RS58685B1 - Postupak i uređaj za proizvodnju laminiranih jezgara za električne mašine - Google Patents

Description

Opis

[0001] Električne mašine kao što su motori, generatori, alternatori ili slično obično se sastoje od rotora i statora koji okružuje rotor i koaksijalan je sa njim. Svaki od rotora i statora generalno stežeju jezgro oko koga su namotane električne žice radi formiranja magnetnog kalema uređaja. Generalno, jezgo rotora steže cilindričnu metalnu komponentu koja ima spoljašnje uzdužne žljebove u koje je moguće postaviti žice za namotavanje. Prstenasto jezgro statora na površini unutrašne strane ima uzdužne žljebove, u koje se postavljaju namotaji statora.

[0002] Ovaj pronalazak se odnosi na proizvodnju takvih jezgara, i obezbeđuje postupak i uređaj za proizvodnju jezgara za električne mašine koji je suštinski većeg prečnika od onih koji su do sada bili mogući.

[0003] Laminirana jezgra za električne mašine proizvođena su izbijanjem delova jezgra iz metalnog lima, a zatim sklapanjem izbijenih delova u skupove radi formiranja jezgara električnih motora.

[0004] U ovom postupku, metalni lim ili traka su izbijeni radi formiranja prstenastih delova za jezgro statora, i delova u obliku diska za jezgra rotora. Postupak izbijanja stvara veliku količinu otpada, i prvi pokušaj da se umanji stvaranje otpada je bio isprva izbijanjem metalnih delova za jezgro rotora u obliku diska od lima, i zatim izbijanje prstenastih delova koji formiraju jezgro statora iz dela lima koji okružuje otvor formiran uklanjanjem dela jezgra rotora. Posledica ove tehnike smanjivanja otpada je, međutim, ta da su jezgra rotora i statora sastavljeni od istog lima ili trake metala, i samim tim moraju imati iste magnetne osobine.

[0005] Kako bi postigli da jezgro rotora i jezgro statora imaju različite magnetne osobine materijala, razvijene su tehnike odvojene proizvodnje jezgra rotora i statora. Jezgro rotora u obliku diska su izbijena iz lima ili metalne trake kao i ranije. U cilju smanjenja količine otpada koji se skuplja kada se stvara prstenasta jezgra za statore, razvijen je postupak proizvodnje prstenastih jezgara u kome je traka od metala koja je izvedena sa krunastom ivicom, namotana u spiralu radi formiranja prstenastog laminiranog jezgra.

[0006] Primeri ovog postupka se mogu naći, na pr., u US patentu 4395815 koji opisuje formiranje laminiranog jezgra statora izbijanjem otvora na jednoj ivici metalne trake, čime se formira metalna traka u spiralninom obliku sa otvorima na radijalnoj unutrašnjoj ivici svakog navojka, osiguravanja spiralnih namotaja namotane trake zajedno koristeći uzdužno prostirućih vijaka koji prolaze kroz susedne slojeve jezgra njegove spoljne ivice.

[0007] Radi formiranja izbijene trake u prstenasto jezgro statora, trenutna uobičajena tehnika je da se uvije traka na, generalno, cilindričnom trnu za namotavanje radi formiranja laminiranog jezgra, i zatim da se stegne namotano jezgro i prenese na kalibracioni trn malo većeg prečnika od trna za namotavanje.

Korišćenje kalibraciononog trna je obavezno jer se, tokom namotavanja trake, nejednakosti u debljini ili osobini materijala trake mogu da rezultuju izrezima ili otvorima koji se formiraju na ivici trake i koji postaju neusaglašeni u namotanom jezgru. Prenos se vrši stezanjem namotanog jezgra koje se povlači aksijalno od trna za namotavanje, a zatim postavljanje jezgra aksijalno na kalibracioni trn. Kalibracioni trn obično ima sužavajući završetak kako bi olakšalo ubacivanje kalibracionog trna unutar jezgra.

[0008] Kalibracioni trn obično ima uzdužno postavljene ivice na svojoj spoljašnjoj površini kako bi se uklopila sa otvorom na unutrašnjoj površini namotanog jezgra, čime se postiže precizno poravnanje susednih navojaka jezgra. Kalibracioni trn, zbog njegovog nešto većeg prečnika, saopštava zatezno naprezanje namotajima jezgra dok se jezgo postavlja na trn, blago istežući traku materijala svakog navojka dok se ivice uklapaju sa otvorima u svakom navojku trake kako bi se obezbedilo precizno poravnanje.

[0009] Bilo bi poželjno da se veća količina energije sačuva unutar namotanih navojaka jezgra, takođe i za jezgra manjeg prečnika poželjno je da se koristi oprema koja je potrebna za stezanje i držanje namotane trake tokom prenosa u kalibracioni trn. Takođe, potrebna je značajna sila za smeštaj namotanog jezgra na kalibracioni trn zbog rastezanja navojaka tokom ovog postupka.

[0010] Navojci namotaja se zatim zajedno fiksiraju radi formiranja laminiranog jezgra, po mogućstvu varenjem na spoljnim ivicama jezgra. Gotovo laminirano jezgro se zatim uklanja sa kalibracionog trna, što predstavlja postupak u kome je ponovo potrebna značajna sila zbog čvrstog naleganja između sada gotovog jezgra i kalibracionog trna.

[0011] Iskusan čitalac će spremno da primeti da uobičajen postupak opisan gore može biti korišćen samo za proizvodnju jezgara statora koji imaju aksijalno prostiruće unutrašnje žlebove koji mogu da prime namotaje motora. Takođe, ova tehnika je upotrebljiva samo za proizvodnju statora malog prečnika i male aksijalne dužine, zbog naprezanja zarobljenog u namotajima statora tokom postupaka namotavanja koji je značajan, i moraju biti rešena načinima stezanja i prenosa koji se koriste za prenos jezgra od namotajnog trna do kalibracioni trn, i zbog toga što su značajne sile potrebne za postavljanje namotanog jezgra na kalibracioni trn i uklonilo sa njega.

[0012] Ovaj pronalazak traži načine da obezbedi postupak i uređaj za formiranje jezgara za električnih mašina od spiralno namotane trake, kod kojih mogu biti proizvedena jezgra velikog prečnika i osne dužine.

[0013] Prvi aspekt ovog pronalaska obezbeđuje postupak za proizvodnju laminiranog jezgra za električnu mašinu, kao što je izloženo u zahtevu 1.

[0014] U opisanom primeru izvođenja, navojci spiralnog namotaja su pričvršćeni jedan za drugi preko varnih linija koje se prostiru podužno duž spoljne površine jezgra. U tom primeru izvođenja, sačinjavaju se tri varne linije se koje se prostiru duž cele dužine jezgra. Predviđeno je, međutim da može biti napravljeno više ili manje varnih linija, i da varne linije mogu da se pružaju u pravim linijama paralelnim osi namotaja, ili mogu da se pružaju spiralno ili drugim putanjama. Neke ili sve varne linije mogu da se ne pružaju duž cele spiralne dužine laminiranog jezgra. Osnovna karakteristika je da je svaki navojak spiralnog namotaja pričvršćen u odnosu na susedne, što čini konstrukciju laminiranog jezgra jedinstvenom.

[0015] Drugi aspekt ovog pronalaska je da obezbeđuje uređaj za proizvodnju laminiranih jezgara za električne mašine, kao što je izneto u zahtevu 10.

[0016] U poželjnom primeru izvođenja, upravljačko sredstvo u radu može da upravlja motalicom i podešavajućim sklopom tako da u prvoj fazi motalica namotava oblikovanu traku na trn, sa trnom na prvom, srednjem, prečniku radi formiranja namotaja jezgra; u drugoj fazi upravljačko sredstvo uzrokuje da podešavajući sklop raširi trn do drugog prečnika unutar namotaja jezgra radi primene zateznog naprezanja na navojcima namotaja, upravlja pritezačem da drži navojke namotaja jezgra u položaju, i upravlja fiksatorom da pričvrsti navojke u odnosu jedan na drugog radi formiranja laminarnog jezgra; i u trećoj fazi izaziva podešavajući sklop da skupi trn do trećeg prečnika i upravlja otpusnim sredstvom da ukloni laminirano jezgro sa trna.

[0017] U poželjnom uređaju, obezbeđeno je više podesivih trnova, gde je svaki trn pokretan između stanice za namotavanje u kojoj je oblikovana traka namotana na trn radi formiranja namotaja jezgra, zatim stanice za kalibrisanje i fiksiranje u kojoj je namotaj jezgra stegnut i fiksiran radi formiranja laminiranog jezgra, i ispusne stanica u kojoj se laminirano jezgro uklanja sa trna. Najpoželjnije je da se obezbede tri podesiva trna. Postavljena su tri trna za ciklično kretanje između stanice za namotavanje, stanica za kalibrisanje i fiksiranje, i ispusne stanice. U prvobitnom primeru izvođenja, tri trna su postavljena na obrtni sto koji rotira kako bi se postavio svaki trn za namotavanje, kalibrisanje i ispusnu stanicu u navojku. Međutim, predviđeno je da mogu da budu postavljena više od tri trna. Širenje i kontrakcija trnova mogu biti izvedeni dok se trnovi kreću između namotavanja, kalibrisanja i ispusne stanice, ili mogu biti izvedeni dok je trn na jednom od namotavanja, kalibrisanja i ispusnoj stanici.

[0018] Ovaj uređaj može dalje da uključi stanicu za izbijanje koja prima ravnu metalnu traku i izbija je radi formiranja odsečka trake koja ima krunasti profil duž jedne od ivica trake, koja je spremna za namotavanje na trn. Tokom rada namotavanja trake, površina trake je suštinski upravna na trnovu osovinu, i krunasta ivica može biti postavljena da bude u dodiru sa površinom trna za namotavanje, radi formiranja namotanog jezgra sa unutrašnjim urezima koji primaju električne namotaje. Kao alternativa, krunasta ivica može biti pozicionirana dalje od površine trna tokom procesa namotavanja, kako bi se postiglo da namotano jezgro sa spoljašnjim urezima prihvati električne namotaje.

[0019] Stanica za izbijanje može istovremeno da proizvede dva otsečka trake, od kojih svaki ima suštinski pravu ivicu koja odgovara ivici originalne ravne metalne trake, i a krunastoj ivici izbijenoj iz centralnog dela trake. Ravna metalna traka može biti isečena tako da se krunaste ivice dva otsečka trake uklope međusobno dok se formiraju. Svaki otsečak trake može da obuhvata seriju elemenata "U" ili "T" oblika, koji su međusobno povezani relativno uskim spojem metala.

[0020] Stanica za izbijanje može da radi neprekidno kako bi proizvela jedan ili dva otsečka trake, i može da prosleđuje otsečak trake do stanice za stvaranje rezerve. Stanica za stvaranje rezerve prima neprekidno proizveden otsečak trake, i sa prekidima isporučuje otsečak trake stanici za namotavanje dok se svaki namotaj jezgra formira, prekidajući isporuku otsečka trake stanici za namotavanje na kraju svakog rada namotavanja. Stanica za stvaranje rezerve može imati dva ili više koturova oko kojih otsečak trake pravi petlju, najmanje jedan od koturača je pokretan u odnosu na drugog kako bi se povećala i smanjila dužina krećućeg otsečka trake koji je smešten u stanici za stvaranje rezerve.

[0021] U primeru izvođenja gde je obezbeđeno više trnova, isporuka prazne trake je prekinuta dok se trn koji nosi namotaj jezgra kreće ka stanici za kalibrisanje a prazan trn ka stanici za namotavanje, gde proces namotavanja može ponovo da počne. U primeru izvođenja gde je obezbeđen jedan trn, isporuka prazne trake je prekinuta na kraju rada namotavanja, i ponovo počinje onda kada je laminirano jezgro kalibrisano, fiksirano i uklonjeno sa trna. Stanica za stvaranje rezerve, u jednom primeru izvođenja, obuhvata veći broj koturača oko kojih otsečak trake pravi petlju, od kojih je jedan od koturača pokretan kako bi se povećala i smanjila dužina krećućeg otsečka trake koja je smeštena u stanici za stvaranje rezerve.

[0022] Treći aspekt ovog pronalaska obezbeđuje postupak za proizvodnju rotora ili statora za električnu mašinu, koji obuhvata proizvodnju laminiranog jezgra kao što je opisano gore i postavljanja električnih namotaji na jezgro radi formiranja rotora ili statora.

[0023] Četvrti aspekt ovog pronalaska obezbeđuje postupak za proizvodnju električne mašine, koji obuhvata proizvodnju laminiranog jezgra kao što je opisano gore i postavljanja električnih namotaja na jezgro radi formiranja rotor ili stator, i uklapanje rotora ili statora u električnu mašinu kao što je motor ili generator.

[0024] Primer izvođenja ovog pronalaska će sada detaljno biti opisan sa referencom na prateće crteže, u kojima je:

Kratak opis crteža

[0025]

Fig.1 šematski ilustruje faze izbijanja, stvaranja rezerve, namotavanja, i kalibrisanja u ovom postupku; Fig.2 aksonometrijski izgled koji prikazuje ravnu traku koja je podeljena kako bi se proizvela dva uklopiva otsečka trake;

Fig.3 aksonometrijski izgled laminiranog jezgra;

Fig.4A do 4C su pojedinačni šematski aksonometrijski prikazi koji prikazuju različite prečnike trna koji je u procesu namotavanja, kalibrisanja i otpuštanja;

Fig.5A je izgled poprečnog preseka trna u položaju srednjeg prečnika, za namotavanje trake radi formiranja namotaja jezgra;

Fig.5B je izgled poprečnog preseka trna u položaju povećanog prečnika, za kalibrisanje i fiksiranje laminiranog jezgra;

Fig.5C je izgled poprečnog preseka trna u položaju smanjenog prečnika, za otpuštanje laminiranog jezgra; i

Fig.6 je dijagram toka koji prikazuje faze postupka u proizvodnji laminiranog jezgra i električne mašine u čijem sastavu je to jezgro.

Opšti pregled

[0026] Fig.1 je šematska ilustracija postupka i uređaja za formiranje jezgra statora prema ovom pronalasku. Ovaj postupak počinje u uvodnoj stanici 1 sa koturom ravne trake 2 metala. The ravna metalna traka 2 uvodi se u reznu mašinu 3, koja formira traku 2 u dve krunaste trake 4a i 4b kako se traka uvodi u koracima kroz reznu mašinu 3. Rezna mašina proizvodi krunaste trake 4a i 4b u suštinski kontinuiranom process.

[0027] Proizvodnja krunaste trake 4a i 4b je kontinuirana, međutim postupak namotavanja za formiranje jezgra je sa prekidom. Uređaj 5 za stvaranje rezerve je zato smešten posle rezne mašine 3 da absorbuje proizvodnju rezne mašine onda kada je postupak namotavanja prekinut.

[0028] Iz uređaja za stvaranje rezerve, krunasta traka vodi se stanici za formiranje jezgra 10. Stanica za formiranje jezgra 10 obuhvata obrtni sto 11 na koji su postavljena tri trna promenljivog prečnika. Prvi trn je smešten u stanici za namotavanje 12a, i pogoni se u rotaciju radi namotavanja krunaste trake 4a na trn radi formiranja spiralnog namotaja jezgra. Traka je namotana sa jednom ivicom trake susednoj trnu, i ravna traka suštinski je upravna na osu trna, tako da se ta traka savija po svojoj ravni kako se namotava oko trna.

[0029] Kada je namotaj jezgra formiran namotavanjem potrebnog broja navojaka oko trna, traka 4a se otseca i uvođenje trake u stanici za namotavanje 12a se zaustavlja. Namotaj jezgra se zatim steže da se njegov spiralni oblik. Obrtni sto 11 se indeksira da pokreće trn do stanice za kalibrisanje i fiksiranje 12b. U toj stanici, spiralni namotaj jezgra kalibriše širenjem trna do prethodno utvrđenog prečnika. Navojci namotaja jezgra se zatim zavaruju radi fiksiranja tih navojaka jezgra u odnosu jedan na drugi.

[0030] Po završetku operacije zavarivanja, obrtni sto 11 se ponovo indeksira da donese trn i završeno jezgro u ispusnu stanicu 12c, gde se trn skuplja na manji prečnik radi oslobađanja završenog jezgra, a gotovo laminirano jezgro se uklanja sa trna.

[0031] U ilustrovanom primeru izvođenja, dok trn u stanici za namotavanje 12a proizvodi namotaj jezgra, drugi trn u stanici za fiksiranje 12b biće kalibrisan i fiksiran prethodno proizveden namotaj jezgra, i završeno jezgro biće u ovom postupku uklonjen sa trećeg trna u ispusnoj stanici 12c. Svaki indeksirajući rad tako donosi prazan trn iz ispusne stanice 12c nazad u stanicu za namotavanje 12a, tako da uvođenje trake 4a može biti nastavljeno u i sledeć namotaj jezgra proizveden. Slično tome, svaki indeksirajući rad takođe nosi novoproizveden namotaj jezgra iz stanica za namotavanje 12a stanici za kalibrisanje 12b, i gotovo jezgro iz stanica za kalibrisanje 12b ispusnoj stanici 12c.

[0032] Rad ovog uređaj se kontroliše kontrolnim sistemom 100.

Uvodna stanica

[0033] U uvodnoj stanica 1, kotur ravne metalne traka 2 se drži na uvodnoj napravi kao što kotur ili bubanj, i slobodan kraj kotura vodi se ka ulaznom kraju rezne mašine 3. Uvodna stanica 1 poželjno smešta kotur metalne trake 2 dovoljne dužine radi snabdevanja rezne mašine za kontinuirano rad tokom dužeg perioda, moguće više sati. Ravna metalna traka 2 se odmotava sa kotura ili bubnja i uvodi u reznu mašinu, ili rotiranjem kotura ili bubnja, ili pomoću zatezanja traci proizvedenog uvodnim mehanizmom reznoj mašini.

Rezna mašina

[0034] Rezna mašina 3 je konvencionalna udarna rezna mašina koja uvodi traku između par alata, i formira ravnu metalnu traku 2 u dve zasebne krunaste trake 4a i 4b. Fig.2 ilustruje primer trake 4a i 4b proizvedene reznom mašinom 3. U ilustrovanom primeru, svaka krunasta traka je u osnovi formirana izvesnog broja "U" oblikovanih elementi E povezanih strana na stranu. Svaki element E ima osnovni deo 40 koje se prostiru duž prave ivica 41 trake, i par o prstiju 42 na respektivnim krajevima osnovnog dela 40 i koje se prostiru poprečno na osnovni deo 40. Elementi E su povezani uskim mostom materijala 43 između prave ivice 41 i kružnog otvora 44 na svakom kraju osnove 40.

[0035] Postupak izbijanja proizvodi elemente E svake krunasta traka 4a, 4b u zgusnutoj formaciji tako da su respektivni prsti 42 dva susedna elementa E jedne krunasta traka 4a smešteni između dva prsta 42 svakog elementa E druge trake 4b, i obrnuto.

[0036] Prsti 42 svakog elementa E u ilustrovanom primeru izvođenja, konvergiraju u pravcu od osnove 40 tog elementa, tako da se ugao α formira između susednih ivica svakog susednog para prstiju 42. Ovaj ugao α dozvoljava da krunasta traka bude zakrivljena radi formiranja prstenastog jezgra savijanjem uske trake 43 tako da se ivice susednih prstiju 42 sastave radi formiranja radijalno ka unutra prostirući zubi 45 koji su generalno "T" oblika, i između svakog susednog para zuba 45 formira se aksijalno prostirući žleb S. Električni namotaji statora biće na kraju smešteni u žlebove S. Ugao α će naravno zavisiti od broja elemenata E prisutnih svakom navojku spiralnog namotaja. U ilustrovanom primer, jezgro statora vidljivo na Fig.3, ima 14 elemenata E u svakom navojku jezgra, i tako ugao α u traci 4a, 4b kao što je originalno formiran biće oko 25.7 stepeni. Generalno, za jezgro koj ima N elemenata E u svakom navojku, ugao α u stepenima biće 360 podeljeno sa N.

[0037] Ravna traka 2 može biti formirana od jednog elementa E svake od dve krunaste trake 4a, 4b u jednom izbijanju, i ta traka se zatim pomera za dužinu jednog elementa E I taj rad seponavlja.

Alternativno, krunaste trake mogu biti formirane većeg broja uzastopnih izbijanja kako traka napreduje u koracima kroz veći broj tazličit parova alata, radi postepenog formiranja elemenata E svake krunaste trake 4a, 4b. Stručnjacima neće biti teško da osmisle odgovarajuće alate za izbijanje i uređaj za uvođenje radi teranja ravne trake 2 i proizvodnje krunastih traka 4.

[0038] Rezna mašina 3 poželjno radi suštinski kontinuirano, kako bi se proizvodile krunaste trake 4a, 4b suštinski konstantnom brzinom. Rezna mašina 3 može biti pod kontrom kontrolnog sistema 100, da započne i zaustavi izbijanje zavisno od potrebe za krunastom trakom u stanici za formiranje jezgra.

[0039] U ilustrovanom primeru izvođenja, jedna od krunastih traka 4a vodi se do stanica za stvaranje rezerve i za formiranje jezgara. Krunasta traka 4b može biti vođena do drugog seta stanica za stvaranje rezerve i za formiranje jezgara (nije prikazano) za simultanu proizvodnju namotanih jezgara, ili, alternativno, traka 4b može biti biti namotana na kotur (nije prikazano) za skladištenje i naknadno snabdevanje stanice za formiranje jezgra. Alternativno, ako su trake 4a i 4b od identničnih elemenata, krunasta traka 4b može biti uvrnuta za 180 stepeni i postavljena iznad ili ispod i u registru sa krunastom trakom 4a, radi proizvodnje krunaste trake dvostruke debljine. Ta dvostruka traka može zatim biti poslata kroz uređaj za stvaranje rezerve i stanici za namotavanje tako da obe krunaste trake mogu biti simultano namotane na trn. Namotaj jezgra potrebne aksijalne dužina biće zatim proizveden sa samo polovinom broja rotacija trna potrebnih radi proizvodnje namotaj jezgra nego kada se namotava krunasta traka jedne debljina.

Uređaj za stvaranje rezerve

[0040] Traka 4a je proizvedena suštinski kontinuirano reznom mašinom 3, ali je potrebna samo sa prekidima stanici za namotavanje 12a. Poželjno, brzine rada rezne mašine 3 i stanice za namotavanje 12a su podešene tako da kada se jezgro namotava na a trn u stanici za namotavanje 12a, traka 4a se namotava na trn brže od njene proizvodnje reznom mašinom 3. Jasno, nakon što je traka 4a odsečena i dok trnovi indeksirajući okolo, traka 4a u stanici za namotavanje 12a je stacionarna.

[0041] Uređaj za stvaranje rezerve 5 obuhvata dve fiksirane koturače 6a i 6b, i a pokretnu koturača 7. Krunasta traka 4 vodi se od rezna mašina 3 pod prvu fiksiranu koturaču 6a i zatim gore i preko pokretne koturača 7, i konačno dole i pod drugu fiksiranu koturaču 6b pre uvođenja u stanicu za namotavanje 12a za namotavanje na trn. Kretanje koturače 7 u vertikalnom pravcu kao što je prikazano strelicom B menja dužine toka krunaste trake između pokretne i fiksirane koturače, tako varirajući dužinu krunaste trake u rezervi.

[0042] Tokom namotavanja, pokretna koturača 7 kreće se nadole prema fiksiranim koturačama 6a i 6b, da bi traka 4a mogla biti obezbeđena stanici za namotavanje 12a potrebnom brzinom, smanjivanjem efektivne dužine tokova trake između pokretne koturače 7 i fiksiranih koturača 6a i 6b.

[0043] Dok obrtni sto 11 i trnovi indeksiraju okolo, a prerezani kraj trake 4a je stacionaran u stanici za namotavanje 12a, pokretna koturača 7 kreće se nagore od iz fiksiranih koturače 6a i 6b. Ovo povećanje efektivne dužine između pokretne koturače 7 i fiksiranih koturača 6a i 6b apsorbuje traku 4a proizvedenu reznom mašinom, dok ne otpočne sledeće namotavanje u stanici za namotavanje 12a.

[0044] Pokretna koturača 7 postavljena je na noseći mehanizam (nije prikazano) koji održava prethodno utvrđenu količinu zatezanja krunaste trake 4a, kako bi se povukla traka 4a iz rezne mašine 3 na fiksiranu koturaču 6a. Uređaj za stvaranje rezerve 5 može biti pod kontrolom kontrolnog sistema 100, ili može biti neki autonoman uređaj.

Stanica za formiranje jezgra

[0045] Stanica za formiranje jezgra 10 obuhvata obrtni sto 11 koji može da rotira oko a centralne ose 21. Obrtni sto je ima u ovom primeru izvođenja postavljena tri identnična trna 22 koji mogu da rotiraju u odnosu na obrtni sto 11 oko osa paralelnih centralnoj osi 21, i takođe su promenljivog prečnika. U ilustrovanom primeru izvođenja, spoljašnja površina svakog trna 22 formirana je od šest segmenata 23, koji se mogu radijalno kretati u odnosu na osu rotacije trna kako bi se varirao efektivni prečnik trna.

[0046] Svaki trn okružen je prstenom 24 za stezanje i podizanje, koji može da se kreće aksijalno u odnosu na trn radi zahvatanja jednog kraja jezgra namotaja koje se formira kada je krunasta traka 4a namotana na taj trn.

[0047] Tri trna 22 su respektivno smešteni u stanici za namotavanje 12a, stanici za kalibrisanje i fiksiranje 12b, i ispusnoj stanici 12c. Trnovi 22 postavljeni su na obrtni sto 11 tako da indeksirana rotacija od 120 stepeni obrtnog stola 11 pokreće svaki trn u sledeću stanicu po sekvenci.

Stanica za namotavanje

[0048] U stanici za namotavanje 12a, trn 22 podešen je tako da je njegov spoljašnji prečnik postavljen na prethodno utvrđenu dimenziju D1, zavisno od nominalnog prečnika jezgra koje se proizvodi. Obično, D1 je do oko 5% manji od nominalnog unutrašnjeg prečnika gotovog jezgra. D1 može, u nekim primerima izvođenja, biti formiran 3 to 5 millimetara manje od nominalnog unutrašnjeg prečnika gotovog jezgra. Mechanizam trna kojim se podešava prečnik biće objašnjen ispod, sa pozivom na Fig.5.

[0049] Krunasta traka 4a smešta se na slobodan kraj trna, sa njenom ravni suštinski upravnom na osu trna. Podizni prsten 24 se podiže da zahvati stranu trake sa donje strane, dok se klip 25 spušta da zahvati drugu stranu trake sa gornje strane i primenjuje se pritisak radi stezanja trake između podiznog prstena 24 i klipa 25. Vođice i/ili valjci (nije prikazano) postavljaju krunastu ivicu trak 4a prema spoljašnjim površinama segmenata 23 trna, i rotacija trna vuče traku na trn radi formiranja spiralnog jezgra namotaja.

[0050] Tokom namotavanja, traka je stegnuta između klipa 25 i podiznog prstena 24. Klip 25 i podizni prsten 24 mogu da rotiraju sa trnom 22 tokom formiranja namotaja jezgra. Kako napreduje namotavanje jezgra, podizni prsten 24 kreće se aksijalno nadole niz trn 22 radi smeštanja novoformiranih navojaka namotaja jezgra, dok se održava potrebna sila zatezanja između klipa 25 i podiznog prstena 24 da bi se održao oblik namotavanja.

[0051] Svaki segment 23 trna ima spoljašnje aksijalno rebro 26 koje, tokom namotavanja, zahvata prst 42 svakog navojka krunaste trake 4a kako bi se sprečilo klizanje trake u odnosu na trn, i da se održi poravnanje između prstiju 42 susednih navojaka namotaja jezgra. Aksijalno rebro 26 svakog segmenta 23 može da se prostire paralelno osi rotacije trna 22, tako da se proizvodi jezgro namotaja u kome su prsti 42 svakog navojka namotaja jezgra blago pomereni po obimu od prstiju 42 susednih navojaka namotaja, da bi se proizvelo jezgro namotaja u kome su prsti 42 svakog navojka jezgra namotaja u liniji po obimu sa prstima 42 susednih navojaka, i proizvelo namotano jezgro sa aksijalno prostirućim unutrašnjim žlebovima S(kao što je ilustovano na Fig.3). Alternativno, aksijalna rebra 26 segmenata 23 mogu biti nagnuta prema osi trna, tako da se proizvodi namotaj jezgra u kojem prsti 42 svakog navojka u namotaju su blago pmereni po obim u od prstiju 42 susednih navojaka namotaja, kako bi se proizvelo namotano jezgro koje ima spiralne unutrašnje žlebove S za prihvat električnih namotaja mašine u kojoj će se koristiti.

[0052] Kada je završen dovoljan broj obrtaja trna radi proizvodnje jezgra namotaja potrebne aksijalne dužine, krunasta traka 4a se otseca i uvođenje trake na trn se zaustavlja. Završen namotaj jezgra se drži na trnu pritiskom pritezanja saopštenim između podiznog prstena 24 i klipa 25. Održavajući taj pritisak stezanja, obrtni sto 11 se zatim indeksira za kretanje trna 22 iz stanice za namotavanje 12a u stanicu za kalibrisanje i fiksiranje 12b.

Stanica za kalibrisanje i fiksiranje

[0053] U stanici za kalibrisanje i fiksiranje 12b, trn 22 podešava se tako da se njegov spoljašnji prečnik postavi na prethodno utvrđenu dimenziju D2, kao što se vidi na Fig.4B. Prečnik D2 ponovo zavisi od prečnika jezgra koje se proizvodi i osobine materijala namotane trake. Obično, D2 je do 5% veći od nominalnog unutrašnjeg prečnika gotovog jezgra. D2 može, u nekim primerima izvođenja, biti od 3 to 5 millimetara veći od nominalnog unutrašnjeg prečnika gotovog jezgra. Ovo širenje trna saopštava malo zatezno naprezanje namotanoj traci, i povećava zatezno naprezanje u namotanoj traci 4a, a malo kretanje trna osigurava da se prsti 42 čvrsto drže za njihova respektivna rebra 26 radi poravnavanja navojaka namotaja jezgra. Trn se može proširivati i skupiti više puta između prečnika D1 i D2, završavajući sa širenjem prethodno utvrđenog prečnika D2, kako bi se slegli navojci namotaja jezgra u odnosu jedan na drugi kako bi se proizvelo uniformno namotano jezgro koje se drži na zahtevanom prečniku D2.

[0054] Dok se održava pritisak pritezanja između klipa 25 i podiznog prstena 24, varne glave 50 se zatim kreću i dodiruju spoljnu površinu namotaja jezgra, i izvode se podužno prostirući varovi duž spoljašnje površine namotaja jezgra kako bi se fiksirali navojci namotaja jezgra u odnosu jedan prema drugom. Varovi mogu biti napravljeni jednom operacijom zavarivanja, u kojoj a više varnih glava 50 proizvode varne linije 51. U ilustrovanom primeru izvođenja na Fig.1, prikazane su dve varne glave 50. U šematskom raporedu ilustrovanom na Fig.4B, prikazane su tri varne glave. Predviđeno je da može biti obezbeđen veći broj varnih glava, radi proizvodnje odgovarajućeg većeg broja varnih linija, naročito kada se formira jezgro ekstremno velikog prečnika. Alternativno, može se obezbediti mali broj varnih glava, ili jedna varna glava 50 radi proizvodnje malog broja varnih linija 51 ili a jedne varne linije 51, pri čemu se trn 22 rotira za prethodno utvrđen ugao i varna glava ili glave ponovo rade da bi svaka proizvela drugu varnu liniju. Ovaj rad može se zatim ponoviti izvestan broj puta dok se ne proizvede potreban broj varnih linija i navojci namotaja jezgra međusobno fiksiraju proizvodeći laminirano jezgro.

[0055] Poželjno, kao što se vidi na Fig.3, svaki element E svakog navojka jezgra statora je povezan sa njemu susednim navojkom varnom linijom 51, i sa njemu susednoj u istom navojku mostnim sekcijama 43 na krajevima njegove osnove 40.

[0056] Kada se varne linije 51 proizvedu, klip 25 i/ili podizni prsten 24 mogu biti povučeni radi otpuštanja sile stezanja jezgra statora.

[0057] Obrtni sto 11 se zatim indeksira da kreće trn 22 iz stanice za kalibrisanje i fiksiranje 12b u ispusnu stanica 12c.

Ispusna stanica

[0058] U ispusnoj stanici 12c, trn 22 se skuplja radi sman jivanja prečnika D3, oslobađajući zahvat između trna i jezgra statora, kao što se vidi na Fig.4C. Kako se trn 22 skuplja, laminirano jezgro se "relaksira" jer se oslobađaju sile zatezanja u navojcima jezgra i prečnik gotovog jezgra statora se skuplja do potrebnog nominalnog prečnika.

[0059] Smanjeni prečnik D3 poželjno obezbeđuje radijalni klirens između rebara 26 segmenata 23 i radijalnih unutrašnjih krajeva zuba 45 gotovog jezgra statora. Ovo dozvoljava da podizni prsten 24 bude pomeren ka slobodnom kraju trna 22 (nagore kao što se vidi na Fig.1) kako bi se pokrenulo gotovo jezgro statora sa trna 22. Jezgro statora može zatim biti stegnuto transportinim uređajem (nije prikazano) i uklonjeno sa trna 22. Radijalni klirens između rebara 26 i krajeva zuba 45 dozvoljava da gotovo jezgro statora jednostavno bude podignuto sa trna bez rotacije, čak i ako su rebra 26 spiralnog onlika i jezgro statora se formira sa spiralnim zubima 45 i žlebovima S.

[0060] Poželjno, kontrolni sistem 100 kontroliše rad stanice za formiranje jezgra 10, orđivanjem vremena pogona trnova, rotacije obrtnog stola, širenja i skupljanja trnova i rad varnih glava, steznog uređaja i podiznog prstena za izvođenje operacija fiksiranja namotaja i ispuštanja.

Trn

[0061] Fig.5A, 5B i 5C prikazuju, uz poprečnom preseku unutrašnju konstrukciju jednog primera izvođenja trna 22, respektivnou položajima namotavanja, fiksiranja i ispuštanja.

[0062] Osvrćući se na ove crteže, trn 22 obuhvata osnovu 200 koja se rotaciono može smestiti na obrtni sto 11, koja nosi cevasto glavno telo 201.

[0063] Unutrašnja kupa 202 može aksijalno da klizi po glavnom telu 201, pri čemu ta unutrašnja kupa ima svoj gornji kraj i pritisnu ploču 203 koja je rotaciono postavljena na upravljačku poluga 204 preko dva para koničnih ležaja 205 koji sprečavaju da se pritisna ploča 203 kreće aksijalno u odnosu na upravljačku polugu 204. U ilustrovanom primeru izvođenja, spoljašnja površina unutrašnje kupe 202 konična je ka nadole, t.j. spoljašnji prečnik unutrašnje kupe 202 je veći na njenom gornjem kraju (kao što se vidi na crtežu). Upravljačka poluga 204 je postavljena koaksijalno sa glavnim telom 201 prolaskom kroz a centralni otvor 206 u poprečno prostirućoj gredi 207. Aksijalni položaj unutrašnje kupe 202 u odnosu na glavno telo 201 kontroliše se upravljačkom polugom 204 koja pokreće pritisnu ploču 203, a time unutrašnju kupu 202, u odnosu na glavno telo 201.

[0064] Upravljačka poluga 204 može se kretati pomoću aktuatora (nije prikazano) postavljenog na obrtni sto 11, i zahvatanjem upravljačke poluge 204, na primer, unutrašnjim navojem u upravljačkoj polugi 204. Aktuator može da rotira polugu sa navojem zahvaćenim unutrašnjim navojem u upravljačkoj polugi 204, dok se upravljačka poluga 204 sprečava da rotira, kako bi se saopštilo aksijalno kretanje upravljačkoj polugi 204. Aksijalni položaj upravljačke poluge 204 može se zatim odrediti brojanjem rotacija poluge sa navojem počev od poznatog polaznog položaja. Alternativno, upravljačka poluga 204 može jednostavno mopže biti pokrenuta hidrauličnim ili nekim drugim linearnim aktuatorom koji aksijalno gura ili vuče upravljačku poluga 24 u zahtevani aksijalni položaj u odnosu na glavno telo 201 trna. Mali ugao konusa unutrašnje kupe 202 i odgovarajuće konusne površine segmenata 23 dozvoljavaju da prečnik trna bude precizno kontrolisan aksijalnim pozicioniranjem unutrašnje kupe 202. Na primer, aksijalno kretanje od 10 milimetara unutrašnje kupe 202 može da proizvede promenu spoljašnjeg prečnika trna od 1 milimetra ili manje.

[0065] Spoljašnji segmenti 23 su konusni nagorepod istim uglom kao unutrašnja kupa 202, i zahvataju spoljašnju površinu unutrašnje kupe 202. Segmenti 23 postavljaju se za radijalno kretanje u odnosu na unutrašnje jezgro 201 pomoću potpornih šipki 231 postavljenih na glavno telo 201 u kugličnim ležajima 232. Potporne šipke 231 prolaze kroz izdužene otvore klirensa u unutrašnjoj kupi 202. Segmenti 23 otporom se teraju u pravcu glavnog tela 201 pomoću zateznih vijaka 233 smeštenih u glavnom telu 201 i opružnih podloški 234 postavljenih u izrezima 235 u segmentima 23.

[0066] Spoljašnje strane segmenata 23 imaju za sebe prikačene čeone ploče 236 na kojima su pričvršćena rebra 26 (nije prikazano na Fig.5). Ovo omogućava da bude odabran nominalan spoljašnji prečnik trna, odabirom i postavljanjem seta čeonih ploča potrebne debljine, bez ometanja, širenja i skupljanja mehanizma. Dalje, trn može biti prebačen sa aksijalnih na spiralna rebra 26 bez velikog rasklapanja trna, jednostavnom zamenom čeonih ploča 236. Čeone ploče 236 sa različito oblikovanim rebrima 26 mogu se pričvrstiti za segmente 23 zavisno od tačnog oblika jezgra statora koji se proizvodi. Alternativno, čeone ploče 236 mogu biti izostavljene, a rebra 26 mogu se formirati direktno na spoljašnjim površinama segmenata 23. Ovom alternativom, međutim, konverzija sa proizvodnje jednog tipa statora na drugi može da zahteva zamenu segmenata 23 trna.

[0067] Za promenu prečnika trna, upravljačka poluga 204 kreće se aksijalno u odnosu na glavno telo 201 i pokreće unutrašnju kupu 202 aksijalno na glavnom telu 201. Segmenti 23 sprečeni su da se aksijalno kreću van trna potpornim šipkama 231, i povlače se radijalno ka unutra elastičnim elementima 234 radi održavanja kontakta između konusnih unutrašnjih površina segmenata 23 i unutrašnje kupe 202. Tako, kretanje na gore unutrašnje kupe 202 (kao što se vidi na Fig.5A, 5B i 5C) izaziva da se segmenti 23 kreću radijalno ka unutra dejstvom elastičnih elemenata 234, smanjujući prečnik trna. Slično tome, kada se unutrašnja kupa 202 kreće se nadole, dejstvo ivice unutrašnje kupe, između spoljašnje površine glavnog tela 201 i konusnih unutrašnjih površinih segmanata 23, dovodi segmente 23 u kretanje radijalno ka spolja protiv opružne sile elemenata 234, povećavajući prečnik trna.

[0068] Aksijalni položaj unutrašnje kupe 202 u odnosu na glavno telo 201 na ovaj način određuje efektivni prečnik trna 22. Upravljačko sredstvo 100 može da odredi potreban efektivni prečnik trna, i da primi input od sensora za detekciju položaja unutrašnje kupe 202 u odnosu na glavno telo 201.

Upravljačko sredstvo 100 može zatim da odredi potreban položaj unutrašne kupe 202 da bi se obezbedio potreban efektivni prečnik , i da upravlja aktuatorom ili pogonskim sredstvom za kretanje unutrašnje kupe 202 u odnosu na glavno telo 201 u taj potreban položaj. Upravljačko sredstvo može da primi komandu koja određuje potreban efektivni prečnik trna, i ovo uporedi sa izlazom senzora radi određivanja pravca i iznosa kretanja unutrašnje kupe 202 koja će dovesti trn do željenog efektivnog prečnika. Upravljačko sredstvo može zatim da pokrene aktuator radi proizvodnje kretanja kupe 202, dovodeći trn do potrebna efektivnog prečnika. Kao alternativa merenju položaja unutrašnje kupe 202, senzor može direktno da meri efektivni prečnik trna merenjem rastojanja između glavnog tela 201 i segmenata 23, i da odredi potrebno kretanje unutrašnje kupe bazi ovog merenja.

[0069] Fig.5A prikazuje trn položaju među-prečnika , kakav bi se koristio u stanici za namotavanje 12a. Fig.5B prikazuje unutrašnju kupu 202 pomerenu nadole, koja s druge strane pomera segmente 23 spolja i povećava prečnik trna. Ovaj položaj je odgovarajući za stanicu za kalibrisanje i fiksiranje 12b. Fig.

5C prikazuje unutrašnju kupu 202 podignutu u njen najviši položaj, koji odgovara minimalnom prečniku trna 22 odgovarajućem za ispusnu stanicu 12c.

[0070] Ove faze postupka su sumirane u dijagramu toka naFig.6.

[0071] U fazi 601 ravna metalna traka izbija se u stanici 3 za izbijanje radi formiranja segmentiranih traka 4a i 4b. Segmentirana traka 4a ili trake se zatim šalju u respektivne stanice 5, za rezervu, odakle se segmentirana traka šalje u stanicu za namotavanje 12a da bi bila namotana na trn 22 u fazi 603.

[0072] Kada je namotavanje završeno, trn 22 se zatim kreće od stanice za namotavanje 12a do stanice za fiksiranje 12b, a prečnik trna se proširuje u fazi 604. Dok se namotaj jezgra drži u stanici za fiksiranje 12b, navojci namotaja jezgra fiksiraju se zavarivanjem u fazi 605.

[0073] Trn 22 se tada pomera iz stanice za fiksiranje u ispusnu stanica 12c, i trn se skuplja na manji prečnik u fazi 606. U fazi 607, završeno laminirano jezgro se uklanja sa trna.

[0074] Operacije opisane u fazama 601 do 607 mogu biti kontrolisane upravljačkim sistemom 100, koji može da uključi procesor, memoriju za smeštaj upravljačkog programa, i potrebnih aktuatora i uređaja koji rade pod kontrolom tog procesora da izvedu podešavanje prečnika trna, namotavanje i stezanje trake na trn, rotiranje obrtnog stola 11, rad varnih glava 50, i rad podiznog prstena 26 radi otpuštanja laminiranog jezgra.

[0075] Kako bi se proizvela električna mašina sa laminiranim jezgrom, završeno laminirano jezgro se oprema električnim namotajima u fazi 608, a u fazi 609 laminirano jezgro i električni namotaji inkorporišu se u električnu mašinu kao što je generator ili električni motor.

Modifikacije i Alternativa

[0076] Iako su trnovi opisani gore formirani korišćenjem šest segmenata 23, predviđeno je da se mogu koristiti različit broevi segmenata. Na primer a trn malog prečnika za namotavanje statora nominalnih prečnika od do oko 250mm može imati od 3 do 10 segmenata, i a trnovi velilkog prečnika mogu imati do 20 ili više segmenata. Trn poželjno ima najmanje četiri, i najpoželjnije šest ili više, segmenata kako širenje i skupljanje prečnika trna sne bi negativno uticalo na "okruglinu" gotovog jezgra statora.

[0077] Svaki segment poželjno ima jedno registarsko rebro 26, ali je predviđeno da segmenti mogu imati više od jednog rebra. Gde je obezbeđeno jedno registarsko rebro 26, ono je poželjno smešteno radijalnom poravnanju sa radijalnim pravcem kretanja njegovog segmenta 23.

[0078] Unutrašnja kupa 202 trna u ilustrovanom primeru izvođenja ima svoj veći kraj susedan slobodnom kraju trna, tako da kretanje unutrašnje kupe ka fiksiranju i trn (t.j. nadole lao što se vidi na Fig.5) povećava prečnik trna razdvajanjem segmenata 23. Predviđeno je da unutrašnja kupa može biti postavljena svojim većim krajem do fiksnog kraja trna, i da su segmenti 23 odgovarajuće konični, tako da kretanje unutrašnje kupa ka slobodnom kraju trna uzrokuje da se segmenti razmiču i povećavaju efektivni prečnik trna.

[0079] U stanici za namotavanje 12a, namotaj jezgra se proizvodi u gore opisanom primeru izvođenja uvođenjem krunaste trake 4a na trn 22 na slobodan kraj trna. Predviđeno je da traka može alternativno biti uvedena na trn na kraju trna do obrtnog stola 11. Ovim rasporedom, klip 25 biće postavljen preko trna kako bi se održao pritisak na namotaj jezgra dok se ono formira, suprotstavljen protiv-pritisku podiznog prstena 24, i kretaće se duž trna kako se navojci namotavaju i povećava aksijalna dužina namotaja jezgra.

[0080] U opisanom primeru izvođenja, obrtni sto 11 je uopšteno postavljen u horizontalnoj ravni, pri čemu su ose tri trna 22 i osa rotacije obrtnog stola generalno vertikalne. Predviđeno je da ovaj uređaj može biti konstruisan sa obrtnim stolom 11 postavljenim u a vertikalnu ravan radi rotiranja oko horizontalne ose, ili može biti postavljen u bilo kojoj drugoj ravni. Obrtni sto 11 može čak biti postavljen u obrnutoj orijentaciji u poređenju sa onom koja je vidljiva na Fig.1, sa trnovima 22 koje se prostiru nadole od obrtnog stola. Ovo može da ima prednost u tome što u ispusnoj stanici kontrakcija prečnika trna će jednostavno omogućiti da gotovo jezgro statora spadne aksijalno sa trna, na primer na konvejer ili drugi uređaj za rad.

[0081] U daljoj alternativi, ose trnova 22 i centralna osa 21 obrtnog ne moraju biti paralelne, ali mogu da konvergiraju. U tom rasporedu, rotiranje obrtnog stola oko njegove ose može da saopšti trnu 22 u stanici za namotavanje osu trna u horizontalnoj ravni, dok trn 22 u ispusnoj stanici ima svoju osu koja se prostire nadole za lako ispuštanje gotovog laminiranog jezgra.

[0082] Za variranje prečnika trna, segmenti 23 mogu biti pojedinačno pogonjeni u radijalnom pravcu trna zasebnim aktuatorima koji rade između segmenta 23 i glavnog tela 201 trna. Ti aktuatori mogu biti upravljanio da pokreću the segmente 23 unisono u odnosu na glavno telo 201. Na primer, svaki segment može biti fiksiran za polugu sa navojem koja se prostire radijalno od trna i zahvata navrtku sa navojem koja je rotaziono postavljena u glavnom telu 201, tako da rotiranje navrtke uzrokuje radijalno kretanje poluge sa navojem i njegovog segmenta 23. Rotiranje navrtki sa navojem može biti sinhronizovano, ili upravljačkim motorima koji uzrokuju njihovo rotiranje, ili mehanizmom koji uzupčuje rotiranja navrtki. Mogu se koristiti drugi tipovi aktuatora, ili pojedinačno kontrolisani ili međusobno povezani radnim mehanizmom radi kretanja segmenata 23 u odnosu na glavno telo 201 trna 22.

[0083] Kao alternativa trnu koji ima kontinuirano varijablan prečnik, na primer u slučajevima velikog obima proizvodnje određene veličine i tipa jezgra statora, trn može jednostavno da ima tri alternativna položaja koji odgovaraju prečniku D1 namotavanja, prečniku D2 fiksiranja, i smanjenom prečniku D3 za ispuštanje gotovog laminiranog jezgra. Ova tri prečnika biće prethodno utvrđena na osnovu nominalnih dimenzija laminiranog jezgra i osobina materijala trake korišćene za formiranja jezgra.

[0084]U primeru izvođenja ilustrovanom na Fig.1, krunasta metalna traka 4a uvodi se u rezervu 5 a zatim u stanicu za namotavanje 12a. U alternativnom rasporedu, prethodno formirana krunasta traka 4a, 4b može biti smeštena na koturu ili bubnju, i može se direktno isporučiti i sa prekidima stanici za namotavanje 12a.

[0085] U primerima izvođenja koji su opisani gore, operacije namotavanja, fiksiranja i ispuštanja izvode se u razdvojenim stanicama 12a, 12b i 12c. Međutim predviđeno je da stanica za formiranje jezgra 10 može da obuhvati samo jedan trn 22 koji sekvencijalno izvodi operacije namotavanja, fiksiranja i ispuštanja na jednoj lokaciji.

[0086] U alternativnom primeru izvođenja, stanica za formiranje jezgra 10 može da obuhvati 2 trna 22 pokretna između stanice za namotavanje i stanice za fiksiranje, tako da kada jedan trn namotava jezgro u stanici za namotavanje, drugi trn je smešten u stanici za fiksiranje radi fiksiranja namotanog jezgra, i gotovo jezgro se uklanja sa trna u stanici za fiksiranje.

[0087] Slično tome, stanica za formiranje jezgra 10 može da ima tri ili više trnova 22 gde svaki sekvencijalno izvodi operacije namotavanja, fiksiranja i ispuštanja na različitim lokacijama. Na primer, stanica za formiranje jezgra 10 može da ima obrtni sto 11 izveden sa šest trnova 22, tako da dva trna mogu simultano da namotavaju jezgra, dok druga dva trna mogu da fiksiraju namotaje jezgra, i poslednja dva trna mogu da ispuštaju gotova laminirana jezgra. U ovom primeru, šest trnova mogu biti podjednako razmaknuti po obimu tog stola, i svaka stanica za namotavanje, fiksiranje i ispuštanje može biti dijametralno naspramna drugoj stanici za namotavanje, fiksiranje i ispuštanje, repektivno. Takav raspored ako je izveden sa respektivnom stanicom za stvaranje rezerve 5 za svaku od krunastih traka 4a i 4b, može simultano da proizvodi laminirana jezgra od dve krunaste trake 4a i 4b formirane u stanici za izbijanje 3 od ravne metalne trake 2.

[0088] U gornjem opisu, krunaste trake 4a i 4b se namotavaju glatkim ivicama trake radijalno ka spolja, tako da laminirana jezgra formirana u stanici za formiranje jezgra 10 za formiranje jezgra imaju unutrašnje žlebovi S i zube 45, tako da električni namotaji mogu biti postavljeni unutar jezgra radi formiranja statora. Međutim, predviđeno je da krunaste trake 4a i 4b mogu biti namotane na trn 22 sa osnovom 40 svakog elementa susednoj trnu, i prstima 42 koje se prostiru radijalno ka spolja. Tako formirano laminirano jezgro imalo bi tada spoljne žlebove S i zube 45, za smeštaj električnih namotaja koji odgovaraju rotoru električne mašine. U tom primeru, elementi E krunastih traka mogu biti u obliku obrnutog "T" , pri čemu svaki element ima a jedan prst 42 pozicioniran centralno od osnove 40. Otvori 44 mogu biti formirani na svakom kraju osnove svakog elementa, i ispusti se mogu formirati da se prostiru od svakog otvora 44 do ivice trake koja je udaljena od prsta 42 tako da se omogući susednim elementima da se zakrivljuju oko trna tokom namotavanja.Ispusti mogu da imaju naspramne ivice koje konvergiraju ka otvoru 44 pod uglom α dezavisno od broja of segmenata koji formiraju svaki namotaj jezgra, kao što je prethodno objašnjeno u odnosu na ugao α između prstiju 42. U stanici za fiksiranje, mogu se naneti varne linije 51 duž baosnove žlebova S formiranih na spoljašnjoj strani jezgra kako bi se navojci jezgro međusobno fiksirali.

Claims (17)

Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju laminiranog jezgro za električnu mašinu, koji obuhvata sledeće faze:

namotavanje oblikovane trake (4a, 4b), koja ima pravu ivicu i krunastu ivicu, na trn (22) radi formiranja spiralnog namotaj pri čemu je ravna traka suštinski upravna na osu spiralnog namotaja;

i naznačen time, što obuhvata sledeće faze:

tokom pomenutog namotavanja, traka je stegnuta između klipa (25) i podiznog prstena (24), pomenuti klip (25) i podizni prsten (24) okružuju trn, pri čemu, kako napreduje namotavanje jezgra, podizni prsten (24) kreće se aksijalno duž trna (22) radi smeštanja novoformiranih navojaka namotaja jezgra, dok se održava potrebna sila stezanja između klipa (25) i podiznog prstena (24) da se održi oblik namotaja;

povećavanje prečnika trna za prvi unapred određen iznos, dok je trn unutar spiralnog namotaj radi saopštavanja zateznog naprezanja na navojcima spiralnog namotaja;

osiguravanje svakog navojka napregnutog spiralnog namotaja u odnosu na njegov susedni navojak ili navojke radi formiranja laminiranog jezgra;

smanjivanje prečnika trna za drugi unapred određen iznos veći od prvog unapred određenog iznosa radi relaksiranja laminiranog jezgra; i

uklanjanje laminiranog jezgra sa trna.

2. Postupak prema zahtevu 1, pri čemu laminiran jezgro ima prethodno utvrđen nominalni unutrašnji prečnik, i pri čemu:

faza namotavanja se izvodi sa prečnikom (D1) trna do 5% manjim od nominalnog unutrašnjeg prečnika laminiranog jezgra; i

faza osiguravanja se izvodi sa prečnikom (D2) trna do 5% većim od nominalnog unutrašnjeg prečnika laminiranog jezgra.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili zahtevu 2, pri čemu je trn postavljen za kretanje između stanice za namotavanje, stanice za kalibrisanje, i ispusne stanice, i pri čemu se faza namotavanja izvodi u stanici za namotavanje, osiguravanje navojaka se izvodi u stanici za kalibrisanje, i uklanjanje laminiranog jezgra sa trna se izvodi u ispusnoj stanici.

4. Postupak prema zahtevu 3, pri čemu se faza povećavanje prečnika trna izvodi dok se trn kreće od stanice za namotavanje ka stanici za kalibrisanje, i faza smanjivanja prečnika trna se izvodi dok se trn kreće od stanice za kalibrisanje ka ispusnoj stanici.

5. Postupak prema zahtevu 3, pri čemu se faza povećavanja prečnika trna izvodi dok je trn u stanici za kalibrisanje, i faza smanjivanja prečnika trna se izvodi dok je trn u ispusnoj stanici.

6. Postupak prema bilo kom od prethodnog zahteva, pri čemu faza osiguravanja svakog navojka napregnutog spiralnog namotaja za njegov susedni navojak ili navojke obuhvata formiranje varne linije koje se prostiru podužno duž spoljne površine namotaja.

7. Postupak prema bilo kom od prethodnog zahteva, pri čemu faza namotavanja oblikovane trake na trn obuhvata pozicioniranje krunaste ivice oblikovane traka susedno do trna.

8. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 6, pri čemu faza namotavanja oblikovane trake na trn obuhvata pozicioniranje generalno prave ivice oblikovane trake susedno do trna.

9. Postupak prema bilo kom prethodnom zahtevu koji dalje uključuje sledeće faze:

formiranje ravne metalne trake u oblikovanu traku (4a, 4b), koja ima pravu ivicu i krunastu ivica, reznom mašinom (3); i

bilo uvođenje krunaste metalne trake u stanicu za rezervu i zatim u stanicu za namotavanje, bilo smeštanje krunaste metalne trake na kotur ili bubanj i zatim isporučivanje oblikovane trake direktno i sa prekidima stanici za namotavanje.

10. Uređaj za proizvodnju laminiranog jezgra za električne mašine, gde ovaj uređaj obuhvata:

cilindričan trn (22) podesivog prečnika;

motalica za namotavanje oblikovane trake (4a) na trn (22) radi formiranja spiralnog namotaja, pri čemu je ravna traka suštinski upravna na osu spiralnog namotaja;

pritezač (25) za pritezanje spiralnog namotaja na trnu, pri čemu taj pritezač obuhvataju klip (25) i podizni prsten (24), gde pomenuti klip (25) i podizni prsten (24) okružuju trn, koji je kofigurisan tako da, kako napreduje namotavanje jezgra, podizni prsten (24) se kreće aksijalno duž trna (22) radi smeštanja novoformiranih navojaka namotaja jezgra, dok se održava potrebna sila stezanja između klipa (25) i podiznog prstena (24) da se održi oblik namotaja;

fiksator (50) za međusobno fiksiranje navojaka spiralnog namotaja radi formiranja laminiranog jezgra;

otpusno sredstvo (24) za uklanjanje laminiranog jezgra sa trna; gde je ovaj uređaj naznačen time, što dalje obuhvata:

podešavajući sklop (23, 202, 203, 204) za selektivno podešavanje prečnika trna na prvi prečnik (D1), na drugi prečnik (D2) veći od prvog prečnika (D1), i na treći prečnik (D3) manji od prvog prečnik (D1); i

upravljačko sredstvo (100) za upravljanje rada podešavajućeg sklopa, motalice, pritezača, fiksatora i otpusnog sredstva tako da:

u prvoj fazi podešavajući sklop podešava trn na prvi prečnik dok motalica namotava oblikovanu traku na trn radi formiranja spiralnog namotaja;

u drugoj fazi podešavajući sklop širi trn na drugi prečnik dok je trn unutar the namotaja radi saopštavanja zateznog naprezanja navojcima namotaja, i pritezač drži te navojke namotaja napregnutom položaj, dok fiksator fiksira te navojke u odnosu jedan na drugi radi formiranja laminiranog jezgra; i

u trećoj fazi podešavajući sklop skuplja trn na treći prečnik, i upravljačko sredstvo kontroliše rad otpusnog sredstva skidanja laminiranog jezgra sa trna.

11. Uređaj prema zahtevu 10, pri čemu je obezbeđeno više podesivih trnova (22), pri čemu je svaki trn pokretan između stanice za namotavanje u kojoj se oblikovana traka namotava na trn radi formiranja spiralnog namotaja, stanice za kalibrisanje i fiksiranje u kojoj je spiralni namotaj stegnut i fiksiran radi formiranja laminiranog jezgra, i ispusne stanice u kojoj se laminirano jezgro uklanja sa trna.

12. Uređaj prema zahtevu 11, pri čemu su tri trns (11)postavljena za ciklično kretanje između stanice za namotavanje, stanice za kalibrisanje i fiksiranje, i ispusne stanice.

13. Uređaj prema bilo kom od zahteva 10 do 12, pri čemu ovaj uređaj dalje uključuje stanicu (3) za izbijanje koja prima metalnu traku i izbija je radi formiranja otsečaka trake (4a, 4b), koji imaju pravu ivicu i krunastu ivicu, za namotavanje na trn.

14. Uređaj prema zahtevu 13, koji dalje uključuje stanicu (5) za stvaranje rezerve za prihvat otsečka trake iz stanice za izbijanje, i sa prekidima isporučuje taj otsečak trake stanici za namotavanje.

15. Uređaj prema zahtevu 14, pri čemu stanica (5) za stvaranje rezerve obuhvata dve koturače (6b, 7) oko kojih otsečak trake pravi petlju, pri čemu je jedna koturača (7) pokretna u odnosu na onu drugu kako bi se povećala i smanjila dužina krećućeg otsečka trake koji je smešten u stanici za stvaranje rezerve.

16. Postupak za proizvodnju rotora ili statora za električne mašina, koji obuhvata sledeće faze: proizvodnju laminiranog jezgra korišćenjem postupka iz bilo kog od zahteva 1 do 9; i postavljanje električnih namotaja na laminirano jezgro.

17. Postupak za proizvodnju električne mašina, koji obuhvata sledeće faze:

proizvodnju laminiranog jezgra korišćenjem postupka iz bilo kog od zahteva 1 do 9; postavljanje električnih namotaji na laminirano jezgro; i

inkorporisanje laminiranog jezgra i električnih namotaja u neku električnu mašinu.