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1、10申请公布号CN104113168A43申请公布日20141022CN104113168A21申请号201410152812822申请日2014041613/863,79420130416USH02K15/0220060171申请人雷米技术有限公司地址美国印第安纳州72发明人詹姆斯保罗墨菲74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人潘炜田军锋54发明名称用于扩张定子绕组的扩张系统57摘要一种用于定子绕组的扩张系统，该扩张系统包括基础构件以及支承在基础构件处的第一套箍。第一套箍包括第一本体，该第一本体具有限定第一中央开口的内部环形表面。第二套箍包括第二本体，该第二本体具有限定第。
2、二中央开口的内部环形表面。扩张导引件包括构造并布置成倚靠第二本体的成角度表面。扩张工具包括具有成角度表面部的扩张部。该扩张部构造并布置成在定子端匝部的第一定子绕组层与第二定子绕组层之间延伸，其中，成角度表面部将第一定子绕组层与第二定子绕组层中的一者径向向外迫压抵靠在扩张导引件的成角度表面上。30优先权数据51INTCL权利要求书3页说明书4页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书4页附图6页10申请公布号CN104113168ACN104113168A1/3页21一种用于定子绕组的扩张系统，包括基础构件；第一套箍，所述第一套箍支承在所述基础构件处，所述第一。
3、套箍包括第一本体，所述第一本体具有外部环形表面以及限定第一中央开口的内部环形表面，所述本体构造并布置成支承定子芯的第一轴向端，其中，所述定子芯的第一端匝部延伸穿过所述第一中央开口；第二套箍，所述第二套箍包括第二本体，所述第二本体具有外部环形表面以及限定第二中央开口的内部环形表面，其中，所述第二中央开口构造并布置成与所述第一中央开口对齐，所述第二本体构造并布置成支承所述定子芯的第二轴向端，其中，所述定子芯的第二端匝部延伸穿过所述第二中央开口；扩张导引件，所述扩张导引件构造并布置成倚靠所述第二本体，所述扩张导引件包括成角度表面；以及扩张工具，所述扩张工具包括具有成角度表面部的扩张部，所述扩张部构造。
4、并布置成在所述第二端匝部的第一定子绕组层与第二定子绕组层之间延伸，使得所述成角度表面部将所述第一定子绕组层与所述第二定子绕组层中的一者径向向外迫压抵靠在所述扩张导引件的所述成角度表面上。2根据权利要求1所述的扩张系统，还包括中央工具支承件，所述中央工具支承件从所述基础构件延伸穿过所述第一开口和所述第二开口，所述扩张工具包括构造并布置成接纳所述中央工具支承件的通道。3根据权利要求2所述的扩张系统，还包括中央插塞，所述中央插塞包括插塞本体，所述插塞本体构造并布置成嵌套在所述定子芯的所述第二轴向端内。4根据权利要求3所述的扩张系统，其中，所述扩张工具包括构造并布置成接纳所述中央插塞的中央凹部。5根据。
5、权利要求3所述的扩张系统，其中，所述中央插塞包括构造并布置成接纳所述中央工具支承件的中央通道。6根据权利要求1所述的扩张系统，其中，所述第一套箍包括多个开口，所述多个开口围绕所述第一本体在所述外部环形表面与所述内部环形表面之间延伸。7根据权利要求6所述的扩张系统，还包括多个指状元件，所述多个指状元件延伸穿过所述第一套箍中的所述多个开口中的对应的开口，所述多个指状元件构造并布置成延伸穿过所述第一端匝部。8根据权利要求1所述的扩张系统，其中，所述第二套箍包括多个开口，所述多个开口围绕所述第二本体在所述外部环形表面与所述内部环形表面之间延伸。9根据权利要求8所述的扩张系统，还包括多个指状元件，所述多。
6、个指状元件延伸穿过所述第二套箍中的所述多个开口中的对应的开口，所述多个指状元件构造并布置成延伸穿过所述第二端匝部。10根据权利要求1所述的扩张系统，其中，所述扩张导引件包括多个扩张导引件区段。11一种扩张定子绕组的方法，所述方法包括将具有第一端匝部和第二端匝部的定子芯的第一轴向端支承在具有第一中央开口的第一套箍上，所述第一端匝部延伸穿过所述第一中央开口；权利要求书CN104113168A2/3页3将具有第二中央开口的第二套箍定位到所述定子芯的第二轴向端上，其中，所述第二端匝部延伸穿过所述第二中央开口；将具有成角度表面的扩张导引件围绕所述第二端匝部定位到所述第二套箍上；将扩张工具的扩张部与所述第。
7、二端匝部对准；将所述扩张部迫压在形成所述第二端匝部的第一定子绕组层与第二定子绕组层之间；以及将所述第二定子绕组层从所述定子芯径向向外扩张。12根据权利要求11所述的方法，还包括将中央插塞定位在所述第一定子绕组层的径向内侧。13根据权利要求11所述的方法，还包括将多个指状元件穿过所述第一套箍插入到所述第一端匝部中以紧固所述定子芯。14根据权利要求12所述的方法，还包括将另外的多个指状元件穿过所述第二套箍插入到所述第二端匝部中以进一步紧固所述定子芯。15根据权利要求11所述的方法，其中，给所述扩张导引件定位包括将多个扩张导引件区段围绕所述第二套箍设置。16一种用于定子绕组的扩张系统，包括基础构件；。
8、第一套箍，所述第一套箍支承在所述基础构件处，所述第一套箍包括第一本体，所述第一本体具有外部环形表面以及限定第一中央开口的内部环形表面；定子组件，所述定子组件包括定子芯，所述定子芯包括第一轴向端和第二轴向端，所述第一轴向端包括第一端匝部并且所述第二轴向端包括第二端匝部，所述第二端匝部具有第一定子绕组层和第二定子绕组层，所述第一轴向端支承在所述第一套箍处，其中，所述第一端匝部延伸穿过所述第一中央开口；第二套箍，所述第二套箍包括第二本体，所述第二本体具有外部环形表面以及限定第二中央开口的内部环形表面，所述第二套箍抵接所述定子芯的所述第二轴向端，其中，所述第二端匝部延伸穿过所述第二中央开口；扩张导引件。
9、，所述扩张导引件构造并布置成倚靠所述第二本体，所述扩张导引件包括成角度表面；以及扩张工具，所述扩张工具包括具有成角度表面部的扩张部，所述扩张部构造并布置成在所述第二端匝部的所述第一定子绕组层与所述第二定子绕组层之间延伸，使得所述成角度表面部将所述第一定子绕组层与所述第二定子绕组层中的一者径向向外迫压抵靠在所述扩张导引件的所述成角度表面上。17根据权利要求16所述的扩张系统，还包括中央工具支承件，所述中央工具支承件从所述基础构件延伸穿过所述第一开口和所述第二开口，所述扩张工具包括构造并布置成接纳所述中央工具支承件的通道。18根据权利要求17所述的扩张系统，还包括中央插塞，所述中央插塞包括插塞本体。
10、，所述插塞本体构造并布置成嵌套在所述定子芯的所述第二轴向端内。19根据权利要求16所述的扩张系统，其中，所述第一套箍包括多个开口以及多个指状元件，其中，所述多个开口围绕所述第一本体在所述外部环形表面与所述内部环形表面权利要求书CN104113168A3/3页4之间延伸，所述多个指状元件延伸穿过所述第一套箍中的所述多个开口中的对应的开口，所述多个指状元件延伸穿过所述第一端匝部。20根据权利要求16所述的扩张系统，其中，所述第二套箍包括多个开口以及多个指状元件，其中，所述多个开口围绕所述第二本体在所述外部环形表面与所述内部环形表面之间延伸，所述多个指状元件延伸穿过所述第二套箍中的所述多个开口中的对。
11、应的开口，所述多个指状元件构造并布置成延伸穿过所述第二端匝部。权利要求书CN104113168A1/4页5用于扩张定子绕组的扩张系统技术领域0001示例性实施方式涉及电机领域，并且更特别地涉及一种用于扩张定子绕组的扩张系统。背景技术0002电机通常包括确定恒定场的静止构件或定予以及在恒定场内运动的旋转构件或转子。在运行中，电机由穿过定子的电能产生功以在转子中感应出电动势。电动势在转子处形成旋转力。转子的旋转用于将动力供应给各种外部装置。当然，电机还可以用于从功输入产生电力。在任一情况下，电机当前以更高的速度产生更大的输出并且设计成配合到更小的成套设备中。0003流过定子和转子的电能产生热量。希。
12、望将该热量从电机除去以提高运行效率。在一些情况下，制造商在端匝层之间制造空隙以促进冷却。通常通过将一个或更多个端匝层从端匝层中的其他端匝层轴向向外扩张来制造该空隙。该空隙提供了允许冷却剂以与端匝层呈热交换关系通过的通路以降低定子温度。发明内容0004公开了一种用于定子绕组的扩张系统，该扩张系统包括基础构件以及支承在基础构件处的第一套箍。第一套箍包括第一本体，该第一本体具有外部环形表面以及限定第一中央开口的内部环形表面。该本体构造并布置成支承定子芯的第一轴向端，其中，定子芯的第一端匝部延伸穿过第一中央开口。第二套箍包括第二本体，该第二本体具有外部环形表面以及限定第二中央开口的内部环形表面，其中，。
13、第二中央开口构造并布置成与第一中央开口对齐。第二本体构造并布置成支承定子芯的第二轴向端，其中，定子芯的第二端匝部延伸穿过第二中央开口。扩张导引件包括构造并布置成倚靠第二本体的成角度表面。扩张工具包括具有成角度表面部的扩张部。该扩张部构造并布置成在第二端匝部的第一定子绕组层与第二定子绕组层之间延伸，使得成角度表面部将第一定子绕组层与第二定子绕组层中的一者径向向外迫压抵靠在扩张导引件的成角度表面上。0005还公开了一种扩张定子绕组的方法。该方法包括将具有第一端匝部和第二端匝部的定子芯的第一轴向端支承在具有第一中央开口的第一套箍上。第一端匝部延伸穿过第一中央开口。该方法还包括将具有第二中央开口的第二。
14、套箍定位到定子芯的第二轴向端上，其中，第二端匝部延伸穿过第二中央开口。将具有成角度表面的扩张导引件围绕第二端匝部定位到第二套箍上。将扩张工具的扩张部与第二端匝部对准。将扩张部迫压在形成第二端匝部的第一定子绕组层与第二定子绕组层之间。将第二定子绕组层从定子芯径向向外扩张。0006进一步公开了一种用于定子绕组的扩张系统，该扩张系统包括基础构件以及支承在基础构件处的第一套箍。第一套箍包括第一本体，该第一本体具有外部环形表面以及限定第一中央开口的内部环形表面。定子组件包括定子芯，该定子芯包括第一轴向端和第二说明书CN104113168A2/4页6轴向端，其中，第一轴向端包括第一端匝部并且第二轴向端包括。
15、第二端匝部，该第二端匝部具有第一定子绕组层和第二定子绕组层。第一轴向端支承在第一套箍处，其中，第一端匝部延伸穿过第一中央开口。第二套箍包括第二本体，该第二本体具有外部环形表面以及限定第二中央开口的内部环形表面。第二套箍支承定子芯的第二轴向端，其中，第二端匝部延伸穿过第二中央开口。扩张导引件包括成角度表面并且构造并布置成倚靠第二本体。扩张工具包括具有成角度表面部的扩张部。该扩张部构造并布置成在第二端匝部的第一定子绕组层与第二定子绕组层之间延伸，其中，成角度表面部将第一定子绕组层与第二定子绕组层中的一者径向向外迫压抵靠在扩张导引件的成角度表面上。附图说明0007下面的描述不应被认为是以任何方式进行。
16、限制。参照附图，相同的附图标记表示相同的元件0008图1示出了根据示例性实施方式的扩张系统的分解图；0009图2示出了图2中的围绕定子定位的扩张系统；0010图3示出了扩张系统的作用于定子的定子绕组上的扩张工具；0011图4示出了图3中的扩张系统的部分截面图；0012图5示出了在扩张操作之后正从定子上移除的扩张系统；以及0013图6示出了图5中的扩张系统的部分截面图。具体实施方式0014文中参照附图通过举例而非限制的方式呈现了所公开的设备和方法的一个或更多个实施方式的详细描述。0015在图1中总体上以2表示用于电机的定子。定子2包括定子芯4，定子芯4具有第一轴向端8以及相反的第二轴向端9。定子。
17、2还包括由定子芯4支承的多个定子绕组14。定子绕组14包括延伸超过第一轴向端8的第一端匝部16以及延伸超过第二轴向端9的第二端匝部18。第二端匝部18限定定子绕组14的焊接端19。定子绕组14包括设置在第二定子绕组层24的径向外侧的第一定子绕组层22。定子绕组层的数目可以改变。为了促进定子绕组14的特别在焊接端19处的冷却，第一定子绕组层22被径向向外扩张，从而产生间隙26。该间隙26提供了允许冷却剂在第一定子绕组层22与第二定子绕组层24之间流动的通道未单独标记以促进焊接端19的冷却。0016根据示例性实施方式，第一定子绕组层22由扩张系统40径向向外扩张。扩张系统40包括支承并给定子2定位。
18、的第一套箍46和第二套箍48，如下面将变得更明显。第一套箍46包括第一本体54，在示出的示例性实施方式中，第一本体54由多个支承件支承在基础构件56上，其中，多个支承件中的一个支承件以58表示。除支承件58之外，扩张系统40还包括中央工具支承件59，在示出的示例性实施方式中，中央工具支承件59从基础构件56大致垂直地伸出。0017第一本体54包括由外部环形表面64和内部环形表面66接合的第一表面61和第二表面62。内部环形表面66限定第一中央开口68。第一本体54包括从外部环形表面64延伸至内部环形表面66的多个开口未单独标记。所述多个开口中的每个开口均接纳多说明书CN104113168A3/。
19、4页7个指状元件中的比如以75表示的对应的一个指状元件。每个指状元件75均包括对应的止动元件77。该止动元件77限制指状元件75的径向向内插入。就该布置而言，指状元件75最初位于径向向外的位置未图示中。定子芯4的第一轴向端8穿入到第一中央开口68中，并且指状元件75穿过第一端匝部16来在第一套箍46处支承定子2。0018第二套箍48包括第二本体80，该第二本体80具有由外部环形表面87和内部环形表面89所接合的第一表面81以及相反的第二表面82。内部环形表面89限定第二中央开口91。以与上述方式类似的方式，第二本体80包括从外部环形表面87延伸至内部环形表面89的多个开口未单独的标记。所述多个。
20、开口中的每个开口均接纳多个指状元件中的比如以97示出的对应的一个指状元件。每个指状元件97均包括止动元件100。止动元件100限制指状元件97的径向向内插入。就该布置而言，指状元件97最初位于径向向外的位置未图示中。第二套箍48安置在定子芯4的第二轴向端9的上方，其中，第二端匝部18穿过第二中央开口91。在这点上，指状元件97穿过第二端匝部18以使第二套箍48位于定子芯4的第二轴向端9处。0019扩张系统40还包括扩张导引件110，该扩张导引件110确定了第一定子绕组层22的期望扩张角。扩张导引件110包括第一扩张导引件区段113、第二扩张导引件区段114和第三扩张导引件区段115。如下面将更。
21、详细说明的是，多个扩张导引件区段113至115的使用有利于在扩张完成时移除扩张导引件110。由于每个扩张导引件区段113至115均包括基本类似的结构，因此下面将参照扩张导引件区段113进行详细的描述，应该理解扩张导引件区段114和115包括类似的结构。扩张导引件区段113包括具有一定角度的内部的曲线的成角度表面118，该角度确定了第一定子绕组层22的期望扩张角度。扩张导引件区段113还包括支承表面120以及多个定位突部122，其中，支承表面120构造成抵接或倚靠第二套箍48的第二表面82。定位突部122与指状元件97互相作用以防止扩张导引件区段113相对于第二套箍48的运动。0020还示出了扩。
22、张系统40包括中央插塞130，其中，中央插塞130为第二定子绕组层24提供支承和保护。中央插塞130包括插塞本体134，该插塞本体134具有在外伸的外部环形缘138中终止的外部环形表面部136。外部环形表面部136构造成嵌套在第二端匝部18内，其中，外部环形缘138覆盖第二定子绕组层24的外缘部未单独地标记。中央插塞130还包括多个定位突部元件139，所述多个定位突部元件139设置在外部环形表面部136的与外部环形缘138相反的终端也未单独地标记处。以与上述方式类似的方式，定位突部元件139与指状元件97相互作用以防止中央插塞130相对于第二套箍48的运动。中央插塞130还包括穿过插塞本体13。
23、4轴向延伸的中央通道140。该中央通道140构造成接纳中央工具支承件59以确定中央插塞130和定子芯4的期望的对准。0021进一步根据示例性实施方式，扩张系统40包括扩张工具150，该扩张工具150作用于第一定子绕组层22以确定期望的扩张角度。扩张工具150包括扩张工具本体154，该扩张工具本体154具有构造成接纳中央工具支承件59的中央通道156。中央工具支承件59确定扩张工具150的相对于定子芯4的期望的对准以及将扩张工具150引导成与第一定子绕组层22接触的轴向引导路径。扩张工具150还包括扩张部160，该扩张部160包括环形的成角度表面部163和中央凹部166。环形的成角度表面部163。
24、包括可以与曲线的成角度表面118的角度基本类似的角度。然而，应当理解的是，这些角度可以不同。说明书CN104113168A4/4页80022根据示例性实施方式，如图2所示，在紧固第一套箍46和第二套箍48、给扩张导引件区段113至115以及中央插塞130定位之后，将扩张工具150引导到中央工具支承件59上。将扩张工具150迫压成与第二端匝部18接触。更具体地，将扩张工具150引导成与第二端匝部18接触，从而使扩张部160穿入到间隙26中。扩张工具150的继续轴向运动使环形的成角度表面部163相对于第二定子绕组层24径向向外迫压第一定子绕组层22。扩张工具150继续在中央工具支承件59上轴向运动。
25、，使得中央插塞130接纳在中央凹部166中，并且迫使第一定子绕组层22抵靠每个扩张导引件区段113的曲线的成角度表面118，如图3和图4所示，从而形成了期望的扩张。0023在形成了期望的扩张之后，收回扩张工具150，并且第二套箍48被释放并且朝向第一套箍46移动，如图5和图6所示。第二套箍48通过收回指状元件97来释放。可以通过移除有助于将第二套箍48定位在定子芯4上的止动件未图示获得额外的释放。一旦第二套箍48朝向第一套箍46运动，则可以移除扩张导引件区段113至115。还可以移除中央插塞130并且将定子2从第一套箍46释放。在移除后，定子2可以结合到电机未示出中。0024在这点上，应当理解。
26、的是，示例性实施方式描述了设计成相对于一个或更多个其他定子绕组层扩张一个或更多个定子绕组层的工具。通过扩张一个或更多个定子绕组层，形成了更宽的间隙。该更宽的间隙提供了用于接纳使得可以呈冷却气体或冷却流体的形式的冷却剂的增大区域。将冷却剂引导到端匝上以吸走热量。特别在定子绕组的焊接端处提供额外的冷却区域，提高了定子的运行效率。0025尽管已经参照示例性实施方式描述了本发明，但对于本领域的普通技术人员而言应当理解的是，在不背离本发明的范围的情况下可以做出各种变型并且可以以等同件替代本发明的元件。另外，在不背离本发明的实质范围的情况下，可以做出许多改型以使特定的情况或材料适于本发明的教示。因此，本发明旨在并不限于作为意于执行本发明的最佳模式公开的特定实施方式，而是本发明将包括落在权利要求的范围内的所有实施方式。说明书CN104113168A1/6页9图1说明书附图CN104113168A2/6页10图2说明书附图CN104113168A103/6页11图3说明书附图CN104113168A114/6页12图4说明书附图CN104113168A125/6页13图5说明书附图CN104113168A136/6页14图6说明书附图CN104113168A14。