线圈卷绕系统技术方案

本发明专利技术涉及机械和电子行业，并且涉及变压器和/或电动机中的定子的线圈卷绕系统。因此，本发明专利技术涉及一种线圈卷绕系统，其包括针的转动元件以及安装在其上的头部(4)，针的转动元件包括布置为使头部(4)直线运动和转动运动的运动轴(2a)。针的转动元件还包括集成到运动轴(2a)的用于使头部(4)转动的电磁元件。当使用本发明专利技术中描述的、其中针的电磁转动元件适配于运动轴(2a)的系统时，两种运动的机械耦合得以避免，并且转子获得在定子磁场内作径向和直线运动的自由。这导致更大的灵活性并且自动化的设备，这是由于系统具有可电子编程的转动角度而非如现有技术中的机械固定的角度；并且所述系统除了由于不存在机械耦合所以惯性减小从而更快，还由于其消除了机械部件的设置从而具有更高精度，由于不存在磨损和摩擦所以更不易磨损和损耗并且不需要常存的润滑剂，并且还具有较低的成本和维护需求。

Coil winding system

The invention relates to the mechanical and electronic industry, and relates to a coil winding system of a transformer and / or an electric motor. Therefore, the present invention relates to a coil winding system, which comprises a rotating element and the needle head arranged on the rotating element (4), including the arrangement of the needle head (4) axis linear motion and rotational motion (2a). The rotating element of the needle also includes an electromagnetic element integrated to the moving shaft (2a) for rotating the head (4). When used as described in the invention, the needle electromagnetic rotating element adapted to the axis of motion (2a) system, the mechanical coupling of two kinds of motion is avoided, and the obtained radial and linear motion in the stator magnetic field free rotor. This leads to greater flexibility and automation equipment, this is due to the rotation angle of system with electronic programming rather than in the prior art such as angle of mechanical fixation; and the system not only because there is no mechanical coupling so less inertia and thus faster, but also because of its elimination of the mechanical parts of the set which has higher precision because there is no wear and friction, so it is not easy to wear and tear and don't need to keep the lubricant, and has low cost and maintenance requirements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机械和电子行业，并且涉及变压器和/或电动机中的定子的线圈卷绕系统。
技术介绍
为了制造用于变压器、电动机等的定子中的铜线圈，通常使用被称为针式卷绕的卷绕技术。在该技术中通常使用由位于头部上的针来定向的铜线，并且该针执行直线运动和转动运动。在图1中能够看出该运动，其中铜线的线圈卷绕系统在制造定子的四个阶段中进行两种不同的运动。在图1c和1f中能够看出第一运动，即直线运动(L1、L2)，而在图1a、1b、1d及1e中能够看出第二运动，即转动运动(R1和R2)。因此，如图1a到1f所示，在线圈定子的卷绕期间，系统进行第一直线运动(L1)，使线在定子槽内通过，然后进行第一转动运动(R1)，使铜线有效地卷绕在定子槽后部中。在第一转动运动(R1)之后进行第二直线运动(L2)和第二转动运动(R2)，使得针和线返回到原始位置，以开始新的卷绕运动。在各运动之后，特定量的铜线将被卷绕在槽中，然后系统将移动以在另一个槽中进行卷绕。显然，该原理特别用于针式卷绕，其中线圈被直接卷绕在定子槽中。在这种情况下，该运动不取决于同时被卷绕的槽的数量，所述数量可能会在一个和“n”个之间变化，也就是说，卷绕可以单独在一个槽中进行，或同时在多达全部的槽中进行。通常使用两个或三个针，以便于控制并且获得良好的卷绕速度。在更现代的技术中也存在针的直线运动，其不移动针的整个主运动轴，而是只移动针，因此线能够被卷绕在槽的整个长度周围，并且不会在卷绕结束的特定位置中变得缠结。在这种情况下，该运动通常是在第二转动运动之后进行的，其使针移动优选等于或者略大于线直径的距离，并且因此，线是连续卷绕的而不会变得缠结。显然，该运动距离应该尽可能小，只要它足够使线连续卷绕即可。例如在文献EP1376829、EP1990899、WO2011/031711、US2005/006518、US5526993和DE102011003049等中能够看到关于这方面的技术的一些示例。这些文献描述了针式定子卷绕系统，然而，所有的引用文件都存在一定的内在问题，这些问题被本专利技术所解决。能够援引的一些问题实例是针的直线运动的难度、针的转动运动所需的巨大能量、使机械部件运动所需的高维修率使机械部件运动通常是利用使整个固定轴转动的齿轮装置来进行、以及卷绕细铜线的难度。在这个意义上，针的转动运动会发生在任何时间，而不管运动轴的线性位置如何。如先前所提到的，为了执行该独立运动，现有技术仅仅提出一种在轴线性运动时实现转矩传递的机械系统，如扭矩轴、齿轴、或多边形轴。这样的解决方案产生作为卷绕或者滑动摩擦的摩擦，耗费维护成本和时间，形成代价高昂的系统。因此，如在前面提到的技术所能够看出的，目前的技术无法实现线圈定子卷绕系统的简化、快速和精确的工作。
技术实现思路
鉴于上述内容，本文中描述的线圈定子卷绕系统的目的在于改进线圈卷绕操作并且便利和简化维护。因此，本专利技术涉及一种线圈卷绕系统，其包括针的转动元件和安装在其上的头部，针的转动元件包括布置为使头部直线运动和转动运动的运动轴，其中针的转动元件还包括集成到运动轴的用于使头部转动的电磁元件。此外，集成到运动轴的用于使头部转动的电磁元件优选是旋转电机的定子和旋转电机的转子，其中旋转电机的转子包括安装在运动轴内部的永磁体，并且旋转电机的定子安装在运动轴外部。根据本专利技术的线圈卷绕系统包括整个系统的主运动轴，并且运动轴是主轴或者其延续部分。特别地，头部包括可移动的针和针的直线运动元件，还包括用于可移动的针的直线运动的驱动机构，优选是适配在运动轴一端的伺服电机。此外，头部还包括电动机、齿轮和抽拉件。在该布置中，电动机使齿轮运动，齿轮使抽拉件运动，并且抽拉件的运动产生可移动的针在直线方向上的运动，可移动的针的运动在直线方向上是统一且相同的。优选地，待卷绕在线圈上的铜线被引导通过运动轴的中心，并且在到达头部之前远离头部转向，最后，线圈卷绕系统还包括长齿轮和布置为测量运动轴的转动运动的测量传感器。附图说明图1a示出在第一直线运动阶段期间的通常用于定子卷绕的系统和方法。图1b示出在第一转动运动阶段期间的通常用于定子卷绕的系统和方法。图1c图示出在第一转动运动阶段期间的通常用于定子卷绕的系统和方法。图1d图示出在第二直线运动阶段期间的通常用于定子卷绕的系统和方法。图1e图示出在第二转动运动阶段期间的通常用于定子卷绕的系统和方法。图1f示出在第二转动运动阶段期间的通常用于定子卷绕的系统和方法。图2示出根据本专利技术的一个优选布置的线圈卷绕系统的立体图。图3图示根据本专利技术的一个优选布置的线圈卷绕系统的转动元件的立体图。图4示出根据本专利技术的一个优选布置的线圈卷绕系统的转动元件的横截面视图。图5图示出安装在根据本专利技术的一个优选布置的线圈卷绕系统的转动元件上的头部的立体图。图6示出安装在根据本专利技术的一个优选布置的线圈卷绕系统的转动元件上的头部的横截面视图。图7图示出突出显示了安装在根据本专利技术的一个优选布置的线圈卷绕系统的转动元件上的头部的横截面视图。图8示出根据本专利技术的一个优选布置的头部的前视图。图9示出根据本专利技术的一个优选布置的头部的立体图。图10示出根据本专利技术的一个优选布置的头部的针的直线运动元件的立体图。图11图示出根据本专利技术的一个优选布置的头部的针的直线运动元件的立体图，其突出显示了铜线的位置。图12示出根据本专利技术的一个优选布置的头部的针的直线运动元件的前视图。具体实施方式图1a到1f图示出通常用于定子卷绕的系统和方法。在该技术中，通常使用由位于头部上的针来定向的铜线，该针执行直线运动和转动运动。因此，铜线的线圈卷绕系统在制造定子的四个阶段中进行两种不同的运动。在图1a和1d中能够看出第一运动，即直线运动(L1、L2)，而在图1b、1c、1e和1f中能够看出第二运动，即转动运动(R1和R2)。因此，如图1a到1f所示，在线圈定子的卷绕期间，系统进行第一直线运动(L1)，使线在定子槽内通过，然后进行第一转动运动(R1)，使铜线有效地卷绕在定子槽后部上。在第一转动运动(R1)之后进行第二直线运动(L2)和第二转动运动(R2)，使得针和线返回到原始位置，以开始新的卷绕运动。在各运动之后，特定量的铜线将被卷绕在槽中，然后系统将移动以在另一个槽中进行卷绕。在这个意义上，图2至图11图示出根据本专利技术的一个优选布置的线圈定子卷绕系统。如能够在图2中看出的，在本专利技术的一个优选布置中，线圈定子卷绕系统(5)包括头部(4)，所述头部包括可移动的针(4b)并且除了针的转动元件之外还包括针的直线运动元件(4a)，所述针的转动元件包括旋转电机的定子(1)并且除了运动轴(2a)之外还包括旋转电机的转子(2b)。优选地，规定所提出的系统的主运动轴是运动轴(2a)或者其延续部分，并且所述系统包括针的转动元件在主轴内的部分和在主轴之外的部分。换言之，优选使旋转电机的转子磁体(2b)位于线圈卷绕系统的主转动轴内部并且使定子位于主轴之外的部分中。因此，设置有集成到线圈卷绕系统的主运动轴用于使头部(4)转动的电磁元件(4)，从而无需使用机械元件来实现转动运动，减少(或者甚至完全消除)这些点处的摩擦。另外，如能够在图3到6中看出的，针的转动元件优选还包括转动位置测量系统，所述系统包括长齿轮(3a)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线圈卷绕系统，其特征在于，其包括针的转动元件和安装在其上的头部(4)，所述针的转动元件包括布置为使所述头部(4)直线运动和转动运动的运动轴(2a)，其中所述针的转动元件还包括集成到所述运动轴(2a)的用于使所述头部(4)转动的电磁元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.10 BR BR10201401408911.一种线圈卷绕系统，其特征在于，其包括针的转动元件和安装在其上的头部(4)，所述针的转动元件包括布置为使所述头部(4)直线运动和转动运动的运动轴(2a)，其中所述针的转动元件还包括集成到所述运动轴(2a)的用于使所述头部(4)转动的电磁元件。2.如权利要求1所述的线圈卷绕系统，其特征在于，集成到所述运动轴(2a)的、所述头部(4)的电磁转动元件是旋转电机的定子(1)和旋转电机的转子(2b)。3.如权利要求2所述的线圈卷绕系统，其特征在于，所述旋转电机的转子(2b)包括安装在所述运动轴(2a)内部的永磁体。4.如权利要求2或3所述的线圈卷绕系统，其特征在于，所述旋转电机的定子(1)安装在所述运动轴(2a)外部。5.如权利要求1到4中任一项所述的线圈卷绕系统，其特征在于，所述运动轴(2a)是所述线圈卷绕系统的主运动轴或者其延续部分。6.如权利要求1到5中任一项所述的线圈卷绕系统，其特征在于，所述头部(4)包括可移动的针(4b)和针的直线运动元件(4a)。7.如权利要求6所述的线圈卷绕系统，其特征在于，其包括用于所述可移动的针(4b)的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：耶格·齐默尔曼，
申请(专利权)人：SMZ卷轴和装配技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH