專利名稱：制造電機(jī)的定子的方法和設(shè)備及有高填充系數(shù)的電機(jī)定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造電機(jī)的定子的方法和設(shè)備。本發(fā)明還涉及電機(jī)中使用的一種具有高填充系數(shù)的定子。
背景技術(shù)：
眾所周知，用于電機(jī)的定子具有其中有多個(gè)插槽的定子芯體，多個(gè)條式導(dǎo)體插入在前述插槽中并且相互不同端連接從而形成一個(gè)或多個(gè)定子繞組。前述具有條式導(dǎo)體的定子繞組通常稱作條式定子繞組。為了制造前述的定子以及確保同一插槽中不同條式導(dǎo)體之間和/或條式導(dǎo)體與定子芯體插槽的內(nèi)壁之間正確的絕緣，提供了一種在每個(gè)插槽內(nèi)插入各個(gè)電絕緣材料例如復(fù)合材料制成的片的操作?；谝恍┎欢ǖ男枨?，根據(jù)插槽的形狀和類型、要插入同一插槽 的條式導(dǎo)體的數(shù)量，現(xiàn)有技術(shù)提供了在插入各自的插槽之前適當(dāng)預(yù)成型前述的絕緣片。例如，已知的有“c”、“u”、“s”、“z”形狀的預(yù)成型絕緣片(也有其它形狀)。根據(jù)一些不定的需要，還有可能在同一插槽中插入兩個(gè)或更多預(yù)成型絕緣片。通常，特別但不排他地假如將條式導(dǎo)體插入插槽里的方法是至少部分自動(dòng)化的過(guò)程，那么在用這些導(dǎo)體填充插槽之前在插槽中插入預(yù)成型絕緣片?，F(xiàn)有技術(shù)的方法中，在將預(yù)成型絕緣片插入插槽之后，至少?gòu)臈l式導(dǎo)體的插入端將軸向伸出定子芯體的預(yù)成型絕緣片的端部張開。這樣張開的部分可以作為阻止元件用于防止向插槽中插入條式導(dǎo)體期間絕緣片沿著插槽被拖拽，并且在條式導(dǎo)體插入定子芯體期間可以作為導(dǎo)引使用。在公開為US2009/0265909的專利申請(qǐng)中，描述了一種用于制造定子的方法，包括以下步驟使用各自的預(yù)成型絕緣片填充定子芯體的插槽；從扭轉(zhuǎn)設(shè)備拉扯包括多個(gè)條式導(dǎo)體的整個(gè)繞組；同時(shí)在插槽中插入繞組的導(dǎo)體。現(xiàn)有技術(shù)中，電機(jī)的性能取決于定子芯體的插槽填充系數(shù)并且要使得這種系數(shù)盡可能高。然而如果這些插槽事先已經(jīng)裝備了一個(gè)或多個(gè)絕緣片，那么這種需求與條式導(dǎo)體插入插槽期間遇到的困難和問(wèn)題形成對(duì)比。實(shí)際上，為了獲得高填充系數(shù)，在插入絕緣片之后條式導(dǎo)體必須具有盡可能填充插槽的剩余空間的外部尺寸。由于條式導(dǎo)體在它們插入插槽期間遇到的滑動(dòng)摩擦阻力限制了這種尺寸的優(yōu)化。尤其是，如果插槽和條式導(dǎo)體具有一個(gè)相對(duì)較高的縱向延伸，例如大于10厘米，特別是但不排他地在希望使用自動(dòng)的插槽填充過(guò)程的情況下，特別但不排他的是，如果這種填充同時(shí)用于所有或者幾乎所有插槽，有必要將條式導(dǎo)體橫截面的尺寸保持在某些限定條件下，從而使得剩余空間(也就是，在插入預(yù)成型絕緣片后插槽的可用空間)可以避免它們?cè)诓迦氩宀燮陂g有不必要的阻塞。特別但不排他的是在導(dǎo)體有相對(duì)較小的橫截面或者至少具有幾何形狀的橫截面在最小尺寸處相對(duì)較小的情況下感覺到這個(gè)問(wèn)題。這種情況下，實(shí)際上，存在一種風(fēng)險(xiǎn)就是條式導(dǎo)體的阻塞會(huì)導(dǎo)致該條式導(dǎo)體的預(yù)料外的彎曲，在一個(gè)自動(dòng)化的方法中，在插槽中同時(shí)插入多個(gè)條式導(dǎo)體將會(huì)導(dǎo)致方法停滯以及條式導(dǎo)體產(chǎn)生一些不能回收的碎屑。鑒于上述的一些限制，目前還不能制造出具有大于80% (該比率為沒有絕緣瓷漆的條式導(dǎo)體橫截面和沒有絕緣片的插槽的橫截面之間的比率)的插槽填充系數(shù)的定子，尤其是大于85%，其具有大于或等于100毫米的長(zhǎng)度，尤其是大于150毫米甚至是大于200毫米的長(zhǎng)度，特別但不排他的是，條式導(dǎo)體的橫截面具有的幾何形狀在最小尺寸處小于或等于3. 3毫米的(包括了一種可能的絕緣瓷漆時(shí)所測(cè)量的)，尤其是小于3. O毫米，例如等于
2.8~2. 9 暈米。因此需要提供一種可以彌補(bǔ)上面提到的現(xiàn)有技術(shù)中的一些缺陷的制造電機(jī)的定子的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種可以滿足上述需求的方法。該目的通過(guò)制造定子的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該方法大體限定在最概括的形式的所附的第 一權(quán)利要求中和幾個(gè)具體實(shí)施例形式的從屬權(quán)利要求中。本發(fā)明另一目的是提供一種用于制造定子的設(shè)備，尤其是可以為定子的預(yù)成型絕緣片提供形狀規(guī)則性和穩(wěn)定性的設(shè)備。本發(fā)明的另一目的是提供具有高插槽填充系數(shù)的條式導(dǎo)體的定子。從下面結(jié)合附圖對(duì)起示范作用而非限制作用的實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述本發(fā)明將會(huì)得到更好的理解。


圖I示意性地示出了一個(gè)用于電機(jī)的定子實(shí)施例的側(cè)視圖，該定子包括定子芯體和條式定子繞組；圖2示意性地示出了一部分定子芯體的頂視圖，其中示出的兩個(gè)插槽用來(lái)由預(yù)成型絕緣片和條式導(dǎo)體填充；圖3示意性示出了一部分定子芯體的頂視圖，其中可以看到兩個(gè)插槽由絕緣片和條式導(dǎo)體填充；圖4示出了用于制造圖I的定子的方法的流程圖；圖5示出了用于執(zhí)行圖4方法的幾個(gè)步驟的設(shè)備的正面視圖，其中有一些局部截面；圖6不出了圖5設(shè)備一部分截面放大后的平面圖；圖7示出了圖5設(shè)備的側(cè)截面的平面圖；附圖中，由相同的數(shù)字標(biāo)記來(lái)指示等效或類似的元件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中出現(xiàn)的“扁平”或者“方形”條式導(dǎo)體，條式導(dǎo)體具有四個(gè)大致扁平的側(cè)面，每個(gè)側(cè)面通常通過(guò)一個(gè)圓角與相鄰側(cè)面接合。因此，用來(lái)描述條式導(dǎo)體的橫截面的詞語(yǔ)“扁平”或者“方形”或者等效詞語(yǔ)只是一般意義上的應(yīng)用，并不能將具有連接基本扁平側(cè)面的顯著圓角的條式導(dǎo)體排除在外。在這個(gè)意義上表述“扁平導(dǎo)體”指的是導(dǎo)體具有的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面之間的距離大于其它兩個(gè)相對(duì)面之間的距離。本發(fā)明中表述“矩形導(dǎo)體”是對(duì)扁平導(dǎo)體和方形導(dǎo)體的概括，方形導(dǎo)體是一種特殊的矩形導(dǎo)體，其四個(gè)側(cè)面具有相同尺寸。參考附圖，定子整體由I來(lái)表示，該定子包括定子芯體2。例如，定子I是用于比如電動(dòng)機(jī)的電機(jī)的定子，該電機(jī)例如用于電動(dòng)或者混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛。很明顯，這種定子也可以用于作為發(fā)電機(jī)的電機(jī)中或者可替代的執(zhí)行電機(jī)功能和發(fā)電機(jī)功能的電機(jī)中。附圖中僅僅示出了這種電機(jī)的定子，原因是本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道電機(jī)或者通常的電動(dòng)或者混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛的其它部分。已知的方式中，定子芯體2包括例如由磁性材料制成的層壓管狀主體，其在兩個(gè)相對(duì)的面3、4之間軸向延伸(Z-Z軸)。定子芯體2的主體包括多個(gè)插槽8，它們軸向延伸入主體的厚度并用于容納矩形條式導(dǎo)體5、5’、5”，它們共同形成至少一個(gè)條式導(dǎo)體繞組。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，條式矩形導(dǎo)體
5、5 ’、5 ”表面覆蓋絕緣材料層，例如絕緣樹脂瓷漆。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，矩形條式導(dǎo)體5、5’、5”包括第一組標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體5，其為U形條式導(dǎo)體(也叫作“發(fā)夾導(dǎo)體“)，以及第二組特殊導(dǎo)體5、5”，其包括例如端子5’或者跳線5”。U形導(dǎo)體具有折疊部分6，其從定子芯體2的面3或者插入面3伸出，以及兩個(gè)自由端部7，其從定子芯體2的另一面4或者焊接面4伸出。兩個(gè)面3、4之間的距離限定了定子芯體的的高度H_s或軸向延伸。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該聞度H_s大于或者等于100暈米。根據(jù)另一實(shí)施例，該聞度H_s大于或者等于150暈米，例如等于大概160毫米。根據(jù)另一實(shí)施例，該高度H_s大于或等于200毫米。上面所描述的都是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的因此不再做詳細(xì)描述。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，前述條式導(dǎo)體5、5’、5”是銅導(dǎo)體也是扁平導(dǎo)體，以便可以具有一對(duì)相對(duì)的面，相互間的距離大于其余兩個(gè)面之間的距離。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，矩形條式導(dǎo)體的橫截面具有最小尺寸處小于或等于3. 5毫米(還包括可能有的絕緣瓷漆)的幾何形狀。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該最小尺寸(還包括可能有的絕緣瓷漆)小于或等于3. O毫米。例如，該最小尺寸(還包括可能有的絕緣瓷漆)等于2. 9毫米或者2. 8毫米。在矩形條式導(dǎo)體中，這說(shuō)明了所述導(dǎo)體的至少兩個(gè)相對(duì)面具有包含在上述范圍內(nèi)的厚度，其余兩個(gè)相對(duì)的面具有上述范圍內(nèi)或者外的任意尺寸。參考圖2和圖3，定子芯體2的每個(gè)插槽8由前述條式導(dǎo)體5、5’、5”中的至少一個(gè)橫跨，并且容納絕緣材料制成的片10或者護(hù)套10。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，該絕緣片10的特性便于對(duì)應(yīng)于運(yùn)行電力和工作溫度被選擇。根據(jù)一個(gè)可能的示范性和非限制性實(shí)施例，絕緣片是包括兩個(gè)TufQUIN (3MTM)層的多層片，這兩層例如通過(guò)粘合方式耦合到中央聚酯片的兩個(gè)相對(duì)面上。根據(jù)一個(gè)可能的實(shí)施例，插槽8是開放型的，也就是，他們具有面向芯體2的主管狀體的內(nèi)部的開口 9。根據(jù)從上面眾多可能中選擇的一個(gè)特定的而且非限制性的實(shí)施例，每個(gè)插槽8都由矩形條狀導(dǎo)體5、5’、5”中的至少一對(duì)跨過(guò)，每個(gè)插槽容納具有S形橫截面的由絕緣材料制成的片。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如在圖3所示，如果條式導(dǎo)體是扁平的，同一插槽中的兩個(gè)條式導(dǎo)體沿著它們各自的短邊對(duì)齊。如果每個(gè)插槽8都由多于兩個(gè)的條式導(dǎo)體5、5’、5”橫跨，可以為每個(gè)插槽8插入多于一個(gè)S形的預(yù)成型絕緣片10，例如在橫跨插槽8的每一對(duì)條式導(dǎo)體上使用一個(gè)S形預(yù)成型性絕緣片10。在附圖中未示出的一個(gè)替換實(shí)施例中，例如有可能在一個(gè)單一的U形預(yù)成型絕緣片中插入一個(gè)單一的絕緣片，即使在插槽8中存在多于一對(duì)條式導(dǎo)體，因此其中這個(gè)絕緣片被設(shè)置成用于將條式導(dǎo)體與插槽的內(nèi)壁絕緣，但是不用于將位于同一插槽內(nèi)的條式導(dǎo)體相互之間進(jìn)行絕緣。這種情況下，這樣的導(dǎo)體顯然配備有合適的外部絕緣襯里。在圖中未示出的另一些實(shí)施例中，插入在插槽中的預(yù)成型絕緣片10的橫截面不是” S”形，而是環(huán)形、“C”形、“Z”形等形狀。本發(fā)明中，預(yù)成型絕緣片是一種在插入插槽之前使用一種制造方法制成的絕緣片，該方法適于為片賦予不同于扁平或者近似扁平形狀的形狀。前述類型的一些制造方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是熟知的，通常它們可以提供絕緣片的折疊操作從而從扁平或者近似扁平形狀開始，形成“S”形、” C”形、” U”形、” Z”形等形狀。近似扁平的形狀是不同于扁平形狀的一種形狀，例如一種稍微彎曲的形狀，絕緣片可以例如由于后者的存儲(chǔ)呈現(xiàn)為圍 繞支撐件纏繞的帶子的一部分。在圖4中，簡(jiǎn)化的流程圖示出了一種制造上述定子I的方法實(shí)施例20。方法20包括預(yù)先排布21由條式導(dǎo)體5、5’、5”形成的條式定子繞組的步驟，條式定子繞組將要插入在定子芯體2的插槽8中。公知的方式中，預(yù)先排布步驟21包括預(yù)成型條式導(dǎo)體的操作、將它們插入形成設(shè)備中的操作、以及通過(guò)該形成設(shè)備扭曲這些條式導(dǎo)體的操作。公知的方式中，預(yù)先安排步驟21包括將所有這些條式導(dǎo)體從形成設(shè)備中一起拖出的操作，作為一個(gè)非限制性實(shí)例，拖出是通過(guò)如在專利申請(qǐng)US2009/0265909中描述的提取設(shè)備以及夾子抓緊(clamp — grip)設(shè)備。方法20還包括在至少一個(gè)插槽8中插入至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片10 (例如” S”預(yù)成型，或者“U”預(yù)成型或者”Z”預(yù)成型等)的步驟22。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，插入步驟22包括在所有插槽8中分別地同時(shí)或者順序插入至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片10。方法20還包括在插槽8中沿著插槽8的整個(gè)軸向延伸或者很大一部分延伸熱成型所述至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片10的步驟25。本發(fā)明中，很大一部分是指長(zhǎng)度大于或者等于插槽深度的75%的部分。優(yōu)選地，前述的熱成型步驟25是對(duì)插在定子芯體2的插槽8里面的所有預(yù)成型絕緣片10同時(shí)執(zhí)行。本發(fā)明中，通過(guò)在插槽8中熱成型預(yù)成型絕緣片10，這種操作可以在將預(yù)成型絕緣片10插入到插槽8以后改變預(yù)成型絕緣片10的形狀，從而可以使其具有所預(yù)期的并且是穩(wěn)定的形狀。換句話說(shuō)，熱成型步驟25目的就是為了給預(yù)成型絕緣片10賦予某種形狀規(guī)則性和穩(wěn)定性，從而后者可以在各自的插槽8內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)可以優(yōu)化插槽8內(nèi)剩余空間的斷面，從而便于條式導(dǎo)體5、5’、5”的插入。這種優(yōu)化的目的是提高絕緣片10和插槽8內(nèi)壁之間的附著力和/或絕緣片10中的精確折疊和/或使絕緣片10表面上的不規(guī)則變平。可以觀察到的是通過(guò)在插槽內(nèi)有利地運(yùn)行前述熱成型操作可以在這種操作期間使插槽8的內(nèi)壁起到支撐的作用。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，熱成型步驟25包括通過(guò)預(yù)加熱成型工具53插入各個(gè)插槽8并在之后移走而將前述至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片10按壓入各自插槽8。因此在這種插入和之后移除期間，存在熱成型工具53在絕緣片10的自由表面上的滑動(dòng)，抵靠著插槽8的內(nèi)壁，用于優(yōu)化預(yù)成型絕緣片10在插槽8內(nèi)的形狀斷面。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在熱成型步驟25之前，方法20包括將成型工具53預(yù)加熱到大于或等于120°C并且。C優(yōu)選大于或等于150°C的溫度的步驟23。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，成型工具53包括至少一個(gè)條53，熱成型步驟包括通過(guò)將條53相對(duì)于定子芯體2向前移動(dòng)而在各自插槽中插入條53的操作，以及通過(guò)將條相對(duì)于定子芯體2向后移動(dòng)從條53中釋放插槽8的后續(xù)步驟。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，優(yōu)選但非限制性的，條53的長(zhǎng)度大于或者等于插槽8的軸向延伸深度并將在插入側(cè)3上被插入到插槽8中，從而跨過(guò)插槽8到達(dá)端部中止位置，條53的自由端部從定子芯體2的焊接面4上向外伸出。顯然，這種情況下，熱成型沿著插槽8的整個(gè)延伸長(zhǎng)度進(jìn)行。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果插槽8用來(lái)容納定子繞組的幾個(gè)條式導(dǎo)體5、5’、5”，如果預(yù)成型絕緣片10具有一個(gè)或多個(gè)中間間隔件11 (例如，當(dāng)使用具有“S”形橫向斷面的預(yù)成型絕緣片時(shí)所出現(xiàn)的一圖3)，成型工具53包括可以容納在同一插槽8中與條式導(dǎo)體5、5’、5”相同數(shù)量的條53。例如，如果每個(gè)插槽8可以容納兩個(gè)條式導(dǎo)體5、5’、5”而且預(yù)成型絕緣 片10具有大致S形橫向斷面，在示出的實(shí)施例中，熱成型工具53將包括可以同時(shí)插入在同一插槽8中的兩個(gè)條53。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，方法20包括使絕緣片10的端部10’張開的步驟24，絕緣片10從定子芯體2伸出，從所述芯體的軸向端部側(cè)，并優(yōu)選從插入面3側(cè)伸出。張開步驟24包括在所述伸出端部10’插入錐形張開元件54的操作。更加優(yōu)選的是，參照?qǐng)D6，成型工具53可滑動(dòng)地容納在中止于錐形張開元件54的中空外殼座55中，因此，錐形張開元件54是一個(gè)裝配有可以由成型工具53跨過(guò)的端部開口的錐形中空張開元件54。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，張開元件54比較適宜為預(yù)加熱元件。另外，比較明顯的是，張開步驟24可以對(duì)于位于定子芯體2中的所有絕緣片10同時(shí)執(zhí)行，通過(guò)包括多個(gè)錐形張開元件54的圓形結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行這種步驟。張開步驟24可以在熱成型步驟25之前執(zhí)行，或者根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，與熱成型步驟25同時(shí)或者至少部分時(shí)間交疊執(zhí)行。在后一個(gè)實(shí)施例中，參考圖5，實(shí)際上可以看到，例如，可以使成型工具53在座55內(nèi)滑動(dòng)，而錐形張開元件54抵靠在絕緣片10的伸出部10，上?；氐綀D4的流程圖，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在熱成型步驟25以后，所述方法20包括步驟將所有的條式導(dǎo)體5、5’、5”插入各自插槽中的插入步驟26，如在預(yù)排布步驟21中所預(yù)排布的。由于有絕緣片10在插槽8中的熱成型步驟，可以知道，如所期望的那樣，插入步驟26是比較容易的；由于條式導(dǎo)體相對(duì)長(zhǎng)的長(zhǎng)度以及相對(duì)小的橫截面這種步驟也是較方便的。同時(shí)，插入步驟可以獲得插槽8的高填充系數(shù)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，方法20包括后續(xù)的用于折疊和焊接條式導(dǎo)體從定子芯體2的焊接面2伸出的端部的步驟27。該步驟27對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是熟知的，因此不在文中做進(jìn)一步的描述。參考圖5-7，將描述制造定子的設(shè)備50的一個(gè)實(shí)施例，尤其是對(duì)至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片進(jìn)行形狀穩(wěn)定的成型設(shè)備50，通過(guò)成型設(shè)備50熱成型步驟25可以在定子芯體中插入預(yù)成型絕緣片之后對(duì)其執(zhí)行。根據(jù)將要描述的一個(gè)實(shí)施例，成型設(shè)備50可以用于執(zhí)行上述的預(yù)加熱步驟23和張開步驟24。設(shè)備50包括用于容納熱成型工具53的管狀外殼52。管狀外殼52例如與支撐板51 一體制造，該支撐板用于在支撐橫木或者臂上掛起設(shè)備50 (圖中未示出)，例如相對(duì)于支撐和工作面60可垂直移動(dòng)(沿著Z-Z軸)。管狀外殼52尤其可以容納多個(gè)熱成型條對(duì)53，他們圍繞設(shè)備50的工作軸zl呈圓周排列。在運(yùn)行設(shè)備50時(shí)工作軸zl與定子芯體2的Z-Z軸對(duì)齊。在這個(gè)實(shí)施例中，每一對(duì)熱成型條51包括第一和第二條52，相互鄰近且呈放射狀排列。熱成型條53與同一支撐板56 —體制造,該支撐板可以通過(guò)線性電機(jī)沿著工作軸ζ I軸向移動(dòng)，該線性電機(jī)可以是電動(dòng)的、氣動(dòng)的或者液壓的，包括可滑動(dòng)柱塞57和滾筒58。熱成型條53位于外殼座55中，其可操作地通過(guò)設(shè)備20中的分布式加熱兀件59加熱。因此，當(dāng)條53位于外殼座55中時(shí)，它們由分布式加熱元件59進(jìn)行預(yù)加熱。例如，這些條被加熱到大于或等于120°C的溫度，例如被加熱到120°C和160°C之間的溫度，優(yōu)選等于150°C。然而，可以看到，該溫度代表一個(gè)可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員基于預(yù)成型絕緣片10的特性來(lái)設(shè)計(jì)的參數(shù)，從而獲得預(yù)期的熱成型效果。一旦獲得了期望的操作溫度，成型條52通過(guò)電機(jī)57、58可以軸向移入一個(gè)組中， 用于穿透地滑入定子芯體2的各自插槽8內(nèi)。這是為了執(zhí)行上面描述的預(yù)成型絕緣片10的熱成型步驟25。根據(jù)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以看到對(duì)于成型條53沒有必要在插槽8內(nèi)停留一段較長(zhǎng)時(shí)間。而是，在成型條式53插入之后以及拔出之前，在插槽8內(nèi)進(jìn)行短暫的停留就足夠了(例如，在O. 5-2秒的時(shí)間，優(yōu)先為I秒)。設(shè)備20可以方便地配備有至少一個(gè)包括多個(gè)管狀和錐形張開元件50的圓形陣列，它們可以由成型條53跨過(guò)以張開絕緣片10的伸出出端部10’，從而可以使用同一設(shè)備50在插槽內(nèi)執(zhí)行張開步驟24和熱成型步驟25。也可以使用分布式加熱元件59來(lái)加熱管狀錐形張開元件54。最后，參考圖7，可以看到，設(shè)備20可以具有支撐和工作面60用來(lái)支撐鄰接的定子芯體20。現(xiàn)有技術(shù)中公知的是，表面60可以是圍繞豎直軸z2旋轉(zhuǎn)的表面，設(shè)備20可以不受限制地組成特定機(jī)器的一部分，或者作為另一選擇，可以表示相互之間以角度間隔的多個(gè)工作站中的一個(gè)。在這些工作站中，定子芯體2可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)表面60而驅(qū)動(dòng)以便受到幾個(gè)分立的工作步驟的處理。該領(lǐng)域中的一些測(cè)試顯示，通過(guò)上述的方法和設(shè)備，有可能完全獲得預(yù)先確定的目標(biāo)，因?yàn)橛锌赡苤圃炀哂幸粋€(gè)高度(Ζ-z軸)，或者具有一個(gè)相對(duì)較高“軸向延伸”高度同時(shí)具有高插槽填充系數(shù)的定子，因?yàn)橥ㄟ^(guò)預(yù)成型絕緣片在插槽中熱成型，可以達(dá)到穩(wěn)固形狀并在插槽內(nèi)直接優(yōu)化預(yù)成型絕緣片的斷面，方便將條式導(dǎo)體20插入到插槽8中。尤其是，通過(guò)該領(lǐng)域中的測(cè)試，定子可以被制造成為具有一個(gè)高度大于或等于100毫米的定子芯體；其中插槽9的填充系數(shù)，指的是沒有絕緣片10的插槽的橫截面與插槽中至少一個(gè)條式導(dǎo)體的總導(dǎo)電截面之間的比率大于或等于80%。尤其是，前述類型的定子需要高度大于或等于150毫米，尤其是大于或等于200毫米。尤其是，前述類型的定子需要填充系數(shù)大于或等于85%。尤其是，前述類型的定子需要條式導(dǎo)體的橫截面具有的幾何形狀在最小尺寸處小于或等于3. 5毫米，尤其是小于或等于3毫米。 當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員為了滿足特定和某些需求可以對(duì)上述方法和設(shè)備進(jìn)行多種修改和變化；所有的修改和變化都包含在由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于制造電機(jī)的定子(I)的方法(20)，所述定子包括定子芯體(2)，所述定子芯體(2)包括主體和在主體內(nèi)部軸向延伸并且用于容納條式定子繞組的條式導(dǎo)體(5，5’，5”)的多個(gè)插槽(8 )，所述方法(20 )包括步驟 在所述多個(gè)插槽(8)的至少一個(gè)插槽(8)中分別插入(23)至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片(10)； 沿著插槽(8)的整個(gè)軸向延 伸或者沿著其大部分延伸在各自的插槽(8)中熱成型(26)預(yù)成型絕緣片(10)，從而為所述預(yù)成型絕緣片(10)賦予形狀規(guī)則性和穩(wěn)固性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法(20)，其中所述熱成型步驟(25)包括通過(guò)在插槽中插入預(yù)加熱成型工具(53)以及在之后將其移除，按壓預(yù)成型絕緣片(10)在插槽(8)內(nèi)抵靠插槽(8)的側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法(20)，包括將成型工具(53)預(yù)加熱到大于或等于120度的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利2或3的方法(20)，其中所述成型工具(53)包括用于軸向插入各自插槽(8)的至少一個(gè)條(53)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法(20)，其中所述插槽用于容納所述條式繞組的幾個(gè)條式導(dǎo)體(5，5’，5”)，其中所述成型工具(53)包括與要在插槽內(nèi)容納的條式導(dǎo)體的數(shù)量相同數(shù)量的多個(gè)條式導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的方法(20)，其中所述熱成型步驟(25)包括通過(guò)將所述條相對(duì)定子芯體向前移動(dòng)而將所述至少一個(gè)條(53)插入各自插槽(8)內(nèi)的操作以及通過(guò)將所述條相對(duì)定子芯體向后移動(dòng)而將所述條從插槽中釋放的后續(xù)操作。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法(20)，還包括將從定子芯體伸出的所述絕緣片(10)的端部(10’)張開的步驟(24)，張開步驟(24)包括在所述伸出端部插入錐形張開元件(54)的操作，其中所述成型工具(53 )可滑動(dòng)地容納在座(55 )中，該座終止于所述錐形張開元件(54)，所述成型步驟包括將所述成型元件滑動(dòng)入所述座的操作。
8.用于制造定子(I)的設(shè)備(50)，所述定子包括定子芯體(2 )，所述定子芯體包括主體和在主體厚度上軸向延伸并且用于容納定子繞組的條式導(dǎo)體(5，5’，5”)的多個(gè)插槽(8)，所述插槽(8 )用于分別容納至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片(10 )， 其中所述設(shè)備(50)包括至少一個(gè)熱成型工具(53)，用于分別至少局部插入各自插槽(8)中，從而在之后從中移除，以使得可以后續(xù)在其中插入至少一個(gè)條式導(dǎo)體(5，5’，5”)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備(50)，其中所述熱成型工具(53)包括至少一個(gè)可軸向插入所述插槽內(nèi)的條。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備(50)，其中所述插槽(8)用于容納繞組的幾個(gè)條式導(dǎo)體，其中所述成型工具(53)包括與要容納在插槽(8)內(nèi)的條式導(dǎo)體的數(shù)量相同數(shù)量的條。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備(50)，包括所述成型工具(53)可以在其中滑動(dòng)的座，從而可以相對(duì)定子芯體向前和向后移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備(50)，包括至少一個(gè)錐形張開元件(54)，用于張開伸出定子芯體外面的絕緣片(10)的端部(10’)，其中所述錐形張開元件(54)包括可以由成型工具(53)通過(guò)的端部開口。
13.電機(jī)的定子(I)包括-條式定子繞組，包括多個(gè)條式導(dǎo)體(5，5’，5”)； -定子芯體(2)，具有多個(gè)插槽(8)，每一個(gè)都可以分別容納至少一個(gè)條式導(dǎo)體(5，5，，5”)以及至少一個(gè)絕緣片(10)，所述定子芯體(2)在相互相對(duì)的第一面(3)和第二面(4)之間的高度上軸向延伸； 其特征在于 -所述高度大于或等于100毫米； -所述插槽(8)的填充系數(shù)，即沒有絕緣片(10)的插槽的橫截面和插槽內(nèi)容納的至少一個(gè)條式導(dǎo)體的總導(dǎo)電截面之間的比率大于或等于80%。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的定子(I)，其中所述高度大于或等于150毫米。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的定子(I)，其中所述填充系數(shù)大于或等于85%。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的定子(I)，其中所述條式導(dǎo)體的橫截面具有的幾何形狀在最小尺寸處小于或等于3. 5毫米。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定子(I)，其中所述最小尺寸小于或等于3毫米。
18.電機(jī)和/或發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子，其特征在于其包括根據(jù)權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的定子(I)。
19.電動(dòng)或者混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車包括根據(jù)權(quán)利要求18所述的一個(gè)電機(jī)和/或發(fā)電機(jī)。
全文摘要
公開一種用于制造電機(jī)的定子(1)的方法(20)，所述定子包括定子芯體(2)，所述定子芯體包括主體和在主體內(nèi)部軸向延伸并且用于容納條式定子繞組的條式導(dǎo)體(5，5’，5”)的多個(gè)插槽(8)，所述方法(20)包括步驟在所述多個(gè)插槽(8)的至少一個(gè)中分別插入(23)至少一個(gè)預(yù)成型絕緣片(10)；沿著插槽(8)的整個(gè)軸向延伸或者沿著其大部分延伸在插槽中熱成型(26)所述預(yù)成型絕緣片(10)，從而為所述預(yù)成型絕緣片(10)賦予形狀規(guī)則性和穩(wěn)固性。通過(guò)描述的方法，可以制造具有高度和插槽填充系數(shù)相對(duì)較高的定子芯體的具有條式繞組的的定子。
文檔編號(hào)H02K15/12GK102823114SQ201080065088
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者桑特·古爾奇奧尼 申請(qǐng)人:泰克馬奇有限公司