专利名称：引入线圈到电机定子叠片铁心槽内的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将线圈引入到电机定子叠片铁芯的槽中的一种方法和一种装置，其中线圈在一个模板上绕制并传送到一个由相应环形并行排列的引入薄片(Einziehlamelle)和一个轴向可运动的引入星(Einziehstern)组成的引入工具上，并且被此工具引入到定子槽中。
由于金属线厚度和引入薄片间的间隙宽度之间严格的尺寸关系及其它不利因素，当绕组借助于引入星沿着固定的薄片被推向前时，绕组倾斜而被卡在间隙中。现有的克服方法是引导某个绕组线股的两个引入薄片中的一个与引入星一起运动(参见DE-PS1918485)。在此关系下这也是公开的在引入过程的第一步中全部引入薄片与引入星一起处理，引入薄片的开放端被放到大约定子叠片铁心对应的端面的水平面上，接着，剩余的引入过程用引入星单独完成，其中在已公开的方法中引入星前进到直至超过引入薄片的开放端，使线圈的绕组顶部径向定位(参见DE-OS2006526和DE-AS2630183)。
缺点在于，恰好在引入过程结尾处在已经固定引入薄片的情况下还完成一很长的引入星推进路程，因而会出现卡住线匝的情况。尤其是在线圈结构高度相对较高的情况下整体引入仅完成短的一段，接着在已经固定引入薄片的情况下完成很长的引入星推进路径。
因为压缩机开发商的要求年复一年地增长，而且人们研究提高电机的效率，不仅通过减小定子槽的缝隙，而且期望高的占空系数，这些新的定子不能再使用现已公开的引入方法和设备来引入线圈。如果采用诸如DE-PS2630183所述的设备引入这些新的定子，可以肯定只有所有一起动作的薄片穿过定子孔通过并且超过定子上边缘的引入方法才是有效的，但是在薄片之间的间隙中的高的线圈结构高度挤压到引入薄片上方的开放端使它们相互分开，这样薄片不能或者用强力才能被拉下来，因此线圈受到损伤。
本发明的任务在于给出以本说明开始处所述的方式工作的一种方法和一种装置，与现有方法和装置相比，借助于此方法和装置可优化引入过程中间和结束时的状态。
为完成上述任务而提出的新方法的特征在于，在引入过程的第一步，短引入薄片和长引入薄片以它们朝上的开放端同步地从第一个输出位置出发，通过定子孔超过定子上边缘前进到第二个位置，并且在过程的第二步，长引入薄片被回拉到勉强超过定子上边缘处，且引入星和短引入薄片一起前进到第三个位置，以及在过程的第三步中引入星、短引入薄片和长引入薄片从第三个位置出发回到输出位置。
提出的方法利用了所有一起运动的引入薄片的优点，其中提升运动不允许线圈和引入薄片间有相对运动，并且不存在金属线被损伤的危险，因为在引入距离的一半处使长引入薄片的行程换向，并且在它们向下运动的路程上停在略超过定子上边缘处，同时短引入薄片继续向前即向上穿过定子前进并且线圈被完全引入到定子中。与至今所知的引入装置相反，按照本发明通过长引入薄片的换向不仅完成了在运动中使金属线陷入间隙中并且不卡住，而且具有以下优点通过向下运动；长引入薄片间隙在上侧出现空隙，这样金属线不再交叠着排列，而是收缩成线束。
为了发扬上述最后的优点进一步建议第二步中在引入星和短引入薄片向前运动之前，长引入薄片至少部分地退回了。在这样使一定数量的金属线不再交叠排列之后，长引入薄片可继续向下，即继续退回，同时引入星和短薄片向上前进。这样降低了引入力，特别是减小了对引入薄片的压力。
在某些情况下长引入薄片也可一直退回到略超过定子上边缘，然后短引入薄片才向前运动。
在某些情况下为支持引入过程，建议在第二步中长引入薄片退回的同时引入星和短引入薄片向前运动或在第二步中长引入薄片与引入星及短引入薄片交替运动。上述的最后两种方法步骤在线圈结构高度不太高，但是有相对多的金属线夹在引入间隙中时是适用的。
为了优化引入过程，进一步建议引入星和短引入薄片一起从输出位置出发以连续的速度经过第二个位置前进到第三个位置。这时，长引入薄片从第二个位置出发以与短引入薄片相同或比其更高的速度运动到第三个位置是有好处的。
前述的或者还可能说明的单个方法步骤的改变不改变本发明的基本想法在一个中间的引入步骤中某些引入薄片退回且其它的引入薄片向前进，并且这样不仅使间隙上侧产生空隙，而且间隙中的金属线通过两个相邻的引入薄片的相对运动而受到有益的作用。
完成上述方法的本发明设备的特征在于，在引入过程的第一步，固定在引入星旁的短引入薄片通过一个传动装置并且固定在一个薄片支架上的长引入薄片通过一个传动装置以它们的上开放端同步地从输出位置出发经过定子上边缘前进到第二个位置，并且在第二步中第一个传动装置换向且薄片支架与长引入薄片一起退回到略超过定子上边缘处，并且第二个传动装置使引入星前进到第三个位置，以及在第三步中传动装置使引入星和薄片支架运动到输出位置。
这也是有益的传动装置在它们的速度和方向变化上是可任意控制的。
对于引入过程这也是有好处的引入星和短引入薄片一起从输出位置出发以一个连续的速度经过第二个位置前进到第三个位置，并且长引入薄片从第二个位置出发以相同或高于短引入薄片的速度运动到第三个位置。当长引入薄片的速度较高时薄片较快的退回且间隙上侧更快地单侧张开，这样间隙中的金属线不再交叠地排列，而以收缩成线束。
为了支持此新的方法，还建议在定子上边缘上方设置一个支架，它由托环，支撑环和支撑指构成，并根据需要轴向可运动。径向可运动的支撑指也是可以想像的，然而其技术费用昂贵。此支架的优点是穿过定子上边缘的引入薄片被集中，从而减小了对定子齿的压力，这样线圈金属线不被卡在引入薄片之间。
在权利要求16至19中说明了其它有优点的实施形式的特征。以下借助
的几个实施例给出了它们各自的优点。附图中图1是按照本发明的一个引入工具在输出位置时的纵剖图，
图2是图1的引入工具在第二位置时的纵剖图，图3是图1的引入工具在第三位置时的纵剖图，图4是两个薄片之间的线圈情况的放大示图，图5是按照本发明的一个引入工具在输出位置时的纵剖图，图6是图5的引入工具在第二位置时的纵剖图，图7是图5的引入工具在第三位置时的纵剖图，图8是图5的引入工具上托环区域的前视图，图9是图8中的放大示图，图10是图8中的进一步变型的放大示图，图11是本发明的一个进一步实施形式相应于图6的示图，图12是图11引入工具在第三位置时的示图，图13是一个支架区域的详细示图，图14是进一步实施形式的托架区域前视图。
图1所示的工具可归于自动绕线设备或引入设备，它具有DE-OS2825577所说明的原理结构。
图1示出一个由并行的引入薄片构成的环，薄片的自由端朝上，在其上放置一个定子叠片铁心10之前，线圈12被绕制在或运送到薄片之间的间隙中。引入薄片环由短引入薄片14和长引入薄片18组成，短引入薄片每两片在放入线圈12的区域用螺钉固定在一个引入星16上，长引入薄片与薄片支架20用螺钉固定，其中引入星16借助于一个升降圆柱22轴向可控，而薄片支架20借助于一个升降圆柱24轴向可控。实际中引入星16和薄片支架20至少是电机控制的，此处采用什么传动方式是不重要的。重要的是引入星16带着其短引入薄片14和薄片支架22带着其长引入薄片如何被控制，也就是说，它们按什么路径一起运动，分开运动或相反运动。
图2和图3示出与图1相同的装置在其它运行步骤时的状态。
图2示出一个运行步骤，其中短引入薄片14的自由端和长引入薄片18在其路径上通过定子孔前进到已超过定子上边缘26处。在从图1所示位置到图2所示位置的路径上，引入薄片14和18是同步前进的，并且带着线圈12一起运动，将线圈部分地放入定子10。
在图2所示位置上引入薄片14和18的自由端位置超过定子上边缘26，现在从此位置出发，短引入薄片14轴向继续向上，即继续通过定子10，并且长引入薄片18则沿轴向作相反方向的运动，即向下退至其自由端略超过定子上边缘26处时停止运动，如图3所示。在图3所示位置上引入星16带着短薄片14一起运动到超过长引入薄片自由末端的一个位置上，并且带动和放入线圈12到其最终位置。接着引入薄片14和18从图3位置回到图1的位置，已放入线圈的定子被取下。未详细说明的是在引入过程结束时外皮条形材封锁住被填充的槽。
如果反向前进的引入薄片14和18以相等的速度运动，则它们同时抵达图3的终止位置。试验表明，长引入薄片18以比短薄片14向上运动的速度快一些的速度向下运动是有好处的。其优点在于，在向下运动时长薄片18已经从上面放开了线匝，这样就可容易地引入线圈。
图4示出放大了的本发明的结果。容易看出短引入薄片14和长引入薄片18。它们中间是一个间隙28，图中示出了间隙中的线圈12，即各个金属线30的截面。
重要的引入步骤不在于从图1位置到图2位置的这一步，而在于从图2位置到图3位置的这一步，在这一引入步骤中长引入薄片18向下运动且短引入薄片14向上运动，而且引入星16与短引入薄片14一起向上运动，并且可能具有80至160毫米线圈结构高度的全部金属线30向上推移。本发明的优点来源于短引入薄片14相对于长引入薄片18以相反方向运动。这意味着在薄片14和18之间的金属线30产生运动，这就好像人们在两个水平伸开的手掌中有一支铅笔，并以相反方向推此铅笔。当然，金属线30不能沿着整个薄片14和18滚动。然而本发明利用此滚动效应，这样金属线30仅旋转大约1/4转这么一个短的旋转距离；通过这个旋转整个线圈结构高度松驰下来，并且通过此松弛作用金属线30能反作用于其短距离的旋转，因为金属线自身由于初始的旋转而处于压力之下。
图5至7示出在各个运行步骤中的引入工具，它已在图1至3中描述。增加的是一个定子10的向下压具40，虽然它是需要的，但是对于本发明而言它是不重要的。
重要的是一个支架，它轴向设置在定子10之上，并且单独由一个其内部置有支撑环44的托环42和一个带有其升降杆48的传动装置46组成。传动装置46固定在一个支座50上并且通过其升降杆48与托环42连接。这里支座50没有被详细示出，但是它与整个装置的机座固定连接。
图8示出图5中托环42区域的前视图。在托架42中安装一个位于其内部的支撑环44，在其旁边是支撑指52，它们从外部支撑位于内部的引入薄片。
引入薄片14和18的支撑可如图9放大示出的那样进行，其中支撑指52有对应于定子齿的外形或者如图10所示那样设置一个特殊的导向装置54。支撑指52的任务是从外部支撑引入薄片14和18并且如此导向，使引入薄片14和18间的有用间隙保持精确的尺寸。此外也可将支撑指52设计成在支撑环44中径向可运动，然而这样做是相对昂贵的。
还应指出，一个原来就熟悉的校准星56可借助于升降杆58和一个图中未示出的传动装置在定子10之上或通过定子10作轴向运动。在定子10被放在引入薄片14和18上之前，校准星56通过停留在引入薄片14和18之上的定子10前进到引入薄片14和18。在定子10借助于校准星56对准引入薄片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，即向上运动时所有引入薄片或至少是短引入薄片14在校准星56中校准并集中在区域60中。
上述新的支架的工作方式是，带有其支撑环44的托环42借助于传动装置46沿轴向前进到定子10处并且接受和引导在引入过程中通过定子穿过来的引入薄片14和18，使得引入薄片14和18间的间隙在穿过定子10时也保持精确的尺寸。
下面按照已经示出的运行步骤说明支架的工作方式，这里发明的支架不仅对于图1至3所示的方法，而且对于其它的引入方法也是有好处和可应用的，并且总是在引入薄片经过定子上边缘26向前运动的引入过程步骤中应用。
图5示出一个由并行的引入薄片构成的环，薄片的自由端朝上，在其上放置一个定子叠片铁心10之前，线圈12被绕制在或运送到薄片之间的间隙中。引入薄片环由短引入薄片14和长引入薄片18组成，短引入薄片每两片在放入线圈12的区域用螺钉固定在一个引入星16上，长引入薄片与薄片支架20用螺钉固定，其中引入星16借助于一个升降圆柱22轴向可控，而薄片支架20借助于一个升降圆柱24轴向可控。
图6和图7示出与图5相同的装置处于其它运行步骤时的状态。
在进行第一过程步骤之前，起引导和集中作用的支架带着其内部安置的支撑环44运动到定子叠片铁心26上方略高一些的等待位置上。
图6示出一个过程步骤，其中短引入薄片14的自由端和长引入薄片18在它们通过定子孔的路径上已经超过定子上边缘26而向前运动。在从图5的位置向图6的位置运动的路径上引入薄片14和18是同步运动的，同时线圈12被带着运动并部分地放入定子10。
在所有引入薄片14和18一起向上提升时它们在离开定子上边缘26之后进入支撑指52的一个圈内并被此圈保持并行排列形状。
在图6所示位置上引入薄片14和18的自由末端位置超过定子上边缘26，现在从此位置出发，长引入薄片18退回到略超过定子上边缘26处，并且引入星16和短引入薄片14与支架一起向前运动，这样长引入薄片18离开支撑指52，同时短引入薄片14继续被引导。在图7所示位置上，引入星16带着短引入薄片14前进到超过定子上边缘26的一个位置上并且线圈12被带到其最终位置和放入定子中。接着引入薄片14和18从图7位置退回到图5的输出位置上，并且支架42,44,52和向下压具40离开定子10，加工的定子10可被取走。
借助于托环42，支撑环44和支撑指52，这种新的支架支持新的方法其中自由地穿过定子上边缘26的引入薄片14和18被集中，做得对定子齿的压力减小，这样线圈金属线不会被夹在引入薄片14和18之间。
如已经提及的，支架42,44,52是与引入方法无关的。尤其是当不存在高的线圈结构高度时，也可以一圈引入薄片14和18一起从位置6出发继续向前进并将线圈12引入定子10。
若引入薄片14,18运动时引入压力很高且存在由此产生定子齿的个别铁片被抬高的危险；一个另外的支架是有用的，其结构由图11至14给出。
图11和图12所示的实施形式与图6和图7所示的实施形式的主要区别在于，支撑环44旁的支撑指52通过立柱62而延长，因此支撑指52不仅仅引导引入薄片14,18，而且也经过立柱62压住定子齿。立柱62可借助于螺钉64或以一个整体与支撑指52连接并如此与向下压具40构成一个单元。
由向下压具40和立柱62构成的单元有以下优点在绕制线圈12后可能将定子10放在引入工具上，然后将此单元轴向运动到定子10上，并且此单元不仅像已知的那样压住定子，而且也压住定子齿。
在某些情况下也可以分开由向下压具40和立柱62构成的单元并由相应的传动装置控制，例如，当为了另一个引入过程需要改装支架42,44,52,62，以引入到另一个位置的情况下。
图13和14示出带有立柱62的支架42,44,52，其中图13示出一个放大的部分，其中在一个薄片14,18旁的一个立柱62和一个支撑指44被示出。
由图13可见，立柱62比支撑指52窄一些。这样做的优点是，立柱62一直能支撑定子齿，直到全部绕组被引入。立柱62之间的空间66使得在绕组尺寸超过定子尺寸时引入比较容易。若在某些情况下要求立柱62仅压住每个第二定子齿或位置更分散些，则立柱62可有与支撑指相同的外形。
通过立柱62延长支撑指52的应用是与引入方法无关的。应用一起运动的引入薄片的引入方法中应用它是有好处的。
所建议的方案特别适用于压缩机，对压缩机的需要年复一年地增长，人们研究如何提高电机的效率时不仅设计尽可能小的槽隙，而且希望在槽内安放尽可能多的铜线。然而这些设计对引入线圈到定子中产生负面的作用，但是利用本发明的方法在满足最新要求的同时又可以实现线圈放入定子的引入。
权利要求
1．引入线圈到电机定子叠片铁心槽内的方法，其中线圈在一个模板上绕制并被传送到一个由相应环形并行排列的引入薄片和一个轴向可运动的引入星组成的引入工具上，并且从此工具引入到定子槽中，其特征在于，在引入过程的第一步中引入星(16)、短引入薄片(14)和长引入薄片(18)以它们朝上的开放端同步地从第一个输出位置出发向前运动，穿过定子(10)的孔并超过定子上边缘(26)至第二个位置，并且在第二步中长引入薄片(18)退回到略超过定子上边缘(26)处，并且引入星(16)和短引入薄片(14)一起向前运动到第三个位置，以及在第三步中引入星(16)、短引入薄片(14)和长引入薄片(18)从第三个位置出发运动回到输出位置。
2．如权利要求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)向前运动之前，长引入薄片(18)至少被部分地退回。
3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，在第二步中，长引入薄片(18)部分地被退回之后，它们继续被退回，且同时引入星(16)和短引入薄片(14)向前运动。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二步中长引入薄片(18)被退回，且同时引入星(16)和短引入薄片(14)向前运动。
5．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二步中长引入薄片(18)与引入星(16)和短引入薄片(14)交替地运动。
6．如权利要求1所述的方法，其特征在于，引入星(16)和短引入薄片(14)一起从输出位置出发以一个连续的速度经过第二个位置运动到第三个位置。
7．如权利要求5所述的方法，其特征在于，长引入薄片(18)从第二个位置出发以与短引入薄片(14)相同的速度向第三个位置运动。
8．如权利要求1所述的方法，其特征在于，长引入薄片(18)从第二个位置出发以比短引入薄片(14)的速度高的速度向第三个位置运动。
9．实现权利要求1至8所述的方法的装置，其特征在于，在引入过程的第一步中固定在引入星(16)旁的短引入薄片(14)借助于一个传动装置(22)且固定在薄片支架(20)旁的长引入薄片(18)借助于一个传动装置(24)同步地以它们朝上的开放端经过定子上边缘(26)运动到第二个位置，并且在第二步中传动装置(24)改变方向，使薄片支架(20)与长引入薄片(18)一起退回到略超过定子上边缘(26)处，且传动装置(22)使引入星(16)前进到第三个位置，以及在第三步中传动装置(22,24)使引入星(16)和薄片支架(20)运动到输出位置。
10．如权利要求9所述的装置，其特征在于，传动装置(22,24)在它们的速度和方向上是可任意控制的。
11．如权利要求9所述的装置，其特征在于，一个带有支撑指(52)的支架(42,44)被设置在定子上边缘(26)的上方，且支撑指(52)设置在通过定子上边缘(26)来的引入薄片(14和18)旁边。
12．如权利要求11所述的装置，其特征在于，支架(42,44,52)是轴向设置在定子(10)上方。
13．如权利要求11所述的装置，其特征在于，支架(42,44,52)是轴向可运动的。
14．如权利要求13所述的装置，其特征在于，支架(42,44,52)与引入薄片(14和18)可同步运动。
15．如权利要求11所述的装置，其特征在于，支架由径向可运动的支撑指(52)构成。
16．如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在支撑指(52)旁设置支柱(Stempel)(62)。
17．如权利要求16所述的装置，其特征在于，支柱(62)如此被构造，其横截面与支撑指(52)相比相等或窄一些。
18．如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，支架(42,44,52,62)与一个向下压具(40)一起构成一个单元。
19．如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，支架(42,44,52,62)和向下压具(40)可分开运动。
全文摘要
本发明的方法和装置用于引入线圈到电机定子叠片铁心槽内。为优化至今所使用的引入方法,本发明建议:在引入过程的第一步中短引入薄片和长引入薄片以它们朝上的开放端同步地从第一个输出位置出发,经过定子孔运动到定子上边缘以上的第二个位置,并且在第二步中引入星和短引入薄片一起继续前进,同时长引入薄片退回到略超过定子上边缘的第三个位置,以及在第三步中引入星,短引入薄片和长引入薄片从第三个位置出发运动,回到输出位置。
文档编号H02K15/06GK1216172SQ98800063
公开日1999年5月5日 申请日期1998年1月15日 优先权日1997年1月24日
发明者萨迪克·萨迪库 申请人:埃尔莫泰克电机技术公司