用于制造转子和定子包含连接线的制作在内的方法和设备与流程

文档序号:22244003发布日期:2020-09-15 19:59
用于制造转子和定子包含连接线的制作在内的方法和设备与流程

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的一种用于制造转子和定子包含连接线的制作在内的方法以及用于执行这样的方法的设备。本发明的主题也是用于执行这样的方法的设备。



背景技术:

通常这样的方法具有以下步骤:

-将包括多个单线的线圈绕组卷绕在绕线器上,各单线从线输送单元经由线引导部输送给所述绕线器,

-将线圈绕组放置在拉入工具中,

-将线圈绕组拉入定子体或转子体的槽中,

-借助于套插软管按相将各单线组合,以制作相应的定子或转子的连接线。

所述方法具有以下缺点,其仅能够部分地自动化,因为由于单线的未限定的位置,必须手动地执行单线的抓取和套插软管的牵拉或套插。



技术实现要素:

本发明的任务是,提供开始提及的类型的方法和设备,所述方法允许自动化地制造具有制作完成的连接线的定子或转子。

本发明的主要特征在权利要求1和11的特征部分中说明。所述方法的设计方案是权利要求2至10的主题,所述设备的改进方案是权利要求11至17的主题。

按照本发明的方法规定,每个线圈绕组的各单线优选地在其切断期间、紧接着之前或紧接着之后在线引导部的区域中彼此固定,以用于构成绕组末端和绕组始端,在卷绕之后、在放置到相对于拉入工具在确定的位置中设置的第一定位支座中之前或期间将每个绕组的绕组末端和绕组始端固定,并且在线圈绕组被拉入定子或转子时将绕组末端和绕组始端从第一定位支座转移给相对于定子体或转子体在确定位置中设置的第二定位支座。

按照本发明的方法利用在线输送装置中仍给出的、绕组的单线的限定的位置,以便之后在此借助于适当的装置(之后还进一步研究所述装置)握住所述单线,并且彼此相对于绕组始端和/或绕组末端彼此固定。理想地,同时在分离点上产生绕组始端和绕组末端,在所述分离点上两个相继的线圈绕组在线输送装置的区域中通过分离工具分离。通过将各单线的末端彼此固定,绕组末端和绕组始端被稳定,并且适用于自动化的线操作。以这种方式,直至最终制作,定子或转子可以确保限定的位置,使得绕组末端和绕组始端在直至安装用于定子或转子的电连接端子的连接片的整个过程中可以随时由适当的操作装置针对各个排队等候的加工步骤在限定的位置中被抓取。

在本发明的优选的实施方式中规定,在将线圈绕组拉入到定子体或转子体中之前,将套插软管套插到绕组末端和/或绕组始端上。

在该早的时间点已经规定牵拉的步骤,具有以下优点,绕组末端和绕组始端附加地被稳定,并且各单线在套插软管长度上被保持在由套插软管限定的位置之内。否则存在以下危险,各单线在放置在拉入工具中时或者在拉入到定子槽中时可能变形,由此可能使得套插软管的之后的自动化牵拉或者套插变得困难。对配套的各单线的提前的包套也提供以下优点,套插软管在所有的方法步骤中对于相应要使用的操作装置提供有利的工作面。

所述方法的一种优选的改进方案规定,在将套插软管套插之前,绕组末端和/或绕组始端的各单线被压缩到以下直径,该直径小于套插软管的内直径。所述压缩应理解为,使得各单线比起其可能在单线的松的相邻放置的情况下更紧密地彼此压紧。但是,大多由弹性织物组成的套插软管也可以由同质的弹性材料组成,由此绕组末端或绕组始端也可以较轻松地穿上。如果各单线的末端一次地穿入到软管端部中,那么套插软管可以通过多个单次的弯曲良好地适配各单线的总直径的短的扩宽部位,或者鼓起的各单线在套插时被压缩到较小的总直径上。由此,未显著提高为了推动而需要的力。

特别优选地,如下改进所述方法,将各单线彼此扭绞,用于构成绕组末端和/或绕组始端。扭绞相对于其他的替代方案、诸如焊接或粘接各单线或者围绕各单线安装套环具有以下优点,其能够非常简单地自动化执行,并且在进一步的方法步骤中不必考虑通过这种类型连接单线的特点。

例如能通过以下方式简单地执行扭绞:将各单线在线输送装置的区域中引导通过单线引导部,所述单线引导部能围绕平行于线引导方向的转动轴线转动。单线引导部具有相应于单线数量的引导部,所述引导部设置在共同的支架上,所述支架能以提及的类型和方式转动。因此,能够实现将各单线彼此扭绞,其方式为,将单线引导部转动适当的转动角度,直至实现期望的扭绞。可转动的单线引导部为此通常设置在两个刚性的线引导部之间,所述线引导部构成对应支撑部(gegenhalt),使得扭绞仅在期望的端部区域中发生,该端部区域构成绕组末端或者绕组始端。在扭绞之后,线材接着在扭绞区域中被切断,使得一半构成前面的绕组的绕组末端,并且另一半构成随后的绕组的绕组始端。通过扭绞,各单线也变形为逐渐变细的尖端,作为用于压缩的示例。

可转动的单线输送部具有其他优点,利用其也可以在卷绕过程期间将各单线的位置彼此转动例如180°。已经示出,利用这样的线圈绕组可以避免制造的定子的电损耗。

替代或者补充于在绕组末端或绕组始端的端部上压缩单线,可规定,使得在套插到绕组末端和/或绕组始端上之前,在套插侧上扩宽套插软管的内直径。为此,例如可以将锥体插入到套插软管中,那么经由套插软管的经扩宽的端部,将绕组末端的和/或绕组始端的必要时经压缩的单线导入相应的套插软管中。

所述方法的一种适宜的改进方案规定,套插软管借助于定心装置相对于绕组末端和/或绕组始端定向,所述定心装置插入相应的套插软管中。通过撑开套插软管,所述套装软管可以较简单地操作,并且在过程中也可以不改变套插软管的形状,使得提高过程可靠性。

为了优选地改进定心的方法步骤规定,定心设备具有可运动的抓取器,利用所述抓取器抓住并压缩绕组末端或绕组始端。以这种方式,通过引导经过套插软管的抓取器实现套插软管相对于绕组末端或绕组始端的定向和固定。同时,抓取器通过挤压和因此压缩各单线来简化套插软管的套插、牵拉、推动。

用于操作套插软管的优选的改进方案规定,在套插之前将套插软管制作到一定的长度并且接纳在舱室中,通过所述舱室限定套插软管相对于定心装置的位置,例如其方式为,将所述舱室构成为定心装置的一部分。

用于改善绕组末端和绕组始端以及完成的定子的操作的另一优选的措施在于,将利用套插软管包套的绕组末端和/或绕组始端分别在多个第二定位支座中相对于转子体或定子体固定。以这种方式,绕组末端和绕组始端能以弯曲的曲线放置到盘状的存放部上,所述存放部分配给定子体或转子体,配设有绕组线圈的转子或定子保持在所述定子体或转子体中。所述限定的放置一方面便于绕组末端和绕组始端的机器的重新接纳,并且另一方面可以减小盘状的存放部的直径,使得定子体的尺寸可以整体被减小,这又对于其操作有好处。

原则上还要注意,所述方法可以首先仅仅针对线圈绕组的一部分、例如一个相的绕组执行,并且接着针对剩余的相或者剩下的线圈绕组重复执行。

本发明的主题也是用于执行前面描述的方法的设备。除了从现有技术已知的以下设备特征之外:

-线输送装置,用于平行地输送单线,所述单线共同地构成用于电动马达的定子或转子的线圈绕组,

-绕线器,所述绕线器具有绕线模板,线圈绕组相继地卷绕在该绕线模板上,其中,设有用于保持单线在绕线器上的始端的模板抓取器,

-拉入工具,用于在卷绕之后接纳线圈绕组,

-定子支架或转子支架,用于接纳定子体或转子体,

-和转移装置,用于将线圈绕组从拉入工具转移到定子体或转子体中,

这由现有技术是已知的,按照本发明规定,此外设有至少一个连接装置,利用所述至少一个连接装置,各单线的线始端和/或线末端彼此连接成绕组末端或绕组始端。

通过所述补充方案,由迄今难以可控制地切断的单线在绕组的末端和始端上成型为可机器操作的绕组末端和绕组始端,这能够实现使用适当的抓取器,以用于将定子或者转子的制造过程中的各个步骤自动化。

在按照本发明的设备的一种优选的改进方案中规定,连接装置在线输送装置的区域中具有单线引导部,所述单线引导部能围绕平行于单线朝卷线器的输送方向的转动轴线转动。

可转动单线引导部首先可以完成以下任务,通过旋转引起单线的期望的扭绞。在此情况下,所产生的绕组末端和绕组始端也以有利的方式逐渐变细、亦即压缩。

设备的特别优选的改进方案规定,在相对于拉入工具的限定位置中设有用于绕组末端和绕组始端的第一定位支座,并且在相对于转移装置的限定位置中设有用于绕组始端和绕组末端的第二定位支座。

设备的一种优选的补充方案在于,设有用于定向的定心装置,并且设有套插装置,用于将套插软管牵拉到相应的绕组末端或相应的绕组始端上。

定心装置用于操作自身仅有条件地形状稳定的套插软管,用于套插软管关于绕组末端和绕组始端的定向,以及特别是用于通过经套插的软管使得对于其他的过程步骤更好操作绕组末端和绕组始端。

定心装置的一种优选的改进方案规定,所述定心装置具有抓取器,用于抓住并且压缩绕组末端或绕组始端,所述抓取器能引导通过套插软管的内直径。所述实施方式提供以下优点,其同时用于稳定套插软管和所述套插软管关于绕组末端和绕组始端的相对定向。

套插装置的另一优选的设计方案规定,所述定心装置具有至少一个带动件,用于抓住并且牵拉或套插所述套插软管到绕组末端或绕组始端上。在抓取器将套插软管定向并且相应的绕组末端或者相应的绕组始端已经被固定之后,带动件抓取套插软管并且将其经由抓取器和逐渐变细的末端推到相应的绕组末端或相应的绕组始端上。带动件可以钳状地构成,并且摩擦锁合地带动软管,但是在织物软管的情况下或者也在橡胶状的软管的情况下,可以考虑用于形锁合的被带动件的小而短的凸出部。

抓取器的一种优选的改进方案可以规定,所述抓取器具有钳装置和沿轴向相对于钳装置可运动的操纵管,所述操纵管通过钳装置的轴向进给而运动到关闭位置中。所述实施方式在直径中非常紧凑地构造,并且能够与套插软管的直径匹配,其中可以直接使用操纵管,用于将包围其的套插软管定心。

附图说明

从权利要求书的表述以及从根据附图的对实施例的随后的描述得出本发明的其他特征、细节和优点。其中:

图1示出用于制造线圈绕组的设备的示意图;

图2示出用于接纳线圈绕组的拉入工具的视图;

图3示出线圈绕组从绕线器到拉入工具上的转移过程;

图4示出具有转移的线圈绕组的拉入工具的线圈盘的俯视图;

图5示出用于给绕组末端和绕组始端制作套插软管的装置的示意性侧视图;

图6示出配设装置的定心装置的细节视图;

图7示出定心装置的示意性俯视图;

图8示出定心装置的抓取器的第一实施方式的示意性剖视图;

图9示出处于半关闭位置中的离心装置的抓取器的第二实施方式的示意性剖视图;

图10示出处于打开位置的按照图9的抓取器的剖视图;

图11示出定心装置的抓取器的另一实施方式的示意图;

图12示出将线圈绕组拉入到定子体中的示意图;

图13示出图12的、从下面看具有定位抓取器的定子体的视图。

具体实施方式

图1示出用于由单线14卷绕线圈绕组12的设备10。在示出的实施例中,每六个单线14形成一个线圈绕组12。所述六个单线14经由适当的并且本身已知的线输送单元16输送,所述线输送单元将单线14从未示出的线储备线圈拉出。各所述单线14经由固定的第一线引导部18和固定的第二线引导部20引导,其中,在这两个固定的线引导部18、20之间设置有相对于输送方向可转动的单线引导部22。驱动装置示意性地通过驱动轴24表示,所述驱动轴通过齿轮传动装置26驱动可转动的单线引导部22。此外,线输送单元16在可转动的单线引导部22的区域中具有本身已知并且因此未示出的分离装置。

绕组线圈自身借助于本身已知的卷线器28卷绕,该卷线器具有可调节的绕线模板30,单线通过整个卷线器28的转动运动围绕所述绕线模板卷绕。线圈绕组的绕组始端32在此固定在随着卷线器28旋转的模板线支座34上。

图2示出可运动的拉入工具36,该拉入工具具有多个环装设置的拉入页片38,线圈绕组12被放置到所述拉入页片中。拉入工具36此外具有线圈盘40,该线圈盘区别于拉入工具的已知的实施方式地构成为具有用于绕组末端46和已经体提及的绕组始端32的第一定位支座42、44。整个拉入工具36相对于绕线器28可转动并且沿轴向可移动,其中,线圈盘40能沿轴向朝拉入页片38移动。在此不详细讨论用于调节线圈盘40和/或拉入页片38的驱动机构46。

在图2中也示出了第一操作抓取器48,所述第一操作抓取器48可以将首先保持在模板线支座34中的绕组始端32在那里取出,并且转移到用于绕组始端32的第一定位支座44上。

卷绕过程如下运行,首先将通过可转动的单线支座22所产生的绕组始端32夹在模板线支座34中。接着转动绕线器28直至将六个单线14在绕线模板30上卷绕出所期望的匝数,其中所述绕线器28也可以是双倍地或者多倍地存在的,用于同时卷绕多个线圈绕组12。在各个匝之间,可转动的单线支座22可以一次或多次地转动180°,使得相邻的单线14的布置被交换。

在结束卷绕工序之后,将可转动的单线支座22转动适当的转角来扭绞线材,该转角可以为360°或者更多。接着,单线被转动到可转动的单线保持装置22的区域中,使得正在卷绕的线圈绕组12的绕组末端46和下一个要卷绕的线圈绕组12的绕组始端32同时产生。接着将所产生的线圈绕组12转移到拉入工具36上,这在图3中阐明。

在图3中也还示出两个固定的线引导部18、20,和设置在所述线引导部18、20之间的可转动的单线引导部22,所述单线引导部22在这里保持随后的线圈绕组12的已经分离的、经扭绞的绕组始端32。之前卷绕的线圈绕组12的绕组末端46已经由第二操作抓取器50抓取,所述第二操作抓取器将绕组末端46夹在预先设定的第一定位支座42中,而第一操作抓取器48将绕组始端32从模板线支座34中取出,并且在用于绕组始端32的第二定位支座44中夹紧。从按照图4的俯视图得出用于绕组末端46或者绕组始端32的两个定位支座42、44在线圈盘40上的位置,该俯视图也示出两个操作抓取器48、50。此外,仅仅示例性地理解在图4中示出的线圈绕组12。通过沿轴向可调节的适当的绕线模板,例如也可以利用相应的绕线器将两个彼此已经接线的线圈绕组12卷绕,所述两个线圈绕组接着一起放置在拉入工具中。这意味着,所述线圈绕组的绕组始端和绕组末端是已经连接的,使得仅需要将所述两个线圈绕组之一的绕组末端和其他线圈绕组的绕组始端在第一定位支座42、44中夹紧。于是所述第一定位支座42、44通常处于比在图4中示出的更大的角距离中。

在图3中也阐明了将线圈绕组12放置在拉入工具36中的本身以通常的方式运行的过程,其中拉入工具36沿轴向朝着绕线器28的经定向的绕线模板30的方向运动。在将经卷绕的线圈绕组12放置在拉入工具36中之后,可以借助于绕线器28卷绕下一个线圈绕组12,使得有时间将通过扭绞彼此连接的单线14在期望的长度上套上套插软管52,这迄今必须作为手工工序执行。

在图5至11中阐明了套插软管52的套插。图5示出具有放置在其中的线圈绕组12的拉入工具36,所述线圈绕组的绕组始端32和绕组末端46放置在第一定位支座42、44中。示出了定心装置54和套插56,所述定心装置54和套插56用于,将具有确定的长度的套插软管52套插到绕组末端46和绕组始端32上。为此,首先将套插软管52从储存卷58、60、62上拉出,转移到舱室64中,并且从软管储存部中切下期望的长度。在此,这样制作的套插软管已经占据舱室64中预先限定的位置。如果没有期望例如按照绕组的要包套的端部的相所属关系的色彩上的差别,也可以使用单一的软管颜色。

舱室64可以关于套插软管52的定向垂直地位移,使得期望的套插软管可以成排地到达定心装置54。对此随后参考图6。在图6中部分剖视地示出舱室64,其中舱室制作有不同颜色编码的三个套插软管。在图示的意义中下面两个套插软管通过可运动的锁定装置66紧固在舱室中,而最上面的套插软管52对准定心装置54和经扭绞的绕组末端46定向。绕组末端46或者要配设套插软管的绕组始端32也通过适当地转动线圈盘和必要时调节线圈盘的高度位置来定向。

在图6中示出的位置中,抓取器68也已经推入到要牵拉的套插软管52中。滑动件70使得在打开相关的锁定装置66之后,套插软管也已经从舱室被推出一段路程,其中从舱室64伸出的软管端部72可以由套插装置56的带动件74沿轴向夹紧。

在示出的实施例中,推入到套插软管52中的抓取器68具有支承件心轴76、在支承件心轴上铰接地支承的钳装置78以及包括支承件心轴的操纵管80,所述操纵管作用于钳装置。在图9和10中进一步阐述所述抓取器。操纵管80能与心轴96分开地沿轴向运动,为此设有未详细阐述的操纵装置82,所述操纵装置例如利用气动的调节气缸工作。在图6中示出关闭位置中的钳装置78,在所述关闭位置中,钳装置将这里示出的绕组末端46固定,并且将单线14挤压在一起,使得其直径小于在操纵管80上以小的间隙配合的套插软管52的内直径。

钳装置78在推入到套插软管中时,处于在其外直径方面最小化的关闭状态中,其中,当操纵管80被拉回确定的路程时(见图10),钳装置例如通过回位弹簧被转移到最大的打开状态中。通过沿轴向相对于支承件心轴76调节操纵管80(见图9),现在钳装置78关闭,其中,所述钳装置抓住绕组末端46或者绕组始端32,相对于套插软管52定心并且压缩。

在所述过程之后,套插装置56的带动件74沿轴向位移,其中所述带动件74摩擦锁合地或者通过齿状的凸出部(未示出)形锁合地带动套插软管52,直至整个套插软管52牵拉到绕组末端46上,所述齿状的凸出部嵌入到分别使用的软管的织物或者弹性材料中。在绕组末端46配设有套插软管52之后,在相应地转动线圈盘40(见图7)之后重复用于绕组始端32的过程,其中,配设也能以相反的顺序进行。

在图8和11中还示出抓取器168或者268的两个其他的实施例。在图8中示出的抓取器168中,钳装置与支承件心轴176一件式地构成为一种弹簧叉,所述弹簧叉的预应力致力于,使钳装置运动到打开状态中。通过操纵管180的相对运动,于是可以克服弹簧叉的回位力将钳装置178关闭。

在图11中示出抓取器268,在所述抓取器中,操纵管280仅作用于钳装置278的一个钳279,而第二钳277刚性地与支承件心轴276一起构成。

在图12中示出本身已知的线圈绕组到定子体84的槽(未示出)中的拉入。在自身已知地进行拉入期间(并且因此在这里不详细阐述),在定子支架86(所述定子支架将定子体84保持在限定的位置中)上设置有具有两个定位支座90、92的盘状存放部88,所述两个定位支座在线圈绕组12拉入到定子支架84中时,接收和夹紧在第一定位支座42、44中夹紧的绕组末端46和绕组始端32。在此情况下有利的是,绕组末端46和绕组始端32已经被套插软管52包套,从而确保,所有的单线14也转移到第二定位支座90、92中。这可以通过主动地在松开的位置和夹紧位置之间可调节的第一定位支座42、44和/或第二定位支座90、92之间进行,或者通过在被动的保持中匹配的夹紧力进行。

在图12中也可以看出,拉入工具36的线圈盘40应当非常近地移动到定子支架86的盘状的存放部88处。为此在需要时,线圈盘40的与拉入页片38分开的、沿轴向的调节也是有利的。但是也可以利用机器人抓取器来转移绕组末端和绕组始端。此外,在图12中可以看出,盘状存放部88的直径小于线圈盘40的直径。这参照图13能够通过以下方式实现,第二定位支座90、92多倍地构造,其中绕组末端和绕组始端在曲线中弯曲地放置,所述绕组末端和绕组始端减小其径向的延伸。对于每个绕组末端46和每个绕组始端32,借助于机器人抓取装置94进行到在此各三个定位支座90a、b、c和92a、b、c中的有针对性的放置。每个绕组始端和绕组末端到三个定位支座中的放置除了定子支架86的盘状存放部88的可能减小的直径(该直径简化在其他的工序步骤中制作的定子支架86的操作)外,也具有以下优点,绕组末端46和绕组始端32放置在更精确地限定的位置中,使得在其他工序步骤中的抓取,例如焊接电连接片被简化。

本发明不限于上面描述的实施方式,而可以以多种方式变化。

从权利要求书、说明书和附图得出的全部特征和优点,包括结构细节、空间布置和方法步骤可以不仅自身而且以不同的组合对于发明是重要的。

附图标记列表

10卷绕设备

12线圈绕组

14单线

16线输送装置

18固定的第一线引导部

20固定的第二线引导部

22可转动单线引导部

24驱动轴

26齿轮传动装置

28绕线器

30绕线模板

32绕组始端

34模板线支座

36拉入工具

38拉入页片

40线圈盘

42第一定位支座

44第一定位支座

46绕组末端

48第一操作抓取器

50第二操作抓取器

52套插软管

54定心装置

56套插装置

58第一软管卷

60第二软管卷

62第三软管卷

64舱室

66锁定装置

68抓取器

70滑动件

72软管端部

74带动件

76支承件心轴

78钳装置

80操纵管

82操纵装置

84定子体

86定子支架

88盘状存放部

90第二定位支座

92第二定位支座

94机器人抓取装置

168抓取器

176支承件心轴

178钳装置

180操纵管

268抓取器

276支承件心轴

277第二半钳

278钳装置

279第一半钳

280操纵管

再多了解一些
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