專利名稱：引入線圈到電機定子疊片鐵心槽內(nèi)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將線圈引入到電機定子疊片鐵芯的槽中的一種方法和一種裝置，其中線圈在一個模板上繞制并傳送到一個由相應環(huán)形并行排列的引入薄片(Einziehlamelle)和一個軸向可運動的引入星(Einziehstern)組成的引入工具上，并且被此工具引入到定子槽中。
由于金屬線厚度和引入薄片間的間隙寬度之間嚴格的尺寸關(guān)系及其它不利因素，當繞組借助于引入星沿著固定的薄片被推向前時，繞組傾斜而被卡在間隙中?，F(xiàn)有的克服方法是引導某個繞組線股的兩個引入薄片中的一個與引入星一起運動(參見DE-PS1918485)。在此關(guān)系下這也是公開的在引入過程的第一步中全部引入薄片與引入星一起處理，引入薄片的開放端被放到大約定子疊片鐵心對應的端面的水平面上，接著，剩余的引入過程用引入星單獨完成，其中在已公開的方法中引入星前進到直至超過引入薄片的開放端，使線圈的繞組頂部徑向定位(參見DE-OS2006526和DE-AS2630183)。
缺點在于，恰好在引入過程結(jié)尾處在已經(jīng)固定引入薄片的情況下還完成一很長的引入星推進路程，因而會出現(xiàn)卡住線匝的情況。尤其是在線圈結(jié)構(gòu)高度相對較高的情況下整體引入僅完成短的一段，接著在已經(jīng)固定引入薄片的情況下完成很長的引入星推進路徑。
因為壓縮機開發(fā)商的要求年復一年地增長，而且人們研究提高電機的效率，不僅通過減小定子槽的縫隙，而且期望高的占空系數(shù)，這些新的定子不能再使用現(xiàn)已公開的引入方法和設(shè)備來引入線圈。如果采用諸如DE-PS2630183所述的設(shè)備引入這些新的定子，可以肯定只有所有一起動作的薄片穿過定子孔通過并且超過定子上邊緣的引入方法才是有效的，但是在薄片之間的間隙中的高的線圈結(jié)構(gòu)高度擠壓到引入薄片上方的開放端使它們相互分開，這樣薄片不能或者用強力才能被拉下來，因此線圈受到損傷。
本發(fā)明的任務在于給出以本說明開始處所述的方式工作的一種方法和一種裝置，與現(xiàn)有方法和裝置相比，借助于此方法和裝置可優(yōu)化引入過程中間和結(jié)束時的狀態(tài)。
為完成上述任務而提出的新方法的特征在于，在引入過程的第一步，短引入薄片和長引入薄片以它們朝上的開放端同步地從第一個輸出位置出發(fā)，通過定子孔超過定子上邊緣前進到第二個位置，并且在過程的第二步，長引入薄片被回拉到勉強超過定子上邊緣處，且引入星和短引入薄片一起前進到第三個位置，以及在過程的第三步中引入星、短引入薄片和長引入薄片從第三個位置出發(fā)回到輸出位置。
提出的方法利用了所有一起運動的引入薄片的優(yōu)點，其中提升運動不允許線圈和引入薄片間有相對運動，并且不存在金屬線被損傷的危險，因為在引入距離的一半處使長引入薄片的行程換向，并且在它們向下運動的路程上停在略超過定子上邊緣處，同時短引入薄片繼續(xù)向前即向上穿過定子前進并且線圈被完全引入到定子中。與至今所知的引入裝置相反，按照本發(fā)明通過長引入薄片的換向不僅完成了在運動中使金屬線陷入間隙中并且不卡住，而且具有以下優(yōu)點通過向下運動；長引入薄片間隙在上側(cè)出現(xiàn)空隙，這樣金屬線不再交疊著排列，而是收縮成線束。
為了發(fā)揚上述最后的優(yōu)點進一步建議第二步中在引入星和短引入薄片向前運動之前，長引入薄片至少部分地退回了。在這樣使一定數(shù)量的金屬線不再交疊排列之后，長引入薄片可繼續(xù)向下，即繼續(xù)退回，同時引入星和短薄片向上前進。這樣降低了引入力，特別是減小了對引入薄片的壓力。
在某些情況下長引入薄片也可一直退回到略超過定子上邊緣，然后短引入薄片才向前運動。
在某些情況下為支持引入過程，建議在第二步中長引入薄片退回的同時引入星和短引入薄片向前運動或在第二步中長引入薄片與引入星及短引入薄片交替運動。上述的最后兩種方法步驟在線圈結(jié)構(gòu)高度不太高，但是有相對多的金屬線夾在引入間隙中時是適用的。
為了優(yōu)化引入過程，進一步建議引入星和短引入薄片一起從輸出位置出發(fā)以連續(xù)的速度經(jīng)過第二個位置前進到第三個位置。這時，長引入薄片從第二個位置出發(fā)以與短引入薄片相同或比其更高的速度運動到第三個位置是有好處的。
前述的或者還可能說明的單個方法步驟的改變不改變本發(fā)明的基本想法在一個中間的引入步驟中某些引入薄片退回且其它的引入薄片向前進，并且這樣不僅使間隙上側(cè)產(chǎn)生空隙，而且間隙中的金屬線通過兩個相鄰的引入薄片的相對運動而受到有益的作用。
完成上述方法的本發(fā)明設(shè)備的特征在于，在引入過程的第一步，固定在引入星旁的短引入薄片通過一個傳動裝置并且固定在一個薄片支架上的長引入薄片通過一個傳動裝置以它們的上開放端同步地從輸出位置出發(fā)經(jīng)過定子上邊緣前進到第二個位置，并且在第二步中第一個傳動裝置換向且薄片支架與長引入薄片一起退回到略超過定子上邊緣處，并且第二個傳動裝置使引入星前進到第三個位置，以及在第三步中傳動裝置使引入星和薄片支架運動到輸出位置。
這也是有益的傳動裝置在它們的速度和方向變化上是可任意控制的。
對于引入過程這也是有好處的引入星和短引入薄片一起從輸出位置出發(fā)以一個連續(xù)的速度經(jīng)過第二個位置前進到第三個位置，并且長引入薄片從第二個位置出發(fā)以相同或高于短引入薄片的速度運動到第三個位置。當長引入薄片的速度較高時薄片較快的退回且間隙上側(cè)更快地單側(cè)張開，這樣間隙中的金屬線不再交疊地排列，而以收縮成線束。
為了支持此新的方法，還建議在定子上邊緣上方設(shè)置一個支架，它由托環(huán)，支撐環(huán)和支撐指構(gòu)成，并根據(jù)需要軸向可運動。徑向可運動的支撐指也是可以想像的，然而其技術(shù)費用昂貴。此支架的優(yōu)點是穿過定子上邊緣的引入薄片被集中，從而減小了對定子齒的壓力，這樣線圈金屬線不被卡在引入薄片之間。
在權(quán)利要求16至19中說明了其它有優(yōu)點的實施形式的特征。以下借助


的幾個實施例給出了它們各自的優(yōu)點。附圖中圖1是按照本發(fā)明的一個引入工具在輸出位置時的縱剖圖，
圖2是圖1的引入工具在第二位置時的縱剖圖，圖3是圖1的引入工具在第三位置時的縱剖圖，圖4是兩個薄片之間的線圈情況的放大示圖，圖5是按照本發(fā)明的一個引入工具在輸出位置時的縱剖圖，圖6是圖5的引入工具在第二位置時的縱剖圖，圖7是圖5的引入工具在第三位置時的縱剖圖，圖8是圖5的引入工具上托環(huán)區(qū)域的前視圖，圖9是圖8中的放大示圖，圖10是圖8中的進一步變型的放大示圖，圖11是本發(fā)明的一個進一步實施形式相應于圖6的示圖，圖12是圖11引入工具在第三位置時的示圖，圖13是一個支架區(qū)域的詳細示圖，圖14是進一步實施形式的托架區(qū)域前視圖。
圖1所示的工具可歸于自動繞線設(shè)備或引入設(shè)備，它具有DE-OS2825577所說明的原理結(jié)構(gòu)。
圖1示出一個由并行的引入薄片構(gòu)成的環(huán)，薄片的自由端朝上，在其上放置一個定子疊片鐵心10之前，線圈12被繞制在或運送到薄片之間的間隙中。引入薄片環(huán)由短引入薄片14和長引入薄片18組成，短引入薄片每兩片在放入線圈12的區(qū)域用螺釘固定在一個引入星16上，長引入薄片與薄片支架20用螺釘固定，其中引入星16借助于一個升降圓柱22軸向可控，而薄片支架20借助于一個升降圓柱24軸向可控。實際中引入星16和薄片支架20至少是電機控制的，此處采用什么傳動方式是不重要的。重要的是引入星16帶著其短引入薄片14和薄片支架22帶著其長引入薄片如何被控制，也就是說，它們按什么路徑一起運動，分開運動或相反運動。
圖2和圖3示出與圖1相同的裝置在其它運行步驟時的狀態(tài)。
圖2示出一個運行步驟，其中短引入薄片14的自由端和長引入薄片18在其路徑上通過定子孔前進到已超過定子上邊緣26處。在從圖1所示位置到圖2所示位置的路徑上，引入薄片14和18是同步前進的，并且?guī)е€圈12一起運動，將線圈部分地放入定子10。
在圖2所示位置上引入薄片14和18的自由端位置超過定子上邊緣26，現(xiàn)在從此位置出發(fā)，短引入薄片14軸向繼續(xù)向上，即繼續(xù)通過定子10，并且長引入薄片18則沿軸向作相反方向的運動，即向下退至其自由端略超過定子上邊緣26處時停止運動，如圖3所示。在圖3所示位置上引入星16帶著短薄片14一起運動到超過長引入薄片自由末端的一個位置上，并且?guī)雍头湃刖€圈12到其最終位置。接著引入薄片14和18從圖3位置回到圖1的位置，已放入線圈的定子被取下。未詳細說明的是在引入過程結(jié)束時外皮條形材封鎖住被填充的槽。
如果反向前進的引入薄片14和18以相等的速度運動，則它們同時抵達圖3的終止位置。試驗表明，長引入薄片18以比短薄片14向上運動的速度快一些的速度向下運動是有好處的。其優(yōu)點在于，在向下運動時長薄片18已經(jīng)從上面放開了線匝，這樣就可容易地引入線圈。
圖4示出放大了的本發(fā)明的結(jié)果。容易看出短引入薄片14和長引入薄片18。它們中間是一個間隙28，圖中示出了間隙中的線圈12，即各個金屬線30的截面。
重要的引入步驟不在于從圖1位置到圖2位置的這一步，而在于從圖2位置到圖3位置的這一步，在這一引入步驟中長引入薄片18向下運動且短引入薄片14向上運動，而且引入星16與短引入薄片14一起向上運動，并且可能具有80至160毫米線圈結(jié)構(gòu)高度的全部金屬線30向上推移。本發(fā)明的優(yōu)點來源于短引入薄片14相對于長引入薄片18以相反方向運動。這意味著在薄片14和18之間的金屬線30產(chǎn)生運動，這就好像人們在兩個水平伸開的手掌中有一支鉛筆，并以相反方向推此鉛筆。當然，金屬線30不能沿著整個薄片14和18滾動。然而本發(fā)明利用此滾動效應，這樣金屬線30僅旋轉(zhuǎn)大約1/4轉(zhuǎn)這么一個短的旋轉(zhuǎn)距離；通過這個旋轉(zhuǎn)整個線圈結(jié)構(gòu)高度松馳下來，并且通過此松弛作用金屬線30能反作用于其短距離的旋轉(zhuǎn)，因為金屬線自身由于初始的旋轉(zhuǎn)而處于壓力之下。
圖5至7示出在各個運行步驟中的引入工具，它已在圖1至3中描述。增加的是一個定子10的向下壓具40，雖然它是需要的，但是對于本發(fā)明而言它是不重要的。
重要的是一個支架，它軸向設(shè)置在定子10之上，并且單獨由一個其內(nèi)部置有支撐環(huán)44的托環(huán)42和一個帶有其升降桿48的傳動裝置46組成。傳動裝置46固定在一個支座50上并且通過其升降桿48與托環(huán)42連接。這里支座50沒有被詳細示出，但是它與整個裝置的機座固定連接。
圖8示出圖5中托環(huán)42區(qū)域的前視圖。在托架42中安裝一個位于其內(nèi)部的支撐環(huán)44，在其旁邊是支撐指52，它們從外部支撐位于內(nèi)部的引入薄片。
引入薄片14和18的支撐可如圖9放大示出的那樣進行，其中支撐指52有對應于定子齒的外形或者如圖10所示那樣設(shè)置一個特殊的導向裝置54。支撐指52的任務是從外部支撐引入薄片14和18并且如此導向，使引入薄片14和18間的有用間隙保持精確的尺寸。此外也可將支撐指52設(shè)計成在支撐環(huán)44中徑向可運動，然而這樣做是相對昂貴的。
還應指出，一個原來就熟悉的校準星56可借助于升降桿58和一個圖中未示出的傳動裝置在定子10之上或通過定子10作軸向運動。在定子10被放在引入薄片14和18上之前，校準星56通過停留在引入薄片14和18之上的定子10前進到引入薄片14和18。在定子10借助于校準星56對準引入薄片14和18之后，定子10可被放到引入薄片14和18上。在引入薄片14和18引入，即向上運動時所有引入薄片或至少是短引入薄片14在校準星56中校準并集中在區(qū)域60中。
上述新的支架的工作方式是，帶有其支撐環(huán)44的托環(huán)42借助于傳動裝置46沿軸向前進到定子10處并且接受和引導在引入過程中通過定子穿過來的引入薄片14和18，使得引入薄片14和18間的間隙在穿過定子10時也保持精確的尺寸。
下面按照已經(jīng)示出的運行步驟說明支架的工作方式，這里發(fā)明的支架不僅對于圖1至3所示的方法，而且對于其它的引入方法也是有好處和可應用的，并且總是在引入薄片經(jīng)過定子上邊緣26向前運動的引入過程步驟中應用。
圖5示出一個由并行的引入薄片構(gòu)成的環(huán)，薄片的自由端朝上，在其上放置一個定子疊片鐵心10之前，線圈12被繞制在或運送到薄片之間的間隙中。引入薄片環(huán)由短引入薄片14和長引入薄片18組成，短引入薄片每兩片在放入線圈12的區(qū)域用螺釘固定在一個引入星16上，長引入薄片與薄片支架20用螺釘固定，其中引入星16借助于一個升降圓柱22軸向可控，而薄片支架20借助于一個升降圓柱24軸向可控。
圖6和圖7示出與圖5相同的裝置處于其它運行步驟時的狀態(tài)。
在進行第一過程步驟之前，起引導和集中作用的支架帶著其內(nèi)部安置的支撐環(huán)44運動到定子疊片鐵心26上方略高一些的等待位置上。
圖6示出一個過程步驟，其中短引入薄片14的自由端和長引入薄片18在它們通過定子孔的路徑上已經(jīng)超過定子上邊緣26而向前運動。在從圖5的位置向圖6的位置運動的路徑上引入薄片14和18是同步運動的，同時線圈12被帶著運動并部分地放入定子10。
在所有引入薄片14和18一起向上提升時它們在離開定子上邊緣26之后進入支撐指52的一個圈內(nèi)并被此圈保持并行排列形狀。
在圖6所示位置上引入薄片14和18的自由末端位置超過定子上邊緣26，現(xiàn)在從此位置出發(fā)，長引入薄片18退回到略超過定子上邊緣26處，并且引入星16和短引入薄片14與支架一起向前運動，這樣長引入薄片18離開支撐指52，同時短引入薄片14繼續(xù)被引導。在圖7所示位置上，引入星16帶著短引入薄片14前進到超過定子上邊緣26的一個位置上并且線圈12被帶到其最終位置和放入定子中。接著引入薄片14和18從圖7位置退回到圖5的輸出位置上，并且支架42,44,52和向下壓具40離開定子10，加工的定子10可被取走。
借助于托環(huán)42，支撐環(huán)44和支撐指52，這種新的支架支持新的方法其中自由地穿過定子上邊緣26的引入薄片14和18被集中，做得對定子齒的壓力減小，這樣線圈金屬線不會被夾在引入薄片14和18之間。
如已經(jīng)提及的，支架42,44,52是與引入方法無關(guān)的。尤其是當不存在高的線圈結(jié)構(gòu)高度時，也可以一圈引入薄片14和18一起從位置6出發(fā)繼續(xù)向前進并將線圈12引入定子10。
若引入薄片14,18運動時引入壓力很高且存在由此產(chǎn)生定子齒的個別鐵片被抬高的危險；一個另外的支架是有用的，其結(jié)構(gòu)由圖11至14給出。
圖11和圖12所示的實施形式與圖6和圖7所示的實施形式的主要區(qū)別在于，支撐環(huán)44旁的支撐指52通過立柱62而延長，因此支撐指52不僅僅引導引入薄片14,18，而且也經(jīng)過立柱62壓住定子齒。立柱62可借助于螺釘64或以一個整體與支撐指52連接并如此與向下壓具40構(gòu)成一個單元。
由向下壓具40和立柱62構(gòu)成的單元有以下優(yōu)點在繞制線圈12后可能將定子10放在引入工具上，然后將此單元軸向運動到定子10上，并且此單元不僅像已知的那樣壓住定子，而且也壓住定子齒。
在某些情況下也可以分開由向下壓具40和立柱62構(gòu)成的單元并由相應的傳動裝置控制，例如，當為了另一個引入過程需要改裝支架42,44,52,62，以引入到另一個位置的情況下。
圖13和14示出帶有立柱62的支架42,44,52，其中圖13示出一個放大的部分，其中在一個薄片14,18旁的一個立柱62和一個支撐指44被示出。
由圖13可見，立柱62比支撐指52窄一些。這樣做的優(yōu)點是，立柱62一直能支撐定子齒，直到全部繞組被引入。立柱62之間的空間66使得在繞組尺寸超過定子尺寸時引入比較容易。若在某些情況下要求立柱62僅壓住每個第二定子齒或位置更分散些，則立柱62可有與支撐指相同的外形。
通過立柱62延長支撐指52的應用是與引入方法無關(guān)的。應用一起運動的引入薄片的引入方法中應用它是有好處的。
所建議的方案特別適用于壓縮機，對壓縮機的需要年復一年地增長，人們研究如何提高電機的效率時不僅設(shè)計盡可能小的槽隙，而且希望在槽內(nèi)安放盡可能多的銅線。然而這些設(shè)計對引入線圈到定子中產(chǎn)生負面的作用，但是利用本發(fā)明的方法在滿足最新要求的同時又可以實現(xiàn)線圈放入定子的引入。
權(quán)利要求
1．引入線圈到電機定子疊片鐵心槽內(nèi)的方法，其中線圈在一個模板上繞制并被傳送到一個由相應環(huán)形并行排列的引入薄片和一個軸向可運動的引入星組成的引入工具上，并且從此工具引入到定子槽中，其特征在于，在引入過程的第一步中引入星(16)、短引入薄片(14)和長引入薄片(18)以它們朝上的開放端同步地從第一個輸出位置出發(fā)向前運動，穿過定子(10)的孔并超過定子上邊緣(26)至第二個位置，并且在第二步中長引入薄片(18)退回到略超過定子上邊緣(26)處，并且引入星(16)和短引入薄片(14)一起向前運動到第三個位置，以及在第三步中引入星(16)、短引入薄片(14)和長引入薄片(18)從第三個位置出發(fā)運動回到輸出位置。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第二步中引入星(16)和短引入薄片(14)向前運動之前，長引入薄片(18)至少被部分地退回。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在第二步中，長引入薄片(18)部分地被退回之后，它們繼續(xù)被退回，且同時引入星(16)和短引入薄片(14)向前運動。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第二步中長引入薄片(18)被退回，且同時引入星(16)和短引入薄片(14)向前運動。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第二步中長引入薄片(18)與引入星(16)和短引入薄片(14)交替地運動。
6．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入星(16)和短引入薄片(14)一起從輸出位置出發(fā)以一個連續(xù)的速度經(jīng)過第二個位置運動到第三個位置。
7．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，長引入薄片(18)從第二個位置出發(fā)以與短引入薄片(14)相同的速度向第三個位置運動。
8．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，長引入薄片(18)從第二個位置出發(fā)以比短引入薄片(14)的速度高的速度向第三個位置運動。
9．實現(xiàn)權(quán)利要求1至8所述的方法的裝置，其特征在于，在引入過程的第一步中固定在引入星(16)旁的短引入薄片(14)借助于一個傳動裝置(22)且固定在薄片支架(20)旁的長引入薄片(18)借助于一個傳動裝置(24)同步地以它們朝上的開放端經(jīng)過定子上邊緣(26)運動到第二個位置，并且在第二步中傳動裝置(24)改變方向，使薄片支架(20)與長引入薄片(18)一起退回到略超過定子上邊緣(26)處，且傳動裝置(22)使引入星(16)前進到第三個位置，以及在第三步中傳動裝置(22,24)使引入星(16)和薄片支架(20)運動到輸出位置。
10．如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，傳動裝置(22,24)在它們的速度和方向上是可任意控制的。
11．如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，一個帶有支撐指(52)的支架(42,44)被設(shè)置在定子上邊緣(26)的上方，且支撐指(52)設(shè)置在通過定子上邊緣(26)來的引入薄片(14和18)旁邊。
12．如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，支架(42,44,52)是軸向設(shè)置在定子(10)上方。
13．如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，支架(42,44,52)是軸向可運動的。
14．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，支架(42,44,52)與引入薄片(14和18)可同步運動。
15．如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，支架由徑向可運動的支撐指(52)構(gòu)成。
16．如以上權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在支撐指(52)旁設(shè)置支柱(Stempel)(62)。
17．如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，支柱(62)如此被構(gòu)造，其橫截面與支撐指(52)相比相等或窄一些。
18．如以上權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，支架(42,44,52,62)與一個向下壓具(40)一起構(gòu)成一個單元。
19．如以上權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，支架(42,44,52,62)和向下壓具(40)可分開運動。
全文摘要
本發(fā)明的方法和裝置用于引入線圈到電機定子疊片鐵心槽內(nèi)。為優(yōu)化至今所使用的引入方法,本發(fā)明建議:在引入過程的第一步中短引入薄片和長引入薄片以它們朝上的開放端同步地從第一個輸出位置出發(fā),經(jīng)過定子孔運動到定子上邊緣以上的第二個位置,并且在第二步中引入星和短引入薄片一起繼續(xù)前進,同時長引入薄片退回到略超過定子上邊緣的第三個位置,以及在第三步中引入星,短引入薄片和長引入薄片從第三個位置出發(fā)運動,回到輸出位置。
文檔編號H02K15/06GK1216172SQ98800063
公開日1999年5月5日 申請日期1998年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月24日
發(fā)明者薩迪克·薩迪庫 申請人:埃爾莫泰克電機技術(shù)公司