專利名稱：用來壓制用于機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的發(fā)明大體上涉及一種用于機電能量轉(zhuǎn)換器(dynamoelectric machine)的設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于壓制機電能量轉(zhuǎn)換器的芯部中的疊片組的設(shè)備。
背景技術(shù)：
定子芯部疊片(即，沖件，punching)大體上布置成多個環(huán)形陣列，這些環(huán)形陣列形成為成組或成套的相鄰定子芯部疊片。成組的環(huán)形陣列疊片由間隔塊彼此軸向隔開并安裝在發(fā)電機定子機座中。間隔塊限定通風(fēng)道以用于引導(dǎo)冷卻流徑向地通過定子。通常，通過把疊片設(shè)置在燕尾榫形栓條(keykir)上來人工執(zhí)行疊片的組裝，該栓條具有與沿著各疊片的外徑的陰式突出部互補的陽式突出部。在組裝期間，疊片組可產(chǎn)生由沖壓過程期間形成的毛刺引起的不期望的波紋。此外，滯留的空氣也可在疊片組中導(dǎo)致不期望的波紋。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面，提供了一種用來壓制用于機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組的設(shè)備。該設(shè)備包括多個重量分配板和多個壓板。該多個重量分配板放置在機電能量轉(zhuǎn)換器疊片組的端部上。該多個壓板放置在該多個重量分配板上。經(jīng)由該多個重量分配板和該多個壓板向疊片組施加壓力。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于壓制機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組的方法。該方法包括下列步驟提供疊片組；提供多個重量分配板；提供多個壓板；將該多個重量分配板放置在疊片組的至少一端上；將該多個壓板放置在該多個重量分配板上；以及，經(jīng)由該多個重量分配板和該多個壓板向疊片組施加壓力。


圖1是用于定位和疊置沖件的設(shè)備的工作臺、心軸和定位指狀物成形部分的示意性透視圖；圖2是示出將各個沖件布置在工作臺上以形成其疊置的環(huán)形陣列的示意圖；圖3是布置成其環(huán)形陣列的多個沖件的放大透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的重量分配板的俯視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的壓板的俯視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的布置在疊片組上的重量分配板的俯視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的布置在疊片組上的重量分配板和壓板的俯視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于壓制疊片組的方法的流程圖。
具體實施例方式機電能量轉(zhuǎn)換器被限定為將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑驅(qū)㈦娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的任何機器。馬達或發(fā)電機是機電能量轉(zhuǎn)換器的兩個示例?，F(xiàn)在參照附圖，特別是圖1和圖2，其中示出了支承件(例如工作臺10)，其被安裝用于通過合適的驅(qū)動器(例如電動馬達、液壓馬達或氣動馬達，未示出)圍繞軸線12旋轉(zhuǎn)。 工作臺10優(yōu)選地為環(huán)形形式并且圍繞心軸14，心軸14可與工作臺10—起繞軸線12旋轉(zhuǎn)。 還可相對于工作臺10在高度上調(diào)節(jié)心軸14。類似于工作臺，心軸可被任何合適的驅(qū)動器 (優(yōu)選地電動馬達)升高。如圖所示，心軸裝有多個徑向向外延伸的指狀物16，這些指狀物 16可與心軸14 一起旋轉(zhuǎn)，并且在調(diào)節(jié)心軸的高度時可在高度上進行調(diào)節(jié)。指狀物16的端部終止在引導(dǎo)部18中，引導(dǎo)部18用于以其環(huán)形陣列繞工作臺引導(dǎo)和定位沖件，如下面所述的那樣。參照圖3，示出了多個沖件20。在所示形式的沖件中，每個沖件具有大致徑向延伸的邊緣22、多個徑向延伸的完整槽口 24(彼此沿著周向延伸的內(nèi)緣周向地隔開)，以及沿著沖件的與內(nèi)緣相鄰的相對兩側(cè)22徑向延伸的半槽口 26。每個沖件還可沿著其外緣在周向間隔的位置處包括可選的燕尾榫形狀觀。如圖3中所示，具有用于說明目的的六層重疊的沖件20，但應(yīng)當(dāng)理解，可提供更多或更少數(shù)量的層。在圖3中可見，沿著每一層的相鄰沖件20的側(cè)邊緣22的徑向接縫不位于相鄰層的相鄰沖件之間的對接處下面。因此，在該示出的實施例中并且僅作為一個示例，沖件在周向上相對于彼此交錯，并且每四層周向相鄰的沖件的對接處彼此垂直對齊。然而，應(yīng)當(dāng)理解，沿著每個沖件的相對兩側(cè)的半槽口沈與周向鄰接的沖件的半槽口 26形成完整槽口。槽口對和沈徑向向內(nèi)開放以用于接納引導(dǎo)部18，如下面所述的那樣。在一個示例中，每個環(huán)形層中具有十五個沖件，其中沖件的側(cè)邊緣22彼此對準(zhǔn)并位于公共平面內(nèi)。沖件以交錯方式一個疊置在另一個上，以便形成一組多個環(huán)形陣列的沖件。這些組又可在工作臺上通過間隔塊(未示出)彼此軸向地間隔，間隔塊布置在組之間以便在完成的機電能量轉(zhuǎn)換器定子機座中形成通風(fēng)槽。指狀物16終止于引導(dǎo)部18中。每個引導(dǎo)部18包括在指狀物16的相關(guān)遠(yuǎn)端上的半球形突出部。指狀物16的遠(yuǎn)端被接納在沖件20 的槽口 24內(nèi)。多組沖件沿著工作臺布置，然后將這些組從工作臺提升以用于安裝在機電能量轉(zhuǎn)換器的機座內(nèi)，如下面所述的那樣。僅作為一個特定示例，十五個沖件形成其環(huán)形陣列，沖件厚度為大約0. 014英寸。優(yōu)選地每組沖件的垂直高度為大約2英寸。這需要大約140-150 個沖件在軸向方向上一個壓在一個上以形成一組2英寸厚的沖件。然而，可布置任何數(shù)量的任何合適厚度的沖件以便在機電能量轉(zhuǎn)換器(例如馬達和/或發(fā)電機)內(nèi)形成具有任何合適縱向長度的芯部?；貋韰⒄請D2，示出了工位30，在該工位處，當(dāng)工作臺10旋轉(zhuǎn)(如箭頭31所示的那樣)并經(jīng)過插入工位30時，沖件20被插到工作臺10上。在本發(fā)明的該方面，操作者將沖件定位在工作臺上或定位在之前布置的環(huán)形陣列的沖件上。當(dāng)操作者將分立的沖件20 放在工作臺10之上或之前放置的陣列上時，沖件被布置成使得一個或多個指狀物16被接納在沖件的完整槽口 M或半槽口 26內(nèi)。半球形表面18有助于繞指狀物16引導(dǎo)各沖件， 并因此使沖件在圍繞工作臺的選定周向位置和徑向位置相對于其它沖件對齊。當(dāng)工作臺旋轉(zhuǎn)時，另外的沖件被放在工作臺和下面的陣列上，其中側(cè)邊緣22彼此鄰接。操作者還通過使另外的沖件層20中的第一個相對于下面的沖件陣列偏置而錯開沖件層，從而使新擺放的沖件之間的對接處不與下面的沖件的對接處重疊。當(dāng)工作臺旋轉(zhuǎn)時，可通過輥系統(tǒng)40使放好的沖件接合，這確保槽口(完整槽口 M 和半槽口 26)的基部被引導(dǎo)部18接合，從而使沖件的槽口(進而使沖件本身)在工作臺上保持準(zhǔn)確的均勻?qū)R。系統(tǒng)40使輥保持抵靠周向排列的沖件的外緣。當(dāng)最上層沖件的高度增加時，帶有附連指狀物的心軸也升高。這通過連續(xù)地或遞增地響應(yīng)于對最上層沖件的高度的感測并響應(yīng)于所感測的信號而機械地升高心軸和指狀物來實現(xiàn)。完成的沖件20的堆疊形成疊片組200，該疊片組可形成機電能量轉(zhuǎn)換器(例如馬達或發(fā)電機)的定子芯部。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的重量分配板400的俯視圖。重量分配板400 可具有大致矩形的形狀或被構(gòu)造成大致符合由疊片組限定的形狀的一部分。重量分配板 400可具有被包括于其中的一個或多個手握持部410，以有助于由操作者或技術(shù)人員操縱。 為了進一步有助于人工操縱，重量分配板400優(yōu)選地由鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、鋼、鋼合金或其它輕型材料、金屬或金屬合金制成，并具有可由一名技術(shù)人員輕松操縱的重量?；蛘?， 重量分配板400可由任何合適的材料制成，包括(但不限于)木材、橡膠、陶瓷或塑料，或其組合。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的壓板500的俯視圖。壓板500可具有大致矩形的形狀或被構(gòu)造成大致符合由疊片組限定的形狀的一部分。壓板500可具有被包括于其中的一個或多個柄部510或手握持部，以有助于由操作者或技術(shù)人員操縱。在一個示例中，柄部510可由安裝到壓板500上的托架構(gòu)成，其中托架還包括線環(huán)型柄部。在另一個示例中，柄部510可替換成類似于手握持部410的手握持部。壓板500還可包括壓觸墊520， 并且壓力使得與壓板500的這部分接觸。為了進一步有利于人工操縱，壓板500優(yōu)選地由鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、鋼、鋼合金或其它輕型材料、金屬或金屬合金制成，并具有可由一名技術(shù)人員輕松操縱的重量?；蛘?，壓板500可由任何合適的材料制成，包括(但不限于)木材、橡膠、陶瓷或塑料，或其組合?；蛘撸墒÷詨河|墊520，并且可在壓板500上安裝一組單獨的另外的壓板，其中該另外的壓板將根據(jù)特定應(yīng)用的需要有助于增加和/或分布壓制力或壓力。重量分配板400和/或壓板500可與充氣袋或充氣容器一起使用。充氣袋可放置在板400、500以及抗力元件之間。氣袋可填充有壓縮空氣以便在疊片組200上施加壓力。圖6示出了疊片組200的俯視圖，其中兩個重量分配板疊置于其上。在操作中，在疊片組壓制循環(huán)期間，重量分配板400被放置在疊片組200上并布置在疊片組200的整個圓周上。疊片組200可以是部分組裝的疊片組或者完整的疊片組。在一些應(yīng)用中，可能需要具有“分階段的”壓制操作，其中疊片組在最終完成之前被分階段地壓制。圖7示出了疊片組的俯視圖，其中兩個重量分配板400疊置于其上，其中壓板500 放置在這兩個重量分配板上。為了清楚起見僅示出幾個板，但應(yīng)當(dāng)理解，重量分配板400和壓板500都將圍繞疊片組的整個圓周設(shè)置。壓板優(yōu)選地被放置成與兩個重量分配板400的部分重疊。僅作為一個非限制性的示例，現(xiàn)在描述壓制操作。將重量分配板400和壓板500 設(shè)置在疊片組200上。每個板可覆蓋大約30”至大約36”的跨度，但根據(jù)特定應(yīng)用的需要可使用具有任何尺寸的板。板400和500被布置成覆蓋交錯的對接處，從而允許平均地散布每平方英寸(Psi)荷載。在布置板400、500之后，在壓板500上施加大約40至45磅/平方英寸(Psi)的力，該力等于通過壓板500和重量分配板400的組件在芯部疊片組的組件200內(nèi)產(chǎn)生的磅/平方英寸(psi)的壓力。然而，根據(jù)特定應(yīng)用的需要可施加任何合適的壓力。傳遞至疊片組200的壓力壓制疊置的疊片20并除去滯留的空氣、堆疊中的波紋， 并且壓制疊片制造過程期間由沖壓/激光切割產(chǎn)生的疊片毛刺和/或加厚部分，和/或堆疊過程期間的疊片變形。圖8是用于壓制機電能量轉(zhuǎn)換器中的疊片組的方法800的流程圖。方法800包括提供疊片組的步驟810、提供多個重量分配板的步驟820、提供多個壓板的步驟830、將該多個重量分配板放置在疊片組的至少一端上的步驟840、將該多個壓板放置在該多個重量分配板上的步驟850，以及經(jīng)由該多個重量分配板和該多個壓板向疊片組施加壓力的步驟 860。步驟820還可包括，提供多個由鋁構(gòu)成的重量分配板，和/或在該多個重量分配板的每個重量分配板中提供多個手握持部。步驟830還可包括提供多個由鋁構(gòu)成的壓板、在該多個壓板的每個壓板中提供壓觸墊和/或在該多個壓板的每個壓板中提供多個柄部。步驟840還可包括下列步驟將該多個重量分配板布置在疊片組的一端上，使得相鄰沖件之間的對接處被該多個重量分配板的其中至少一個覆蓋。步驟850還可包括下列步驟布置該多個壓板，使得相鄰重量分配板之間的對接處被該多個壓板的其中至少一個覆蓋。本文所述方法可應(yīng)用于為馬達或發(fā)電機的機電能量轉(zhuǎn)換器，以及定子芯部中使用的疊片組。該書面描述用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實施本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包括在內(nèi)的方法。本發(fā)明的可專利范圍由所附權(quán)利要求所限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這種其它示例具有與權(quán)利要求的字面語言沒有不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這種其它示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用來壓制用于機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組O00)的設(shè)備，所述設(shè)備包括 多個重量分配板000)；多個壓板(500)；其中，所述多個重量分配板(400)放置在所述機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組的一端上，并且所述多個壓板(500)放置在所述多個重量分配板(400)上，并且，其中，經(jīng)由所述多個重量分配板(400)和所述多個壓板(500)向所述疊片組(200)施加壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個重量分配板(400)由鋁、鋁合金、 鈦和鋼的其中至少一種構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個壓板(500)由鋁、鋁合金、鈦和鋼的其中至少一種構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個重量分配板(400)布置在所述疊片組(200)的端部上，使得相鄰沖件00)之間的對接處被所述多個重量分配板(400)的其中至少一個覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個壓板(500)布置在所述多個重量分配板(400)上，使得相鄰重量分配板(400)之間的對接處被所述多個壓板(500)的其中至少一個覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個重量分配板(400)中的每個重量分配板(400)包括一個或多個手握持部(410)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個壓板(500)中的每個壓板(500) 包括一個或多個柄部(510)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個壓板(500)中的每個壓板(500) 包括壓觸墊(520)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述機電能量轉(zhuǎn)換器為馬達和發(fā)電機中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述疊片組(200)構(gòu)成定子芯部。
全文摘要
本發(fā)明涉及用來壓制用于機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組的方法和設(shè)備。具體而言，提供了一種用來壓制用于機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組(200)的設(shè)備。該設(shè)備包括多個重量分配板(400)和多個壓板(500)。該多個重量分配板(400)放置在機電能量轉(zhuǎn)換器的疊片組(200)的端部上。該多個壓板(500)放置在該多個重量分配板(400)上。經(jīng)由該多個重量分配板(400)和該多個壓板(500)向疊片組(200)施加壓力。
文檔編號H02K15/02GK102468722SQ20111037007
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者B·M·萊普, G·R·平克, N·巴薩蘭, S·A·奧利弗, S·C·沃爾科 申請人:通用電氣公司