專利名稱：導電線的制造方法及其制造設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及旋轉電機繞組用導電線的制造方法，以及實施該制造方法的設備。
特別地，本發明是關于由橫截面一般為圓形的導線制造出縱向扁平的導電線的制造方法。
雖然制造繞組而使用這種導線特別有優點，但也有一些很大的缺點。
首先，在電線制造過程中，在一機器中特別是在導電線上涂絕緣漆涂層的機器中，矩形截面導電線的行進的速度，必須比圓形截面導電線行進速度慢，這很難適應高速生產線。
另外，在這樣的涂覆機器中，漆很難沉積在導電線邊棱上。因而在導電線表面漆的厚度有差別。
為了克服此缺點，制出邊棱倒角，該倒角具有最小的曲率半徑，以便使絕緣層能很好地粘附。然而這就帶來導電線總可用截面的減少。
事實上，例如對于矩形截面的導電線，其厚度為1.4mm且其寬度為2mm，以及在棱角處的曲率半徑為0.5mm，導電線的總截面面積為2.585mm2，這就表示與棱角為直角的截面相比，截面面積損失8％。
此外，使用扁平導電線使得導電線的卷繞和開卷相當難于進行，在此意義上，若沒有很好地導向，導電線有自纏結的傾向。這就必須在一線架上進行調整，而圓形截面的導電線則很容易在一管筒上繞卷或放卷，而不必在放卷時使管筒旋轉。
扁平導電線在線架上繞卷和放卷就必須有伺服控制器使線架旋轉，而對于圓形截面的導電線而言，就不必如此了。
另外在市場上很難找到扁平導電線重量大于80公斤的線架，而圓形導電線管筒可很容易容納大于200公斤或300公斤的導電線，這相對減少了停產次數。
最后應注意，對于圓形導電線的給定截面，就只有一個截面直徑，而對于扁平導電線的給定截面，所考慮的圓形則存在很大的幾何差異，實際上，禁止在生產廠家和分銷站大量庫存這樣的導電線。
為此目的，由橫截面一般為圓形的導電線制造旋轉電機用繞組導電線的方法便提出了，其特征在于，該方法包括兩個步驟—由一供料支座連續抽取圓形導電線，以及—在導電線上對徑向區域施加縱向力，以便使導電線變成縱向扁平形狀。
而且圓形導電線上有一電絕緣包殼，正是通過該絕緣包殼把力施加到導電線上。
本發明所推薦的方法優點是，能得到成本降低的有絕緣層的扁平導電線，這個絕緣層，例如是漆質的，形成電絕緣的一層包殼。事實上，在圓形導電線上涂覆絕緣層比在扁平或任何其它截面形狀的導電線上要容易和經濟得多。
本方法可具有以下一個或多個特征，這些特征可按各種可能的技術組合單獨使用。
—在導電線厚度方向上施加所述作用之后，再在導電線的寬度上，在垂直于已形成的扁平面的徑向區上施加附加的力，以便形成橫截面一般為矩形的導電線。
根據本發明所述方法得到的橫截面為矩形的絕緣導電線使得能夠很經濟地制造帶回形線的定子繞組。優點是，這些回形線包括兩個分支，這些分支形成導電棒，從而把它們插入定子槽中，這些槽的每一個都能至少接受兩個導體。優點在于，按徑向對齊的方式將四條分支插入定子的每一槽中，以便得到例如一個六相交流發電機，一般矩形截面的導電線能使槽填滿系數最佳化。
—在所述導電線寬度方向上，在所述導線的相對徑向區域上施加附加力的同時，在導電線厚度方向上縱向地施加力，以便形成橫截面為矩形的導電線，其相鄰扁平面(M、M′)之間呈直角。
因此，所得到的導電線有很完好的矩形截面，這就使得充填旋轉式電機的定子槽或轉子槽的充填系數高。
—施加所述兩個力的兩個步驟中，每一步驟都使所述導線至少在一對軋輥之間通過；—導電線截面的長寬比要小于或等于2，在所述加力的兩個步驟，在每一步驟都使所述導電線在唯一的一對軋輥之間通過。
本發明還有一目的是，旋轉電機的繞組用的導電線的制造設備，所述導線用橫截面一般為圓形的導電線制得，其特征在于，上述導電線有絕緣包殼，制造設備至少配備一對軋輥，這對軋輥適合通過上述絕緣包殼在相對的徑向區上對導電線共同施加力，以便形成扁平導電線，所述設備還帶有使軋輥之間的導電線前進的裝置。
有利地，設備至少包括分別安置在沿導電線行進方向的上游和下游的兩對軋輥，上游的那對軋輥外周工作面呈凹狀。
導電線是從一供料管筒12連續抽取的圓形截面導電線開始制造，在供料管筒12中卷繞著導電線。
這樣制造的扁平導電線，例如用于制造旋轉電機的繞組。
為了制造這種導電線，首先從圓形截面導電線開始，圓形截面導電線包括中央芯線A，它是導電材料制成的，例如以銅為材料，外面覆蓋一層絕緣物質E，形成電絕緣的包殼。其優點是這個絕緣包殼是漆質的。
正如在
圖1所看到的，設備主要有一整套軋輥，這整套軋輥聯合在導電線上施力，以便使其成形，還帶有使軋輥之間的導電線按照箭頭表示的方向前進的裝置(圖上未表示出來)，這個裝置例如可以是馬達驅動的滾輪。
在圖示的實施例中，所制造的導電線具有矩形的橫截面。
因此，要使導電線通過兩套軋輥對，即第一套軋輥對P1、P2、P3和P4，每對軋輥要適合于在相對的徑向區域上對導電線14聯合施加縱向力，以便在這些區域形成一般為平行四邊形的扁平面；和第二套軋輥對P1′和P2′，其軸線垂直于第一套軋輥P1、P2、P3和P4的軸線，以便形成扁平側面，所述扁平側面垂直于第一套軋輥形成的扁平面。
參考圖2和圖3，對于導電線的某一區段，導電線的成形是按照兩個連續階段進行的，在此過程中，導電線的所述區段先后進入兩套軋輥，以便形成相應的扁平面M和M′。
應注意到，為了實現這種成形，作用力直接施加到包繞導線14的漆質層。
因此，最好對每套軋輥使用幾對軋輥，使得每對軋輥所施加的碾壓力足夠小，以便不損壞形成絕緣包殼的漆質層。
特別是，如果成形導電線的橫截面的長與寬之比大于2，對每一成形階段，使用幾對軋輥進行加工。
還要注意到，根據要制造的最終產品形狀，有可能只使用一套軋輥。
事實上，如果在導電線上制出兩徑向相對的扁平面較為合適的話，就可使用具有一對或多對軋輥的單套軋輥，其在導電線徑向相對的兩個區域共同施力，以便形成徑向相對的縱向扁平面。
最后參考圖4，根據最終導電線的形狀，對于每一成形階段，必須使用從上游到下游串聯排列的多對軋輥，考慮到導電線前進的方向，對于上游軋輥，其有工作表面，也就是說通過這個表面對導電線施加力的表面，應該是凹狀的，而下游軋輥，其工作表面是平的。
這樣就大大減小對絕緣漆質層施加的應力水平。
圖5表示由圓形截面的導電線加工成矩形截面的導電線的制造設備的另一實施方案。在圖5情況中，最終矩形通過配置下述兩對軋輥即可得到，對于這兩對軋輥，例如根據圖1為P1、P1′，其旋轉軸線是相互垂直的，使得兩軸線在同一平面中轉動，該平面垂直于導電線前進的方向，也就是說，在厚度方向和寬度方向上同時施力。軋輥P1在厚度上實現碾平的作用，所述軋輥P1由馬達驅動旋轉，使導電線在制造過程中前進。另一方面軋輥P1′在寬度上實現碾平變形，其沒有電機驅動。在圖5實施方案所描述的設備的優點是，它能由帶絕緣包殼的圓形導電線制造出矩形截面的導電線。其扁平面M和M′形成直角。這直角是通過下述方法得到的，即軋輥對同時作用在四個平面上，從而形成扁平面M，M′，進而避免了導電線的任何扭曲，而在第一套軋輥P1、P2、P3和P4完成大寬度扁平面加工之后再由第二套軋輥P1′、P2′加工側面扁平導電線的情況下，導電線有所扭曲。這種實施方案還有一優點，那就是提供一種很緊湊的導電線制造設備，因為兩套軋輥P1、P2和P1′、P2′的軸線是在同一平面里。
軋輥P1按至少等于導電線厚度的一間距軸向地位于導電線的兩側，而軋輥P1′則位于兩軋輥P1之間。
一般而言，關于軋輥直徑，最好給定所述的作用在厚度方向的軋輥P1、P2……的直徑至少等于碾平過的導電線厚度的60倍，而軋輥P1′、P2′……即作用在寬度方向上的軋輥直徑應大于碾平過的導電線寬度的30倍。使用大直徑的軋輥有好處，因為它可以減少軋輥的旋轉速度，從而達到生熱較少，并減少磨損。事實上，所施加的力分散到較大的平面上。另一優點是導電線變形是漸進的，因而對于漆質包層的作用就不那么劇烈了。
其優點在于，本發明應用于機動車輛的交流發電機或交流發電機-啟動器，其包括一定子，一配置在定子內部的帶N對磁極的凸極轉子(rotoràgriffes)，所述轉子帶有一個勵磁繞組，所述繞組配有一輸入線和一輸出線，所述定子包括一個圓筒殼體，多相電路的每一相是由多個導電體元件構成，所述導電體元件沿著定子周圍在一輸入端和一輸出端之間串聯安置，所述圓筒殼體在其內部徑向面上包括徑向槽，所述槽至少容納四個相導電體元件，這些導電體元件在徑向方向上并列地安置在槽里，以便至少形成四個導電體元件層，每個導電體元件都呈回形針狀，其在兩個槽中延伸，并包括第一分支，所述第一分支安置在槽中預定的層中；和第二分支，其安置在另一槽預定的層中，并且在兩個分支之間，在定子殼體軸向一側，在外周方向中形成一個U形頭部，而在殼體的另一側，一個導電體元件分支的一個自由端電連接到另一導電體元件的一分支的一個自由端，一半的導電體元件通過它們的第一分支插入一個槽中，而第二分支分別插入另一同樣的槽中，從而在這兩個槽之間每個形成上述U形。
作為例證，圖6示出一臺機動車輛用交流發電機的一般結構。交流發電機，從圖6上的從左到右，即從前到后，帶有一個驅動皮帶輪21，該皮帶輪聯接在軸22的前端部，其后端部帶有集電環(無標號)該集電環屬于集電器23。軸22的軸線就是這臺發電機旋轉的軸線。
軸22的中央固定地帶有轉子24，轉子配有勵磁繞組25，該繞組的端頭聯接到集電環23上。此處轉子24是Lvndell型凸極轉子，因此帶有前后兩個磁極輪26、27，每個磁極輪分別帶有前風扇28和后風扇29。每個磁極輪26、27都帶有垂直于軸22軸線的一個輪盤，在輪盤的外周安設軸向排列的齒。齒呈梯形，齒上有斜棱。一個磁極輪的齒指向另一磁極輪，并且相對于這另一磁極輪的齒有角偏移。當繞組25被激勵時，轉子24被磁化，這樣它就確定了磁極，每個磁極輪此時分別帶有N個北極和N個南極，這些磁極是由磁極輪上的齒構成。
調整器與一個電流整流裝置31連接，例如像二極管橋式整流裝置(在圖6其中二個能看到)而橋式電路整流裝置連接到配在線圈上的相輸出端，所述線圈是交流發電機定子32上帶的。
這些電風扇28、29分別安設在前支座33和后支座34附近。支座33、34上有鉆孔，當風扇28、29—轉子24—軸22的整體被皮帶輪帶動旋轉時，通過風扇28、29給發電機內部送風，而皮帶輪21通過傳動機構聯接到機動車輛的發動機上，傳動機構至少包括一條皮帶連接到皮帶輪21上。這種通風能夠冷卻定子32的繞組和線圈25以及電刷架30及其發生器和整流裝置31。在圖6上用箭頭表示通過支座33，34和發電機內部的不同孔的冷卻流體—此處為空氣—所遵循的流動路線。
整流裝置31，電刷架30以及孔保護罩(無標號)都固定在支座34上，所以后風扇29要比前風扇功率大。人所共知，支座33、34是相互聯接在一起的，這里借助于螺桿或各種拉緊螺栓(埋頭的)，以便形成一個殼體或座架，以便于安裝在車輛的一個固定部分。
在每個支座33、34的中央都有一滾珠軸承35、36，以便支撐旋轉軸2的前后端進行旋轉，軸2穿過支座33、34以便帶有皮帶輪21和集電環23。
圖7和圖8表示一個定子32，包括軸線為X-X的圓筒體38和兩個系列的三相繞組，這兩個系列的三相繞組的電偏移為30°，并從整流裝置一側看表現為一個六相繞組。六相應理解為二個系列電偏移為30°的三相繞組，每一個三相繞組都繞成具有一獨立的中性點的星形。
每一相p1到p6各自都由多個導電體元件40形成，導電體元件沿著定子32的周圍，在輸入端(分別從E1到E6)和輸出端(分別從S1到S6)進行串聯聯接，如圖9所示的，以便形成至少每個徑向槽一個相線圈。
因此，如圖9所示，圓筒體38也稱為定子包，在其徑向內表面上包括徑向溝槽L，所述溝槽至少容納四個相導電體元件40。這些導電體元件40在槽L中以徑向并列放置，以便至少形成四層導電體C1到C4，按照逐漸遠離圓筒體徑向內表面的順序排放，如圖9所示的一槽四個導電體元件的情況。
優點在于，導電體元件C1到C4是根據本發明所描述的方法制造的，因此，導電體元件C1到C4主要為矩形截面形狀，是從供料支座12連續抽取的圓形截面導電線，并在徑向相對的區域上，在導電線厚度的方向里對導電線施加縱向力，以便形成導電線的縱向扁平面M，圓形導電線有一電絕緣包殼，通過該絕緣包殼將力加在導電線上。然后，在施加上述力階段之后或者同時，再在導電線的垂直于已形成的扁平面相對的徑向區域，在導電線的寬度方向上施加附加的力，以便形成橫截面基本是矩形的導電線。
權利要求
1.一種導電線的制造方法，所述導電線用于旋轉式電機的繞組，其最初用一種橫截面為圓形的導電線(14)制成，其特征在于，所述方法包括兩個步驟—由一供料支座(12)連續抽取所述圓形導電線，以及—在相對的徑向區域上對所述導電線縱向地施加力，以便在所述導電線上形成縱向扁平面(M，M′)；而且所述圓形導電線(14)配有一電絕緣包殼，通過所述絕緣包殼將作用力施加在所述導電線上。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述導電線厚度方向上施加所述作用力的步驟之后，在垂直于已形成的扁平面的相對徑向區域上，在所述導電線的寬度方向上施加附加力，以便形成橫截面一般為矩形的導電線。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述導電線寬度方向上，在所述導電線的相對徑向區域上施加附加力的同時，在所述導電線厚度方向上縱向地施加力，以便形成矩形橫截面的導電線，相鄰的扁平面(M，M′)呈直角。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在施加所述力的步驟中，每個步驟都使所述導電線在至少一對軋輥(P1，P2，P3，P4；P1′、P2′)之間通過。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述導電線的截面的長寬比應小于或等于2，在所述導電線的厚度和寬度方向上施加力的步驟中，每個步驟都使所述導電線只在一對軋輥中通過。
6.一種制造設備，其用于制造旋轉式電機的繞組用的導電線，所述導電線最初用圓形截面的導電線制成，其特征在于，所述導電線帶有一絕緣包殼(E)，所述設備至少帶有一對軋輥(p1，p2，p3，p4；p1′，p2′)所述軋輥對通過所述絕緣包殼(E)在相對的徑向區域上共同對所述的導電線施加力，以便在所述導電線上形成扁平面，所述設備還帶有使所述導電線在所述軋輥對之間行進的裝置。
7.根據權利要求6所述的設備，其特征在于，所述設備包括至少兩對軋輥(P1，P2，P3，P4；P1′，P2′)，所述軋輥對按所述導線行進的方向分別安置在上游和下游處，所述上游軋輥對包括一個凹形工作外表面。
8.根據權利要求6所述的設備，其特征在于，所述設備至少有兩對軋輥(P1，P2，P3，P4；P1′，P2′)，所述軋輥對的旋轉軸線相互垂直，這種布置使得其旋轉軸線都在垂直于所述導電線行進方向的同一平面中。
9.根據權利要求6所述方法，其特征在于，所述的作用在所述導電線寬度方向上的軋輥對(P1′P2′)位于所述的在所述導電線厚度方向上作用的軋輥對(P1，P2)之間。
10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述扁平導電線厚度方向上作用的軋輥(P1，P2，P3，P4)直徑大于所述扁平導電線厚度的60倍。
11.根據權利要求6所述方法，其特征在于，在所述扁平導電線寬度方向上作用的軋輥(P1′，P2′，P3′，P4′)的直徑大于所述扁平導電線寬度的30倍。
12.根據權利要求6所述設備，其特征在于，在所述扁平導電線厚度方向上作用的軋輥(P1，P2，P3，P4)是由電機驅動的，用于在制造加工過程中使所述導電線前行。
13.機動車輛用的交流發電機，其包括一個定子(32)，一個帶N對磁極的凸極轉子(24)，這N對磁極都配置在所述定子(32)的內部，并帶有一個勵磁繞組(25)，所述定子(32)包括一圓筒體(38)，每相都由多個導電體元件(40)形成的多個相沿著所述定子外圍，安裝在輸入端(E)和輸出端(S)之間，所述圓筒體(38)在其徑向內表面上包括徑向槽(L)，在所述槽中至少容納兩個相導電體元件(40)，所述導電體元件在所述槽中在徑向方向上并列，以便形成至少兩層矩形橫截面的導電體元件，每個導電體元件(40)具有在兩個槽之間伸展的回形針式的形狀，其特征在于，所述橫截面基本為矩形的導電體元件是根據權利要求1到5中任一項所述方法來獲得的。
全文摘要
由橫截面形狀基本為圓形的導電線(14)制造旋轉電機繞組導線的方法包括兩個步驟由一供料支座連續抽取圓形導電線(14)，和在相對的徑向區域上對所述導電線施加縱向力，以便形成所述導電線的縱向扁平面(M，M′)。所述圓形導電線有一電絕緣包殼(E)，通過該絕緣包殼將力施加在所述導電線上。
文檔編號B21B3/00GK1461244SQ0280116
公開日2003年12月10日 申請日期2002年4月30日 優先權日2001年4月30日
發明者丹尼斯·艾文 申請人:瓦萊奧電機設備公司