CN103004064B - 用于将预成型的电导体条***到卷绕设备中的装置及方法 - Google Patents

用于将预成型的电导体条***到卷绕设备中的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于将预成型电导体条(8)***到相关卷绕设备(12)中的装置(4)，其包括电导体条(8)的提供设备(28)，以弯曲的方式使所述电导体条(8)具有两个基本呈直线的臂(16)，所述臂彼此平行并通过弯曲部分(20)彼此连接，根据提供方向(X-X)设置所述电导体条(8)。装置(4)还包括传递设备(32)，其从所述提供设备(28)提取所述电导体条(8)，并将其旋转90度进入***位置，在所述***位置根据***方向(Y-Y)设置所述电导体条(8)，所述***方向(Y-Y)垂直于所述提供方向(X-X)，并平行于所述电导体条(8)相关的卷绕设备(12)的容器(24)。所述装置(4)包括用于将所述电导体条(8)***到所述卷绕设备(12)中的***设备(36)，配有推动装置(40)，其沿所述***方向(Y-Y)传递所述电导体条(8)，直至其至少部分地***至所述容器(24)中。

Description

用于将预成型的电导体条***到卷绕设备中的装置及方法
技术领域
本发明关于一种用于将预成型电导体条***到卷绕设备中的装置，尤其是应用于电机的绕组条，以及相关***方法。尤其是，电机的组件，例如定子和转子，包括适于涂覆电绝缘材料例如瓷漆的电导体条，其被弯曲并不同程度地连接在一起，从而形成所谓的绕组条。
背景技术
本领域中已知的由电导体条制成的绕组条具有大致矩形的横截面，其中矩形表示矩形形状所一般表示的正方形截面或“扁平”截面，这种“扁平”截面通常表示矩形的横截面形式为一个横截面的两个侧边中的一个要比另一个具有更小的尺寸。
上述电导体条通常从直线形状的电导体条开始通过弯曲成型为“U”形或“P”形，从而使它们能够用于径向地对齐在卷绕设备中制成的容器，该卷绕设备用于在***之后卷绕上述预成型电导体条。在实施中，该种卷绕设备基本上用于“分开”所述“U”形或“P”形形状的臂，从而确保同一电导体条的两个臂在从卷绕设备种将后者引出之后，能够随后***到定子或转子铁芯的容器中，并彼此径向偏移至少一预定斜度。
本技术领域中已知的是，通过用于弯曲相同的、原始的呈直线形状的导电条的装置制造预成型电导体条，即以弹性弯曲它们的方式，使得它们此后能够***到上述卷绕设备中。
美国专利US7,480,987描述了一种电导体条的预成型方法(在该文件中称为“U形电导体条”)。可以看到的是，在该文件中，将直线形状的电导体条弯曲为“U”形或“P”形(参见专利US7,480,987的图10a和相关说明)，从而从平行于工作面的初始方向旋转电导体条的方向，至垂直于工作面的最终方向。
对于接下来***在卷绕设备中将其弯曲的电导体条而言，电导体条的这种旋转是有用的。例如根据专利US7721413的教导实施该***。
另一方面，期望地是，总是在同一工作面工作而获得电导体条的预成型，可能的预成型工作步骤例如从线圈开始的电导体条的切割和剥离导体条端部所确定的和选择的部分。
实际上，在该方式中，为了精确和速度，电导体条的所有预成型操作都简化和优化。
在所述装置中，所有预成型操作过程都在同一工作面上实施，由此需要旋转预成型的电导体条，从而将它们排布成平行于卷绕设备的容器，所述电导体条必须在预成型之后***所述容器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装置，从而能够相对于现有技术解决上述缺点和/或需求。
通过权利要求1所限定的装置和权利要求17所限定的方法能够解决该缺点和/或需求。
在从属权利要求中限定了本发明的其他实施例。
附图说明
根据下述优选的、非限定的实施例，本发明的其他特征和优点将更加容易理解，其中：
-图1示出了根据本发明一个实施例的***装置的透视图；
-图2示出了从另一角度的图1的装置的另一透视图，其中几个元件已经被移除，从而示出了该装置的特殊细节；
-图3a-3b示出了图2的细节Ⅲ的前视图，分别显示了开放和关闭结构；
-图4示出了根据本发明的装置的***设备和卷绕设备的透视图；
-图5示出了图4的设备从图4的箭头V侧的侧视图；
-图6以导向设备的开放结构，示出了图4的***和卷绕设备的另一视图；
-图7示出了图6的设备的平面视图；
-图8示出了图6的细节Ⅷ的透视图。
将会使用相同的附图标记表示下述实施例之间共同组件的元件或零件。
具体实施方式
参照附图，全文使用4表示用于将预成型电导体条8***到相同卷绕设备中的装置。
电导体条8可以具有矩形、扁平或正方形横截面。
为了本发明的目的，通过预成型目的是用于获得具有“U”形或“P”形形状的导体的线性导体条的工序。如所知，可以通过其他预成型操作进行该操作，例如矫直从绕组上退绕的导体，剥离导体的所选区域以及切割。由于所有上述操作表示导体条在接下来的成型操作或卷绕之前的预先设置，因此其称为预成型。正如已经在本发明背景技术中所说明的，其基本由将导体***到铁芯中之前所受到的分开组成，以这种方式使“P”或“U”的两个臂可以***到定子铁芯或转子铁芯的径向偏移的容器中。
为了本发明的目的，“扁平”或“正方形”导体条用于表示导体条具有基本扁平的侧面，其每个侧面都与相邻侧面典型地通过圆角相接合。
由此，用于说明导体条横截面的术语“扁平”或“正方形”或其他等同术语用于一般意义，而不应该理解为排除导体条具有接合基本扁平侧面的基本圆角的情况。术语“扁平导体”应该理解为导体具有两个相对侧面，其之间的距离大于其他两个相对侧面之间的距离。为了本发明的目的，术语“矩形导体”应该理解为扁平导体和正方形导体的一般含义，正方形是专用的矩形导体情况，其四个侧面具有相同的尺寸。
在任何情况下，本发明可以应用于任何导体条类型，甚至是具有例如圆形横截面的类型。
导体条例如是包括铜芯线和绝缘瓷漆涂层的导体。
本发明的***装置4还可以是用于制造电机组件（例如定子或转子）的独立机器或工厂的工作站。
例如，***装置4表示预成型机器接下来的步骤，作为如专利申请PCT/IT2010/000160的非限定实例。
***装置4用于将预成型电导体条8***到相关的预成型导体8的卷绕设备12中。
预成型导体8包括一对通过弯曲部分20而连接在一起的大致呈直线的臂16。
直线臂16可以是彼此平行，以这种方式使导体呈现为“U”形形状结构或者其能够在弯曲部分附近具有凹槽，以这种方式导体呈现为全部“P”形结构。
卷绕设备12是一种已知类型的设备，例如US2009178270中所描述的，用于分开其自由端22之间的臂16，所述自由端22相对于弯曲部分20。
卷绕设备12提供了多个容器24，其用于容纳和分开电导体条8的臂16。
如下文所述，***装置4还包括预成型电导体条8的提供设备28，其根据提供方向X-X优选地为水平方向(图3)设置。卷绕设备12还包括将电导体条8从提供设备28中提取进入夹取位置的传递设备32，在该夹取位置将电导体条8沿所述提供方向X-X设置，并旋转90度进入***位置，在该***位置电导体条8根据垂直于所述提供方向X-X的***方向Y-Y设置。
此外，***装置4包括相关卷绕设备12中的电导体条8的***设备36，该卷绕设备12包括装备有沿***方向Y-Y传送电导体条8的***装置40，直到电导体条8至少部分地***到在臂16的自由端22的侧面上的容器24中。
下文中，将更加详细地说明本发明的***装置的提供设备28、传递设备32和***设备36。
尤其是，提供设备28包括可以是开放和关闭的至少两个壁44，其以这种方式限定预成型电导体条8的容纳腔。在关闭结构中(图3b)，所述壁44容纳预成型电导体条8，其形式使得弯曲部分20朝向传递设备32。在关闭结构中，电导体条8位置容纳在壁44内，并且设置为平行于提供方向X-X，而弯曲部分20优选地位于壁44外部，并且直接朝向传递设备32，以这种方式使得当壁44仍然处于关闭结构时，电导体条8由传送设备夹持。
在打开结构中(图3a)，所述壁44是打开的，以这种方式释放用于允许电导体条8从夹取位置旋转至***位置的传送量，其中夹取位置设置为平行于提供方向X-X，***位置设置为平行于***方向Y-Y。
根据一个实施例，根据相对于平行于提供方向X-X的旋转轴W-W旋转的打开动作，至少一个所述壁44是可打开的。
根据另一实施例，根据相对于平行于平移方向Y-Y的平移的打开动作，至少一个所述壁44是可打开的。
传递设备32将电导体条8从提供设备28中提取进入电导体条8沿提供方向X-X设置的夹取位置，并且将电导体条旋转90度进入根据***方向Y-Y设置它们的***位置，所述***方向垂直于所述提供方向X-X，并平行于电导体条8相关的卷绕设备12的容器24。
根据一个实施例，沿旋转轴Z-Z可旋转地支撑传递设备32，该旋转轴Z-Z垂直于提供方向X-X和***方向Y-Y。
传递设备32包括至少一个夹具48，其配有一对用于在所述弯曲部分20从提供设备28抓紧预成型电导体条8的狭口，以这种方式使电导体条8的臂16得以释放，以用于接下来***到相关卷绕设备12中。
根据一个实施例，传递设备32包括至少两个相对于设备自身的旋转轴Z-Z有角度地彼此偏移90度的夹具48。
根据优选实施例，传递设备32包括相对于设备自身的旋转轴Z-Z有角度地彼此偏移90度的四个夹具48。
例如，传递设备32可操作地连接到电机装置，例如机械分度盘，其用于将设备自身旋转90度角，以这种方式，随着传递设备的每次旋转，电导体条8都从夹取位置转换到***位置。
传递设备32与***设备36相互作用，所述***设备36从传递设备32接收电导体条，并将其***到相关卷绕设备12的容器24中。
根据一个实施例，***设备36的推动装置40包括叶片推进器56，其沿***方向Y-Y轴向可移动，叶片推进器56与位于***位置的电导体条8对齐，以这种方式截断电导体条的弯曲部分20，并将臂16推入到相关卷绕设备12的容器24中。
叶片推进器56包括固定导向器60，其平行于***方向Y-Y，所述固定导向器60容纳叶片推进器56，以这种方式引导叶片推进器的***动作。
优选地，当夹具的狭口位于***位置时，叶片推进器56与夹具48的狭口50对齐。尤其是，在夹取电导体条8的过程中，所述推进器56相对于狭口50所确定的气室为中心，如果电导体条8仍然由狭口50抓紧时，或者可替换地恰好在打开狭口50之后，以这种方式使电导体条至少部分地***到狭口50之间，从而与弯曲部分20接触。
根据一个实施例，***设备36包括可移动的导向器68，其设置为以这种方式在其***动作中截断电导体条8，为了便于臂16与相关卷绕设备12的容器24对齐，以及便于臂16的自由端22进入到所述容器24中。
根据一个实施例，所述可移动的导向器68包括第一可移动隔离壁72，其用于定向为平行于可移动导向器68的对面的固定导向壁73。
优选地，由可操作地连接到推进器56的***动作的凸轮76驱动第一可移动隔离壁72旋转，以这种方式一旦预成型电导体条已经由平移设备32旋转进入***位置，将其设置为平行于对面的固定导向壁73。
例如，凸轮76在移动中与叶片推进器56是一体的，并与切断凸轮的移动动作的第一小轮77相互作用。第一小轮77可操作地连接到第一滑动部分78，该第一滑动部分78能够垂直于***方向Y-Y移动。
在凸轮76的推动作用下，第一小轮77旋转，以这种方式不会对抗凸轮76以及叶片推进器56的前进动作，第一滑动部分78从凸轮76远离移动。在该移动工作中，第一滑动部分78还驱动第一可移动隔离壁72。
可移动导向器68优选地包括第二可移动隔离壁80，其用于在关闭期间影响壁16，从而使这些臂平行，以便于将其***到相关卷绕设备12的容器24中。
优选地，第二可移动隔离壁80由凸轮76在移动中驱动，该凸轮76连接到推进器56的***动作，以这种方式使臂16近距离平行于相关卷绕设备12的容器24的入口。
凸轮76与第二小轮82相互作用，该第二小轮8切断凸轮76的移动动作。第二小轮82可操作地连接到第二滑动部分84，该第二滑动部分84能够垂直于***方向Y-Y移动。
在凸轮76的推动作用下，第二小轮82旋转，以这种方式不会对抗凸轮76以及叶片推进器56的前进动作，第二滑动部分84远离凸轮76移动。在该移动动作中，第二滑动部分84还驱动第二可移动隔离壁80。
现在根据本发明，说明预成型电导体条***到卷绕设备中的方法。
尤其是，将至少一个预成型电导体条8提供至预成型电导体条8的提供设备28，以这种方式根据提供方向X-X设置电导体条8，使其具有朝向传递设备32的弯曲部分20。
使用传递设备32的夹具48在弯曲部分20抓取电导体条8，并且提供设备28至少部分打开。
在电导体条8已经由夹具48抓取后，提供设备28的壁44的打开。
此后，夹具48旋转90度，相关电导体条8被抓取，以这种方式沿***方向Y-Y设置电导体条8，该***方向Y-Y垂直于所述提供方向X-X，并平行于相关卷绕设备12的容器24。
随着90度的旋转，前述所抓取的电导体条被带入到***位置，而另一个夹具置于提供设备28的入口处，以这种方式抓取另一个电导体条8。
在将电导体条8带入到***位置之后，***设备36被激活；其沿***方向Y-Y将电导体条8移动至相关卷绕设备12中，直到其至少部分地***到容器24中。
尤其是，叶片推进器56置于与电导体条8的弯曲部分20相接触，以这种方式至少部分地***到夹具48的狭口50之间；此后，狭口打开，从而允许电导体条8朝向卷绕设备12移动。
通过与叶片推进器56相互作用的固定导向器和直接与电导体条8作用 的可移动导向器沿***方向Y-Y导向该移动，从而朝向卷绕设备12的容器24引导臂16的自由端22。
在***设备的***动作期间，由于凸轮76而产生可移动导向器68的驱动。
如从上述说明可理解的，根据本发明的***装置及方法允许克服现有技术所表现出的缺点。
确实，可能设置***设备与预成型设备串联，该预成型设备工作为总是沿同一提供方向保持电导体条。通过这种方式，所有电导体条预成型的步骤都被优化。
此外，根据本发明的装置允许提取电导体条，以及为了接下来以快速和有效的方式将其***到卷绕设备的容器中而旋转它们。
实际上可以在传递设备的每四分之一圈实施该操作，该传递设备能够从提供设备提取第一导体，并同时将第二导体***到卷绕设备中。
由于存在导向器、***设备和导体的臂，将导体***到卷绕设备的容器中是快速和可靠的，从而伴随臂以导向方式进入到卷绕设备的相关座中。
所有将导体提取、传递和***到卷绕设备的步骤以导向形式发生，不会释放导体，直到后者已经***到卷绕设备的容器中。
通过这种方式，避免了干扰装置的风险，并且保证了提取、传递和***导体是快速和可靠的。
为了满足偶然和特殊需求，本领域技术人员将能够对上述装置及方法作出数种改变和变形，所有更多的都包括在权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (20)

1.用于将预成型电导体条(8)***到与所述预成型电导体条(8)相关的卷绕设备(12)的装置(4)，其包括：
-预成型电导体条(8)的提供设备(28)，所述预成型电导体条(8)得以弯曲从而具有两个基本直线式的臂(16)，所述臂彼此平行并通过弯曲部分(20)彼此连接，根据提供方向(X-X)设置所述预成型电导体条(8)，
-传递设备(32)，其从提供设备(28)将所述预成型电导体条(8)提取到夹取位置，在所述夹取位置沿所述提供方向(X-X)设置所述预成型电导体条(8)，并将所述预成型电导体条(8)旋转90度进入***位置，在所述***位置根据***方向(Y-Y)设置所述预成型电导体条(8)，所述***方向(Y-Y)垂直于所述提供方向(X-X)，并平行于所述预成型电导体条(8)的卷绕设备(12)的容器(24)，所述容器用于至少部分地容纳所述预成型电导体条(8)的所述臂(16)，
-***设备(36)，其用于将所述预成型电导体条(8)***到所述卷绕设备(12)，并配有推动装置(40)，该推动装置(40)沿所述***方向(Y-Y)移动所述预成型电导体条(8)，直到所述预成型电导体条(8)的至少部分地***到所述臂(16)的一侧的所述容器(24)中。
2.根据权利要求1所述的装置(4)，其特征在于，所述传递设备(32)沿垂直于所述提供方向(X-X)和所述***方向(Y-Y)的旋转轴(Z-Z)得以旋转地支撑。
3.根据权利要求2所述的装置(4)，其特征在于，所述传递设备(32)包括至少一个夹具(48)，其配有一对用于在所述弯曲部分(20)从所述提供设备(28)抓取所述预成型电导体条(8)的狭口(50)，以这种方式使所述预成型电导体条(8)的所述臂(16)得以释放，用于接下来***到所述卷绕设备(12)中。
4.根据权利要求3所述的装置(4)，其特征在于，所述传递设备(32)包括至少两个夹具(48)，所述夹具相对于设备自身的所述旋转轴(Z-Z)有角度地彼此偏移90度。
5.根据权利要求3所述的装置(4)，其特征在于，所述传递设备(32)包括四个夹具(48)，所述夹具相对于设备自身的所述旋转轴(Z-Z)有角度地彼此偏移90度。
6.根据权利要求1所述的装置(4)，其特征在于，所述传递设备(32)可操作地连接到电机装置，所述电机装置包括机械分度盘，其用于将传递设备自身旋转90度角，以这种方式，随着传递设备的每次旋转，预成型电导体条(8)从夹取位置转换至所述***位置。
7.根据权利要求3所述的装置(4)，其特征在于，所述提供设备(28)包括至少两个壁(44)，所述壁能够打开和关闭，以这种方式限定所述预成型电导体条(8)的容纳腔，其中在关闭结构中所述壁(44)容纳所述预成型电导体条(8)，以这种方式使所述弯曲部分(20)朝向所述传递设备(32)，以及其中在打开结构中所述壁(44)打开，从而释放适合于允许所述预成型电导体条(8)旋转的传递量，以及使得所述夹具(48)从沿所述提供方向(X-X)的夹取位置旋转至沿所述***方向(Y-Y)的所述***位置。
8.根据权利要求7所述的装置(4)，其特征在于，根据相对于平行于所述提供方向(X-X)的旋转轴(W-W)旋转的打开动作，所述壁(44)中的至少一个壁是可打开的。
9.根据权利要求7或8所述的装置(4)，其特征在于，根据相对于平行于所述传递方向(Y-Y)的打开方向平移的打开动作，所述壁(44)中的至少一个壁是可打开的。
10.根据权利要求1所述的装置(4)，其特征在于，所述***设备(36)包括叶片推进器(56)，其沿所述***方向(Y-Y)可轴向移动，所述叶片推进器(56)在所述***位置与所述预成型电导体条(8)对齐，以这种方式切断所述预成型电导体条(8)的弯曲部分(20)，并将所述臂(16)推入到所述卷绕设备(12)的所述容器(24)中。
11.根据权利要求10所述的装置(4)，其特征在于，所述叶片推进器(56)包括平行于所述***方向(Y-Y)的固定导向器(60)，所述固定导向器(60)至少部分地容纳所述叶片推进器(56)，以这种方式引导所述叶片推进器的***动作。
12.根据权利要求1所述的装置(4)，其特征在于，所述***设备(36)包括可移动导向器(68)，其设置为在所述预成型电导体条的***位置切断所述预成型电导体条(8)，从而便于所述臂(16)与所述卷绕设备(12)的所述容器(24)对齐，以及便于所述臂(16)进入所述容器(24)中。
13.根据权利要求12所述的装置(4)，其特征在于，所述可移动导向器(68)包括第一可移动隔离壁(72)，其用于设置为平行于固定导向壁(73)。
14.根据权利要求13所述的装置(4)，其特征在于，所述第一可移动隔离壁(72)由凸轮(76)驱动旋转，所述凸轮(76)可操作地连接至叶片推进器(56)。
15.根据权利要求12、13或14所述的装置(4)，其特征在于，所述可移动导向器(68)包括第二可移动隔离壁(80)，其用于在关闭期间影响所述预成型电导体条(8)的所述臂(16)，从而使这些臂平行，以便于将其***到卷绕设备(12)的容器(24)中。
16.根据权利要求15所述的装置(4)，其特征在于，所述第二可移动隔离壁(80)由凸轮(76)驱动平移，所述凸轮(76)可操作地连接至叶片推进器(56)。
17.用于使用根据前述任一项权利要求的所述装置(4)将预成型电导体条(8)***到卷绕设备(12)中的***方法，所述方法包括：
-将至少一个预成型电导体条(8)提供至预成型电导体条(8)的提供设备(28)，以这种方式根据提供方向(X-X)设置所述预成型电导体条(8)，所述预成型电导体条(8)具有朝向所述传递设备(32)的所述弯曲部分(20)，
-使用所述传递设备(32)的夹具(48)在所述弯曲部分(20)抓取所述预成型电导体条(8)，至少部分地打开所述提供设备(28)，并将所述夹具(48)旋转90度角，从而沿***方向(Y-Y)设置所述预成型电导体条(8)，所述***方向(Y-Y)垂直于所述提供方向(X-X)和平行于所述预成型电导体条(8)的卷绕设备(12)的所述容器(24)，所述容器(24)用于至少部分地接收所述预成型电导体条(8)的所述臂(16)的自由端(22)，
-使用***设备(36)沿所述***方向(Y-Y)将所述预成型电导体条(8)平移进入所述卷绕设备(12)中，直至该预成型电导体条(8)至少部分地***到所述容器(24)中。
18.根据权利要求17所述的***方法，所述预成型电导体条(8)为应用于电机的绕组条。
19.根据权利要求17所述的***方法，还包括下述步骤：
-在所述传递设备(32)上预设置四个夹具(48)，所述夹具相对于旋转传递设备(32)的旋转轴(Z-Z)彼此有角度偏移90度角，所述旋转轴(Z-Z)垂直于所述提供方向(X-X)和所述***方向(Y-Y)，
-将所述传递设备(32)旋转90度角地设置，以这种方式，随着所述传递设备(32)的每个90度角的旋转，实现由所述提供设备(28)夹持预成型电导体条(8)，以及将预成型电导体条(8)***到卷绕设备(12)的容器(24)中。
20.根据权利要求17或19所述的***方法，还包括下述步骤：
-使用固定导向器(60)沿所述***方向(Y-Y)引导所述***设备(36)的平移运动，
-使用可移动导向器(68)引导所述卷绕设备(12)的所述容器(24)中的预成型电导体条(8)的所述臂(16)，所述可移动导向器(68)使得所述臂(16)在进入所述容器(24)中之前彼此相互接近，所述可移动导向器(68)可操作地与所述***设备(36)的平移动作相连接。
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