本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于卷繞繞組架、尤其是電機(jī)的定子的方法。在本發(fā)明的意義中電機(jī)被理解為通常意義上所有類型的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等。

背景技術(shù)：

在常見的實(shí)際應(yīng)用中以所謂的引入技術(shù)卷繞電機(jī)的定子。在此利用定形繞線機(jī)產(chǎn)生松散的銅線圈，然后銅線圈借助于引入工具半自動(dòng)地或全自動(dòng)地被引入到定子的縱向槽中。在這種方法中不利的是還需要其它的過(guò)程步驟，即人工地設(shè)置相絕緣部、電路連接、中間成形和最終成形以及捆扎。在電路連接時(shí)，也就是說(shuō)在人工設(shè)置線材時(shí)，將線圈端部根據(jù)預(yù)定的連接樣式相互連接，而且示例性地在形成三相以及至少一個(gè)星形點(diǎn)的情況下。

如上所述，在卷繞-以及引入過(guò)程之后實(shí)現(xiàn)人工的電路連接，其中線材束例如組合為三相。隨后在現(xiàn)有技術(shù)中在線端部上人工安裝電纜接線頭并將其鋪放在裝置上，以便使該線端部例如通過(guò)熱卷曲方法相互連接。

與之不同地，通常還已知一種針式卷繞技術(shù)，其中實(shí)現(xiàn)限定地鋪放繞組線。利用這種方法——與上述的引入技術(shù)不同——實(shí)現(xiàn)了將繞組線直接組合為示例性的三相并安置在限定的位置上。在這種針式卷繞方法中，繞組線在線張力下從繞組針中引出并以預(yù)先限定的繞組樣式被鋪放在繞組架(即例如電機(jī)的定子)中。在卷繞過(guò)程開始時(shí)，將繞組線的線端部固定在繞組架的第一連接部位上。繞組線的另外的線端部也以相同的方式在卷繞過(guò)程結(jié)束時(shí)在保持線張力的情況下固定在繞組架的第二連接部位上。這種類型的針式卷繞方法原則上由文獻(xiàn)de102011008662a1已知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提供一種用于卷繞繞組架的裝置，其中，在使用針式卷繞技術(shù)的情況下能夠自動(dòng)地進(jìn)行繞組架的線圈繞組的連接。

上述目的通過(guò)權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中公開。

根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分，為繞組架的第一連接部位和/或第二連接部位分配具有至少一個(gè)進(jìn)入狹縫的接觸元件。因此該繞組線可以在卷繞過(guò)程開始時(shí)首先固定在第一連接部位上，并隨后借助于卷繞針被引導(dǎo)穿過(guò)該接觸元件的進(jìn)入狹縫。繞組線在針式卷繞過(guò)程期間以已知的方式在線張力下以預(yù)先限定的卷繞樣式被鋪放/敷設(shè)在繞組架中。在卷繞過(guò)程結(jié)束時(shí)，繞組線穿過(guò)另一接觸元件的進(jìn)入狹縫被引導(dǎo)到第二連接部位上，并通過(guò)其線端部固定在第二連接部位上。根據(jù)本發(fā)明在卷繞過(guò)程之后緊接著進(jìn)行附加的連接步驟，其中，繞組線以不能松脫的方式(例如通過(guò)焊接或通過(guò)形鎖合和/或力鎖合的連接)與形成在繞組架上的接觸元件連接，其中，固定在連接部位上的、仍然突出的線端部隨后可以與繞組線分離。

總之，利用本發(fā)明可以取消下列人工的過(guò)程步驟，即線材的捆扎、線圈繞組的連接、繞組線的鋪放和電纜接線頭的安裝。以這種方式由于取消了人工的過(guò)程而得到了較高的經(jīng)濟(jì)性。此外也獲得了改善的過(guò)程安全性，這是因?yàn)樵谑褂冕樖骄砝@技術(shù)中可以限定地、也就是說(shuō)位置固定地鋪放繞組線。

下面說(shuō)明本發(fā)明的另一方面。繞組線在卷繞過(guò)程期間根據(jù)預(yù)先限定的卷繞樣式被一次地或多次地引導(dǎo)穿過(guò)接觸元件的進(jìn)入狹縫。在卷繞過(guò)程之后緊接著進(jìn)行的連接步驟優(yōu)選是焊接步驟或力鎖合和/或形鎖合的步驟、尤其是熱卷曲方法，在該方法中，該繞組線卡緊和焊接在接觸元件的進(jìn)入狹縫中。

在本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用中，第一連接部位和/或第二連接部位可以具有固定銷，利用該固定銷可以將線圈繞組的相應(yīng)的線端部置于卡緊連接中，或者具有卷繞樁，圍繞該卷繞樁可以卷繞該線端部以用于固定。在減少構(gòu)件方面有利的是，將連接部位和接觸元件組合為一個(gè)一件式的結(jié)構(gòu)單元。在這個(gè)背景下，接觸元件可以具有至少一個(gè)裝配開口，借助于該裝配開口接觸元件可以例如松動(dòng)地、但是抗轉(zhuǎn)動(dòng)地插在連接部位的固定銷/卷繞樁上。

在一簡(jiǎn)單的技術(shù)實(shí)施方案中，接觸元件可以是由鋁或銅制成的板件。在該板件中通過(guò)板材加工形成進(jìn)入狹縫和上述的裝配開口。例如，進(jìn)入狹縫可以設(shè)計(jì)為u形敞開的，并通過(guò)兩個(gè)側(cè)面的卡緊腿限定。為了執(zhí)行上述的焊接方法(相對(duì)于例如熱卷曲方法另選地)可以將焊接電極以預(yù)先規(guī)定的接合力在外側(cè)壓緊在兩個(gè)卡緊腿上，由此卡緊腿在形成力鎖合、形鎖合或焊接位置的情況下與繞組線卡緊或者說(shuō)焊接。

繞組線的線端部?jī)?yōu)選以自由的線長(zhǎng)度從這樣形成的焊接位置延伸至連接部位。在實(shí)現(xiàn)焊接之后，固定在連接部位上的線端部通過(guò)拉拽或通過(guò)切割分離。

繞組架可以承載多個(gè)線圈繞組，該線圈繞組在完成卷繞過(guò)程之后以預(yù)先限定的連接樣式在形成示例性的三相的情況下相互連接。在第一實(shí)施形式中，該線圈繞組中的每個(gè)可以分別配置有兩個(gè)彼此分開的接觸元件，其中，線圈繞組的線端部分別連接在接觸元件中的每個(gè)上。根據(jù)連接樣式可以將彼此分開的接觸元件彼此電連接。

對(duì)此另選地，接觸元件并不設(shè)計(jì)為彼此分開的，而是該接觸元件形成總體的構(gòu)件，根據(jù)連接樣式將不同的線圈繞組的線端部連接在該構(gòu)件上。例如，可以提供至少一個(gè)導(dǎo)軌(schiene)(即跨接環(huán)(schaltring))，該跨接環(huán)圍繞繞組架周部延伸，并例如可以將兩個(gè)不同的線圈相互連接。該導(dǎo)軌為此承載至少兩個(gè)在周部側(cè)分布的接觸元件，針被引導(dǎo)穿過(guò)該接觸元件的進(jìn)入狹縫。

本發(fā)明的上述的和/或在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明的有利的設(shè)計(jì)方案和/或改進(jìn)方案——除了例如在明確相關(guān)性或不一致的另選方案的情況下——可以單獨(dú)地或以相互任意組合的方式使用。

附圖說(shuō)明

下面根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明和其有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案以及其優(yōu)點(diǎn)。

其中：

圖1示出電機(jī)的原理上的構(gòu)造的截面圖；

圖2示出在卷繞之前的交流電機(jī)的定子的截面透視圖；

圖3示出對(duì)應(yīng)于圖2以繞組線卷繞時(shí)的視圖；

圖4示出對(duì)應(yīng)于圖2的具有帶有多個(gè)線圈匝的制成的線圈繞組的定子的視圖；

圖5示出圖4的細(xì)節(jié)圖；

圖6至圖17分別示出在圖1至圖4中示出的接觸元件的實(shí)施變型；和

圖18和圖19示出本發(fā)明的第二實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

在圖1中示意性示出穿過(guò)一簡(jiǎn)單的交流電機(jī)1的橫截面。該電機(jī)1具有圓柱形的定子2和以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在其中的轉(zhuǎn)子3。該定子2具有向內(nèi)部指向的、角度錯(cuò)位的縱向槽4，通過(guò)該縱向槽包含作為配屬于相的線圈繞組5的分路的相應(yīng)的(剖開示出的)線束，該線圈繞組通過(guò)針式卷繞系統(tǒng)制造。相v的線圈繞組通過(guò)完全黑色的圓圈、相w的線圈繞組通過(guò)用網(wǎng)格陰影線表示的圓圈以及相u的線圈繞組通過(guò)用單線陰影線表示的圓圈示意性表示。在電機(jī)1的運(yùn)行中，定子1的線圈繞組5如此通電，使得產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)向被轉(zhuǎn)動(dòng)支承的轉(zhuǎn)子3上施加力作用。

下面根據(jù)圖2至圖5描述在定子2上制造線圈繞組5，該線圈繞組在使用針式卷繞技術(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)，其中，引導(dǎo)繞組線穿過(guò)空心圓柱式的卷繞針直到位于針尖上的噴嘴口，繞組線24在線張力下在該噴嘴口上出來(lái)，并鋪放在定子2的縱向槽4的槽面上。卷繞針是卷繞裝置的組成部分，該卷繞針通過(guò)該卷繞裝置可以例如沿定子軸向方向、定子徑向方向和/或定子周向操作。

在圖2中示出還處于其未被卷繞的狀態(tài)中的定子2。該定子2在圖1中為了制造分布的線圈繞組5而具有裝配輔助元件7。此外定子2在其上端側(cè)8上示例性地具有兩個(gè)在周部側(cè)上彼此間隔開的接觸元件9，該接觸元件的功能稍后描述。接觸元件9中的每個(gè)通過(guò)近似方形的接納塊11緊固在定子端側(cè)8上。從相應(yīng)的接納塊11中沿軸向方向朝向上方伸出固定銷13。此外接觸元件9具有條形的板件15，該板件在其端部上形成有裝配開口17(圖5)，板件15通過(guò)該裝配開口插到固定銷13上，并支撐在接納塊11上。板件15在圖1中徑向向外伸出，并以未詳細(xì)示出的方式位置固定地、也就是說(shuō)防遺失地以及不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地裝配在接納塊11上。板件15在其徑向外側(cè)上具有進(jìn)入狹縫19，該進(jìn)入狹縫徑向向外u形地打開。如在圖2中示出的，進(jìn)入狹縫19具有與導(dǎo)入?yún)^(qū)域21相比橫截面增大的(在圖2至圖5中例如為圓形的)內(nèi)部區(qū)域23。

下面根據(jù)圖3描述卷繞過(guò)程：在卷繞過(guò)程開始時(shí)，首先將繞組線24的第一線端部25例如通過(guò)卷繞針圍繞接觸元件9的固定銷13的螺旋形運(yùn)動(dòng)卷繞在第一連接部位a1上。隨后，繞組線24在線張力下被引導(dǎo)穿過(guò)接觸元件9的進(jìn)入狹縫19，并以預(yù)先限定的卷繞樣式被鋪放在定子2中。在圖3中，卷繞線24從第一連接部位a1處被引導(dǎo)穿過(guò)縱向槽4，并在定子底側(cè)沿著裝配輔助元件7通過(guò)周部錯(cuò)位的縱向槽4被再次引導(dǎo)到定子上側(cè)8，而且是在形成線圈匝的情況下。在圖3中，第二線端部27連接在第二連接部位a2上。為此，第二線端部25被引導(dǎo)穿過(guò)接觸元件9的進(jìn)入狹縫19，并緊固在第二連接部位a2的固定銷13上，以便保持繞組線24中的線張力。以這種方式按照預(yù)先規(guī)定的卷繞樣式實(shí)現(xiàn)了線圈繞組5，其方式是對(duì)于限定數(shù)量的并行的線材——在無(wú)需單獨(dú)地連接線材的情況下——重復(fù)上述步驟。

在圖4中示出具有制成的線圈繞組5的卷繞狀態(tài)，其中，一相的接觸元件9的進(jìn)入狹縫19被填充繞組線，也就是說(shuō)，以確定的匝數(shù)量(線圈組)完成并行的線材的卷繞。

在卷繞過(guò)程之后根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行連接步驟，該連接步驟下面根據(jù)圖4和圖5描述。在連接步驟中，在連接部位a1、a2上被引導(dǎo)穿過(guò)進(jìn)入狹縫19的繞組線24通過(guò)例如焊接方法焊接在相應(yīng)的接觸元件9的板件15上。由此，將未示出的焊接電極以預(yù)先規(guī)定的接合力f在外側(cè)壓緊在側(cè)面的、限定進(jìn)入狹縫19的卡緊腿29上。接觸元件9的卡緊腿29因此在形成焊接位置s1、s2的情況下(圖4)與繞組線24卡緊和焊接。線圈繞組5的相應(yīng)的繞組線25、27通過(guò)自由的線長(zhǎng)度δl在焊接位置s1、s2和連接部位a1、a2之間延伸(圖4)，在該線長(zhǎng)度上借助于示出的切割單元28(圖4)將線端部與線圈繞組5分離。

在圖6至圖17中示出接觸元件9的實(shí)施變型，其中，尤其板件15的幾何形狀是變化的：在圖6和圖7中板件15同樣設(shè)計(jì)為條形的，其中，該板件分別在兩個(gè)短邊31上具有裝配開口17，在長(zhǎng)邊31上分別在形成進(jìn)入狹縫19的情況下伸出腿29，該腿以不同的角度斜置。在圖8中，限定進(jìn)入狹縫19的腿29不是在邊緣側(cè)形成在板件15上，而是該腿從板件15的平面?zhèn)壬斐?，而在圖9中腿29形成在板件15的下方的短邊31上。

在圖10和圖11中，在板件15的長(zhǎng)邊31上加工出接納袋33。該接納袋限定進(jìn)入狹縫19，該進(jìn)入狹縫在側(cè)面向外由保持腿29限定，并具有敞開的導(dǎo)入部段21。在圖12中，條形的板件15在短邊30處在形成u形的進(jìn)入狹縫19的情況下彎折。

在圖13至圖16中，板件15在形成雙壁結(jié)構(gòu)的情況下構(gòu)造為兩層的，其中，在圖13中和在圖14中，該雙壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為相對(duì)于示例性的中心軸鏡面對(duì)稱。在圖13中，兩個(gè)板層如在圖12中示出的那樣在一側(cè)向外被彎折成u形。而在圖14中，兩個(gè)板層僅在形成v形的中間的進(jìn)入狹縫19的情況下被折彎。

在圖15中，板件15的兩個(gè)彼此疊置的板層向外直角地彎折，而且在形成基本上為矩形的輪廓的進(jìn)入狹縫19的情況下，其中，在圖15中兩個(gè)右側(cè)的邊緣在形成敞開的導(dǎo)入?yún)^(qū)域21的情況下被彼此略微間隔開。這同樣適用于圖16的情況，其中，然而進(jìn)入狹縫19設(shè)計(jì)為半圓形的輪廓。

在圖17中，板件15在其長(zhǎng)邊31上具有側(cè)向伸出的翼片，該翼片形成卡緊腿29。在線材鋪放期間，翼片在側(cè)面向外翻轉(zhuǎn)(參見圖17的左側(cè))。在線材鋪放結(jié)束之后，兩個(gè)翼片在所鋪放的繞組線24卡緊的情況下折合。

在圖18中，在定子端側(cè)8上設(shè)置示例性的四個(gè)彼此同心地或軸向地布置的導(dǎo)軌37，該導(dǎo)軌例如分別將兩個(gè)不同的線圈相互連接。整體上在圖18中示例性地將線圈如此相互連接，從而得到三個(gè)相和一個(gè)星形點(diǎn)。導(dǎo)軌37中的每個(gè)為此承載在周部側(cè)分布布置的接觸元件9，所述針被引導(dǎo)穿過(guò)該接觸元件的進(jìn)入狹縫19。圖19示出展開的跨接環(huán)37。在該跨接環(huán)的端部上分別形成接觸元件19。