어, 상기 꼬임은 간단하게 또한 와이어 가이드 방향에 평행한 회전축에 대해 회전될 수 있는 개별 와이어 가이드에 의해 개별 와이어들이 와이어 공급 장치의 영역에서 안내되는 방식으로 수행될 수 있다. 상기 개별 와이어 가이드는 개별 와이어의 수에 대응하고 공통 유지 요소 상에 배열된 가이드들을 포함하며, 이는 전술한 방식으로 회전될 수 있다. 따라서, 개별 와이어들은 원하는 꼬임이 달성될 때까지 개별 와이어 가이드를 적절한 회전 각도로 비틀어서 함께 꼬일 수 있다. 이를 위해, 회전 가능한 개별 와이어 가이드는, 꼬임이 권선 종단부 또는 시작부를 형성하는 원하는 단부 영역에서만 발생하도록, 일반적으로 대응(counter) 유지 요소를 형성하는 2 개의 강성(rigid) 와이어 가이드 사이에 배열된다. 꼬여진 후, 이어서 와이어들은 꼬여진 영역에서 절단되어, 절반이 선행 권선의 권선 종단부를 형성하고, 다른 절반이 후속 권선의 권선 시작부를 형성한다. 상기 꼬임으로 인해, 개별 와이어들은 또한 압축의 예로서 테이퍼진 팁으로 성형된다.
회전 가능한 개별 와이어 가이드는 권취 공정 동안 개별 와이어들의 위치를 서로에 대해 예를 들어 180°회전시키기 위해서도 사용될 수 있다는 추가 이점을 갖는다. 생성된 고정자의 전기 손실이 이러한 코일 권선에 의해 감소될 수 있는 것을 알았다.
권선 종단부 또는 권선 시작부의 단부에서 개별 와이어를 압축하는 것 외에 또는 대안으로, 슬라이드-온 튜브의 내부 직경은 권선 종단부 및/또는 시작부 위로 슬라이딩하기 전에 슬라이드-온 측에서 넓어질 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 콘(cone)을 슬라이드-온 튜브에 삽입할 수 있으며, 이어서 그것의 확장된 단부를 통해 권선 종단부 또는 시작부의 아마도 압축된 개별 와이어들이 각각의 슬라이드-온 튜브 내로 안내된다.
본 방법의 한 가지 바람직한 추가 실시 예에 의하면, 슬라이드-온 튜브 내에 삽입된 중심정렬 장치(centering device)에 의해 슬라이드-온 튜브가 권선 종단부 및/또는 시작부와 정렬된다. 슬라이드-온 튜브의 이러한 클램핑으로 인해, 슬라이드-온 튜브는 다루기 쉽고 공정에서 형상이 변경될 수 없으므로 공정 신뢰성이 향상된다.
상기 중심정렬 방법 단계의 바람직한 추가 실시 예에서, 중심정렬 장치는 이동 가능한 그리퍼(gripper)를 가지며, 이것을 가지고 권선 종단부 또는 시작부가 파지되고 압축된다. 이러한 방식으로, 슬라이드-온 튜브를 통해 안내된 그리퍼는 슬라이드-온 튜브를 권선 종단부 또는 권선 시작부에 대해 정렬하고 고정시킨다. 동시에 개별 와이어들을 함께 눌러 압축함으로써, 그리퍼는 슬라이드-온 튜브를 와이어들 위로 보다 쉽게 슬라이딩시키거나, 밀거나, 끌어당길 수 있다.
슬라이드-온 튜브를 취급하기 위한 하나의 바람직한 추가 실시 예에 의하면, 슬라이드-온 튜브는 삽입되기 전에 특정 길이로 제조되고 매거진에 수용되며, 이에 의해 슬라이드-온 튜브의 위치가, 예를 들어 상기 중심정렬 장치의 일부로서 설계됨으로써, 상기 중심정렬 장치에 대해서 정해진다.
권선 종단부 및 권선 시작부와 완성된 고정자의 취급을 개선하기 위한 또 다른 바람직한 방법은, 슬라이드-온 튜브들로 피복된 각각의 권선 종단부 및/또는 시작부가, 회전자 또는 고정자 몸체를 기준으로, 복수의 제2 위치 홀더 중 하나에서, 고정되는 것이다. 이러한 방식으로, 권선 종단부 및 시작부는, 코일 권선이 장착된 회전자 또는 고정자가 유지되는 고정자 또는 회전자 캐리어에 할당된 디스크형 지지대 상에 구부러져 적재될 수 있다. 상기 정의된 적재는 한편으로는 권선 종단부 및 시작부가 다시 픽업되는 것을 용이하게 하고, 다른 한편으로, 상기 디스크형 지지대의 직경을 감소시켜 고정자 캐리어의 전체 치수를 감소시킬 수 있으므로, 그 취급을 유리하게 한다.
원칙적으로, 상기 방법은 코일 권선의 일부, 예를 들어 한 위상의 권선에 대해서만 초기에 수행될 수 있고, 이어서 다른 위상 또는 나머지 코일 권선에 대해 반복될 수 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 주제는 또한 전술한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치 기능 외에 다음이 포함된다:
- 전기 모터의 고정자 또는 회전자를 위한 코일 권선을 함께 형성하는 개별 와이어들의 병행 공급을 위한 와이어 공급 장치,
- 상기 코일 권선이 연속적으로 감기는 권취 템플릿을 가진 와이어 권취기, 여기서 와이어 권취기 상에 개별 와이어들의 시작부를 유지하기 위한 템플릿 그리퍼가 제공됨,
- 권취 후 상기 코일 권선을 받기 위한 인입 공구
- 고정자 또는 회전자 몸체를 수용하기 위한 고정자 또는 회전자 캐리어, 및
- 상기 인입 공구로부터 고정자 또는 회전자 몸체 내로 코일 권선을 전달하기 위한 전달 장치,
이들은 종래 기술로부터 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 연결 장치가 또한 제공되며, 이에 의해 개별 와이어들의 와이어 시작부 및/또는 종단부가 서로 연결되어 권선 종단부 또는 시작부를 형성한다.
이러한 추가로, 이전에는 제어하기 어려웠던 권선의 절단된 단부와 시작부가 권선의 종단부와 시작부에서 성형되며, 이것은 고정자 또는 회전자의 제조 공정에서 개별 단계들을 자동화하기 위해 적절한 개별 그리퍼를 사용하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 장치의 하나의 바람직한 추가 실시 예에서, 상기 연결 장치는, 와이어 권취기에 대한 개별 와이어들의 공급 방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전될 수 있는 와이어 공급 유닛의 영역에서 단일-와이어 가이드를 포함한다.
상기 회전 가능한 단일-와이어 가이드는 개별 와이어들을 회전시킴으로써 원하는대로 그것들을 꼬는 작업을 초기에 수행할 수 있다. 이 경우에, 생성된 권선 종단부 및 시작부는 또한 테이퍼지는(즉, 압축되는) 것이 유리하다.
상기 장치의 특히 바람직한 추가 실시 예에서, 권선 종단부 및 권선 시작부를 위한 제1 위치 홀더가 인입 공구와 관련하여 정해진 위치에 제공되고, 권선 시작부 및 권선 종단부를 위한 제2 위치 유지 장치가 상기 전달 장치와 관련하여 정해진 위치에 제공된다.
상기 장치에 대한 하나의 바람직한 추가 실시 예에서, 정렬을 위한 중심정렬 장치와 슬라이드-온 튜브를 삽입하기 위한 부착 장치가 각각의 권선 종단부 또는 각각의 권선 시작부에 제공된다.
상기 중심정렬 장치는, 슬라이드-온 튜브를 권선 종단부 및 시작부와 정렬하기 위해, 그리고 무엇보다도, 슬라이딩 삽입된 튜브를 사용하는 추가 공정 단계들에서 권선 종단부와 시작부를 취급하는 것을 훨씬 용이하게 하기 위해, 치수적으로 다소 안정적인 슬라이드-온 튜브만을 취급하기 위해 사용된다
하나의 바람직한 추가 실시 예에서, 상기 중심정렬 장치는 권선 종단부 또는 권선 시작부를 파지하고 압축하기 위한 그리퍼를 가지며, 슬라이드-온 튜브의 내부 직경을 통해 통과될 수 있다. 이 실시 예는 슬라이드-온 튜브들을 동시에 안정화시키고 그것들을 권선 종단부 및 시작부에 대해 정렬하는 이점을 제공한다.
다른 바람직한 실시 예에서, 상기 부착 장치는 슬라이드-온 튜브를 파지하고슬라이드-온 튜브를 권선 종단부 또는 시작부 위로 끌어당기거나 슬라이딩시키기 위한 적어도 하나의 캐리어를 포함한다. 그리퍼가 슬라이드-온 튜브를 정렬하고 특정한 권선 종단부 또는 권선 시작부를 고정한 후, 상기 캐리어는 슬라이드-온 튜브를 파지하고 그리퍼와 테이퍼진 단부 지나 상기 특정 권선 종단부 또는 권선 시작부 위로 민다. 걸쇠들(catches)이 펜치형 방식으로 설계되며 이것을 가지고 마찰에 의해 튜브를 운반할 수 있지만, 직물 튜브 또는 고무와 같은 튜브를 사용하면 작고 짧은 돌출부가 확실한 연결을 보장할 수 있다.
상기 그리퍼의 하나의 바람직한 추가 실시 예는, 펜치형 장치(pincer-like device)와, 이 펜치형 장치에 대해 축 방향으로 이동 가능하고 상기 펜치형 장치를 축 방향 조정에 의해 폐쇄 위치로 이동시키는 작동 튜브를 포함할 수 있다. 이 실시 예는 매우 작은 직경을 가지며 슬라이드-온 튜브의 직경과 매칭될 수 있어서, 이를 둘러싸는 슬라이드-온 튜브의 중심정렬을 위해 직접 작동 튜브를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가적인 특징, 세부 사항 및 이점은 청구 범위의 문구와, 도면을 참조한 예시적인 실시 예의 다음 설명으로부터 비롯된다.
도 1은 코일 권선을 생산하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2는 코일 권선을 받기 위한 인입 공구의 입면도이다.
도 3은 코일 권선을 와이어 권취기로부터 인입 공구까지 전달하기 위한 공정의 개략도이다.
도 4는 전달된 코일 권선을 가진 인입 공구의 코일 플레이트의 개략적인 평면도이다.
도 5는 권선 종단부 및 시작부에 슬라이드-온 튜브를 삽입하기 위한 장치의 개략적인 측면도이다.
도 6은 상기 삽입 장치의 중심정렬 장치의 상세도이다.
도 7은 상기 중심정렬 장치의 개략 평면도이다.
도 8은 상기 중심정렬 장치의 그리퍼의 제1 실시 예의 개략도이다.
도 9는 반-폐쇄된 위치에 있는 상기 중심정렬 장치의 그리퍼의 제2 실시 예의 개략도이다.
도 10은 개방 위치에 있는 도 9에 따른 그리퍼의 단면도이다.
도 11은 상기 중심정렬 장치의 그리퍼의 다른 실시 예의 개략도이다.
도 12는 고정자 몸체에 코일 권선이 인입되는 상태의 개략도이다.
도 13은 위치설정 그리퍼를 구비한 도 12의 고정자 캐리어의 저면도이다.
도 2는 코일 권선을 받기 위한 인입 공구의 입면도이다.
도 3은 코일 권선을 와이어 권취기로부터 인입 공구까지 전달하기 위한 공정의 개략도이다.
도 4는 전달된 코일 권선을 가진 인입 공구의 코일 플레이트의 개략적인 평면도이다.
도 5는 권선 종단부 및 시작부에 슬라이드-온 튜브를 삽입하기 위한 장치의 개략적인 측면도이다.
도 6은 상기 삽입 장치의 중심정렬 장치의 상세도이다.
도 7은 상기 중심정렬 장치의 개략 평면도이다.
도 8은 상기 중심정렬 장치의 그리퍼의 제1 실시 예의 개략도이다.
도 9는 반-폐쇄된 위치에 있는 상기 중심정렬 장치의 그리퍼의 제2 실시 예의 개략도이다.
도 10은 개방 위치에 있는 도 9에 따른 그리퍼의 단면도이다.
도 11은 상기 중심정렬 장치의 그리퍼의 다른 실시 예의 개략도이다.
도 12는 고정자 몸체에 코일 권선이 인입되는 상태의 개략도이다.
도 13은 위치설정 그리퍼를 구비한 도 12의 고정자 캐리어의 저면도이다.
도 1은 개별 와이어들(14)로 이루어진 코일 권선(12)을 권취하는 장치(10)를 도시한다. 도시된 예시적인 실시 예에서, 6 개의 개별 와이어(14)는 각각 코일 권선(12)을 형성한다. 6 개의 개별 와이어(14)는 공지된 적절한 와이어 공급 유닛(16)을 통해 공급되며, 와이어 공급 유닛은 와이어 공급 코일(도시하지 않음)로부터 개별 와이어(14)를 뽑는다. 개별 와이어(14)는 제1 고정 와이어 가이드(18) 및 제2 고정 와이어 가이드(20)를 통해 안내되며, 공급 방향에 대해 회전 가능한 단일 와이어 가이드(22)가 2 개의 고정 와이어 가이드(18, 20) 사이에 배치되어 있다. 회전 가능한 단일 와이어 가이드(22)를 기어 드라이브(26)를 통해 구동하는 드라이브 샤프트(24)에 의해 구동이 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 와이어 공급 유닛(16)은 회전 가능한 단일 와이어 가이드(22)의 영역에 분리 장치를 포함하며, 이것은 그 자체로 공지되어 있으므로 도시되지 않는다.
권취 코일 자체는 와이어 권취기(28)를 사용하여 권취되며, 이것은 조정 가능한 공지의 권취 템플릿(30)을 구비하며 개별 와이어들은 전체 와이어 권취기(28)의 회전 운동에 의해 그 둘레에 권취된다. 코일 권선의 권선 시작부(32)는 와이어 권취기(28)와 함께 회전하는 템플릿 와이어 유지 요소(34)에 고정된다.
도 2는 이동 가능한 인입 공구(36)를 도시하며, 이것은, 링 형태로 배열되고 그 내부에 코일 권선(12)이 적재되는 복수의 인입 라멜라(lamelae)(38)를 포함한다. 인입 공구(36)는 또한 보빈 플레이트(bobbin plate)(40)을 포함하며, 이것은, 그러한 인입 공구의 공지된 실시 예와 달리, 이미 언급된 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)를 위한 제1 위치 홀더(42, 44)를 갖도록 설계된다. 인입 공구(36) 전체는 와이어 권취기(28)에 대해 회전 가능하고 축 방향으로 이동 가능하며, 이 경우에 보빈 플레이트(40)는 인입 라멜라(38)에 대해 축 방향으로 조정될 수 있다. 보빈 플레이트(40) 및/또는 인입 라멜라(38)를 조정하기 위한 드라이브 기구는 여기서 더 상세히 논의하지는 않을 것이다.
도 2는 또한 핸들링 그리퍼(48)를 도시하며, 이것은 초기에 거기 유지된 권선 시작부(32)를 템플릿 와이어 유지 요소(34)에서 제거하고 그것을 권선 시작부(32)를 위한 제1 위치 홀더(44)로 전달할 수 있다.
권취 공정은 회전 가능한 개별 와이어 유지 요소(22)에 의해 생성된 권선 시작부(32)가 먼저 템플릿 와이어 유지 요소(34)에 클램핑되는 방식으로 일어난다. 그 다음에, 와이어 권취기(28)(이것은 복수의 코일 권선(12)을 동시에 권취하기 위해 2개 이상 있을 수 있음)는 6 개의 개별 와이어(14)가 원하는 수만큼 권취 템플릿(30)에 권취될 때까지 회전한다. 회전 가능한 개별 와이어 유지 요소(22)는 개별 권취들(turns) 사이에 한 번에 180 °또는 여러 번 회전될 수 있어서, 인접한 개별 와이어들(14)의 배열이 전환될 수 있다.
일단 권취 공정이 완료되면, 회전 가능한 개별 와이어 유지 요소(22)는 와이어를 꼬기 위해 적절한 회전 각도로 회전되며, 이 각도는 360°이상일 수 있다. 이어서, 개별 와이어들은 회전 가능한 개별 와이어 유지 요소(22)의 영역에서 회전되어, 방금 권취된 코일 권선(12)의 권선 종단부(46) 및 다음에 권취될 코일 권선(12)의 권선 시작부(32)가 동시에 생성된다. 이어서, 생성된 코일 권선(12)은 인입 공구(36)로 전달되며, 이 전달은 도 3에 도시되어 있다.
도 3은 2 개의 고정 와이어 가이드(18, 20)와 이것들 사이에 배치된 회전 가능한 개별 와이어 가이드(22)를 도시하며, 이것은 이 경우에 후속 코일 권선(12)의 이미 분리되고 꼬인 권선 시작부(32)를 유지한다. 이전에 권취된 코일 권선(12)의 권선 종단부(46)는 그 전방에 제공된 제1 위치 홀더(42)에서 권선 종단부(46)를 클램핑하는 제2 핸들링 그리퍼(50)에 의해 이미 파지된 상태에서, 제1 핸들링 그리퍼(48)는 템플릿 와이어 유지 요소(34)로부터 권선 시작부(32)를 제거하고 그것을 권선 시작부(32)를 위한 제1 위치 홀더(44)에서 클램핑한다. 보빈 플레이트(40) 상의 권선 종단부(46)와 권선 시작부(32)를 위한 2개의 위치 홀더(42, 44)의 위치는 도4의 평면도에서 볼 수 있으며, 도 4는 2개의 핸들링 그리퍼(48, 50)를 도시한다. 또한, 도 4에 도시된 코일 권선(12)은 단지 예로서 해석되어야 한다. 적절한 축 방향으로 조정 가능한 권취 템플릿을 사용하면, 상응하는 와이어 권취기를 가지고, 예를 들어 이미 서로 연결된(wired) 2 개의 코일 권선(12)을 권취하는 것도 가능하며, 이것들은 이어서 인입 공구에 함께 적재된다. 이는 이들 코일 권선의 권선 시작부과 종단부가 이미 연결되어 있으므로, 두 코일 권선 중 하나의 권선 종단부와 다른 코일 권선의 권선 시작부만이 제1 위치 홀더(42, 44)에 고정되어야 한다는 것을 의미한다. 이어서, 이들은 도 4에 도시된 것보다 일반적으로 서로 더 큰 각도 거리에 있다.
도 3은 와이어 권취기(28)의 정렬된 권취 템플릿(30)의 방향으로 인입 공구(36)를 축 방향으로 이동시킴으로써 인입 공구(36) 내에 코일 권선(12)을 적재하는 일반적인 공정을 도시한다. 권취된 코일 권선(12)이 인입 공구(36) 내에 적재된 후, 다음 코일 권선(12)이 와이어 권취기(28)에 의해 권취될 수 있기 때문에, 지금까지는 수동으로 행해져야만 했던, 꼬아서 서로 연결된 개별 와이어들(14)를 원하는 길이에 걸쳐 슬라이드-온 튜브(52)로 덮기 위한 가용한 시간이 있다.
도 5 내지 도 11은 슬라이드-온 튜브(52)가 끼워지는 것을 도시한다. 도 5는 코일 권선(12)이 적재된 인입 공구(36)를 도시하며, 코일 권선의 권선 시작부(32) 및 종단부(46)는 제1 위치 홀더(42, 44)에 배치된다. 중심정렬 장치(54) 및 부착 장치(56)가 도시되어 있고 특정 길이를 가진 슬라이드-온 튜브(52)를 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32) 위에 위치시킨다. 이를 위해서, 슬라이드-온 튜브(52)는 먼저 공급 롤(58, 60, 62)로부터 인출되어 매거진(64)으로 이송되고, 튜브 스톡에서 원하는 길이로 절단된다. 이 공정에서, 이렇게 생성된 슬라이드-온 튜브(52)는 매거진(64)에서 미리 정의된 위치를 차지한다. 예를 들어 피복할 권선들의 종단부들의 위상 관계에 따라 색 구별이 요구되지 않는 경우, 단일 튜브 색이 사용될 수도 있다.
매거진(64)은 슬라이드-온 튜브(52)의 배향에 대하여 수직으로 변위될 수 있어서, 원하는 슬라이드-온 튜브가 중심정렬 장치(54)와 동일 평면으로 이동할 수 있다. 이와 관련하여 다음의 도 6을 참조할 수 있다. 도 6에서, 매거진(64)은 부분 절개도로 도시되어 있으며, 여기에는 상이한 컬러 코딩을 가진 3개의 슬라이드-온 튜브가 제공된다. 도면에서 하부에 있는 2 개의 슬라이드-온 튜브는 이동 가능한 잠금 장치(66)에 의해 매거진에 고정되지만, 최상부 슬라이드-온 튜브(52)는 중심정렬 장치(54) 및 꼬인 권선 단부(46)와 동일 평면에 정렬된다. 슬라이드-온 튜브가 제공될 권선 종단부(46) 또는 권선 시작부(32)는 또한 적절한 회전 및 필요한 경우 보빈 플레이트(40)의 높이의 조정에 의해 정렬된다.
도 6에 도시된 위치에서, 그리퍼(68) 또한 슬라이드-온 튜브(52) 내에 삽입되어 있다. 관련 잠금 장치(66)가 개방된 후, 슬라이드(70)는 또한 슬라이드-온 튜브를 이미 매거진 밖으로 일정 거리 전진시켰으며, 이에 의해 매거진(64)으로부터 돌출된 튜브 단부(72)는 부착 장치(56)의 캐리어(74)에 의해 축 방향으로 클램핑될 수 있다.
도시된 예시적인 실시 예에서, 슬라이드-온 튜브(52)에 삽입된 그리퍼(68)는 베어링 굴대(76), 이에 관절식으로 연결된 펜치형 장치(78), 및 상기 베어링 굴대를 포함하고 상기 펜치형 장치에 작용하는 작동 튜브(80)를 갖는다. 이 그리퍼는 도 9 및 10에 보다 상세하게 도시되어 있다. 작동 튜브(80)는 굴대(76)와 별개로 축 방향으로 이동 가능하며, 이를 위해 작동 장치(82)(더 상세히 설명되지 않음)가 제공되고 예를 들어 공압 작동 실린더들과 함께 작동한다. 도 6에서, 펜치형 장치(78)는 폐쇄 위치에서 도시되어 있으며, 이 경우에 펜치형 장치(78)는 여기에 도시된 권선 단부(46)를 고정하고 개별 와이어(14)를 압축하여, 그 직경이 작동-튜브(82)에 약간의 틈새를 두고 안착된 슬라이드-온 튜브(52)의 내부 직경보다 작게 한다.
펜치형 장치(78)는, 슬라이드-온 튜브 내로 밀릴 때, 닫히고 그 외부 직경이 최소화되며, 핀치형 장치는, 작동 튜브가 특정 거리만큼 후퇴할 때(도 10 참조), 예를 들어 복원 스프링에 의해 최대 개방 상태가 된다. 펜치형 장치(78)는 이제 베어링 굴대(76)에 대해 작동 튜브(80)를 축 방향으로 조정함으로써 폐쇄되며(도 9 참조), 펜치형 장치는 권선 종단부(46) 또는 권선 시작부(32)를 파지하여, 슬라이드-온 튜브(52)에 대해서 그 중심을 맞추고 그것을 압축한다.
이 공정 후, 슬라이드-온 장치(56)의 캐리어(74)는 축 방향으로 변위되어, 전체 슬라이드-온 튜브(52)가 권선 종단부(46) 위로 끌어당겨질 때까지, 형태에 맞게 사용되는 튜브의 탄성 재료 또는 직물에 맞물리는 치아형 돌출부(도시되지 않음)에 의해 또는 마찰 끼워 맞춤으로 슬라이드-온 튜브(52)를 운반한다. 권선 종단부(46)에 슬라이드-온 튜브(52)가 제공된 후, 일단 보빈 플레이트(40)가 그에 따라 회전되면 권선 시작부(32)에 대한 공정이 반복되며(도 7 참조), 조립은 역순으로도 이루어질 수 있다.
도 8 및 도 11은 각각 그리퍼(168, 268)에 대한 2 개의 추가의 예시적인 실시 예를 도시한다. 도 8에 도시된 그리퍼(168)에서, 펜치형 장치(178)는 스프링 포크의 유형으로서 베어링 굴대(176)와 일체로 형성되며, 그것의 프리텐셔닝은 펜치형 장치(178)를 개방 상태로 유지한다. 이어서 펜치형 장치(178)는 작동 튜브(180)의 상대 이동에 의해 스프링 포크의 복원력에 대항하여 폐쇄될 수 있다.
도 11은 작동 튜브(280)가 펜치형 장치(278)의 하나의 펜치(279)에만 작용하는 반면, 제2 펜치(277)는 베어링 굴대(276)와 강성으로 구현되는 그리퍼(268)를 도시한다.
도 12는 고정자 몸체(84)의 홈들(개별적으로 도시되지 않음) 내로 코일 권선의 공지된 인입을 도시한다. 상기 인입 자체는 공지된 공정을 따르기 때문에 여기서는 더 상세하게 설명되지 않을 것이지만, 제2 위치 홀더(90, 92)를 구비한 디스크 형상 지지대(88)가 고정자 캐리어(86)에 제공되고, 이것은 고정자 몸체(84)를 정해진 위치에 유지하며, 이것들은 코일 권선(12)이 인입될 때 고정자 캐리어(86)의 제1 위치 홀더들(42, 44)에 클램핑되어 있는 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)를 인계하여 클램핑한다. 이 경우 권선 종단부(46) 및 시작부(32)는 슬라이드-온 튜브(52)로 이미 피복되어서 모든 개별 와이어들(14)이 또한 제2 위치 홀더(90, 92) 내로 전달되는 것이 보장된다는 점이 유리하다. 이것은, 풀림 위치와 클램핑 위치 사이에서 능동적으로 조정될 수 있는 제1 위치 홀더(42, 44) 및/또는 제2 위치 홀더(90, 92)에 의해, 또는 수동 유지 요소들에서의 통합된 클램핑 힘에 의해 수행될 수 있다.
도 12에서, 인입 공구(36)의 보빈 플레이트(40)가 고정자 캐리어(86)의 디스크형 지지대(88)에 매우 가깝게 이동되어야 함을 알 수 있는데, 이를 위해 인입 라멜라(38)와 분리된 스풀 플레이트(40)의 축 방향 조정이 필요에 따라 도움이 될 수 있다. 그러나 권선 종단부와 시작부를 로봇식 그리퍼로 전달하는 것도 또한 가능하다. 또한, 도 12에서, 디스크형 지지대(88)의 직경이 보빈 플레이트(40)의 직경보다 작다는 것을 알 수 있다. 도 13을 참조하면, 이것은, 제2 위치 홀더(90, 92)가 복수개가 있다는 것과, 권선 종단부 및 시작부가 그것들의 반경 방향 연장이 감소되도록 만곡된다는 사실에 의해 가능하게 된다. 로봇식 파지 장치(94)는 각각의 권선 종단부(46) 및 각각의 권선 시작부(32)에 대해 3 개의 위치 홀더(90a, 90b, 90c 및 92a, 92b, 92c) 내로의 목표한 배치를 달성한다. 삽입된 고정자 캐리어(86)의 추가 공정 단계들에서의 취급을 단순화하는 고정자 캐리어(86)의 디스크형 지지대(88)의 가능한 직경 감소에 추가하여, 권선 시작부 및 권선 종단부 마다 3 개의 위치 홀더에서의 상기 적재는, 권선 종단부(46) 및 시작부(32)가 훨씬 더 정확하게 정해진 위치에 적재되는 추가의 이점을 가지므로, 추가 공정 단계에서 예를 들면 전기 연결 러그(lug)에 대한 용접에서 파지가 단순화된다.
본 발명은 전술한 임의의 실시 예로 제한되지 않고 여러 방식으로 수정될 수 있다.
구성적 세부 사항, 공간적 배열 및 방법 단계를 포함하여 청구항, 상세한 설명 및 도면으로부터 떠오르는 모든 특징 및 장점은 본 발명에 개별적으로 그리고 많은 상이한 조합에서 필수적일 수 있다.
10 권취 장치
12 코일 권선
14 개별 와이어
16 와이어 공급 장치
18 제1 고정 와이어 가이드
20 제2 고정 와이어 가이드
22 회전 가능한 단일 와이어 가이드
24 드라이브 샤프트
26 기어 드라이브
28 와이어 권취기
30 권취 템플릿
32 권선 시작부
34 템플릿 와이어 유지 요소
36 인입 공구
38 인입 라멜라
40 보빈 플레이트
42 제1 위치 홀더
44 제1 위치 홀더
46 권선 종단부
48 제1 핸들링 그리퍼
50 제2 핸들링 그리퍼
52 슬라이드-온 튜브
54 중심정렬 장치
56 부착 장치
58 제1 튜브 롤
60 제2 튜브 롤
62 제3 튜브 롤
64 매거진
66 잠금 장치
68 그리퍼
70 슬라이드
72 튜브 단부
74 캐리어
76 베어링 굴대
78 펜치형 장치
80 작동 튜브
82 작동 장치
84 고정자 몸체
86 고정자 캐리어
88 디스크형 지지대
90 제2 위치 홀더
92 제2 위치 홀더
94 로봇식 파지 장치
168 그리퍼
176 베어링 굴대
178 펜치형 장치
180 작동 튜브
268 그리퍼
276 베어링 굴대
277 제2 펜치 절반
278 펜치형 장치
279 제1 펜치 절반
280 작동 튜브
12 코일 권선
14 개별 와이어
16 와이어 공급 장치
18 제1 고정 와이어 가이드
20 제2 고정 와이어 가이드
22 회전 가능한 단일 와이어 가이드
24 드라이브 샤프트
26 기어 드라이브
28 와이어 권취기
30 권취 템플릿
32 권선 시작부
34 템플릿 와이어 유지 요소
36 인입 공구
38 인입 라멜라
40 보빈 플레이트
42 제1 위치 홀더
44 제1 위치 홀더
46 권선 종단부
48 제1 핸들링 그리퍼
50 제2 핸들링 그리퍼
52 슬라이드-온 튜브
54 중심정렬 장치
56 부착 장치
58 제1 튜브 롤
60 제2 튜브 롤
62 제3 튜브 롤
64 매거진
66 잠금 장치
68 그리퍼
70 슬라이드
72 튜브 단부
74 캐리어
76 베어링 굴대
78 펜치형 장치
80 작동 튜브
82 작동 장치
84 고정자 몸체
86 고정자 캐리어
88 디스크형 지지대
90 제2 위치 홀더
92 제2 위치 홀더
94 로봇식 파지 장치
168 그리퍼
176 베어링 굴대
178 펜치형 장치
180 작동 튜브
268 그리퍼
276 베어링 굴대
277 제2 펜치 절반
278 펜치형 장치
279 제1 펜치 절반
280 작동 튜브
Claims (17)
- 연결 와이어의 제조를 포함한, 전기 모터의 회전자 및 고정자를 제조하는 방법으로서,
- 복수의 개별 와이어(14)를 포함하는 코일 권선들(12)을, 개별 와이어들(14)이 와이어 공급 유닛(16)으로부터 와이어 가이드(18, 20, 22)를 통해 공급되는 와이어 권취기(28) 상에 권취하는 단계;
- 인입 공구(36)에 코일 권선들(12)을 배치하는 단계;
- 코일 권선들(12)을 고정자(84) 또는 회전자 몸체의 홈들에 인입하는 단계;
- 해당 고정자 또는 회전자의 연결 와이어를 생성하기 위해 슬라이드-온 튜브(52)에 의해 개별 와이어들(14)을 동위상으로 결합하는 단계;
를 포함하며,
각각의 코일 권선(12)의 개별 와이어들(14)은 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)를 형성하기 위해 와이어 가이드(18, 20, 22)의 영역에서 서로 고정되며, 권취 후 및 적재 전 또는 적재 동안, 각각의 코일 권선(12)의 권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)는 상기 인입 공구에 대해 특정 위치에 배열된 제1 위치 홀더(42, 44)에 고정되며, 코일 권선(12)을 고정자 또는 회전자 내로 인출하는 동안, 권선 종단부(46) 및 시작부(32)는 제1 위치 홀더(42, 44)로부터 고정자 몸체(84) 또는 회전자 몸체와 관련하여 특정 위치에 배열된 제2 위치 홀더(90, 92) 내로 전달되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 슬라이드-온 튜브(52)는 코일 권선들(12)이 고정자(84) 또는 회전자 몸체 내로 인입되기 전에 권선 종단부(46) 및 시작부(32)의 적어도 하나의 위로 슬라이딩 삽입되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
권선 종단부(46) 및 시작부(32)의 적어도 하나의 개별 와이어들(14)은 슬라이드-온 튜브(52)가 슬라이딩 삽입되기 전에 슬라이드-온 튜브(52)의 내부 직경보다 작은 직경으로 압축되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
개별 와이어들(14)은 서로 꼬여서 권선 종단부(46) 및 시작부(32)의 적어도 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 와이어 공급 유닛(16) 영역의 개별 와이어들(14)은 와이어 가이드 방향에 평행한 회전 축선을 중심으로 회전될 수 있는 단일 와이어 가이드(22)에 의해 안내되는 것을 특징으로하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 슬라이드-온 튜브(52)의 내부 직경은 권선 종단부(46) 및 시작부(32)의 적어도 하나의 위로 슬라이딩 삽입되기 전에 넓어지는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 슬라이드-온 튜브(52)는 해당 슬라이드-온 튜브(52)에 맞물리는 중심정렬 장치(54)에 의해 권선 종단부(46) 및 시작부(32)의 적어도 하나와 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 중심정렬 장치(54)는 권선 종단부(46) 또는 시작부(32)를 파지하고 압축하기 위해 사용되는 이동 가능한 그리퍼(68)를 가지는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 슬라이드-온 튜브(52)는 슬라이딩 삽입되기 전에 특정 길이로 제조되고매거진(64) 내에 수용되며, 이에 의해 슬라이드-온 튜브(52)의 위치가 상기 중심정렬 장치(54)와 관련하여 정해지는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 슬라이드-온 튜브(52)로 덮인 권선 종단부(46) 및 시작부(32)의 적어도 하나는, 회전자 또는 고정자 몸체에 대하여, 복수의 제2 위치 홀더(90a, 90b, 90c, 92a, 92b, 92c) 중 하나에서 고정되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치로서:
- 전기 모터의 고정자 또는 회전자를 위한 코일 권선(12)을 함께 형성하는 개별 와이어들(14)의 병렬 공급을 위한 와이어 공급 유닛(16);
- 코일 권선들(12)이 연속적으로 권취되는 권취 템플릿(30)을 가진 와이어 권취기(28);
- 권취 후 코일 권선(12)을 받기 위한 인입 공구(36);
- 고정자(84) 또는 회전자 몸체를 수용하기 위한 고정자(86) 또는 회전자 캐리어; 및
- 코일 권선(12)을 인입 공구(36)로부터 고정자(84) 또는 회전자 몸체로 전달하기 위한 전달 장치;
를 포함하며,
와이어 권취기(28) 상에는 상기 개별 와이어들의 시작부를 유지하기 위한 템플릿 와이어 그리퍼(34)가 제공되며,
하나 이상의 연결 장치가 추가로 제공되고, 이에 의해 개별 와이어들(14)의 와이어 시작부 및 종단부의 적어도 하나가 서로 연결되어 권선 종단부(46) 또는 시작부(32)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 연결 장치는 와이어 권취기(28)에 대한 개별 와이어들(14)의 공급 방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전될 수 있는 단일 와이어 가이드(22)를 와이어 공급 유닛(16)의 영역에 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제 11 항에 있어서,
권선 종단부(46) 및 권선 시작부(32)를 위한 제1 위치 홀더(42, 44)가 인입 공구(36)와 관련하여 정해진 위치에 제공되고, 권선 시작부(32) 및 권선 종단부(46)를 위한 제2 위치 홀더(90, 92)가 상기 전달 장치와 관련하여 정해진 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제 11 항에 있어서,
정렬을 위한 중심정렬 장치(54) 및 슬라이드-온 튜브(52)의 삽입을 위한 슬라이드-온 장치(56)가 각각의 권선 종단부(46) 또는 각각의 권선 시작부(32)에 제공되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 중심정렬 장치(54)는 권선 종단부(46) 또는 권선 시작부(32)를 파지하고 압축하기 위한 그리퍼(68)를 포함하며, 상기 중심정렬 장치(54)는 슬라이드-온 튜브(52)의 내부 직경을 통해 통과될 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 중심정렬 장치(54)는 슬라이드-온 튜브(52)를 파지하고 권선 종단부(46) 또는 권선 시작부(32) 위로 끌어당기거나 슬라이딩시키기 위한 하나 이상의 캐리어(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 그리퍼(68)는 펜치형 장치(78) 및 작동 튜브(80)를 포함하며, 상기 작동 튜브(80)는 상기 펜치형 장치(78)에 대하여 축 방향으로 이동 가능하고 상기 펜치형 장치를 축 방향 조정에 의해 폐쇄된 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 장치.
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