用于使电动发电机定子的槽和齿末端变形的方法和系统.pdf

本发明涉及用于使得电动发电机的定子叶片的槽变形的方法和系统，所述方法和系统能够促进用于电导体的容纳通道(2)的合适开口。更具体地，本发明涉及一种方法和系统，所述方法和系统包括一组伸展楔(7)，所述伸展楔环绕所述叶片(1)径向地分布并且与由相邻齿(4)的侧翼(5)形成的相应槽对准，其中每个伸展楔(7)的端部具有与相应直线滑动件(8)接合的轮廓，每个直线滑动件均具有用于形成电导体的容纳通道(2)的开口的变形冲孔元件(9)；以及将所述直线滑动件(8)引导向其初始位置的至少一组返回杆(10)。

1.  一种用于使电动发电机的定子叶片中的槽变形的方法，所述方法包括冲压原材料以形成至少一个叶片(1)的至少一个冲压步骤(A)，其特征在于，所述方法包括在所述冲压步骤(A)之后使定子叶片(1)的槽的相邻齿(4)的侧翼(5)变形的至少一个变形步骤(A1)；所述变形步骤(A1)基本上包括以下子步骤：
(A11)第一子步骤，所述第一子步骤实现与多个直线滑动件(8)协同操作的至少一个伸展楔(7)的至少一次竖向前移；
(A12)第二子步骤，所述第二子步骤实现与所述直线滑动件(8)协同操作的冲孔元件(9)的至少一次径向前移；
(A13)第三子步骤，所述第三子步骤实现与所述多个直线滑动件(8)协同操作的至少一个返回杆(10)的至少一次竖向后移；
(A14)第四子步骤，所述第四子步骤实现所述冲孔元件(9)向其初始位置的至少一次径向后移，
所述冲孔元件(9)的径向前移在每个所述冲孔元件(9)和与所述定子叶片(1)的所述槽相邻的齿(4)的相应侧翼(5)之间造成冲击。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述伸展楔(7)和它们的相应的直线滑动件(8)之间的相互作用进一步促进所述直线滑动件(8)的直线移位，从而使得所述冲孔元件(9)径向前移。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述返回杆(10)和它们的相应的直线滑动件(8)的相互作用进一步促进所述直线滑动件(8)的直线移位，从而使得所述冲孔元件(9)径向后移。

4.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第三子步骤(A13)期间，所述伸展楔(7)倾斜以返回其初始位置。

5.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一子步骤(A11)和第三子步骤(A13)期间，所述伸展楔(7)和所述返回杆(10)实现共同移动。

6.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一子步骤(A11)和第三子步骤(A13)期间，所述伸展楔(7)和所述返回杆(10)进行独立移动。

7.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一子步骤(A11)期间，所述直线滑动件(8)的随后移动进一步促进所述返回杆(10)的被迫移位；并且，在第三子步骤(A13)期间，所述返回杆(10)通过独立的后移机构(F)被移动。

8.  一种用于使电动发电机的定子叶片中的槽变形的系统，其特征在于，所述系统在同一设备中包括：用于冲压原材料并形成至少一个叶片(1)的至少一个冲压装置，以及用于使得与至少一个叶片(1)的槽相邻的齿(4)的侧翼(5)变形的至少一个变形装置。

9.  根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述设备包括由至少一个切割冲压模块和借助于可移动部件的物理撞击而变形的至少一个变形模块组成的冲压中央件。

10.  根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述借助于可移动部件的物理撞击而变形的至少一个变形模块基本上包括以下部件：
沿径向布置的至少一组伸展楔(7)；
沿径向布置的至少一组返回杆(10)；以及
与所述一组伸展楔(7)和所述一组返回杆(10)协同操作的至少一组直线滑动件(8)；
每个直线滑动件(8)还包括至少一个变形冲孔元件(9)，所述变形冲孔元件能够通过物理碰撞导致的变形而使得与至少一个叶片(1)的槽相邻的齿(4)的侧翼(5)变形。

11.  根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述一组伸展楔(7)能够促进所述一组直线滑动件(8)的直线移动。

12.  根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述一组返回杆(10)能够促进所述直线滑动件组(8)的直线移动。

13.  根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述直线滑动件(8)与其相应的伸展楔(7)之间的相互作用以及所述直线滑 动件与所述返回杆(10)之间的相互作用通过这些部件的相应接触端部的楔形配置而实现。

14.  根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述伸展楔(7)和所述返回杆(10)由机械施压装置的锤头同时致动。

15.  根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述返回杆(10)由后移机构(F)致动。

16.  根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述后移机构(F)包括弹簧类型的后移机构。

17.  根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述后移机构(F)包括机电类型的后移机构。

用于使电动发电机定子的槽和齿末端变形的方法和系统
技术领域
本发明涉及制造电动发电机的定子的优化方法。本发明更优选地涉及用于使设置在叶片中的槽变形的方法，所述叶片用于制造电动马达的定子，其中所述方法通过沿径向移动冲孔元件而实现，所述冲孔元件通过由机械施压装置的锤头的竖向移动而致动的一些楔的动作而被引导。
另外，本发明涉及用于使槽变形的系统，所述槽参与用来制造电动发电机的定子的叶片的生产。
背景技术
电动发电机是设定用来进行能量转换的设备在本技术领域中是众所周知的，特别地，电机例如电动马达能将电能转换成机械能，或者相反，例如发电机能将机械能转换成电能。这些设备通常由可移动或者固定的感应芯形成，其中所述设备的功能基于由感应线圈之间的相互作用产生的电磁感应。
正如本领域技术人员已知的，固定芯被布置并容纳在定子主体中，并且可移动芯被布置在转子主体中，所述固定芯和可移动芯之间的相互作用能产生足以使转子运动的磁场，并且因此将电能转换成机械能。
根据结构性的观点，电动发电机的定子主要由金属构架和多个线圈(围绕齿盘绕的电导体)集成，其中所述线圈被布置成与金属构架对准。
更具体地，并且还根据结构性的观点，根据现有技术中的常规结构的定子的金属构架限定径向齿，所述径向齿彼此之间圆形隔开，并且通过它们的上部端部彼此周向连接(其中下部端部彼此隔开)。因此，这些齿最终限定电导体所盘绕的结构，并且所述齿之间的间隙具有容纳由电导体形成的体积的功能。
在这种情况下，可以观察到每个齿与其相应的线圈形成固定的感应 芯。
在专用旋转电动发电机中，转子(转子的物理结构与定子的物理结构相似)被装配在定子的内部，并且因此定子金属构架的齿的长度尺寸被设置成形成中央间隙，所述间隙用于容纳和定位转子。
图1示出了根据现有技术的常规结构的电动发电机的定子叶片的示意性的俯视图。
根据上述的基础性原理，对于本领域的技术人员来说，同一电动发电机的定子和转子可以由同一金属板获得是明显的，这是由于转子的尺寸大致等于定子的中央间隙的尺寸。但是，也如本领域的技术人员所已知的，处理金属块包括复杂的工业过程，这会产生不可靠的质量。
在这个意义上，普遍可以观察到的是，除电机定子的相应的转子金属构架外，现有技术中的电动发电机的定子金属构架通常通过附装具有相同尺寸的多层金属叶片而产生。可以注意到文献US 2011/0127876中的这种结构的一个示例，其中说明和描述了当进行冲压工序时，单体金属板(原材料)可以用于制造定子的多个叶片和转子的多个叶片。其中还强调了转子叶片通过利用冲压定子叶片之后获得的原材料的多余部分而制成。尽管所述文献US 2011/0127876描述了这种类型的结构的一个示例，但是应该被证实的是从1960年代开始刚刚所描述的这种实践已经被认为是常规的了。
根据现有技术中广泛普及的理念，形成定子线圈的电导体的面积包括能够影响电动发电机效率的特性是已知的。更具体地，除了这些导体所承载的电流的额定值的固有限制之外，电导体的面积更小则更易产生焦耳效应是已知的。因此，研发具有更大的可能的面积的形成定子线圈的电导体是引人关注的(考虑每个设计的需要)。
但是，形成定子线圈的电导体的面积会被定子的金属构架的特性限制。
在这个意义上，定子叶片的每个齿均具有被两个侧翼限定的最终端部是已知的。因此，组成定子线圈的电导体的面积被存在于连续的齿的侧翼之间的间隙限制，其中将导线插入定子的工序被侧翼之间的这种间 隙限制。
还应提及的是，连续的齿的侧翼之间的所述间隙还包括能够影响电动发电机效率的特性。
这是由于事实上这个空间越大，则感应芯的漏磁越大，并且因此电动发电机的损耗越大(涉及电能转换成机械能的数量，或者机械能转换成电能的数量)。
因此，为了提供高效的电动发电机，必须在形成定子线圈的电导体的面积和感应芯的漏磁之间做出平衡，所述漏磁通过连续的齿的侧翼之间的间隙得到增强。但是，获得这种平衡是极其复杂的。
为了优化这些因素，现有技术中还具有如下的电动发电机的定子叶片，所述定子叶片的齿的侧翼在制造上述定子的过程中被容许“移动”。这些叶片和/或制造方法的示例在文献BR 9702724、US 4176444、US 4267719和US 6742238中都有所描述。
文献BR 9702724描述了电动发电机的定子叶片的优化的结构。在这种结构中，在制造定子的过程中齿的侧翼能够被调整，因此使得电导体的容纳通道“开口”和“封闭”。更具体地，应该注意的是这种通道的“开口”和“封闭”通过使齿的侧翼变形而实现。涉及文献BR 9702724中所描述的结构的主要的消极方面涉及需要使得齿的侧翼变形，以封闭通道和在通道开口，这是由于已经证实将多个叶片分组是极其复杂的，所述叶片齿的侧翼被枢转。
文献US 4176444和US 4267719均包括同一个优先权，并且描述了形成电机定子的方法和装置。所提及的方法提供多个步骤，所述步骤中通常限定了首先冲压叶片，然后将叶片组合在一起形成定子的金属构架。一旦金属构架形成，齿的侧翼就要经受压力变形，并且由于所有的通道都是开口的，因此实现电导体的布置。然后，通道通过压力变形而闭合，该方法结束。通常，在通道中“开口”由包括冲孔元件的装置实施，其中冲孔元件插入到每个通道中，并且齿的每个下部端部均支承在一种类型的变形模中。冲孔元件的移动(从内向外)驱使齿的侧翼抵靠模板，并且因此所述的侧翼具有模板的形状。
尽管现有技术中这些文献的主要内容部分解决了文献BR 9702724的主要内容中存在的消极方面，但是应该注意的是通道的开口步骤仅能通过使用复杂的工具实现。另外，已经证实的是齿的所有侧翼受到均匀压力；但是，齿的相同侧翼具有不同比例的机械阻力，这会导致在过程的最后出现裂缝。
文献US 6742238描述了以下的机械理念，其中定子叶片已经被冲压具有开口通道(用于容纳电导体)，即这种叶片的冲压模板使得定子叶片由单次“施压”而成，包括使得齿的侧翼“变形”。尽管这种理念解决了涉及在电导体的容纳通道中“开口”的常规步骤的主要问题，但是还应该注意的是在这些定子叶片的冲压步骤之后获得的多余部分不能被用于制造转子(同一电动发电机的)，这是由于使得定子的内径与转子的外径相等是极其重要的，并且文献US 6742238描述的机械理念没能实现这个要求。
如上所述，现有技术中缺乏不受上述消极方面影响的机械解决方案，或者甚至是用于制造电动发电机的定子的方法。因此，本发明的目的在于提出一种解决方案。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提出一种用于使电动发电机的定子叶片的槽变形的方法，所述方法能促进形成用于电导体的容纳通道的适合的开口。
本发明的另一个目的是在合适的冲压步骤期间使得叶片槽的齿的侧翼变形。更具体地，通过机械施压装置的振动和之后的冲压和移除用于装配转子的“废料”的步骤使得槽变形。
本发明的又一个目的是提供用于使得定子的叶片槽变形的系统，其中所述系统能够促进定子的电导体容纳通道的适合的和功能性的变形。更具体地，本发明的系统能够解决上述现有技术文献中的裂缝问题，并且获得适合以如下方式容纳电导体的定子叶片，即在装配和制造定子期间，本系统具有容易调整使得所述通道可靠封闭的结构。
本发明的这些和其他的目通过即将展示的用于使电动发电机的定子叶片中的槽变形的方法实现。通常，这种方法包括冲压原材料以形成至少一个叶片的至少一个第一冲压步骤，并且这种方法与现有技术中的方法不同，这是由于该方法在所述“第一”步骤之后，提供使得与定子叶片的槽相邻的齿的侧翼变形的至少一个“另一个”步骤。
根据本发明，该“另一个”步骤基本上包括如下子步骤：与多个直线滑动件协同操作的至少一个伸展楔的至少一个竖向前移步骤；与所述直线滑动件协同操作的冲孔元件的至少一个径向前移步骤；与多个直线滑动件协同操作的至少一个返回杆的至少一个竖向后移步骤；以及使冲孔元件向其初始位置移动的至少一个径向后移步骤。另外，可以拆分的是，冲孔元件的径向后移能够在每个冲孔元件和与定子叶片的槽相邻的相应的齿的末端之间造成冲击，从而实现本发明的主要目的。
因此，根据本发明的优选的理念，可以证实的是，在伸展楔和它们的相应的直线滑动件之间的相互作用促进所述直线滑动件的直线移位，并且从而使得冲孔元件径向前移。另一方面，返回杆与其直线滑动件的相互作用还促进所述直线滑动件的直线移位，并且从而使得冲孔元件径向后移。还应提及的是，在“第三”子步骤中，伸展楔倾斜以返回其初始位置。
优选地，并且为了确保该方法的适用性，还应注意的是伸展楔和返回杆实行协同地移动。但是，并且可选择地，这种移动可以是独立的。在这种情况下，应该注意的是直线滑动件的随后的移动导致返回杆的被迫移位，所述返回杆又借助独立的后移机构移动。
另外，本发明还涉及使得电动发电机的定子叶片中的槽变形的系统，所述系统为实现上述方法而特别研发。
通常，所述变形系统在同一机械单元中包括冲压原材料和形成至少一个叶片的至少一个装置，以及用于使得与至少一个叶片的槽相邻的齿的侧翼变形的至少一个装置。优选地，考虑到可移动部件的物理冲击，所述机械单元包括由至少一个切割冲压模块和借助于可移动部件的物理振动变形的至少一个变形模块组成的冲压中央件。
根据本发明的优选实施例，借助于可移动部件的物理振动变形的变形模块基本上包括以下部件：径向布置的至少一组伸展楔；径向布置的至少一组返回杆；以及与所述一组伸展楔和一组返回杆组协同操作的至少一组直线滑动件。每个直线滑动件还包括能够通过物理冲击变形使得与至少一个叶片的槽相邻的齿的侧翼变形的至少一个变形冲孔元件。
因此，所述一组伸展楔能够促进一组直线滑动件的直线移动。另外，一组返回杆也能够促进直线滑动件的直线移动。
优选地，直线滑动件与其相应的伸展楔和返回杆之间的相互作用通过这些部件的相应接触端部的楔形配置而实现。
更优选地，可以证实伸展楔和返回杆由机械施压装置的锤头同时致动。
可选择地，返回杆由包括弹簧类型或者机电类型的后移机构的返回机构致动。
附图说明
对于本领域的技术人员来说，通过参考如下的细节说明，本发明上述的特征、优点和技术效果是更容易理解的，如下通过参考所附示意性的附图的优选的实施例作为示例，而不作为限制。
图1示出了根据本发明的原材料的冲压步骤中获取的定子叶片的示例；
图2示出了根据本发明的使槽变形步骤之后获取的定子叶片的示例；
图3、图4和图5以示意性的方式示出了根据本发明的方法和系统的第一选择；
图6、图7和图8以示意性的方式示出了根据本发明的方法和系统的第二选择。
具体实施方式
根据上述示意性的附图，具体如图1所示，冲压步骤中获取的定子叶片1包括多个齿4，所述齿沿径向设置，并且每个齿具有设置于 其内部端部4的两个侧翼5。当定子1的这些叶片以一个叠放在另一个上的方式被合适地分组时，这些定子叶片形成定子的金属构架，限定用于电导体的容纳通道2。图2示出了根据本发明的在槽的变形工序之后的定子的同一叶片1。更具体地，应该注意的是，所述侧翼5变形以促进形成用于电导体(未示出)的容纳通道2的开口。
因此，本发明的主要目的是同时并且在同一机械单元中获得定子叶片1的“各阶段”，如图1和图2所示。因此，本发明提出了一种用于使电动发电机的定子叶片中的槽变形的方法，所述方法提供冲压原材料以形成至少一个叶片1的至少一个冲孔步骤(A)，以及至少一个使与定子叶片1的槽相邻的齿4的侧翼5变形的至少一个变形步骤(A1)。
更具体地，为了形成电导体的容纳通道2的开口，对所述定子叶片1进行用于使槽变形的工艺，在冲压原材料并且形成如图1所示的叶片之后，所述定子叶片经历步骤(A1)，所述步骤(A1)包括竖向移动至少一组伸展楔7，所述楔沿径向围绕所述定子叶片1设置并且与相应的槽对准，所述槽由相邻齿4的侧翼5形成。
因此，可以肯定的是所述步骤(A1)涉及负责促进与定子叶片1的槽相邻的齿4的侧翼5变形的步骤，并且包括如下子步骤：
(A11)与多个直线滑动件8协同操作的至少一个伸展楔7的至少一次竖向前移；
(A12)与所述直线滑动件8协同操作的冲孔元件9的至少一次径向前移；
(A13)与多个直线滑动件8协同操作的至少一个返回杆10的至少一次竖向后移；以及
(A14)冲孔元件9向其初始位置的至少一次径向后移。
从根本上说，冲孔元件9的径向前移在每个冲孔元件9与定子叶片1的槽相邻的齿4的相应末端5之间造成冲击。
所述伸展楔7与相应的直线滑动件8相互作用，每个直线滑动件均包括用于接触定子叶片1的所述槽的变形冲孔元件9。另外，由于 通过伸展楔7的端部与所述直线滑动件8的端部之间的相互作用而引起的冲孔元件9的径向移动，所述冲孔元件9被驱使与定子叶片1的相应槽碰撞。这种移动和冲击形成用于电导体的容纳通道2的开口(a)。
最后，在使槽变形和形成开口之后，存在一组返回杆10的竖向移动，以将所述滑动件8引导到其初始位置，从而将工具设置成使定子叶片1的槽变形的新的周期。
根据本发明的优选的实施例，一组伸展楔7的竖向后移和前移的发生是由于用于启动冲压定子叶片1的机械施压装置的竖向移动而引起的。
在优选的实施例中，直线滑动件8与返回杆10的相互作用通过相应接触端部的楔形配置而获得。这种配置确保冲孔元件9以安全和准确的方式水平地和径向地移动，以促进由侧翼5形成的槽的变形。
根据本发明的替代的实施例，所述返回杆1借助后移机构F而被移动，所述后移机构可以是弹簧、电气电子机构或者机械施压的合适结构，其中，在后移机构为机械施压装置的情况下，所述返回杆10被直接或间接地连接到机械施压装置的上部基底3(或者连接到固定到机械施压装置的工具的上部基底)，以根据所述机械施压装置的振动而被致动。
如上所述，本发明的装置还涉及用于使电动发电机的定子叶片1中的槽变形的系统，其中，所述系统包括用于冲压原材料并形成定子叶片1的至少一个装置，如图2所示，以及围绕所述叶片1并且与相应的槽对准的沿径向设置的至少一组伸展楔7，所述槽由相邻齿4的侧翼5形成。
在根据本发明的优选实施例中，每个伸展楔7的端部包括与相应直线滑动件8接合的轮廓，所述直线滑动件包括用于产生用于电导体的容纳通道2的开口(a)的变形冲孔元件9。另外，为了促进后移以重新开始使槽变形的处理周期，系统包括至少一组返回杆10，所述返回杆将所述直线滑动件8引导到其初始位置。
所述伸展楔7由于用于致动冲压叶片1的机械施压装置的竖向移动而被移动。
更具体地，为了促进冲孔元件9抵靠定子叶片1的槽的水平地和径向地移动，与返回杆10和伸展楔7相互作用的直线滑动件8的接触端部被配置成楔形，因此，当移动伸展楔7或者返回杆10时，直线滑动件8移动以促进产生用于电导体的容纳通道的开口(a)。
根据本发明的替代的实施例，所述返回杆10借助后移机构F而被移动，所述后移机构可以是弹簧、电气电子机构或者机械施压的合适结构，其中，在后移机构为机械施压装置的情况下，所述返回杆10被连接到机械施压装置的上部基底3(或者连接到固定到机械施压装置的工具的上部基底)，以根据所述机械施压装置的振动而被致动。
重要的是要强调，本说明书的目的在于以举例的方式描述根据本发明的用于使定子叶片的槽变形的方法和系统的一些优选实施例。因此，对于本领域的技术人员来说，为实现相同结果的大体上具有相同的形式、实现相同功能的一些结构性的改进、修改以及特征的结合均在所附权利要求限定的保护范围内。