Способ и устройство для формирования изолированных проводников ротора
Изобретение относится к области электротехники и касается способа формирования изолированных проводников ротора, используемых в узле ротора вращающейся электрической машины, а также особенностей конструктивного выполнения модульного устройства для осуществления данного способа. Предложено устройство для формирования изолированного проводника ротора путем нанесения изоляционного материала на одну сторону плоского электрического проводника при контролируемом нагреве и механическом давлении. Проводник ротора пригоден для сборки в узел ротора вращающейся электрической машины, такой как генератор переменного тока. Устройство содержит модули для обеспечения простого перемещения к производственной среде и обеспечения эффективного использования производственного пространства. Также раскрыт соответствующий способ формирования изолированных проводников ротора. Технический результат - снижение трудоемкости операций пакетной обработки и исключение дорогостоящей повторной обработки деталей, что обеспечивает повышение эффективности использования рабочей силы и оборудования. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящая заявка испрашивает приоритет 20 сентября 2007 г. согласно дате подачи Предварительной патентной заявки США № 60/973857.
Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для присоединения изоляционного материала к плоскому электрическому проводнику и, более конкретно, к модульному устройству для формирования изолированного проводника ротора для использования в узле ротора вращающейся электрической машины.
Предшествующий уровень техники
Генераторы переменного тока для использования в оборудовании генерации электроэнергии содержат одну или более катушек статора, окружающих узел ротора обычно цилиндрической формы, закрепленный на вращающемся валу. Узел ротора содержит множество электрических проводников, выполненных в форме катушки вокруг вала. Возбуждение катушки ротора электрическим током создает магнитное поле вокруг узла ротора. Первичный двигатель, такой как паровой или газотурбинный двигатель, связанный с валом ротора, заставляет узел ротора и окружающее магнитное поле вращаться в пределах узла статора, индуцируя переменный ток, протекающий в стационарных катушках статора. Мощность, генерируемая таким образом, распределяется потребителям, связанным с соответствующей передающей и распределительной сетью.
Изготовители больших вращающихся электрических машин, таких как генераторы переменного тока для генерации электроэнергии, производят такое оборудование с различными емкостями и физическими размерами. Узлы роторов этих машин традиционно содержат множество электрических проводников, выполненных из, по существу, прямых и плоских медных полос, которые изолированы, по меньшей мере, на одной стороне. Поскольку узлы ротора производятся во множестве физических размеров для использования в машинах различной производительности, используются проводники ротора, имеющие различные предопределенные длины, ширины и толщины. Например, проводники ротора для использования в генераторах переменного тока для применений в коммунальных сетях могут быть изготовлены из медных полос, имеющих толщины в пределах диапазона приблизительно от 0,1 дюйма до 0,5 дюйма, ширины в пределах диапазона приблизительно от 0,8 дюйма до 2,0 дюймов и длины в пределах диапазона приблизительно от 10 футов до 30 футов.
Поскольку вращающиеся машины сами производятся малыми партиями, часто по одной, проводники ротора типично производятся в размерах малых партий. Эти малые партии часто изготавливаются в значительной степени вручную в трудоемких операциях пакетной обработки, приводящих к неэффективному использованию рабочей силы и оборудования. Например, приложение изоляции к медным полосам вручную часто приводит к дорогостоящей повторной обработке обрабатываемых деталей и делает неэффективным использование ограниченного пространства в производственном оборудовании из-за длины проводников.
Сущность изобретения
В соответствии с одним аспектом изобретения предусмотрено устройство для формирования изолированных проводников ротора, содержащих плоский электрический проводник, имеющий слой изоляционного материала, связанный с ним. Устройство содержит множество модулей, разъемно присоединенных друг к другу для переноса слоя изоляционного материала и отдельных электрических проводников в направлении процесса через модули. Модули содержат модуль подачи, модуль соединения и модуль накопления. Модуль подачи подает отдельные электрические проводники из стопки электрических проводников в предопределенное первое положение в модуле подачи. Модуль соединения расположен смежно с модулем подачи и предназначен для соединения слоя изоляционного материала с электрическими проводниками, чтобы сформировать сплошную единую структуру, определяющую изолированные проводники ротора. Модуль соединения содержит нагревательную камеру, содержащую нагревательное устройство для нагревания электрических проводников и слоя изоляционного материала до предопределенной температуры, чтобы таким образом соединить слой изоляционного материала с отдельными электрическими проводниками, отверстие подачи, сформированное на стороне нагревательной камеры и выровненное с первым положением, для приема электрических проводников и слоя изоляционного материала в направлении процесса, и выходное отверстие, сформированное на стороне, противоположной нагревательной камере, и выровненное с отверстием подачи, для выгрузки изолированных проводников ротора из модуля соединения. Модуль накопления расположен после модуля соединения в направлении процесса для приема изолированных проводников ротора. Модуль накопления содержит резервуар накопления для приема множества изолированных проводников ротора, уложенных в стопку по вертикали.
В соответствии с другим аспектом изобретения предусмотрен способ для формирования изолированного проводника ротора, содержащего плоский электрический проводник, имеющий слой изоляционного материала, присоединенный к нему в устройстве, содержащем множество модулей, разъемно присоединенных друг к другу для переноса слоя изоляционного материала и отдельных электрических проводников в направлении процесса через модули. Способ содержит этапы обеспечения множества электрических проводников на модуле подачи, обеспечения слоя изоляционного материала для отдельных электрических проводников на модуле подачи, переноса каждого из электрических проводников, имеющих слой изоляционного материала, от модуля подачи к модулю соединения, расположенному смежно с модулем подачи, нагревания каждого из электрических проводников, имеющих слой изоляционного материала, внутри модуля соединения, чтобы активировать термоактивируемый клей на поверхности изоляционного материала, чтобы соединить слой изоляционного материала с электрическим проводником, формируя изолированный проводник ротора; и переноса каждого из изолированных проводников ротора от модуля соединения к модулю накопления, где множество изолированных проводников ротора сохраняются.
Краткое описание чертежей
В то время как описание заканчивается формулой изобретения, конкретно определяющей и отчетливо формулирующей настоящее изобретение, представляется, что настоящее изобретение будет лучше понято из следующего описания во взаимосвязи с иллюстрирующими чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают сходные элементы, и на которых показано следующее:
фиг.1 - схематичный вид спереди модульного устройства изготовления согласно настоящему изобретению, показывающий модуль подачи/присоединения с присоединенным устройством распределения, модуль соединения, модуль кондиционирования и модуль накопления, собранные в состоянии, подходящем для работы;
фиг.1A - схематичное пространственное представление модуля подачи/присоединения по фиг.1, показывающее резервуар подачи, содержащий множество электрических проводников;
фиг.1B - пространственное представление электрического проводника с изоляционным материалом, приложенным на его верхней стороне;
фиг.2 - схематичный вид сбоку в разрезе модуля соединения, показанного соединенным с модулем подачи/присоединения;
фиг.2A - вид сбоку электрического проводника со слоем изоляционного материала, соединенным с ним;
фиг.3 - схематичный вид сбоку в разрезе модуля кондиционирования;
фиг.4 - частичное схематичное пространственное представление модуля накопления, показывающее резервуар накопления для накопления множества законченных изолированных проводников ротора; и
фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая этапы настоящего изобретения.
Детальное описание изобретения
В следующем детальном описании предпочтительных вариантов осуществления ссылки даются на иллюстрирующие чертежи, которые являются частью описания, и на которых показаны в качестве иллюстрации, но не ограничения, определенные предпочтительные варианты осуществления, в которых может быть реализовано изобретение. Понятно, что другие варианты осуществления также могут быть использованы, и что могут быть выполнены изменения без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения.
Настоящее изобретение обеспечивает способ и модульное устройство изготовления для нанесения изоляции, по меньшей мере, на одну сторону плоского электрического проводника. Устройство является конфигурируемым для изготовления изолированных проводников ротора, имеющих различные предопределенные толщины, ширины и длины. Модульное устройство легко монтируется для производства и демонтируется для транспортировки, обслуживания и/или модификации и выполняется так, чтобы обеспечить эффективное использование доступного производственного пространства.
Как показано на чертежах, в частности на фиг.1, модульное устройство изготовления для формирования изолированных проводников ротора, подходящих для непосредственного монтажа в узле ротора для генератора переменного тока, в соответствии с аспектом настоящего изобретения, представленное схематично, обозначено в целом ссылочной позицией 10. Как показано, устройство содержит подвижный модуль 100 подачи/присоединения, устройство 100А распределения, присоединенное к модулю 100 подачи/присоединения, модуль 200 соединения, модуль 300 кондиционирования и подвижный модуль 400 накопления. На фиг.1 модуль 100 подачи/присоединения, модуль 200 соединения, модуль 300 кондиционирования и модуль 400 накопления показаны соединенными вместе в состоянии, подходящем для формирования изолированных проводников ротора, определяя устройство 10 изготовления.
Модуль 100 подачи/присоединения, модуль 200 соединения, модуль 300 кондиционирования и модуль 400 накопления конфигурированы с возможностью легкого соединения вместе, чтобы обеспечить устройство непрерывной обработки и легкого отсоединения друг от друга, чтобы обеспечить перемещение и техническое обслуживание, как желательно для использования в динамической производственной среде. Более конкретно модуль 100 подачи/присоединения конфигурирован, чтобы выравниваться и соединяться с модулем 200 соединения в первом интерфейсе I1. Модуль 300 кондиционирования конфигурирован, чтобы выравниваться и соединяться с модулем 200 соединения во втором интерфейсе I2. Модуль 400 накопления конфигурирован, чтобы выравниваться и соединяться с модулем 300 кондиционирования в третьем интерфейсе I3.
Модуль 100 подачи/присоединения может быть снабжен колесами 102 для облегчения перемещения модуля 100 подачи/присоединения относительно других модулей устройства 10 изготовления, чтобы обеспечить возможность простой транспортировки множества электрических проводников из удаленного местоположения к устройству 10 изготовления, как будет описано ниже более подробно. Дополнительно модуль 400 накопления также может быть снабжен колесами 402, чтобы обеспечить возможность простой транспортировки множества законченных изолированных проводников ротора от устройства 10 изготовления в удаленное местоположение, как описано ниже более подробно.
Хотя модуль 100 подачи/присоединения и модуль 400 накопления, как проиллюстрировано на фиг.1 и 1A, снабжены колесами 102 и 402 соответственно, понятно, что другая структура, обеспечивающая возможность простой транспортировки модуля 100 подачи/присоединения и модуля 400 накопления, например обеспечение транспортировки грузоподъемником или поднятие эстакадными средствами, может быть использована в других вариантах осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано на фиг.1, 2 и 3, модуль 200 соединения и модуль 300 кондиционирования снабжены опорными структурами 202 и 302 соответственно, вместо колес, но колеса или другая поддерживающая структура, например обеспечение транспортировки грузоподъемником, может быть обеспечена в других вариантах осуществления.
Устройство 100А распределения может быть конфигурировано, чтобы соединяться с модулем 100 подачи/присоединения и/или модулем 200 соединения и дополнительно выравниваться с модулем 100 подачи/присоединения, как описано ниже более детально.
На фиг.1A модуль 100 подачи/присоединения проиллюстрирован схематично в частичном пространственном представлении. Модуль 100 подачи/присоединения содержит подвижную тележку 104, имеющую переднюю сторону 106, заднюю сторону 108, первую сторону 110, вторую сторону 112, нижнюю сторону 114 и структуру 116 позиционирования. Модуль 100 подачи/присоединения может быть снабжен множеством колес 102, прикрепленных к нижней стороне 114 или близко к нижней стороне 114, чтобы обеспечить возможность легкого перемещения модуля 100 подачи/присоединения по поверхности пола в производственном оборудовании. Как проиллюстрировано, колеса 102 включают шарнирные колеса для обеспечения управления по направлению модулем 100 подачи/присоединения.
Предусмотрено первое устройство выравнивания, содержащее первую и вторую части A1a, A1b, в котором первая часть A1a проиллюстрированная как выступ, расположена на второй стороне 112 модуля 100 подачи/присоединения и конфигурирована, чтобы взаимодействовать со второй частью A1b, проиллюстрированной как выемка, находящейся на первой стороне 230 модуля 200 соединения, который является ближайшим к модулю 100 подачи/присоединения таким образом, чтобы модуль 100 подачи/присоединения мог быть выровнен с модулем 200 соединения в первом интерфейсе I1, см. фиг.1.
Первое устройство F1 присоединения конфигурировано для взаимодействия с или вблизи первой стороны 230 модуля 200 соединения, который является ближайшим ко второй стороне 112 модуля 100 подачи/присоединения таким образом, чтобы модуль 100 подачи/присоединения мог быть закреплен на модуле 200 соединения в состоянии, подходящем для работы на первом интерфейсе I1, см. фиг.1.
Согласно фиг.1A между передней стороной 106 и задней стороной 108 и вблизи передней стороны 106 расположен в основном U-образный канал 118, определяющий резервуар 120 подачи для приема и хранения множества по существу прямолинейных электрических проводников 122, уложенных в стопку вертикально один на другой. Электрические проводники 122 имеют предопределенное измерение длины и предопределенное измерение ширины. Резервуар 120 подачи имеет измерение ширины W в направлении 124, соответствующем предопределенному измерению ширины электрических проводников 122, хранящихся в нем. Альтернативно структура (не показана), например регулируемая структура, может быть предусмотрена, чтобы обеспечить возможность регулирования измерения ширины W таким образом, чтобы резервуар 120 подачи мог регулироваться для приема и хранения множества электрических проводников 122, имеющих одно из множества предопределенных измерений ширины. Измерение ширины W в модуле 100 подачи/присоединения, проиллюстрированном на фиг.1A, может конфигурироваться, чтобы принимать множество электрических проводников 122, имеющих предопределенное измерение ширины в пределах диапазона приблизительно от 0,8 дюйма до 2,0 дюймов.
Резервуар 120 подачи дополнительно имеет измерение длины М в направлении Р процесса соответственно предопределенному измерению длины множества электрических проводников 122, хранящихся в нем. Измерение длины М в модуле 100 подачи/присоединения, проиллюстрированном на фиг.2, может конфигурироваться, чтобы принимать множество электрических проводников, имеющих предопределенное измерение длины в пределах диапазона приблизительно от 10 футов до 30 футов.
Подвижная первая опорная структура 128, конфигурированная, чтобы перемещаться в вертикальном направлении Y, размещена в пределах резервуара 120 подачи, чтобы поддерживать множество электрических проводников 122, хранящихся в нем. Первая опорная структура 128 конфигурирована, чтобы перемещаться к нижней стороне 114 в направлении Y на расстояние, соответствующее предопределенной толщине электрического проводника 122, когда электрический проводник 122 помещается на первую опорную структуру 128. Наоборот, первая опорная структура 128 конфигурирована, чтобы перемещаться вертикально вверх от нижней стороны 114 на расстояние, соответствующее предопределенной толщине электрического проводника 122, когда электрический проводник 122 удаляется из резервуара подачи. Этим способом самый верхний электрический проводник 122 позиционируется по существу параллельно с и располагает нижнюю поверхность компланарно с горизонтальной поверхностью 130 позиционирующей структуры 116, как будет описано более подробно ниже. Первая опорная структура 128 может содержать, например, устройство со смещением пружиной, устройство с газовым цилиндром, устройство с гидравлическим цилиндром, индексирующее устройство и т.д. Например, может быть предусмотрена пружинная структура, схематично проиллюстрированная как 129, имеющая жесткость пружины, которая заставляет опорную структуру 128 перемещаться вниз на толщину одного электрического проводника 122 каждый раз, когда электрический проводник 122 помещается на опорную структуру 128. Модуль подачи/присоединения, проиллюстрированный на фиг.1A, конфигурирован, чтобы принимать множество электрических проводников, имеющих предопределенное измерение толщины в пределах диапазона приблизительно от 0,1 дюйма до 0,5 дюйма.
Структура 116 позиционирования включает в себя горизонтальную поверхность 130, как упомянуто выше. Горизонтальная поверхность 130 позиционирована рядом с резервуаром 120 подачи и по существу копланарна с нижней поверхностью самого верхнего электрического проводника 122, помещенного поверх множества электрических проводников 122 в пределах резервуара 120 подачи.
Структура 116 позиционирования дополнительно содержит направляющий рельс 132, продолжающийся вверх по существу под прямым углом от горизонтальной поверхности 130 в направлении Y от нижней стороны 114. Направляющий рельс 132 включает в себя вертикальную поверхность 134, конфигурированную для выравнивания электрического проводника 122, как будет описано ниже более подробно.
Структура 136 позиционирования, показанная схематично на фиг.1A, связанная с модулем 100 подачи/присоединения, может быть предусмотрена для перемещения электрического проводника 122 из резервуара 120 подачи и помещения его на горизонтальную поверхность 130, смежную с направляющим рельсом 132, и в контакте с вертикальной поверхностью 134, чтобы электрический проводник 122 надлежащим образом был помещен в первое положение для нанесения изоляционного материала, как описано ниже. Устройство 136 позиционирования может содержать, например, устройство, управляемое пневматическим цилиндром, электромеханически управляемое устройство или другое устройство, как известно специалистам в данной области техники. Альтернативно человек-оператор может вручную переместить электрический проводник 122 из резервуара 120 подачи в первое положение на горизонтальной поверхности 130.
Устройство 100А распределения (не показано на фиг.1A) может быть связано с модулем 100 подачи и присоединения, ближайшим к модулю 200 соединения, см. фиг.1 и 2. В модуле 100 подачи/присоединения, проиллюстрированном на фиг.1A, могут быть предусмотрены структуры, обозначенные в целом как 138 и 140, соединенные с направляющим рельсом 132 для выравнивания и связи устройства 100А распределения с модулем 100 подачи/присоединения. Этим способом устройство 100А распределения может быть связано с модулем 100 подачи/присоединения, ближайшим к модулю 200 соединения, и при выравнивании с электрическим проводником 122, позиционированным смежно с направляющим рельсом 132 в первом положении, чтобы изоляционный материал мог быть распределен из модуля 100А распределения на электрический проводник 122, как будет описано ниже.
Направляющее устройство (не показано) может быть обеспечено для зацепления с передней стороной 142 электрического проводника 122 и для приложения силы смещения между электрическим проводником 122 и вертикальной поверхностью 134 направляющего рельса 132, так что электрический проводник 122 остается в контакте с направляющим рельсом 132, когда электрический проводник 122 переносится мимо устройства 100А распределения и из модуля 100 подачи/присоединения в модуль 200 соединения. Этим способом электрический проводник 122 остается в выравнивании с устройством 100А распределения, когда изоляционный материал распределяется из устройства 100А распределения на электрический проводник 122. Направляющее устройство (не показано) в модуле 100 подачи/присоединения, проиллюстрированное на фиг.1A, может регулироваться таким образом, что направляющее устройство (не показано) может предварительно устанавливаться, чтобы принимать электрический проводник 122, имеющий одно из множества предопределенных измерений ширины в пределах диапазона приблизительно от 0,8 дюйма до 2,0 дюймов. Далее направляющее устройство (не показано) может быть включено как направляющая структура на устройстве 136 позиционирования.
Согласно фиг.2 модуль 100 подачи/присоединения показан присоединенным к модулю 200 соединения. Также показано устройство 100А распределения, присоединенное к модулю 100 подачи/присоединения, ближайшему к модулю 200 соединения. Как проиллюстрировано на фиг.2, устройство 100А распределения содержит структуру 102A для монтажа бобины 104A, содержащей непрерывно намотанную полосу изоляционного материала 106A. Изоляционный материал предпочтительно содержит подложку, сформированную из слоя эпоксидного стекла, имеющего толщину приблизительно от 0,008 до 0,015 дюйма и имеющего слой термоактивируемого или термореактивного клея, имеющий толщину приблизительно от 0,0005 до 0,0020 дюйма.
Структура 102A может содержать вращающуюся ось, вокруг которой вращается бобина 104A, когда изоляционный материал 106A распределяется на электрический проводник 122, перемещающийся горизонтально ниже в направлении Р процесса, формируя слоистую структуру 110А проводника, имеющую изоляционную поверхность 112A и проводящую поверхность 114A. Ролик 116А присоединения предусмотрен рядом с верхней поверхностью электрического проводника 122, чтобы направлять изоляционный материал 106A в предопределенное положение на верхней поверхности электрического проводника 122, когда слоистая структура 110А проводника переносится в модуль 200 соединения.
Кроме того, устройство для резки, проиллюстрированное схематично как 109, может быть обеспечено как часть устройства 100А распределения или смежно с ним. Устройство 109 для резки может содержать нож 109A, приводимый в действие в предопределенные моменты времени, соответствующие промежутку между последовательными электрическими проводниками 122, чтобы сформировать дискретные полосы изоляционного материала, длина которых по существу соответствует длине электрических проводников 122.
Натяжное устройство (не показано) может быть обеспечено, чтобы поддерживать натяжение в части изоляционного материала 106A, который смотан с бобины 104A, прежде чем он будет прикреплен к электрическому проводнику 122 роликом 116А присоединения. Натяжное устройство (не показано) может содержать фрикционный тормоз или другое подходящее средство, чтобы управлять вращением бобины 104A, когда полоса изоляционного материала 106A сматывается с бобины 104A, когда изоляционный материал 106A перемещается в зацеплении с электрическим проводником 122.
В альтернативном варианте осуществления изоляционный материал 106A может быть предварительно нарезан на полосы предопределенной длины, соответствующей длине электрических проводников 122. В таком варианте осуществления изоляционный материал 106A предпочтительно удерживается на месте посредством полос тефлоновой (Teflon®) ленты 111A, 111B, обернутых вокруг концевых частей изоляционного материала 106A и электрического проводника 122. Это проиллюстрировано на фиг.1B, где полоса 111А ленты Teflon® показана в положении, когда она обернута вокруг одного конца изоляционного материала 106A и электрического проводника 122, а полоса 111В ленты Teflon® показана частично обернутой вокруг противоположного конца, то есть в процессе обертывания вокруг этого конца. Операция, выполняемая в этом варианте осуществления, может предусматривать участие оператора, вручную размещающего предварительно отрезанную полосу изоляционного материала 106A на электрическом проводнике 122 и прикладывающего полосы 111А и 111В ленты Teflon® к его концам в модуле 100 подачи/присоединения перед переносом изоляционного материала 106A и электрического проводника 122 в сборке в модуль 200 соединения.
Далее, понятно, что этап перемещения отдельных электрических проводников 122 от резервуара 120 подачи в выровненное положение рядом с направляющим рельсом 132 может быть выполнен вручную. В такой конфигурации опорная структура 128 перемещает каждый последовательный электрический проводник 122 до вертикального положения, которое удобно для оператора, чтобы передвигать его по горизонтальной поверхности 130 к направляющему рельсу 132.
Когда последний электрический проводник 122 удален из резервуара 120 подачи, первое устройство присоединения F1 может быть отделено от модуля 100 подачи/присоединения и модуля 200 соединения, чтобы обеспечить возможность отделения модуля 100 подачи/присоединения от устройства 10 изготовления. Например, множество модулей 100 подачи/присоединения может быть обеспечено таким образом, чтобы другой модуль 100 подачи/присоединения, содержащий другое множество электрических проводников 122, мог быть позиционирован с выравниванием с модулем 200 соединения и присоединен к нему, чтобы продолжить изготовление изолированных проводников ротора лишь с коротким прерыванием процесса.
Как можно видеть на фиг.2, модуль 200 соединения в соответствии с аспектом настоящего изобретения проиллюстрирован на схематичном виде сбоку в разрезе присоединенным к модулю 100 подачи/присоединения с устройством распределения 100A, присоединенным к нему. Как проиллюстрировано, модуль 200 соединения содержит опорную структуру 202, на которой установлен корпус 204. Корпус 204 определяет камеру 206 в форме коробки, внутри которой слоистая структура 208 проводника, переносимая через нее в направлении Р процесса, нагревается до предопределенной температуры соединения, то есть предопределенной минимальной температуры, и предопределенное сжимающее давление прикладывается к противоположным сторонам слоистой структуры 208 проводника, формируя изолированный проводник ротора, как описано ниже более подробно.
Корпус 204 содержит сторону 210 ввода, имеющую первое отверстие 212, определяющее гнездо ввода, через которое слоистые структуры 208 проводника переносятся от модуля 100 подачи/присоединения в модуль 200 соединения. Помещенный внутри камеры 206 и рядом с первым отверстием 212 первый входной ролик 214 цилиндрической формы и второй входной ролик 216 цилиндрической формы размещены смежно друг с другом и определяют входной захват 218 между ними, чтобы захватывать слоистую структуру 208 проводника, входящую в отверстие 212 из модуля 100 подачи/присоединения. Первый входной ролик 214 и второй входной ролик 216 предпочтительно содержат ролики с резиновым покрытием, имеющие оси (не показаны), проходящие в направлении, по существу перпендикулярном направлению Р процесса.
Пространство между первым входным роликом 214 и вторым входным роликом 216 в направлении Y может регулироваться так, чтобы входной зажим 218 мог конфигурироваться для приема слоистой структуры 208 проводника, имеющего предопределенную толщину в направлении Y.
Один или оба из первого входного ролика 214 и второго входного ролика 216 приводятся во вращение в таком направлении, чтобы слоистая структура 208 проводника, захваченная внутри входного зажима 218, перемещалась в направлении Р процесса. Вращательный привод, например первый электромотор 215, может быть соединен с одним или обоими из первого входного ролика 214 и второго входного ролика 216 таким образом, чтобы слоистая структура 208 проводника могла быть передана через входной зажим 218 в модуль 200 соединения с предопределенной скоростью передачи.
Множество транспортных роликов 220 цилиндрической формы размещены внутри корпуса 204 смежно и параллельно друг другу и определяют планарную структуру передачи, на которой поддерживается слоистая структура 208 проводника, когда она передается через модуль 200 соединения. Транспортные ролики 220 имеют оси (не показаны), проходящие в направлении, по существу перпендикулярном направлению Р процесса. Транспортные ролики 220 имеют внутри подшипники (не показаны) и смонтированы на валах (не показаны) таким образом, чтобы транспортные ролики 220 могли вращаться свободно на валах (не показаны). Этим способом множество транспортных роликов 220 и входной зажим 218, определенный первым входным роликом 214 и вторым входным роликом 216, образуют устройство передачи для передачи слоистой структуры 208 проводника в модуль 200 соединения и через него. Транспортные ролики 220 могут быть выполнены из материала, такого как, например, нержавеющая сталь, а подшипники (не показаны), используемые в транспортных роликах 220, могут быть высокотемпературными подшипниками.
Множество роликов 222 давления цилиндрической формы размещены смежно и параллельно друг с другом и на противоположной стороне слоистой структуры 208 проводника от транспортных роликов 220 таким образом, что слоистая структура 208 проводника, перемещающаяся через модуль 200 соединения, контактирует на противоположных сторонах с транспортными роликами 220 и роликами 222 давления. Ролики 222 давления содержат подшипники (не показаны), смонтированные на валах, имеющих оси, проходящие в направлении, по существу перпендикулярном направлению Р процесса. Ролики 222 давления в модуле 200 соединения, проиллюстрированном на фиг.2, могут быть выполнены из материала, такого как, например, сталь или алюминий, и могут иметь резиновое покрытие на внешней периферийной поверхности.
Ролики 222 давления могут содержать механизм 221 регулирования, чтобы регулировать ролики давления в вертикальном направлении Y относительно транспортных роликов 220, см. фиг.2. Ролики 222 давления могут регулироваться, чтобы принимать слоистые структуры проводников, имеющие предопределенное измерение толщины, включающее в себя объединенную толщину электрического проводника 122 и изоляционного материала 106A.
Механизм 221 регулирования для роликов 222 давления может содержать, например, устройство со смещением пружиной, устройство со смещением гидравлическим цилиндром, устройство со смещением пневмоцилиндром и т.д., так что ролики 222 давления во взаимодействии с транспортными роликами 220 могут прикладывать предопределенное сжимающее давление между противоположными сторонами изолированной структуры 208 проводника, перемещающейся между множеством транспортных роликов 220 и множеством роликов 222 давления. В модуле соединения, проиллюстрированном на фиг.2, предопределенное сжимающее давление может быть в пределах диапазона приблизительно от 40 psi (фунт на квадратный дюйм) до 400 psi, и сжимающее давление предпочтительно установлено на или вблизи самого низкого значения, необходимого для обеспечения сцепления между изоляционным материалом 106A и электрическим проводником 122, как описано ниже.
Устройство 224 нагревания предусмотрено внутри корпуса 204 для нагревания изолированной структуры 208 проводника, перемещаемой через него, до предопределенной минимальной температуры, так что изоляционный материал 106A, прикрепленный к электрическому проводнику 122, см. фиг.2, соединяется с электрическим проводником 122. Устройство 224 нагревания конфигурировано, чтобы нагревать часть изолированной структуры 208 проводника, которая находится в пределах границ корпуса 204, до предопределенной минимальной температуры, в то время как предопределенное сжимающее давление прикладывается к противоположным сторонам изолированной структуры 208 проводника, как описано выше.
Изоляционный материал 106A предпочтительно снабжен слоем термоактивируемого клея 107 на его нижней поверхности для сцепления с электрическим проводником 122, см. фиг.2A. Например, в предпочтительном варианте осуществления термоактивируемый клей может содержать клей B-фазы. Более конкретно нижняя поверхность изоляционного материала 106A может быть покрыта, непрерывно или прерывисто в дискретных местоположениях, клеем, который в общем случае может включать в себя эпоксидную смолу, фенольный клей, эпоксидно-фенольный клей или другую подходящую смолу, которая входит в категорию термореактивного материала фазы «В». Предпочтительно клей включает в себя эпоксидную смолу или нитрило-фенольный каучукоподобный полимер. Клей B-фазы отверждается при окружающей температуре и становится мягким и таким образом течет при повышенных температурах и затем приводится в постоянное состояние, чтобы неразъемно соединять смежные слои изолированного проводника 208 в сплошной элемент.
Предопределенное сжимающее давление поддерживает изоляционный материал 106A в контакте с электрическим проводником 122, в то время как изолированная структура 208 проводника нагревается до предопределенной минимальной температуры, чтобы вызывать соединение с помощью клея В-фазы изоляционного материала 106A с электрическим проводником 122, формируя изолированный проводник 308 ротора, см. фиг.2 и 2A. Понятно, что изолированный проводник 308 ротора в общем случае содержит секцию адгезивно соединенного изоляционного материала 106A и электрического проводника 122, то есть соединенную секцию ведущего конца изолированной структуры 208 проводника, или содержит всю изолированную структуру 208 проводника, которая прошла через модуль 200 соединения и которая была преобразована в сплошной элемент путем адгезивного соединения изоляционного материала 106A с электрическим проводником 122.
Устройство 224 нагревания может содержать, по меньшей мере, одно из устройства конвекционного нагрева, устройства радиационного нагрева и устройства индукционного нагрева.
Предопределенная минимальная температура, используемая в модуле 200 соединения, проиллюстрированном на фиг.2, может быть в пределах диапазона приблизительно от 400 градусов F до 600 градусов F.
Модуль 200 соединения имеет длину, выбранную для обеспечения достаточной выдержки для активирования клея, чтобы соединять изоляционный материал 106A с электрическим проводником 122. В предпочтительном варианте осуществления длина L модуля 200 соединения составляет менее 6 футов в направлении Р процесса, и наиболее предпочтительно, длина L составляет приблизительно 3-5 футов, чтобы минимизировать пространство, занимаемое производственным оборудованием.
Согласно фиг.2 корпус 204 также содержит выходную сторону 224, имеющую второе отверстие 226, определяющее гнездо, через которое изолированный проводник 308 ротора передается в направлении Р процесса от модуля 200 соединения в модуль 300 кондиционирования, см. также фиг.1. Первое устройство 228 охлаждения может быть размещено в корпусе 204, смежно со вторым отверстием 226, чтобы охлаждать изолированный проводник 308 ротора, перемещаемый через второе отверстие 226. Первое устройство 228 охлаждения может содержать одну или более насадок для направления потока охлаждающего флюида, например сжатого воздуха, на одну или более поверхностей изолированного проводника 308 ротора, перемещаемого через второе отверстие 226. Этим способом изолированный проводник 308 ротора может быть охлажден на первое значение перед вводом в модуль 300 кондиционирования, см. фиг.1 и 2.
Согласно фиг.1, 2 и 3 модуль 200 соединения имеет вторую сторону 232, размещенную вблизи модуля 300 кондиционирования. Второе устройство выравнивания может быть дополнительно помещено на второй стороне 232 модуля 200 соединения. Второе устройство выравнивания может содержать первую и вторую части A2a и A2b, причем первая часть A2a, проиллюстрированная как выступ, расположена на второй стороне 232 модуля 200 соединения и конфигурирована для взаимодействия со второй частью A2b, проиллюстрированной как выемка, находящейся на первой стороне 310 модуля 300 кондиционирования вблизи модуля 200 соединения, так что модуль 300 кондиционирования может быть выровнен с модулем 200 соединения во втором интерфейсе I2, см. фиг.1 и 3.
Второе устройство F2 присоединения обеспечено для взаимодействия между второй стороной 232 модуля 200 соединения и первой стороной 310 модуля 300 кондиционирования. Следовательно, модуль 200 соединения может быть закреплен на модуле 300 кондиционирования во втором интерфейсе I2 в состоянии, подходящем для работы, см. фиг.1 и 3.
На фиг.3 модуль 300 кондиционирования в соответствии с аспектом настоящего изобретения проиллюстрирован на схематичном виде сбоку в разрезе, связанный с модулем 200 соединения во втором интерфейсе I2. Как проиллюстрировано, модуль 300 кондиционирования содержит опорную структуру 302, на которой установлен корпус 304. Корпус 304 определяет камеру 306, внутри которой изолированный проводник 308 ротора, передаваемый через нее в направлении Р процесса, предпочтительно охлаждается до предопределенной максимальной температуры, как описано ниже более подробно.
Корпус 304 имеет первое отверстие 312, находящееся на первой стороне 310 и определяющее гнездо, через которое изолированный проводник 308 ротора передается от модуля 200 соединения в камеру 306. Внутри камеры 306 размещено второе устройство 314 охлаждения, конфигурированное для охлаждения изолированного проводника 308 ротора на второе значение до предопределенной максимальной температуры, пока изолированный проводник 308 ротора остается в пределах камеры 306. Второе устройство 314 охлаждения в проиллюстрированном модуле 300 кондиционирования включает в себя множество насадок 316, конфигурированных для направления потока охлаждающего флюида, например сжатого воздуха, на одну или более поверхностей изолированного проводника 308 ротора, передаваемого через модуль 300 кондиционирования.
Электрические проводники 122 могут быть сформированы с множеством отверстий 123, таких как овальные отверстия, продолжающиеся по электрическому проводнику 122, см. фиг.2A. Следует отметить, что изоляционный материал 106A, который прикрепляется к электрическому проводнику 122 в модуле 100 подачи/присоединения, может иметь или не иметь предварительно вырезанные соответствующие отверстия в изоляционном материале 106A. Таким образом, в случае если изоляционный материал 106A не имеет предварительно вырезанных отверстий, отверстия 123 в электрическом проводнике 122 могут быть покрыты изоляционным материалом 106A.
Согласно фиг.3 ролик 322 давления цилиндрической формы помещен рядом с верхней поверхностью изолированного проводника 308 ротора внутри камеры 306, после второго устройства 314 охлаждения. Ролик 322 давления опирается на подшипники и на вал (не показан), который имеет ось, ориентированную, по существу, перпендикулярно направлению Р процесса. Ролик 322 давления связан со вторым устройством 324 приложения давления, например устройством со смещением пружиной или предпочтительно устройством со смещением гидравлическим цилиндром, которое конфигурировано для приложения второго сжимающего давления к ролику 322 давления в направлении изолированного проводника 308 ротора в направлении Y. Ролик 322 давления предпочтительно содержит резиновый ролик, и второе устройство 324 приложения давления обуславливает приложение роликом 322 давления второго сжимающего давления между внешней периферической поверхностью ролика 322 давления и изолированным проводником 308 ротора, чтобы вызвать пробивку изоляционного материал 106A вниз через отверстия 123 в электрическом проводнике 122, таким образом формируя свободные, не связанные части изоляционного материала 106A.
Устройство 318 удаления остатков помещено по соседству и после ролика 322 давления, в направлении Р процесса, см. фиг.3. Устройство 318 удаления остатков конфигурировано, чтобы обеспечить поток высокого давления воздуха, такого как поток воздуха приблизительно при 90 psi, чтобы выдувать остатки 309, образованные свободными, несвязанными частями изоляционного материала 106A, из местоположения отверстий 123 вниз, в сторону от изолированного проводника 308 ротора.
Камера 306 далее включает полость 326, в которую падают и собираются остатки 309 изоляционного материала. Нижняя сторона 328 корпуса 304 определяет пол 326 полости. Отверстие 330 разгрузки находится на или вблизи нижней стороны 328 корпуса 304. Отверстие 330 разгрузки определяет элемент 332 соединения, с которым может быть соединен источник вакуума (не показан) таким образом, чтобы остатки 309 изоляционного материала могли быть удалены из полости 326, где они собраны.
Корпус 304 также содержит вторую или выходную сторону 334, имеющую второе отверстие 336, определяющее выходное гнездо, через которое изолированный проводник 308 ротора передается в направлении Р процесса от модуля 300 кондиционирования в модуль 400 накопления, см. фиг.1 и 3. Первый и второй выходные ролики 338, 340 цилиндрической формы размещены внутри корпуса 304 вблизи второго отверстия 336. Первый и второй выходные ролики 338, 340 поддерживаются для вращения вокруг осей (не показаны), проходящих в направлении, по существу перпендикулярном направлению Р процесса. Первый выходной ролик 338 конфигурирован для взаимодействия с изолирующей стороной 321 изолированного проводника 308 ротора, а второй выходной ролик 340 конфигурирован для взаимодействия с проводящей стороной 320 изолированного проводника 308 ротора.
Первый выходной ролик 338 и второй выходной ролик 340 размещены относительно друг друга в вертикальном направлении Y так, чтобы определять выходной зажим 342 между ними для захвата изолированного проводника 308 ротора между первым и вторым выходными роликами 338 и 340. Интервал между первым выходным роликом 338 и вторым выходным роликом 340 в направлении Y может регулироваться, чтобы выходной зажим 342 мог принимать слоистую структуру проводника 308, имеющую предопределенную толщину.
Один или оба из первого выходного ролика 338 и второго входного ролика 340 приводятся во вращение в таком направлении, чтобы изолированный проводник 308 ротора, захваченный выходным зажимом 342, вынуждался перемещаться к выходной стороне 334 в направлении Р процесса. Вращающий привод, например второй электромотор 343, может быть связан с одним или обоими из первого выходного ролика 338 и второго выходного ролика 340 таким образом, что изолированный проводник 308 ротора может передаваться через выходной зажим 342 и далее через третье отверстие 336 в модуль 400 накопления, см. фиг.1 и 3.
Первый выходной ролик 338 и второй выходной ролик 340, см. фиг.3, синхронизированы с первым входным роликом 214 и вторым входным роликом 216 внутри модуля 200 соединения, см. фиг.2, так что изолированный проводник 308 ротора передается через выходной зажим 342, см. фиг.3, с, по существу, той же самой предопределенной скоростью передачи, с какой слоистая структура 208 проводника передается через входной зажим 218, см. фиг.2. Таким образом, первый и второй входные ролики 214, 216 работают во взаимодействии с первым и вторым выходными роликами 338, 340 и в комбинации с множеством транспортных роликов 220 и первым, и вторым электромоторами 215, 343 образуют устройство передачи для передачи слоистой структуры 208 проводника в и через модуль 200 соединения и изолированного проводника 308 ротора в и через модуль 300 кондиционирования и далее в модуль 400 накопления с предопределенной скоростью передачи, см. фиг.1, 2 и 3. В модульном устройстве, показанном на фиг.1, 2 и 3, предопределенная скорость передачи может быть в пределах диапазона приблизительно от 1 фута в минуту до 20 футов в минуту.
Нужно отметить, что расстояние между первым и вторым входными роликами 214, 216 и первым, и вторым выходными роликами 338, 340 меньше, чем длина электрического проводника 122, передаваемого от модуля 100 подачи/присоединения и через устройство 10. Следовательно, по меньшей мере, одна из пар входных роликов 214, 216 или выходных роликов 338, 340 будет сцеплена со слоистой структурой 208 проводника/изолированным проводником 308 ротора постоянно, по мере того как он проходит через устройство 10.
Третье устройство выравнивания размещено на второй стороне 334 модуля 300 кондиционирования. Третье устройство выравнивания может содержать первую и вторую части A3a, A3b, причем первая часть A3a, проиллюстрированная как выемка, расположена на второй стороне 334 модуля 300 кондиционирования и конфигурирована для взаимодействия со второй частью A3b, проиллюстрированной как выступ, находящийся на первой стороне 410 модуля 400 накопления, ближайшей к модулю 300 кондиционирования, так что модуль 400 накопления может быть выровнен с модулем 300 кондиционирования в третьем интерфейсе I3, см. фиг.1 и 4.
Третье устройство присоединения F3 предусмотрено, чтобы взаимодействовать между второй стороной 334 модуля 300 кондиционирования и первой стороной 410 модуля 400 накопления. Следовательно, модуль 300 кондиционирования может быть закреплен на модуле 400 накопления в третьем интерфейсе I3 в состоянии, подходящем для работы, см. фиг.1 и 4.
На фиг.4 модуль 400 накопления в соответствии с аспектом настоящего изобретения иллюстрирован схематично в частичном пространственном представлении. Модуль 400 накопления конфигурирован для сбора множества изолированных проводников 308 ротора, переданных от модуля 300 кондиционирования, и транспортировки множества изолированных проводников 308 ротора в удаленное местоположение.
Проиллюстрированный модуль 400 накопления содержит подвижную тележку 404, имеющую переднюю сторону 406, заднюю сторону 408, первую сторону 410, вторую сторону 412, нижнюю сторону 414 и структуру 416 накопления. Модуль 400 накопления может быть снабжен множеством колес 402, присоединенных на или вблизи поверхности нижней стороны 414, чтобы обеспечить возможность легкого перемещения модуля накопления по поверхности пола в производственном оборудовании. Как проиллюстрировано, колеса 402 могут представлять собой шарнирные колеса для обеспечения управления по направлению модулем 400 накопления.
Структура 416 накопления включает в себя горизонтальную поверхность 420, конфигурированную для приема изолированного проводника 308 ротора, когда он передается от модуля 300 кондиционирования. Горизонтальная поверхность 420 размещена на малом расстоянии от нижней стороны 414 в вертикальном направлении Y от проводящей поверхности 320 изолированного проводника 308 ротора, когда он передается от модуля 300 кондиционирования. Этим способом изолированный проводник 308 ротора поддерживается над и перемещается вдоль горизонтальной поверхности 420 в направлении Р процесса, когда изолированный проводник 308 ротора передается от модуля 300 кондиционирования. Далее изолированный проводник 308 ротора помещается на горизонтальную поверхность 420 после того, как он полностью передан от модуля 300 кондиционирования.
Структура 416 накопления далее содержит направляющий рельс 422, проходящий перпендикулярно вверх, по существу, под прямым углом от горизонтальной поверхности 420. Направляющий рельс 422 имеет вертикальную поверхность 424, конфигурированную для направления изолированного проводника 308 ротора, по существу, в направлении Р процесса, когда он передается от модуля 300 кондиционирования, на горизонтальную поверхность 420 и для предотвращения перемещения изолированного проводника 308 ротора от передней стороны 406 в направлении 124 за пределы вертикальной поверхности 424.
Канал 426 в основном U-образной формы, определяющий резервуар 428 накопления для накопления множества изолированных проводников 308 ротора, см. фиг.3, расположен вблизи передней стороны 406 и между передней стороной 406 и задней стороной 408 и продолжается в направлении Р процесса на расстояние М' от первой стороны 410 ко второй стороне 412. Расстояние М' по существу соответствует длине изолированных проводников 308 ротора, собираемых в пределах резервуара 428 накопления. Модуль 400 накопления может иметь измерение длины М', конфигурированное для приема изолированных проводников 308 ротора, имеющих предопределенное измерение длины в пределах диапазона приблизительно от 10 футов до 30 футов.
Резервуар 428 накопления имеет измерение ширины W', продолжающееся в направлении 124, которое конфигурировано для размещения изолированных проводников 308 ротора, имеющих предопределенное измерение ширины. В проиллюстрированном модуле 400 накопления измерение ширины W' может быть выбрано так, чтобы обеспечивать размещение изолированных проводников 308 ротора, имеющих одно из множества предопределенных измерений ширины в пределах диапазона приблизительно от 0,8 дюйма до 2,0 дюймов. Альтернативно может быть предусмотрена регулируемая структура (не показана), конфигурированная для регулирования измерения ширины W' таким образом, чтобы резервуар накопления 428 мог быть предварительно настроен для приема множества изолированных проводников 308 ротора, имеющих одно из множества предопределенных измерений ширины.
Подвижная вторая опорная структура 434, конфигурированная для перемещения в вертикальном направлении Y, размещена внутри резервуара 428 накопления, чтобы поддерживать изолированные проводники 308 ротора, собранные в нем. Вторая опорная структура 434 конфигурирована для перемещения к нижней стороне 414 на расстояние, соответствующее толщине изолированного проводника 308 ротора, когда изолированный проводник ротора 308 помещается в резервуар 428 накопления. Таким образом, вес каждого изолированного проводника 308 ротора заставит опорную структуру перемещаться вертикально вниз на расстояние, равное толщине одного изолированного проводника 308 ротора. Напротив, вторая опорная структура 434 дополнительно конфигурирована, чтобы перемещаться от нижней стороны 414 на расстояние, соответствующее толщине изолированного проводника 308 ротора, когда изолированный проводник 308 ротора удаляется из резервуара 428 накопления. Этим способом множество изолированных проводников 308 ротора может быть собрано и уложено каждый на предыдущем в резервуаре 428 накопления. Вторая опорная структура 434 может содержать, например, устройство со смещением пружины, устройство с газовым цилиндром, устройство с гидравлическим цилиндром, устройство индексации и т.д. Например, может быть предусмотрена пружинная структура, схематично проиллюстрированная как 418, имеющая жесткость пружины, которая заставляет опорную структуру перемещаться вниз на толщину одного изолированного проводника 308 ротора каждый раз, когда изолированный проводник 308 ротора помещается на опорную структуру 434.
Структура 416 накопления также содержит поверхность 436, продолжающуюся под углом от горизонтальной поверхности 420 к первой стенке 438 резервуара 428 накопления, таким образом определяя скат 440, по которому изолированный проводник 308 ротора может быть перемещен от горизонтальной поверхности 420 в резервуар 428 накопления. Таким способом оператор может легко переместить изолированный проводник 308 ротора, который был передан от модуля 300 кондиционирования, на горизонтальную поверхность 420 в резервуар накопления 428, перемещая изолированный проводник 308 ротора по поверхности 436 ската 440.
Нужно отметить, что модуль 300 кондиционирования охлаждает изолированные проводники 308 ротора в достаточной степени, так что они могут быть безопасно обработаны оператором. Например, температура изолированного проводника 308 ротора может быть уменьшена приблизительно до 100 градусов F, когда они выходят из модуля 300 кондиционирования.
Множество изолированных проводников 308 ротора может быть помещено в резервуар 428 накопления друг за другом, пока резервуар 428 накопления не будет заполнен, по существу, согласно его емкости. Затем модуль 400 накопления может быть отсоединен от модуля 300 кондиционирования путем разъединения третьего устройства F3 присоединения, см. фиг.1. Модуль 400 накопления может затем быть перемещен в удаленное местоположение, чтобы множество изолированных проводников 308 ротора, содержащихся в нем, могло дополнительно обрабатываться или храниться.
Может быть предусмотрено множество модулей 400 накопления, чтобы другой модуль 400 накопления можно было затем позиционировать при выравнивании с модулем 300 кондиционирования и присоединить к нему, как описано выше, чтобы продолжить изготовление изолированных проводников ротора при лишь минимальном прерывании процесса.
Согласно фиг.1 модульное устройство дополнительно содержит контроллер 500, соединенный с модулем 100 подачи/присоединения, устройство 100А распределения, модуль 200 соединения, модуль 300 кондиционирования и модуль 400 накопления. Контроллер 500 может содержать, например, программируемый логический контроллер, микрокомпьютер, персональный компьютер и т.д. или другое устройство обработки, как известно специалистам в данной области техники.
Контроллер 500 может быть конфигурирован для управления функциями модульного устройства 10 изготовления, включая, например, устройство 136 позиционирования, см. фиг.1A, устройство 100А распределения, см. фиг.2, устройство натяжения (не показано), устройство 224 нагревания, см. фиг.2, первое устройство 221 приложения давления, первое устройство 228 охлаждения, второе устройство 316 охлаждения, см. фиг.3, устройство 318 удаления остатков, второе устройство 324 приложения давления и устройство передачи.
Интерфейс 510 оператора может быть соединен с контроллером 500, чтобы позволить человеку-оператору вводить значения, соответствующие, по меньшей мере, одному из предопределенной рабочей температуры для модуля 200 соединения, предопределенных сжимающих давлений в модуле 200 соединения и модуле 300 кондиционирования и предопределенной скорости передачи для входных и выходных пар роликов 214, 216 и 338, 340. Дополнительно удаленный интерфейс 520 может быть связан с контроллером 500, чтобы обеспечить возможность связи с удаленным устройством обработки (не показано) таким образом, чтобы контроллер 500 мог управляться удаленным устройством обработки (не показано) из удаленного местоположения.
На фиг.5 показана блок-схема 600 этапов согласно аспекту настоящего изобретения. Процесс, проиллюстрированный на фиг.5, может быть непрерывным итерационным процессом, начинающимся на этапе 610. На этапе 612 электрический проводник 122 удаляется из резервуара 120 подачи и помещается в первое положение при подготовке к приложению к нему изоляционного материала 106A.
На этапе 614 изоляционный материал 106A прикрепляется на одной стороне электрического проводника 122 в модуле 100 подачи/присоединения, формируя изолированную структуру 208 проводника (ICS).
На этапе 616 изолированная структура 208 проводника (ICS) передается из модуля 100 подачи/присоединения к модулю соединения 200.
На этапе 618 изолированная структура 208 проводника (ICS) нагревается до предопределенной температуры соединения в модуле 200 соединения.
На этапе 620 предопределенное сжимающее давление прикладывается между противоположными сторонами изолированной структуры 208 проводника (ICS), обеспечивая контакт между изоляционным материалом 106A и электрическим проводником 122 через нагретый слой клея 107 в модуле 200 соединения, формируя изолированный проводник 308 ротора (IRC).
На этапе 622 изолированный проводник 308 ротора (IRC) передается в модуль 300 кондиционирования.
На этапе 624 изолированный проводник 308 ротора (IRC) охлаждается до предопределенной максимальной температуры вторым устройством 316 охлаждения в модуле 300 кондиционирования.
На этапе 626 остатки 309 изоляционного материала удаляются от изолированного проводника 308 ротора (IRC) устройством 318 удаления остатков в модуле 300 кондиционирования.
На этапе 628 изолированный проводник 308 ротора (IRC) передается от модуля 300 кондиционирования в модуль 400 накопления.
На этапе 630 изолированный проводник 308 ротора (IRC) собирается и хранится в резервуаре 428 накопления в модуле 400 накопления.
Процесс может выполняться последовательно до изготовления желательного числа изолированных проводников ротора.
Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что различные другие изменения и модификации могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения. Поэтому предусматривается, что все такие изменения и модификации, которые находятся в рамках этого изобретения, охватываются приложенной формулой изобретения.
1. Устройство для формирования изолированных проводников ротора, содержащих плоский электрический проводник, имеющий слой изоляционного материала, соединенный с ним, причем упомянутое устройство содержит множество модулей, разъемно присоединенных друг к другу для переноса упомянутого слоя изоляционного материала и отдельных упомянутых электрических проводников в направлении процесса через упомянутые модули, причем упомянутые модули содержат модуль подачи для подачи отдельных упомянутых электрических проводников из стопки электрических проводников в предопределенное первое положение в упомянутом модуле подачи;
модуль соединения, смежный с упомянутым модулем подачи, для соединения слоя упомянутого изоляционного материала с упомянутыми электрическими проводниками, чтобы сформировать сплошную единую структуру, определяющую упомянутые изолированные проводники ротора, причем упомянутый модуль соединения содержит нагревательную камеру, содержащую нагревательное устройство для нагревания упомянутых электрических проводников и упомянутого слоя изоляционного материала до предопределенной температуры, чтобы таким образом соединить упомянутый слой изоляционного материала с упомянутыми отдельными электрическими проводниками, отверстие подачи, сформированное на стороне упомянутой нагревательной камеры и выровненное с упомянутым первым положением, для приема упомянутых электрических проводников и упомянутого слоя изоляционного материала в упомянутом направлении процесса, выходное отверстие, сформированное на стороне, противоположной упомянутой нагревательной камере, и выровненное с упомянутым отверстием подачи для выгрузки упомянутых изолированных проводников ротора из упомянутого модуля соединения, и модуль накопления, расположенный после упомянутого модуля соединения в упомянутом направлении процесса для приема упомянутых изолированных проводников ротора, причем упомянутый модуль накопления содержит резервуар накопления для приема множества упомянутых изолированных проводников ротора, уложенных в стопку по вертикали.
2. Устройство по п.1, в котором упомянутый модуль подачи и упомянутый модуль накопления содержат подвижные тележки, поддерживаемые на роликах таким образом, что упомянутый модуль подачи является подвижным в направлении к и от упомянутой стороны отверстия подачи упомянутого модуля соединения, и упомянутый модуль накопления является подвижным в направлении к и от упомянутой стороны выходного отверстия упомянутого модуля соединения.
3. Устройство по п.2, в котором упомянутый модуль подачи и упомянутый модуль накопления включает в себя, каждый, устройства выравнивания для зацепления смежного модуля, чтобы выравнивать упомянутый модуль подачи и упомянутый модуль накопления в упомянутом направлении процесса, когда упомянутый модуль подачи и упомянутый модуль накопления перемещаются на упомянутых роликах в упомянутом направлении к упомянутому модулю соединения.
4. Устройство по п.1, в котором упомянутый резервуар подачи имеет предопределенную длину в упомянутом направлении процесса для хранения электрических проводников максимальной длины, и упомянутый модуль соединения имеет длину, которая меньше чем упомянутая предопределенная длина.
5. Устройство по п.1, в котором упомянутые модули дополнительно включают в себя модуль кондиционирования, расположенный между упомянутым модулем соединения и упомянутым модулем накопления, причем упомянутый модуль кондиционирования содержит камеру кондиционирования, содержащую устройство охлаждения для охлаждения упомянутых изолированных проводников ротора до предопределенной максимальной температуры; отверстие подачи, сформированное в стороне упомянутой камеры кондиционирования и выровненное с упомянутым выходным отверстием упомянутого модуля соединения, и выходное отверстие, сформированное в стороне упомянутой камеры кондиционирования и выровненное с упомянутым отверстием подачи упомянутой камеры кондиционирования.
6. Устройство по п.5, в котором упомянутый модуль соединения дополнительно включает в себя пару входных роликов, расположенных смежно с упомянутым входным отверстием упомянутого модуля соединения, и приводной двигатель для приведения упомянутых входных роликов в движение в прямом направлении для передачи упомянутого слоя изоляционного материала и отдельных электрических проводников из упомянутого модуля подачи через упомянутую нагревательную камеру в упомянутую камеру кондиционирования.
7. Устройство по п.6, в котором упомянутый модуль кондиционирования дополнительно включает в себя пару выходных роликов, расположенных смежно с упомянутым выходным отверстием упомянутого модуля кондиционирования, и привод двигателя для приведения упомянутых выходных роликов в движение в прямом направлении, чтобы передавать упомянутые изолированные проводники ротора из упомянутого модуля соединения через упомянутую камеру кондиционирования в упомянутый модуль накопления.
8. Устройство по п.7, в котором упомянутый резервуар подачи имеет предопределенную длину в упомянутом направлении процесса для приема электрических проводников максимальной длины, и расстояние между упомянутыми входными роликами и упомянутыми выходными роликами меньше чем упомянутая предопределенная длина.
9. Устройство по п.5, в котором упомянутое устройство охлаждения содержит устройство принудительного воздушного охлаждения для продувания охлаждающего воздуха по упомянутому изолированному проводнику ротора внутри упомянутой камеры кондиционирования.
10. Устройство по п.5, в котором упомянутый электрический проводник содержит множество отверстий, и упомянутый модуль кондиционирования дополнительно содержит ролик давления, взаимодействующий с упомянутым изолированным проводником ротора для прижатия упомянутого изоляционного материала в упомянутые отверстия, формируя свободную, не связанную часть упомянутого изоляционного материала.
11. Устройство по п.10, в котором упомянутый модуль кондиционирования дополнительно содержит устройство удаления остатков, содержащее принудительный воздушный поток, направляемый на упомянутый изолированный проводник ротора, для выдувания упомянутой свободной, не связанной части упомянутого изоляционного материала в сторону от упомянутого изолированного проводника ротора в полость, сформированную в нижней части упомянутого модуля кондиционирования.
12. Устройство по п.1, в котором упомянутый модуль подачи дополнительно содержит резервуар подачи для хранения множества упомянутых электрических проводников, уложенных в стопку по вертикали, и структуру позиционирования для выравнивания отдельных упомянутых электрических проводников от упомянутого резервуара подачи в упомянутом предопределенном первом положении.
13. Устройство по п.12, в котором упомянутый модуль подачи содержит подвижную по вертикали опору, расположенную внутри упомянутого резервуара подачи, причем упомянутая подвижная по вертикали опора поддерживается для перемещения вверх на расстояние, по существу равное, по меньшей мере, вертикальной толщине одного из упомянутых электрических проводников, когда самый верхний электрический проводник удаляется из упомянутого множества электрических проводников, уложенных в стопку по вертикали.
14. Устройство по п.1, в котором упомянутый модуль накопления содержит подвижную по вертикали опору, расположенную внутри упомянутого резервуара накопления, причем упомянутая подвижная по вертикали опора поддерживается для перемещения вниз на расстояние, по существу, равное, по меньшей мере, вертикальной толщине одного из упомянутых изолированных проводников ротора, когда верхний изолированный проводник ротора добавляется к упомянутому множеству изолированных проводников ротора, уложенных в стопку по вертикали.
15. Способ формирования изолированного проводника ротора, содержащего плоский электрический проводник, имеющий слой изоляционного материала, соединяемый с ним в устройстве, содержащем множество модулей, разъемно присоединенных друг к другу для переноса упомянутого слоя изоляционного материала и отдельных упомянутых электрических проводников в направлении процесса через упомянутые модули, причем упомянутый способ содержит этапы
обеспечения множества электрических проводников на модуле подачи;
обеспечения слоя изоляционного материала для отдельных упомянутых электрических проводников на упомянутом модуле подачи;
переноса каждого упомянутого электрического проводника, имеющего слой изоляционного материала, от упомянутого модуля подачи к модулю соединения, расположенному смежно с упомянутым модулем подачи;
нагревания каждого упомянутого электрического проводника, имеющего слой изоляционного материала, внутри упомянутого модуля соединения, чтобы активировать термоактивируемый клей на поверхности упомянутого изоляционного материала, чтобы соединить упомянутый слой изоляционного материала с упомянутым электрическим проводником, формируя изолированный проводник ротора;
переноса каждого упомянутого изолированного проводника ротора из упомянутого модуля соединения к модулю накопления, где множество упомянутых изолированных проводников ротора сохраняются.
16. Способ по п.15, в котором упомянутый этап обеспечения слоя изоляционного материала для отдельных упомянутых электрических проводников содержит размещение предварительно отрезанной полосы упомянутого изоляционного материала на упомянутом электрическом проводнике, причем упомянутая предварительно отрезанная полоса имеет длину, которая, по существу, соответствует длине упомянутого электрического проводника.
17. Способ по п.16, в котором упомянутый этап обеспечения слоя изоляционного материала для отдельных упомянутых электрических проводников дополнительно содержит этап прикрепления противоположных продольных концов упомянутого слоя изоляционного материала к упомянутому электрическому проводнику путем применения дискретных элементов крепления на упомянутых продольных концах.
18. Способ по п.15, дополнительно содержащий этап передачи каждого упомянутого изолированного проводника ротора через модуль кондиционирования между упомянутым модулем соединения и упомянутым модулем накопления, причем упомянутый модуль кондиционирования включает в себя устройство охлаждения для активного охлаждения упомянутого изолированного проводника ротора.
19. Способ по п.18, в котором упомянутый модуль накопления имеет возможность перемещения к и от связи с упомянутым модулем кондиционирования, и упомянутый модуль накопления содержит резервуар накопления, хранящий множество упомянутых изолированных проводников ротора, уложенных в стопку по вертикали, и, когда отдельные упомянутые изолированные проводники ротора передаются к упомянутому модулю накопления и подаются в упомянутый резервуар накопления, опора внутри упомянутого резервуара накопления вызывает перемещение упомянутой стопки вниз на расстояние, по существу равное вертикальной толщине одного из упомянутых изолированных проводников ротора.
20. Способ по п.15, в котором упомянутый модуль подачи имеет возможность перемещения к и от связи с упомянутым модулем соединения, и упомянутый модуль подачи содержит резервуар подачи, хранящий множество упомянутых электрических проводников, уложенных в стопку по вертикали, и когда отдельные упомянутые электрические проводники подаются из упомянутого резервуара подачи, опора внутри упомянутого резервуара подачи вызывает перемещение вверх упомянутой стопки на расстояние, по существу равное вертикальной толщине одного из упомянутых электрических проводников.
