用于插入波纹弹簧的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于插入波纹弹簧的系统和方法。提供一种用于插入波纹弹簧的系统，其包括具有至少一个凹槽的压缩板，并且压缩板在其一端处具有倾斜区段。驱动板具有构造成装配在至少一个凹槽的内部的至少一个导轨。冲击工具构造成接合驱动板，以及对驱动板施加驱动力。压缩板构造成至少部分地固定波纹弹簧，并且倾斜区段构造成在冲击工具和驱动板推动波纹弹簧经过倾斜区段时，对波纹弹簧施加压缩力。
【专利说明】用于插入波纹弹簧的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及电机，并且特别地，涉及用于将波纹弹簧插入到电机中的系统和方法。
【背景技术】
[0002]一般而言，对诸如发电机或马达的电机进行常规监测，以在运行期间实现恰当的维护和高效率。监测电机的健康状况的几方面之一是检查定子条绕组，以确保绕组在电机的运行期间是不动的。典型地，电机包括用以对定子引起径向固定力的楔块系统，以促进减少定子条绕组在定子槽口内的移动。这种楔块系统还可包括嵌在定子绕组组件中的波纹弹簧(例如，顶部和侧部波纹弹簧)。波纹弹簧一般处于压缩状态，以使绕组不移动。但是，如果楔块系统变松驰，则固定力的量减小，使得定子条绕组在运行期间可移动。随着时间的推移，定子条绕组的相对运动会损害定子条周围的绝缘，以及可能发生潜在的定子条绕组故障。这可引起电接地短路，从而，降低机器的效率，以及进一步减少电机的故障之间的平均时间。因此，定期监测电机的健康状况，以确定在定子槽口内的任何定子条绕组移动是否超过预定容差。
[0003]如果需要更换楔块系统(包括波纹弹簧)，则技术员必须手动地移除和安装新的楔块系统。为了减少维护事件期间的停机时间，可能想要使转子在原位。当使转子在原位时，安装波纹弹簧可能非常困难，尤其是侧部波纹弹簧，因为产生的间隙使技术员没有足够的空间来操纵和执行规定的任务。典型地，技术员将挥动槌棒来驱动波纹弹簧就位。转子和定子之间的间隙仅可为12至24英寸，而且这个空间对于技术员来说太有限，以至于无法挥动槌棒，以及将波纹弹簧驱动到恰当的位置。
[0004]因此，为了在使转子在原位的同时更换楔块系统，一起需要一种使得技术员能够更换波纹弹簧的更高效的系统和方法。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一方面，提供一种用于插入波纹弹簧的系统，其包括具有至少一个凹槽的压缩板，并且压缩板在其一端处具有倾斜区段。驱动板具有构造成装配在至少一个凹槽的内部的至少一个导轨。冲击工具构造成接合驱动板，以及对驱动板施加驱动力。压缩板构造成至少部分地固定波纹弹簧，并且倾斜区段构造成在冲击工具和驱动板推动波纹弹簧经过倾斜区段时，对波纹弹簧施加压缩力。
[0006]根据本发明的另一方面，提供一种用于插入波纹弹簧的系统。系统包括具有两个鸠尾形凹槽的压缩板，并且压缩板在其一端处包括倾斜区段。驱动板具有两个鸠尾形轨，并且鸠尾形轨构造成装配在鸠尾形凹槽的内部。冲击工具构造成接合驱动板，以及对驱动板施加驱动力。压缩板构造成至少部分地固定波纹弹簧，并且倾斜区段构造成在冲击工具和驱动板推动波纹弹簧经过倾斜区段时，对波纹弹簧施加压缩力。
[0007]根据本发明的又一方面，提供一种用于插入波纹弹簧的方法。方法包括提供具有至少一个凹槽的压缩板的步骤，压缩板在其一端处包括倾斜区段，并且倾斜区段构造成在波纹弹簧经过倾斜区段时，对波纹弹簧施加压缩力。另一个步骤用来提供具有至少一个导轨的驱动板，并且导轨构造成装配在至少一个凹槽的内部。另外的步骤用来提供构造成接合驱动板以及对驱动板施加驱动力的冲击工具，将波纹弹簧置于压缩板上，将波纹弹簧和压缩板至少部分地置于电机的槽口内，将冲击工具置于驱动板上，以及启动冲击工具以对驱动板和波纹弹簧施加冲击力。波纹弹簧被冲击工具、驱动板和压缩板的倾斜区段驱动到槽口中。
[0008]一种用于插入波纹弹簧的系统，所述系统包括:
具有至少一个凹槽的压缩板，所述压缩板在其一端处包括倾斜区段；
具有至少一个导轨的驱动板，所述至少一个导轨构造成装配在所述至少一个凹槽的内
部;
冲击工具，其构造成接合所述驱动板，以及对所述驱动板施加驱动力；
其中，所述压缩板构造成至少部分地固定所述波纹弹簧，并且所述倾斜区段构造成在所述冲击工具和所述驱动板推动所述波纹弹簧经过所述倾斜区段时，对所述波纹弹簧施加压缩力。
[0009]在另一个实施例中，所述波纹弹簧是侧部波纹弹簧。
[0010]在另一个实施例中，所述至少一个凹槽由至少一个鸠尾形凹槽构成。
[0011]在另一个实施例中，所述压缩板包括两个鸠尾形凹槽。
[0012]在另一个实施例中，所述压缩板进一步包括:
构造成将所述压缩板支承在电机的槽口中的两个侧轨，以及其中，所述两个侧轨构造成促进对齐所述波纹弹簧。
[0013]在另一个实施例中，所述至少一个导轨由至少一个鸠尾形轨构成。
[0014]在另一个实施例中，所述驱动板包括两个鸠尾形轨。
[0015]在另一个实施例中，所述冲击工具进一步包括:
构造成装配在所述冲击工具的驱动端上的带槽口帽，并且所述带槽口帽构造成装配在所述驱动板的一端的一部分上。
[0016]在另一个实施例中，所述带槽口帽由缩醛树脂构成。
[0017]在另一个实施例中，所述压缩板和所述驱动板由缩醛树脂构成。
[0018]一种用于插入波纹弹簧的系统，所述系统包括:
具有两个鸠尾形凹槽的压缩板，所述压缩板在其一端处包括倾斜区段；
具有两个鸠尾形轨的驱动板，所述鸠尾形轨构造成装配在所述鸠尾形凹槽的内部； 冲击工具，其构造成接合所述驱动板，以及对所述驱动板施加驱动力；
其中，所述压缩板构造成至少部分地固定所述波纹弹簧，并且所述倾斜区段构造成在所述冲击工具和所述驱动板推动所述波纹弹簧经过所述倾斜区段时，对所述波纹弹簧施加压缩力。
[0019]在另一个实施例中，所述压缩板进一步包括:
构造成将所述压缩板支承在电机的槽口中的两个侧轨，以及其中，所述两个侧轨构造成促进对齐所述波纹弹簧。
[0020]在另一个实施例中，所述冲击工具进一步包括: 构造成装配在所述冲击工具的驱动端上的带槽口帽，并且所述带槽口帽构造成装配在所述驱动板的一端的一部分上。
[0021]一种用于插入波纹弹簧的方法，所述方法包括以下步骤:
提供具有至少一个凹槽的压缩板，所述压缩板在其一端处包括倾斜区段，所述倾斜区段构造成在所述波纹弹簧经过所述倾斜区段时，对所述波纹弹簧施加压缩力；
提供具有至少一个导轨的驱动板，所述导轨构造成装配在所述至少一个凹槽的内部； 提供构造成接合所述驱动板以及对所述驱动板施加驱动力的冲击工具；
将所述波纹弹簧置于所述压缩板上；
将所述波纹弹簧和压缩板至少部分地置于电机的槽口内；
将所述冲击工具置于所述驱动板上；
启动所述冲击工具，以对所述驱动板和所述波纹弹簧施加冲击力；
其中，所述波纹弹簧被所述冲击工具、驱动板和所述压缩板的倾斜区段驱动到所述槽口中。
[0022]在另一个实施例中，进一步包括:
将所述至少一个凹槽设置成至少一个鸠尾形凹槽。
[0023]在另一个实施例中，进一步包括:
对所述压缩板提供两个鸠尾形凹槽。
[0024]在另一个实施例中，进一步包括:
对所述压缩板提供两个侧轨，所述两个侧轨构造成将所述压缩板支承在电机的槽口中，以及其中，所述两个侧轨构造成促进对齐所述波纹弹簧。
[0025]在另一个实施例中，进一步包括:
将所述至少一个导轨设置为至少一个鸠尾形轨。
[0026]在另一个实施例中，包括:
对所述驱动板提供两个鸠尾形轨。
[0027]在另一个实施例中，进一步包括:
对所述冲击工具提供带槽口帽，所述带槽口帽构造成装配在所述冲击工具的驱动端上，并且所述带槽口帽构造成装配在所述驱动板的一端的一部分上。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]当参照附图来阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，其中，相同符号在图中表示相同部件，其中:
图1是电机的定子的一部分的局部立体图，其示出根据本发明的实施例的定子楔块组
件;
图2示出测量系统，其联接到用于图1的电机内的示例性波纹弹簧上；
图3示出根据本发明的一方面的、用于将波纹弹簧插入到电机中的槽口中的系统的立体图；
图4示出根据本发明的一方面的系统的立体图；
图5示出根据本发明的一方面的、部分地置于电机的槽口内的系统的横截面图；以及 图6示出根据本发明的一方面的带槽口帽的立体图。[0029]部件列表
10定子芯 12定子齿 14定子槽口
15平板 16定子绕组 18垫片
20顶部波纹弹簧 21楔块 22斜削边缘 24凹槽
26侧部波纹弹簧 300系统 310压缩板 312凹槽 314倾斜区段 316侧轨 320驱动板 322导轨 330冲击工具 332带槽口帽 426波纹弹簧 550箭头 610 槽口 620 槽口。
【具体实施方式】
[0030]下面将对本发明的一个或多个具体方面/实施例进行描述。为了致力于提供对这些方面/实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从机器相关的约束、系统相关的约束及商业相关的约束，该具体目的可随不同的实现而改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务
当介绍本发明的多种实施例的要素时，冠词“一”、“该”和“所述”意于表示存在一个或多个该要素的意思。用语“包括”、“包含”和“具有”意于为包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。运行参数和/或环境条件的任何示例都不排除公开的实施例的其它参数/条件。另外，应当理解，对本发明的“一个实施例”、“一方面”或“实施例”或“方面”的引用不意于理解为排除也结合了所叙述的特征的另外的实施例或方面的存在。
[0031]图1示出具有定子楔块机构的电机的定子芯10的一部分的局部立体图。定子芯10包括多个定子齿12 ;定子齿12进一步包括构造成容纳定子绕组16 (也被称为定子线圈)的定子槽口 14。定子绕组16通过多个元件固定在定子槽口 14中，该多个元件显示为平板15、垫片18、顶部波纹弹簧20，以及定子楔块21，定子楔块21具有斜削边缘22，斜削边缘22用于接合定子齿12的侧壁中的对应地成形的凹槽24。在各种应用中，平板15可包括传导性金属平板或非金属平板(非传导性)。顶部波纹弹簧20在定子楔块21和垫片18之间受压收缩，以产生牢固地使定子绕组16保持就位的力。顶部波纹弹簧20可由非传导性材料制成，诸如(但不限于)塑料薄板。定子芯10还包括用以保持定子绕组16紧密地配合在定子芯10内的多个侧部波纹弹簧26。侧部波纹弹簧26可由传导性材料或非传导性材料制成，诸如(但不限于)塑料薄板或玻璃纤维复合物。
[0032]随着时间的推移，顶部波纹弹簧16和/或侧部波纹弹簧26可失去其弹性，使得定子楔块系统变松驰。这可容许定子绕组16振动，振动可导致定子芯10受损，以及最终使电机失效。
[0033]图2示出侧部波纹弹簧26。如立体图中显示的那样，侧部波纹弹簧26具有未受压收缩的高度h和沿着长度L延伸的波纹循环。但是，波纹循环也可相对于长度L以45度角延伸，或者以具体应用中期望的任何适当的角延伸。要注意的是，取决于定子槽口(在图1中显示为槽口 14)的大小，可不同地选择波纹弹簧长度L和宽度d。在另一个实施例中，侧部波纹弹簧26是多层的，其具有顶部层、中部层和相对地设置的底部层。
[0034]图3示出根据本发明的一方面的、用于将波纹弹簧插入到电机的槽口中的系统300的立体图。仅作为一个示例，波纹弹簧可为侧部波纹弹簧。电机可为马达或发电机。系统300包括压缩板310，压缩板310具有至少一个凹槽312，以及在其一端处的倾斜区段314。凹槽312可构造鸠尾形凹槽。根据本发明的一方面，压缩板310可包括两个或更多个鸠尾形凹槽312。压缩板310还可包括构造成将压缩板310支承在电机的槽口中的两个侧轨316。两个侧轨316还可用来促进对齐波纹弹簧。仅作为一个示例，压缩板、侧轨和/或倾斜区段314可由缩醛树脂构成。
[0035]驱动板320包括至少一个导轨322，并且导轨322构造成装配在凹槽312的内部。导轨322可构造成鸠尾形轨。根据本发明的一方面，驱动板320包括两个或更多个鸠尾形轨322。仅作为一个示例，驱动板和导轨可由缩醛树脂构成。
[0036]冲击工具330构造成接合驱动板320，以及对驱动板320施加驱动力。冲击工具330可为手持式冲击锤、手持式(或掌上)冲击敲钉机或任何其它适于对驱动板320施加驱动力的工具。例如，冲击工具330可为气动式或电动式冲击锤/敲钉机。冲击工具330还包括构造成装配在冲击工具330的驱动端上的带槽口帽332。带槽口帽332还构造成装配在驱动板320的一端的一部分上。仅作为一个示例，带槽口帽可由缩醛树脂构成。
[0037]图4示出系统300和置于压缩板310上的波纹弹簧426的立体图。在使用系统300时，将波纹弹簧426置于压缩板310上，并且压缩板310构造成至少部分地固定波纹弹簧。例如，波纹弹簧426可由压缩板310的基部、倾斜区段314、侧轨316和/或驱动板320的端部固定。倾斜区段314构造成在冲击工具330和驱动板320推动波纹弹簧经过倾斜区段314时，对波纹弹簧施加压缩力。[0038]图5示出部分地置于电机的槽口内的系统300的横截面图。定子绕组16位于两个定子齿12之间，以及位于槽口 14中。波纹弹簧426将插入定子绕组16和相对的槽口表面14之间，并且波纹弹簧将沿箭头550指示的方向行进。压缩板310和波纹弹簧置于槽口14中，并且这两个元件都支靠在定子绕组16的顶部上。驱动板置于波纹弹簧的顶部上(相对于图来说)，而冲击工具(未在图5中显示)置于驱动板320的顶部上，并且被用来向下将波纹弹簧426驱动到槽口 14中。在波纹弹簧经过倾斜表面时，倾斜表面314使波纹弹簧426受压收缩，从而使得波纹弹簧能够插入到定子绕组16和槽口 14的相对的表面之间。在插入第一波纹弹簧之后，可插入下一个定子绕组，并且重复该过程。侧轨316还可构造成被移除，以及附连到压缩板310上，使得可采用各种大小的侧轨来容纳各种宽度的槽口 14。
[0039]图6示出带槽口帽332的立体图。带槽口帽332包括在大小上设置成容纳驱动板320以及装配在驱动板320上的第一槽口 610。辅助槽口 620可用来促进将帽安装到冲击工具330上。
[0040]根据本发明的另一方面，还提供一种用于插入波纹弹簧的方法。方法包括提供具有至少一个凹槽的压缩板的步骤，压缩板在其一端处包括倾斜区段，倾斜区段构造成在波纹弹簧经过倾斜区段时，对波纹弹簧施加压缩力。另一个步骤提供具有至少一个导引部件的驱动板，导引部件构造成装配在至少一个凹槽的内部。方法还包括以下步骤:提供构造成接合驱动板以及对驱动板施加驱动力的冲击工具。
[0041]方法还包括以下步骤:将波纹弹簧置于压缩板上，将波纹弹簧和压缩板至少部分地置于电机的槽口内，以及将冲击工具置于驱动板上。后续步骤用于启动冲击工具，以对驱动板和波纹弹簧施加冲击力，以及其中，波纹弹簧被冲击工具、驱动板和压缩板的倾斜区段驱动到槽口中。方法还可包括额外的步骤:将至少一个凹槽设置成至少一个鸠尾形凹槽；对压缩板提供两个鸠尾形凹槽；将至少一个导引部件设置成至少一个鸠尾形部件；以及对驱动板提供两个鸠尾形部件。另外，方法包括以下步骤:对压缩板提供构造成将压缩板支承在电机的槽口中的两个侧轨，其中，两个侧轨构造成促进对齐波纹弹簧；以及对冲击工具提供带槽口帽，带槽口帽构造成装配在冲击工具的驱动端上，并且带槽口帽构造成装配在驱动板的一端的一部分上。
[0042]本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。
【权利要求】
1.一种用于插入波纹弹簧的系统，所述系统包括: 具有至少一个凹槽的压缩板，所述压缩板在其一端处包括倾斜区段； 具有至少一个导轨的驱动板，所述至少一个导轨构造成装配在所述至少一个凹槽的内部; 冲击工具，其构造成接合所述驱动板，以及对所述驱动板施加驱动力； 其中，所述压缩板构造成至少部分地固定所述波纹弹簧，并且所述倾斜区段构造成在所述冲击工具和所述驱动板推动所述波纹弹簧经过所述倾斜区段时，对所述波纹弹簧施加压缩力。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述波纹弹簧是侧部波纹弹簧。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个凹槽由至少一个鸠尾形凹槽构成。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述压缩板包括两个鸠尾形凹槽。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述压缩板进一步包括: 构造成将所述压缩板支承在电机的槽口中的两个侧轨，以及其中，所述两个侧轨构造成促进对齐所述波纹弹簧。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个导轨由至少一个鸠尾形轨构成。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述驱动板包括两个鸠尾形轨。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冲击工具进一步包括: 构造成装配在所述冲击工具的驱动端上的带槽口帽，并且所述带槽口帽构造成装配在所述驱动板的一端的一部分上。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述带槽口帽由缩醛树脂构成。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压缩板和所述驱动板由缩醛树脂构成。
【文档编号】H02K15/02GK103701269SQ201310447576
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】S.W.阿利, B.M.莱普, L.M.布劳恩 申请人:通用电气公司