AT522292A1

AT522292A1 - Verfahren sowie Umformeinheit zum Umformen von freien Stabendabschnitten eines Blechpakets

Info

Publication number: AT522292A1
Application number: ATA50332/2019A
Authority: AT
Inventors: Schifflhuber Andreas
Original assignee: Miba Automation Systems Ges M B H
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-10-15
Also published as: DE112020001848A5; WO2020206480A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Umformeinheit (20) zum bleibenden Umformen von freien Stabendabschnitten (11) eines in einem Blechpaket (1) aufgenommenen Leiterpakets (6) zur Bildung eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine. Die bereitgestellte Umformeinheit (20) umfasst ein Umformwerkzeug (22) mit mehreren Greifelementen (25), wobei jedes der Greifelemente (25) einen Selektierfinger (26) und einen damit zusammenwirkenden Positionierfinger (27) umfasst. Es werden die aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte (11) erfasst, die Greifelemente (25) dazu positioniert ausgerichtet, dann die Stabendabschnitte (11) zwischen den Fingern (26, 27) aufgenommen und geklemmt gehalten. Nachfolgend wird der Umformvorgang der Stabendabschnitte (11) mittels der Greifelemente (25) durchgeführt.

Description

schine.

Die DE 102015217 936 A1 beschreibt ein Verfahren und eine einteilige Werkzeuganordnung zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Maschine. Dabei wird für eine oder beide umzuformenden Schichten einer Wicklung an einer von deren Stirnseiten jeweils ein Werkzeug mit eigenen Aufnahmebereichen bereitgestellt. Dabei entspricht eine relative Anordnung der Aufnahmebereiche einer relativen Endstellung für die Leiterenden der Leiterelemente. Das oder die Werkzeuge sind jeweils als Kammrad ausgebildet, wobei an einer Kreisscheibe entlang ihres Umfangs ein Ringelement mit den Aufnahmebereichen angeordnet ist. Jeder der Aufnahmebereiche dient zur Aufnahme eines einzelnen Leiterelements. An einem jeweiligen Boden des Aufnahmebereichs kann jeweils eine Durchgangsöffnung vorgesehen sein, durch welche mittels eines Pins oder Stifts von einer Rückseite her eine Auswurfkraft auf die Leiterenden nach dem Beenden des Twistprozesses ausgeübt werden kann. Nachteilig ist dabei, dass für jede der umzuformenden Schichten einer Wicklung ein eigenes Werkzeug bereitzustellen ist, um den Twist-

vorgang durchführen zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren eine Umformeinheit zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein flexiblerer Umformvorgang an einer Vielzahl von freien, in unterschiedlichen Lagen oder Schichten angeordneten Stabendabschnitten eines Lei-

terpakets durchgeführt werden kann.

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Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.

Das Verfahren ist zum bleibenden Umformen von freien Stabendabschnitten eines in einem Blechpaket aufgenommenen Leiterpakets zur Bildung eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine vorgesehen, bei dem folgende Schritte durchgeführt werden:

- Bereitstellen des Blechpakets und des Leiterpakets, wobei im Blechpaket eine Anzahl „n“ von Aufnahmekammern ausgebildet ist und die Aufnahmekammern über den Umfang verteilt in einem ersten Teilungsraster angeordnet sind und sich die Aufnahmekammern jeweils zwischen einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche erstrecken, wobei Leiterelemente des Leiterpakets mit ihren Stababschnitten in die Aufnahmekammern eingesetzt sind und Stabendabschnitte über die erste Stirnfläche des Blechpakets frei vorragen, und wobei die einzelnen Stabendabschnitte mehrere Lagen ausbilden, wobei jede der einzelnen Lagen eine Anzahl „m“ an Stabendabschnitten umfasst und sich die Lagen in Umfangsrichtung erstrecken sowie in radialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind,

- Bereitstellen einer Umformeinheit, welche Umformeinheit ein Umformwerkzeug mit mehreren Greifelementen umfasst und jedes der Greifelemente einen Selektierfinger und einen damit zusammenwirkenden Positionierfinger umfasst, und die Greifelemente über den Umfang verteilt in einem zweiten Teilungsraster angeordnet sind, wobei der zweite Teilungsraster gleich gewählt ist wie der erste Teilungsraster der Aufnahmekammern,

- ortsfestes und positioniertes Halten des Blechpakets mit dem darin befindlichen Leiterpaket,

- Erfassen der aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte von zumindest einer der Lagen,

- Positioniertes Ausrichten der Greifelemente an die jeweils erfassten aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte,

- Axiales Verstellen der Selektierfinger in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte, sodass die Selektierfinger in einer mit den Stabendabschnitten

zumindest teilweise überdeckenden Lage angeordnet sind,

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- klemmendes Halten der umzuformenden Stabendabschnitte zwischen den jeweils zusammenwirkenden Selektierfingern und Positionierfingern der einzelnen Greifelemente,

- Verdrehen des Umformwerkzeugs mit dessen Greifelementen sowie mitsamt den geklemmt gehaltenen Stabendabschnitten in Umfangsrichtung bezüglich des Blechpakets oder Verdrehen des Blechpakets mitsamt den vorragenden Stabendabschnitten in Umfangsrichtung bezüglich des Umformwerkzeugs mit dessen Greifelementen, und

- Aufeinander zu Verstellen der Umformeinheit und des Blechpakets in Axialrichtung, zumindest bis zum Erreichen einer Soll-Umformposition,

- Freigeben der geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte und Wegverstellen

der Greifelemente von einer der Lagen mit den umgeformten Stabendabschnitten.

Vorteilhaft ist bei den hier gewählten Verfahrensschritten, dass damit eine universell einsetzbare Umformeinheit umfassend ein Umformwerkzeug mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Greifelementen geschaffen wird, mittels welcher mit einem Satz an Greifelementen alle Stabendabschnitte von Lage zu Lage aufeinanderfolgend umgeformt werden können. Durch die zusammenwirkenden Fingerpaare, welche jeweils eines der Greifelemente bilden, kann damit ein selektives Ergreifen und nachfolgend positioniertes und klemmendes Halten eines jeden umzuformenden Stabendabschnitts durchgeführt werden. Die Greifelemente sind aufgrund ihrer radialen Verstellmöglichkeit an die jeweilige radiale Lage und Position der umzuformenden Stabendabschnitte von einer der Lagen oder Schichten einstellbar. So wird mit einem Satz an umfänglich angeordneten Greifelementen das Auslangen gefunden, wobei aufgrund der radialen Einstellmöglichkeit die Greifelemente an die zuvor erfassten, aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte hin verstellt werden können. Damit werden Werkzeug-

wechselvorgänge vermieden und es ist auch nicht eine Vielzahl von eigenen

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Umfangsrichtung umformen zu können.

Weiters ist ein Vorgehen vorteilhaft, bei dem die Anzahl „m“ an Stabendabschnitten von zumindest einzelnen der Lagen, bevorzugt von allen Lagen, gleich der Anzahl „n“ der Aufnahmekammern im Blechpaket gewählt ist. Damit wird eine vollumfängliche Bestückung des Blechpakets in all seinen Aufnahmekammern mit Lei-

terelementen des Leiterpakets erzielt.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehensweise ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl „o“ an Greifelementen gleich der Anzahl „n“ der Aufnahmekammern im Blechpaket gewählt ist. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, die maximal mögliche Anzahl an Stabendabschnitten des Leiterpakets mit den Greifelementen um-

formen zu können.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher eine Längsachse des Blechpakets und eine Drehachse des Umformwerkzeugs vor dem Erfassen der aktuellen Position der einzelnen Stabendabschnitte zueinander fluchten ausgerichtet werden. Damit kann eine zueinander fluchtende und zentrische Ausrichtung erzielt werden, um im nachfolgenden Umformvorgang die einzelnen umzuformenden Stabendabschnitte von jeder der einzelnen Lagen auch zentrisch bezüglich

der Längsachse des Blechpaktes umformen zu können.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn folgende weitere Schritte durgeführt werden:

- Positioniertes Ausrichten der Greifelemente bezüglich der nächsten umzuformenden Lage, optional mit einem vorher durchgeführten Erfassen der aktuellen Positionen der einzelnen umzuformenden Stabendabschnitte,

- Axiales Verstellen der Selektierfinger in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte, sodass die Selektierfinger in einer mit den Stabendabschnitten zumindest teilweise überdeckenden Lage angeordnet sind,

- axiales Verstellen der Positionierfinger in Richtung auf die zu ergreifenden

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- Verdrehen des Umformwerkzeugs mit dessen Greifelemente sowie mitsamt den geklemmt gehaltenen Stabendabschnitten in Umfangsrichtung bezüglich des Blechpakets oder Verdrehen des Blechpakets mitsamt den vorragenden Stabendabschnitten in Umfangsrichtung bezüglich des Umformwerkzeugs mit dessen Greifelementen, und

- Aufeinander zu Verstellen der Umformeinheit und des Blechpakets in Axialrichtung,

- Freigeben der geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte und Wegverstellen des Umformwerkzeugs von einer der Lagen mit den umgeformten Stabendabschnitten. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, nicht nur eine der umzuformenden Lagen mit den dafür vorgesehenen Greifelementen umformen zu können, sondern auch mit dem gleichen Satz an Greifelementen alle weiteren Lagen oder

Schichten der Stabendabschnitte entsprechend umformen zu können.

Weiters ist ein Vorgehen vorteilhaft, bei dem der Umformvorgang der freien Stabendabschnitte an der in radialer Richtung äußersten Lage begonnen wird und nacheinander die weiter innen liegend befindlichen Lagen umgeformt werden, 0der dass der Umformvorgang der freien Stabendabschnitte an der in radialer Richtung innersten Lage begonnen wird und nacheinander die weiter außen liegend befindlichen Lagen umgeformt werden. Damit kann eine einfache individuelle Anpassung des Umformvorgangs an die jeweilige aktuelle Lage oder Position der

Stabendabschnitte durchgeführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehensweise ist dadurch gekennzeichnet, dass das axiales Verstellen der Selektierfinger in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte so lange durchgeführt wird, bis die Selektierfinger an Stirnflächen der Stabendabschnitte anliegen und dann die Selektierfinger zwischen die in radialer

Richtung unmittelbar benachbart angeordneten Stabendabschnitte von in radialer

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abschnitte mittels der Selektierfinger erzielen zu können.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher der jeweils zusammenwirkende Selektierfinger und Positionierfinger eines Greifelements unabhängig voneinander in radialer Richtung verstellt werden. Damit kann eine noch individuellere Anpassung der Lage der jeweils zusammenwirkenden Finger des Greifelements

erzielt werden.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn für die klemmende Halterung der umzuformenden Stabendabschnitte mittels der einzelnen Greifelemente die jeweils zusammenwirkenden Selektierfinger und Positionierfinger in radialer Richtung aufeinander zu verstellt werden. Dadurch kann mit einem geringen Verstellweg das Auslagen gefunden werden. Darüber hinaus kann so eine sichere Halterung und Klemmung der einzelnen Stababschnitte für den Umformvorgang

erzielt werden.

Weiters ist ein Vorgehen vorteilhaft, bei dem für die klemmende Halterung der umzuformenden Stabendabschnitte mittels der einzelnen Greifelemente zuerst die Verstellung der Selektierfinger und der Positionierfinger in Axialrichtung durchgeführt wird und anschließend die aufeinander zu Verstellung in radialer Richtung durchgeführt wird. Damit wird eine sichere Selektierung und Vorpositionierung der umzuformenden Stabendabschnitte zwischen den zusammenwirkenden Fingern erzielt. Ist dies erfolgt, wird durch die anschließende aufeinander zu Verstellung in radialer Richtung die klemmende Halterung der umzuformenden Stabendab-

schnitte realisiert.

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kleinert und bis zur Erzielung der Klemmwirkung ständig fortgesetzt.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher die geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte bei ihrer Umformbewegung in Umfangsrichtung jeweils zusätzlich in radialer Richtung umgeformt werden. Damit kann eine zusätzliche Umformbewegung durchgeführt werden, wodurch nicht nur eine ausschließlich in Um-

fangsrichtung ausgerichtete Umformbewegung sondern auch eine vom Kreisring-

querschnitt abweichende Lage erzielt werden kann.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn das Umformen der einzelnen Stabendabschnitte über die Soll-Umformposition weiter hinaus durchgeführt wird und anschließend die einzelnen Stabendabschnitte in die Soll-Umform-

position zurück verformt werden. Durch zumindest einen Umformvorgang über die Soll-Umformposition hinaus wird ein Überbiegen der einzelnen Stabendabschnitte durchgeführt. Durch das Überbiegen und Zurückstellen wird eine Minimierung der elastischen Rückstellung aufgrund einer auftretenden Kalkverfestigung des umgeformten Werkstoffs erzielt. So kann ein stabilerer Zustand der einzelnen Stabend-

abschnitte in deren Soll-Umformposition realisiert werden.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehensweise ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdrehen des Umformwerkzeugs alle Greifelemente gemeinsam in Umfangsrichtung verstellt werden. Damit kann jede Lage mit ihren einzelnen Stabendabschnit-

ten in einem Arbeitsgang umgeformt werden.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher die Positionierfinger bei sich in einer Aufnahmestellung befindlichen Greifelementen von den Selektierfin-

gern in Axialrichtung überragt werden. So kann sichergestellt werden, dass zuerst

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in Richtung auf die Stabendabschnitte hin verstellt werden.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn die Selektierfinger an ihren den zu haltenden Stabendabschnitten zugewendeten Endabschnitten verjüngend, insbesondere schneidenförmig, ausgebildet sind. Damit wird ein Einsetzen oder Einbringen der Selektierfinger zwischen unmittelbar benachbart ange-

ordneten Stabendabschnitten einfacher ermöglicht.

Weiters ist ein Vorgehen vorteilhaft, bei dem ein Positionierkanal im jeweiligen Positionierfinger an seiner dem Selektierfinger zugewendeten Seite angeordnet oder ausgebildet ist, und sich der Positionierkanal ausgehend von jenem dem Stabendabschnitt zugewendeten Fingerende in Axialrichtung bis zu einer Kanalstirnwand erstreckt, wobei der im Positionierkanal aufgenommene Stabendabschnitt an Kanalseitenwänden geführt wird. Damit kann bereits im Zuge des Selektiervorgangs und dem Einsetzen der Selektierfinger innerhalb der umzuformenden Lage noch zusätzlich erleichtert werden. Darüber hinaus kann so aber auch durch den Positionierkanal eine in Umfangsrichtung gesehene mögliche Vorpositionierung erzielt

werden.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehensweise ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der axialen Verstellbewegung der Positionierfinger der jeweils umzuformende Stabendabschnitt im Positionierkanal aufgenommen wird und die axiale Verstellbewegung solange durchgeführt wird, bis der jeweils umzuformende Stabendabschnitt mit seinem Stirnende an der Kanalstirnwand anliegt. Mittels der Kanalstirnwand kann so bei daran anliegendem Stabendabschnitt auch eine Druck- oder Stauch-

kraft auf den jeweiligen Stabendabschnitt in Axialrichtung ausgeübt werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird aber insbesondere unabhängig davon auch durch eine Umformeinheit zur bleibenden Umformung von freien Stabendabschnitten eines in einem Blechpaket aufgenommenen Leiterpakets zur Bildung eines Stators

oder Rotors einer elektrischen Maschine gelöst.

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ein Basisgehäuse, und ein Umformwerkzeug, welches Umformwerkzeug eine Drehachse definiert und das Umformwerkzeug zur Umformung der Stabendabschnitte relativ bezüglich des Basisgehäuses um die Drehachse verschwenkbar ist. Weiters ist noch vorgesehen,

- dass das Umformwerkzeug mehrere Greifelemente mit jeweils einem Selektierfinger und einem damit zusammenwirkenden Positionierfinger umfasst,

- dass die Selektierfinger und die mit den jeweiligen Selektierfingern zusammenwirkenden Positionierfinger von einer Aufnahmestellung in eine Klemmstellung zur klemmenden Halterung von jeweils einem der umzuformenden Stabendabschnitte und vice versa verstellbar sind,

- dass die Greifelemente am Umformwerkzeug über den Umfang verteilt angeordnet sind, und

- dass die Greifelemente am Umformwerkzeug in radialer Richtung verstell-

bar geführt sind.

Vorteilhaft ist bei dieser Umformeinheit, dass damit ein universeller Einsatz derselben ermöglicht wird, da ein Umformwerkzeug mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Greifelementen geschaffen wird, mittels welchem mit einem Satz an Greifelementen alle Stabendabschnitte von Lage zu Lage aufeinanderfolgend umgeformt werden können. Durch die zusammenwirkenden Fingerpaare, welche jeweils eines der Greifelemente bilden, kann damit ein selektives Ergreifen und nachfolgend positioniertes und klemmendes Halten eines jeden umzuformenden Stabendabschnitts durchgeführt werden. Die Greifelemente sind aufgrund ihrer radialen Verstellmöglichkeit an die jeweilige radiale Lage und Position der umzuformenden Stabendabschnitte von einer der Lagen oder Schichten einstellbar. So wird mit einem Satz an umfänglich angeordneten Greifelementen das Auslangen gefunden, wobei aufgrund der radialen Einstellmöglichkeit die Greifelemente an die zuvor erfassten, aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte hin verstellt werden können. Damit werden Werkzeugwechselvorgänge vermieden und es ist auch nicht eine Vielzahl von eigenen Kammwerkzeugen be-

reitzustellen, um die Stabendabschnitte je nach deren radialen Distanz im jeweils

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dafür vorgesehenen Kammerwerkzeug aufnehmen und in Umfangsrichtung umfor-

men zu können.

Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn der Selektierfinger und der Positionierfinger jedes Greifelements in radialer Richtung zueinander benachbart angeordnet sind. Damit kann eine bessere Selektierung der unmittelbar in radialer Richtung hinter-

einander befindlichen Stabendabschnitte erzielt werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein Blechpaket mit einem darin aufgenommenen Leiterpaket und noch

unverformten Stabendabschnitten, in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 2 das Blechpaket nach Fig. 1, mit bereits umgeformten Stabendabschnit-

ten, in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 3 ein Detail des Blechpakets mit dem darin aufgenommenen Leiterpaket

nach Fig. 1, in Draufsicht und vergrößerter Darstellung;

Fig. 4 eine Umformeinheit mit deren Umformwerkzeug zur Umformung der

Stabendabschnitte, in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 5 das Blechpaket mit dem Leiterpaket und die Umformeinheit, in deren

Ausgangszustand vor dem Umformvorgang, in Ansicht;

Fig. 6 einen Teilausschnitt der umzuformenden Stabendabschnitte mit einem vorgekrümmten Längsverlauf und aufgefächerter Anordnung sowie mit einem Greifelement des Umformwerkzeugs, am Beginn des Selektier-

vorgangs mit einem Selektierfinger, in Ansicht geschnitten;

Fig. 7 den Teilausschnitt nach Fig. 6, während des Einsetzens eines Selektierfingers zwischen zwei in radialer Richtung hintereinander befindliche

Stabendabschnitte, in Ansicht geschnitten;

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Fig. 8 den Teilausschnitt nach den Fig. 6 und 7, mit einem in Axialrichtung be-

reits zugestellten Positionierfinger, in Ansicht geschnitten;

Fig. 9 den Teilausschnitt nach Fig. 8, mit in radialer Richtung zwischen dem Selektierfinger und dem Positionierfinger geklemmt gehaltenen Sta-

bendabschnitt, in Ansicht geschnitten;

Fig. 10 den Positionierfinger in seinem Endabschnitt mit dem dort befindlichen

Positionierkanal, in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 11 den Selektierfinger in seinem Endabschnitt mit dem dort befindlichen

Führungskanal, in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 12 ein Detail eines weiteren möglichen Leiterpakets mit umzuformenden, geradlinig verlaufend ausgebildeten Stabendabschnitten sowie mit einem Greifelement des Umformwerkzeugs, am Beginn des Selektiervor-

gangs mit einem Selektierfinger, im Axialschnitt.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

Der Begriff „insbesondere“ wird nachfolgend so verstanden, dass es sich dabei um eine mögliche speziellere Ausbildung oder nähere Spezifizierung eines Gegenstands oder eines Verfahrensschritts handeln kann, aber nicht unbedingt eine zwingende, bevorzugte Ausführungsform desselben oder eine zwingende Vorge-

hensweise darstellen muss. In den Fig. 1 bis 3 ist vereinfacht jeweils ein Blechpaket 1 gezeigt, in welchem

mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Aufnahmekammern 2 angeordnet

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oder ausgebildet sind. Das Blechpaket 1 weist in Richtung seiner Längsachse 3 voneinander beabstandet eine erste Stirnfläche 4 und eine zweite Stirnfläche 5 auf bzw. ist das Blechpaket 1 von den beiden Stirnflächen 4, 5 in seiner Längserstreckung begrenzt. Die Aufnahmekammern 2 erstrecken sich jeweils zwischen der

ersten Stirnfläche 4 und der zweiten Stirnfläche 5, dies bevorzugt durchgängig.

Im Blechpaket 1 ist eine Anzahl „n“ von Aufnahmekammern 2 vorgesehen oder ausgebildet, wobei die Anzahl „n“ in Abhängigkeit vom herzustellenden Rotor oder Stator einer elektrischen Maschine abhängig ist. Aufgrund der Anzahl „n“ an Aufnahmekammern 2 ergibt sich bei einer über den Umfang gesehen gleichmäßigen Anordnung der Aufnahmekammern 2 ein erster Teilungsraster oder eine erstes

umfängliches Rastermaß.

In das hier dargestellte Blechpaket 1 ist bereits ein Leiterpaket 6 eingesetzt worden, wobei das Leiterpaket 6 z.B. zumindest eine nicht näher bezeichnete Leiterelementgruppe umfassen kann. Es können auch mehrere unterschiedliche Leiterelementgruppen das Leiterpaket 6 bilden. Das Leiterpaket 6 bzw. die zumindest eine Leiterelementgruppe umfasst eine Vielzahl an Leiterelementen 7, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als sogenannte Hairpins ausgebildet sind. In bekannter Weise umfasst ein als Hairpin ausgebildetes Leiterelement 7 einen ersten Stababschnitt 8, einen zweiten Stababschnitt 9 und einen die beiden Stababschnitte 8, 9 miteinander verbindenden Verbindungsabschnitt 10. Es können aber

auch sogenannte U-Pins als Leiterelemente 7 eingesetzt werden.

Es wäre aber auch noch möglich, zusätzlich zu den als Hairpins ausgebildeten Leiterelementen 7 nicht näher dargestellte I-Pins in das Blechpaket 1 einzusetzen. Unabhängig davon könnten aber auch nur I-Pins in das Blechpaket 1 eingesetzt und darin aufgenommen werden. Jeder der I-Pins weist ebenfalls seinen eigenen

Stababschnitt auf und bildet eines der Leiterelemente.

Die Stababschnitte 8, 9 der Leiterelemente 7 sind mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet, wobei als Sonderform des Rechtecks auch

ein Quadratischer Querschnitt möglich ist. Zumeist werden die Leiterelemente 7

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jedoch mit einem Rechteckquerschnitt ausgebildet. Zur Isolierung der Leiterelemente 7 sind diese zumeist über einen überwiegenden Längenanteil der Stababschnitte 8, 9 und gegebenenfalls auch an deren Verbindungsabschnitten 10 — wenn die Leiterelemente 7 als Hairpins oder U-Pins ausgebildet sind — mit einer

anhaftenden Isolierschicht versehen sind.

Im Bereich der hier ersten Stirnfläche 4 ist in der Fig. 1 gezeigt, dass jeder der Stababschnitte 8, 9 der einzelnen Leiterelemente 7 die erste Stirnfläche 4 in Axialrichtung überragt und damit Stabendabschnitte 11 der Leiterelemente 7 über die erste Stirnfläche 4 vorragen. Der Einfachheit werden alle über die erste Stirnfläche 4 vorragenden Endabschnitte der Leiterelemente 7 als Stabendabschnitte 11 bezeichnet. Die Stabendabschnitte 11 können auch nur als Endabschnitte bezeichnet werden und ragen einzeln und frei über die erste Stirnfläche 4 vor. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die einzelnen Stabendabschnitte 11 zusätzlich noch in radialer Richtung aufgefächert und damit um ein gewisses Ausmaß voneinander beabstandet. Es wäre aber auch eine nahezu bis vollkommen geradlinige Ausbildung der Stabendabschnitte 11 möglich, wie dies in der nachfol-

genden Fig. 12 im Detail noch gezeigt und beschrieben ist.

Weiters ist noch gezeigt, dass in Jeder der in radialer Richtung bezüglich der Längsachse 3 verlaufend ausgerichteten Aufnahmekammern 2 auch mehrere Stababschnitte 8, 9 in radialer Richtung gesehen hintereinander angeordnet sind. Bevorzugt sind die Stababschnitte 8, 9 unmittelbar benachbart und zumeist aneinander anliegend angeordnet. Bei einem Rechteckquerschnitt sind bevorzugt deren längere Flachseiten jeweils einander zugewendet und können bevorzugt eng aneinander liegend in den Aufnahmekammern 2 angeordnet oder aufgenommen

sein.

In radialer Richtung gesehen, bilden die Stababschnitte 8, 9 der Leiterelemente 7 mit deren Stabendabschnitten 11 mehrere in Umfangsrichtung um die Längsachse 3 herum angeordnete oder ausgebildete Lagen oder Schichten. Jede der Lagen oder Schichten ist in einem vorbestimmten radialen Abstand von der Längsachse

3 angeordnet. Da die Anzahl der Lagen oder Schichten unterschiedlich gewählt

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werden kann, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt acht Lagen oder Schichten gezeigt. Vorzugsweise ist die Anzahl der Lagen oder Schichten je-

weils eine gerade Zahl, wie z.B. zwei, vier, sechs, acht, zehn usw. .

Um nachfolgend eine bessere Zuordnung zu Verfahrensschritten und Unterscheidung der Lagen oder Schichten untereinander zu gewährleisten, wird jede derselben mit einem eigenen Bezugszeichen versehen. Wie zuvor beschrieben, kann die Anzahl der Lagen oder Schichten je nach Bauform des auszubildenden Rotors oder Stators unterschiedlich sein. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt acht Lagen oder Schichten vorgesehen, wobei die äußerste oder erste Lage mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet wird. Die weiteren Lagen oder Schichten sind dann mit den Bezugszeichen 13, 14, 15, 16, 17, 18 und 19 bezeichnet. Die innerste Lage 19 liegt somit der Längsachse 3 in radialer Richtung

gesehen am nächsten. Dies ist am besten aus der Fig. 3 zu ersehen.

Jede der Lagen 12 bis 19 umfasst bevorzug eine Anzahl „m“ an Stabendabschnitten 11. Die Anzahl „m“ an Stabendabschnitten 11 von zumindest einzelnen der Lagen 12 bis 19 ist gleich der Anzahl „n“ der Aufnahmekammern 2 im Blechpaket 1 gewählt. Bevorzugt wird bei allen Lagen 12 bis 19 die Anzahl „m“ an Stabendabschnitten 11 gleich der Anzahl „n“ der Aufnahmekammern 2 im Blechpaket 1 gewählt. Damit sind in jeder der Aufnahmekammern 2 auch die jeweiligen Stabab-

schnitte 8, 9 der Leiterelemente 7 aufgenommen und angeordnet.

Die Fig. 1 zeigt die über die erste Stirnfläche 4 vorragenden Stabendabschnitte 11 der einzelnen Lagen 12 bis 19 in deren für den nachfolgend beschriebenen Umformvorgang befindlichen Ausgangsstellung. Dieser Umformvorgang wird als sogenannter Twistvorgang bezeichnet, bei welchem die Stabendabschnitte 11 der vorragenden Stababschnitte 8, 9 zumindest in Umfangsrichtung gesehen umge-

formt werden, wie dies allgemein bekannt ist.

Die Fig. 2 zeigt die bereits zumindest in Umfangsrichtung umgeformten Stabendabschnitte 11 der einzelnen Lagen 12 bis 19. Beim dem jeweils zumindest in Um-

fangsrichtung durchgeführten Umformvorgang werden die einzelnen Stabendab-

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schnitte 11 von in radialer Richtung unmittelbar benachbarten Lagen 12 bis 19 zueinander in entgegen gesetzter Umfangsrichtung umgeformt. Wird beispielsweise die erste oder äußerste Lage 12 im Uhrzeigersinn umgeformt, wird die unmittelbar nächste innenliegende oder nächste Lage 13 entgegen dem Uhrzeigersinn umgeformt. Dieses wechselseitige Umformen erfolgt bei den weiteren Lagen 14 bis 19

analog dazu.

In den Fig. 4 bis 12 ist eine Umformeinheit 20 gezeigt, welche dazu ausgebildet ist, die zuvor beschriebenen Stabendabschnitte 11 der Stababschnitte 8, 9 ausgehend von ihrer unverformten und/oder bereits in radialer Richtung vorverformten Ausgangsposition oder Ausgangslage in die vorbestimmte Soll-Umformposition umzuformen. Bei diesem Umformvorgang wird jeweils eine gesamte Lage 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 oder 19 von den umfänglich angeordneten Stabendabschnitten 11 gemeinsam zumindest in Umfangsrichtung umgeformt. Da die einzelnen Stabendabschnitte 11 in den Aufnahmekammern 2 nahezu spielfrei aufgenommen sind, stellt die erste Stirnfläche 4 des Blechpakets 1 für den Umformvorgang eine

Stütz- oder Biegekante dar.

Die Umformeinheit 20 umfasst ein im Allgemeinen als Basisgehäuse 21 bezeichnetes Grundgestell, in welchem ein Umformwerkzeug 22 aufgenommen ist. Das Umformwerkzeug 22 definiert seinerseits eine Drehachse 23, um welche das gesamte Umformwerkzeug 22 relativ bezüglich des Basisgehäuses 21 verdreht oder verschwenkt werden kann. Auf die Darstellung von Lagerstellen oder Lageranordnungen sowie Verstellmitteln wurde der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet.

Das Umformwerkzeug 22 umfasst eine Grundplatte 24, auf der oder an welcher die nicht näher bezeichneten Verstellmechanismen, Verstellmittel, Führungsanord-

nungen usw. angeordnet oder ausgebildet sind.

Weiters umfasst das Umformwerkzeug 22 eine Vielzahl an Greifelementen 25, welche dazu ausgebildet sind, jeweils einen Stabendabschnitt 11 zu erfassen und

diesen klemmend für den Umformvorgang zu halten. Dazu umfasst jedes der Grei-

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felemente 25 einen Selektierfinger 26 und einen Positionierfinger 27. Der Selektierfinger 26 und der Positionierfinger 27 jedes Greifelements 25 wirken zusammen und halten den jeweiligen dazwischen befindlichen Stabendabschnitt 11 in Art einer Greifzange. Das Greifelement 25 ist von einem Fingerpaar gebildet, wobei jeder umzuformende Stabendabschnitt 11 von einem eignen Greifelement 25

erfasst, geklemmt gehalten und dann umgeformt wird.

Im weitesten Sinn können die Greifelemente 25 in Form einer Pinzette wirken. Um die einzelnen Stabendabschnitte 11 erfassen zu können, sind die einzelnen Selektierfinger 26 und/oder die Positionierfinger 27 von einer Aufnahmestellung in eine Klemmstellung und vice versa verstellbar. Dazu kann vorgesehen sein, dass der jeweils zusammenwirkende Selektierfinger 26 und Positionierfinger 27 eines Greifelements 25 unabhängig voneinander in radialer Richtung verstellbar sind. In diesem Fall werden für die klemmende Halterung der umzuformenden Stabendabschnitte 11 mittels der einzelnen Greifelemente 25 die jeweils zusammenwirkenden Selektierfinger 26 und Positionierfinger 27 in radialer Richtung aufeinander zu verstellt. Die Greifelemente 25 sind weiters am Umformwerkzeug 22, insbeson-

dere dessen Grundplatte 24, in radialer Richtung verstellbar geführt.

Der Selektierfinger 26 und der Positionierfinger 27 jedes Greifelements 25 sind in radialer Richtung zueinander benachbart angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Selektierfinger 26 bezüglich der Positionierfinger 27 außenliegend und somit weiter von der Drehachse 23 beabstandet angeordnet wie die Positionierfinger 27. Es wäre aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei welcher die Selektierfinger 26 bezüglich der Positionierfinger 27 innenliegend an-

geordnet sind.

Die Greifelemente 25 sind am Umformwerkzeug 22, insbesondere deren Grundplatte 24, über den Umfang verteilt angeordnet. Um auch für jeden der in den Aufnahmekammern 2 befindlichen Stabendabschnitte 11 ein Greifelement 25 für den Umformvorgang zur Verfügung zu haben, sind die Greifelemente 25 über den Umfang verteilt in einem zweiten Teilungsraster angeordnet. Bevorzugt ist der zweite

Teilungsraster gleich gewählt wie der erste Teilungsraster der Aufnahmekammern

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2. In diesem Fall ist eine Anzahl „o“ an Greifelementen 25 gleich der Anzahl „n“

der Aufnahmekammern 2 im Blechpaket 1 gewählt.

Es wäre auch möglich, eine größere Anzahl „o“ an Greifelementen 25 bezüglich der Anzahl „n“ von Aufnahmekammern 2 oder der Anzahl „m“ an Stabendabschnitten 11 vorzusehen und damit einen kleineren zweiten Teilungsraster auszubilden. Der erste Teilungsraster der Aufnahmekammern 2 ist an den kleineren zweiten Teilungsraster der Greifelemente 25 anzupassen. Damit kann z.B. ein Greifelement 25 oder können zwei Greifelemente 25 nicht zum Einsatz kommen, wodurch eine noch flexiblere Einsatzmöglichkeit der Umformeinheit 20 geschaffen werden

kann.

Durch die Führung und radiale Verstellbarkeit der Greifelemente 25 an der Grundplatte 24 des Umformwerkzeugs 22 können die Greifelemente 25 gemeinsam und somit gleichzeitig für den umfänglichen Umformvorgang, nämlich den Twistvorgang, um die Drehachse 23 verschwenkt oder verdreht werden. So werden beim Verdrehen des Umformwerkzeugs 22 alle Greifelemente 25 gemeinsam in Um-

fangsrichtung verstellt.

Aufgrund der vorgesehenen radialen Verstellmöglichkeit der Greifelemente 25 kann eine Anpassung an den zueinander unterschiedlichen radialen Abstand der mehrfach angeordneten Lagen 12 bis 19 einfach durchgeführt werden. So kann mit nur einem umfänglich angeordneten Satz an Greifelementen 25 das Auslangen gefunden werden, mit welchem nach vorheriger radialer Positionierung bezüglich der umzuformenden Lage 12 bis 19 der Twistvorgang durchgeführt werden kann. Vor dem Ergreifen der einzelnen Stabendabschnitte 11 mittels der Greifelemente 25 erfolgt ein Erfassen oder Ermitteln des aktuellen Position oder Lage von zumindest jener umzuformenden Lage 12 bis 19. Damit können nachfolgend die Greifelemente 25 sowohl in Umfangsrichtung gesehen als auch in radialer Rich-

tung an die aktuelle Position in ihren Positionen eingestellt werden.

In den Fig. 6 bis 9 ist der Selektiervorgang, das Ergreifen eines Stabendabschnitts

11 von einer der Lagen 12 bis 19 bis hin zum klemmenden Halten dieses Sta-

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bendabschnitts 11 vereinfacht dargestellt. Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, befinden sich der Selektierfinger 26 und der Positionierfinger 27 in ihrer in radialer Richtung weiter voneinander distanzierten Aufnahmestellung oder Ausgangsstellung. In dieser Stellung können die aufzunehmenden Stabendabschnitte 11 zwischen den jeweiligen Selektierfingern 26 und Positionierfingern 27 aufgenommen werden. In der Aufnahmestellung oder Ausgangsstellung der Greifelemente 25 sind die Positionierfinger 27 von den Selektierfingern 26 in Axialrichtung überragt

und stehen damit weiter von der Grundplatte 24 vor als die Positionierfinger 27.

Um einen besseren Selektiervorgang von in radialer Richtung unmittelbar benachbart befindlichen Stabendabschnitten 11 von unterschiedlichen Lagen 12 bis 19

durchführen zu können, sind die Selektierfinger 26 jeweils an ihren den zu haltenden Stabendabschnitten 11 zugewendeten Endabschnitten verjüngend, insbeson-

dere schneidenförmig, ausgebildet.

In der Fig. 10 ist noch dargestellt, dass in den Positionierfingern 27 an ihren den Selektierfingern 26 zugewendeten Seiten jeweils ein Positionierkanal 28 angeordnet oder ausgebildet sein kann. Der Positionierkanal 28 kann auch als Aufnahmetasche oder Haltevertiefung bezeichnet werden, wobei dieser in seiner Abmessung an jene des darin aufzunehmenden und ausgerichtet zu haltenden Stabendabschnitt 11 angepasst ist. Der Positionierkanal 28 erstreckt sich in Axialrichtung ausgehend von jenem dem Stabendabschnitt 11 zuwendbaren Fingerende 29 bis zu einer Kanalstimwand 30 und endet an dieser. Weiters ist der Positionierkanal 28 in Richtung seiner Längserstreckung gesehen jeweils seitlich von Kanalseitenwänden 31 begrenzt. An den beiden Kanalseitenwänden 31 kann der im Positio-

nierkanal 28 aufgenommene Stabendabschnitt 11 geführt werden.

Die Kanalstirnwand 30 dient dazu, ein Stirnende des jeweils umzuformenden Stabendabschnitts 11 daran in Richtung der Längserstreckung des Positionierfingers 27 abstützen zu können. Dies insbesondere dann, wenn während der Umformbewegung von den Greifelementen 25 eine in Richtung auf das Blechpaket 1 gerichtete Druckkraft auf die umzuformenden Stabendabschnitte 11 ausgeübt werden

soll.

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Eine Kanaltiefe 32 wird so gewählt, dass der im Positionierkanal 28 aufgenommene Stabendabschnitt 11 in radialer Richtung gesehen den Positionierfinger 27 überragt. Damit kann eine sichere Klemmwirkung zwischen den jeweils zusam-

menwirkenden Selektierfingern 26 und Positionierfingern 27 erzielt werden.

Die Kanaltiefe 32 kann über die Längserstreckung des Positionierkanals 28 unterschiedliche tief gewählt werden. In einem ersten Positionier-Kanalabschnitt 33 ausgehend vom Ende des Positionierfingers 27 hin zur Kanalstirmnwand 30 weist dieser eine größere erste Kanaltiefe 32-1 auf als in einem daran anschließenden zweiten Positionier-Kanalabschnitt 34. In diesem zweiten Positionier-Kanalabschnitt 34 ist die Kanaltiefe 32 mit dem Bezugszeichen 32-2 eingetragen. Durch die größere erste Kanaltiefe 32-1 kann die Aufnahme und das Einsetzen des Stabendabschnitts 11 in den Positionierkanal 28 erleichtert werden, da ein etwas größerer Spielraum zur Verfügung steht. Zwischen den beiden Positionier-Kanalabschnitten 33, 34 kann ein rampenförmiger Übergangsabschnitt 35 vorgesehen o-

der angeordnet sein.

In der Fig. 11 ist noch einer der Selektierfinger 26 im Bereich seines Endabschnitts oder Fingerendes 37 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Um eine Vorpositionierung des aufzunehmenden Stabendabschnitts 11 am Selektierfinger 26 in Umfangsrichtung gesehen zu erzielen, kann der Selektierfinger 26 an seiner dem Positionierfinger 27 zugewendeten Seite einen Führungskanal 36 aufweisen. Der Führungskanal 36 ist in seiner Längserstreckung gesehen von seitlich befindlichen Stegen begrenzt. Es ist auch noch die zuvor beschriebenen schneidenförmige o0der keilförmige Ausbildung des Endabschnitts zu ersehen. Der Führungskanal 36 und der Positionierkanal 28 sind in radialer Richtung gesehen einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die beiden Kanaltiefen in Summe kleiner sind als die Abmessung des Stabendabschnitts 11 in der gleichen Raumrichtung. Damit wird stets eine sichere Positionierung des Stabendabschnitts 11 zwischen den bei-

den Fingern 26 und 27 und auch eine einwandfreie Klemmung erzielt.

Weiters ist noch vorgesehen, dass die Positionierfinger 27 relativ bezüglich der

Selektierfinger 26 in paralleler Richtung bezüglich Drehachse 23 verstellbar an der

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Grundplatte 24 geführt sind. Damit kann eine relative Verstellung der Positionierfinger 27 bezüglich der Selektierfinger 26 durchgeführt werden. Dies ist in der Fig. 8 mit einem Pfeil angedeutet. So wird die Möglichkeit geschaffen, zuerst die Selektierfinger 26 mitsamt der Grundplatte 24 des Umformwerkzeugs 22, insbesondere jedoch die gesamte Umformeinheit 20, an die Stabendabschnitte 11 heranzuführen und den Selektiervorgang der nebeneinander befindlichen Stabendabschnitte 11 durchzuführen — siehe Fig. 7. Es könnte aber das Blechpaket 1 mitsamt dem darin befindlichen Leiterpaket 6 an die Umformeinheit 20 herangeführt werden. Das gegenseitige Annähern und Heranführen der beiden Elemente erfolgt bevorzugt in Axialrichtung, wobei zuvor zumeist die Längsachse 3 des Blechpakets 1 und die Drehachse 23 des Umformwerkzeugs 22 zueinander fluchten aus-

gerichtet werden.

Sind die Umformeinheit 20 und das Blechpaket 1 mit dem darin befindlichen Leiterpaket 6 bereitgestellt und für den Umformvorgang vorbereitet, ist das Blechpaket 1 mit dem darin befindlichen Leiterpaket 6 ortsfest und positioniert relativ bezüglich der Umformeinheit 20 zu halten. Es wird bei der nachfolgenden Beschreibung jener Verfahrensablauf beschrieben, bei welchem das Blechpaket 1 ortsfest verbleibt und die Umformeinheit 20 die relativen Verstellbewegungen bezüglich des Blechpakets 1 durchführt. Auf die detaillierte Darstellung einer Halteeinheit für das Blechpaket 1 wurde der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet. Die Halteeinheit ist in der Fig. 5 schematisch mit beidseits des Blechpakets 1 auf das

Blechpaket 1 einwirkenden Pfeilen angedeutet.

Es können weiters die aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte 11 von zumindest einer der Lagen 12 bis 19 erfasst werden, insbesondere von jener Lage, welche umgeformt werden soll. Damit kann in Umfangsrichtung gesehen eine Ausrichtung der Greifelemente 25 bezüglich der erfassten Positionen der Stabendabschnitte 11 durchgeführt werden. Ist dies erfolgt, werden zumindest die Selektierfinger 26 solange in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte 11 verlagert, dass die Selektierfinger 26 in einer mit den Stabendabschnitten 11 zumindest teilweise überdeckenden Lage angeordnet sind. Dies erfolgt bevorzugt

dadurch, dass die gesamte Umformeinheit 20 zu den Stabendabschnitten 11 hin

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verlagert wird. Dann erfolgt ein axiales Verstellen der Positionierfinger 27 in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte 11, sodass die Positionierfinger 27 in einer mit den Stabendabschnitten 11 zumindest teilweise überdeckenden Lage angeordnet sind. Die Selektierfinger 26 bleiben bevorzug in Axialrichtung in ihrer Position unverändert. Im Zuge der axialen Verstellbewegung der Positionierfinger 27 und bei vorhandenem Positionierkanal 28, wird der jeweils umzuformende Stabendabschnitt 11 im Positionierkanal 28 aufgenommen. Die axiale Verstellbewegung der Positionierfinger 27 wird bevorzugt solange durchgeführt, bis der jeweils umzuformende Stabendabschnitt 11 mit seinem Stirnende an der Kanalstirnwand

30 anliegt.

Das axiale Verstellen der Selektierfinger 26 in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte 11 wird bevorzugt so lange durchgeführt, bis die Selektierfinger 26 an Stirnflächen der Stabendabschnitte 11 anliegen. Dann werden die Selektierfinger 26 zwischen die in radialer Richtung unmittelbar benachbart angeordneten Stabendabschnitte 11 von in radialer Richtung nebeneinander befindlichen Lagen 12 bis 19 weiter hinein verstellt. Damit können die Stabendabschnitte 11 der umzuformenden Lage 12 bis 19 von den Stabendabschnitten 11 der unmittelbar be-

nachbart befindlichen Lage 12 bis 19 separiert werden.

Befindet sich beidseits jedes Stabendabschnitts 11 einer der zusammenwirkenden Finger (Selektierfinger 26 und Positionierfinger 27), erfolgt ein klemmendes Halten der umzuformenden Stabendabschnitte 11 zwischen den jeweils zusammenwirkenden Selektierfingern 26 und Positionierfingern 27 der einzelnen Greifelemente 25 an einer der ausgewählten Lagen 12 bis 19. Anschließend wird zumindest das Umformwerkzeug 22 mit dessen Greifelementen 25 sowie mitsamt den geklemmt gehaltenen Stabendabschnitten 11 in Umfangsrichtung bezüglich des Blechpakets 1 um die Drehachse 23 verdreht. Es wäre aber auch möglich, die Umformeinheit 20 ortsfest zu belassen und das Blechpaket 1 mitsamt den vorragenden Stabendabschnitten 11 in Umfangsrichtung bezüglich des Umformwerkzeugs 22 mit des-

sen Greifelementen 25 zu verdrehen.

Während des umfänglich durchgeführten Umformvorgangs (Twistvorgang) sind

die Umformeinheit 20 und das Blechpaket 1 in Axialrichtung aufeinander zu zu

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verstellen. Dies bevorzugt solange, bis zumindest die Soll-Umformposition erreicht ist. Nach erfolgter Umformung sind die geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte 11 von den Greifelementen 25 freizugeben und es werden die Greifelemente 25, insbesondere die gesamte Umformeinheit 20, von einer der Lagen 12 bis 19 mit

den umgeformten Stabendabschnitten 11 weg verstellt.

Das zuvor beschriebene zueinander fluchtende Ausrichten der Drehachse 23 und der Längsachse 3 erfolgt bevorzugt noch vor dem Erfassen oder Ermitteln der ak-

tuellen Position der einzelnen Stabendabschnitte 11.

Das Leiterpaket 6 umfasst mehrere in radialer Richtung hintereinander angeordnete Lagen 12 bis 19 an Leiterelementen 7 mit den Stabendabschnitten 11. Ist eine der Lagen 12 bis 19 umgeformt, erfolgt das positionierte Ausrichten der Greifelemente 25 bezüglich der nächsten umzuformenden Lage 12 bis 19. Optional wird vorher ein Erfassen der aktuellen Positionen der einzelnen umzuformenden Stabendabschnitte 11 durchgeführt. Die weiteren Verfahrensschritte werden analog durchgeführt, wie dies bereits zuvor detailliert beschrieben worden ist. Die Umformvorgänge werden solange durchgeführt, bis alle Lagen 12 bis 19 umgeformt

sind.

Der Umformvorgang kann an der in radialer Richtung äußersten Lage — hier die Lage 12 - begonnen werden und sukzessive nacheinander die jeweils weiter innen liegend befindlichen Lagen 13 bis 19 umgeformt werden. Es wäre aber auch möglich, dass der Umformvorgang der freien Stabendabschnitte 11 an der in radialer Richtung innersten Lage — hier die Lage 19 - begonnen wird und nacheinander die weiter außen liegend befindlichen Lagen 18 bis 12 umgeformt werden. In den Fig.

6 bis 9 wird bei jener in radialer Richtung innersten Lage 19 begonnen.

Um die zuvor beschriebene feste Halterung und Klemmung der umzuformenden Stabendabschnitte 11 mittels der Greifelemente 25 zu erzielen, kann zuerst die Verstellung der Selektierfinger 26 und der Positionierfinger 27 in Axialrichtung durchgeführt werden. Anschließend daran werden die Selektierfinger 26 und Posi-

tionierfinger 27 aufeinander zu verstellt. So kann z.B. einer der Finger 26 oder 27

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in radialer Richtung ortsfest verbleiben und der andere Finger 27 oder 26 in Richtung auf den ortsfest verbliebenen hin verstellt werden. Es können aber auch bei-

der Finger 26 und 27 gleichzeitig aufeinander zu verstellt werden.

Weiters und unabhängig davon können aber auch die Bewegungsabläufe zeitlich zueinander überlagert durchgeführt werden. So können die in Axialrichtung und die in radialer Richtung durchzuführenden Verstellbewegungen bis zum Erreichen

der Klemmposition gleichzeitig durchgeführt werden.

Aufgrund der radialen Verstellmöglichkeit der Greifelemente 25 am Umformwerkzeug 22, insbesondere dessen Grundplatte 24, können die geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte 11 bei ihrer Umformbewegung in Umfangsrichtung jeweils zu-

sätzlich in radialer Richtung umgeformt werden.

Weiters ist es auch noch möglich, dass das Umformen der einzelnen Stabendabschnitte 11 über die Soll-Umformposition weiter hinaus durchgeführt wird und anschließend die einzelnen Stabendabschnitte 11 in die Soll-Umformposition zurück verformt werden. Dies kann auch mehrfach wiederholt werden, um so die ansonsten zumeist auftretende elastische Rückstellung zu minimieren. Damit kann eine stabilere Anordnung der umgeformten Stabendabschnitte 11 in deren Soll-Um-

formposition durch die damit einhergehende Kaltverfestigung erzielt werden.

Ist einer der Umformvorgänge erfolgt, kann die umgeformte Lage oder Position der Stabendabschnitte 11 in einem weiteren Erfassungsvorgang erfasst oder ermittelt werden. In weiterer Folge kann eine Ermittlung einer möglichen Abweichung der erfassten Ist-Position von der vorbestimmten Soll-Umformposition durchgeführt werden. Wird eine Abweichung zwischen den beiden Positionen festgestellt, kann ein Korrekturwert berechnet werden und an die Anlagensteuerung übermittelt und von dieser in Abhängigkeit von der Abweichung eine vorbestimmte Aktion ausgelöst und durchgeführt werden. Diese Aktion kann z.B. eine Nachbearbeitung der soeben umgeformten Lage der Stabendabschnitte 11 sein. Ist keine unmittelbare Nachbearbeitung notwendig, kann z.B. ein Korrekturwert für die nachfolgend umzuformende Lage und/oder für das nächste zu bearbeitende

Blechpaket 1 hinterlegt werden.

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In der Fig. 12 sind noch alle in einer Aufnahmekammer 2 des Blechpakets 1 mit den Leiterelementen 7 des Leiterpakets 6 vor dem Beginn des Selektiervorgangs mit dem Selektierfinger 26 des Greifelements 25 gezeigt. Wie zuvor beschrieben, sind im Gegensatz zur Darstellung in der Fig. 6 die über die erste Stirnfläche 4 vorragenden Stabendabschnitte 11 geradlinig verlaufend ausgebildet. Eine minimale Beabstandung zwischen unmittelbar in radialer Richtung benachbart angeordneten Stabendabschnitten 11 kann mittels einer nicht näherbezeichneten Isolierschicht oder eigenen Isolierelementen erzielt werden. Diese Distanzierung des blanken Endabschnitts sollte ausreichend sein, um den keilförmig oder schneidenförmig endenden Selektierfinger 26 zwischen die Stabendabschnitte 11 einsetzen oder hinein bewegen zu können. Damit können zusätzliche Arbeitsgänge für die zuvor gezeigte Auffächerung und damit verbundene radiale Distanzierung der ein-

zelnen Stabendabschnitte 11 voneinander eingespart werden.

Es weisen hier jeweils zwei Stabendabschnitte 11 von unmittelbar benachbart angeordneten Lagen 12, 13; 14, 15; 16, 17 und 18, 19 den gleichen Überstand über die erste Stirnfläche 4 auf. Es könnten aber auch alle Stabendabschnitte 11 aller

Lagen 12 bis 19 den zueinander gleichen Überstand aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen

Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zu-

grundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

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Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert

und/oder verkleinert dargestellt wurden.

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Bezugszeichenliste

Blechpaket Aufnahmekammer Längsachse

erste Stirnfläche zweite Stirnfläche Leiterpaket Leiterelement erster Stababschnitt zweiter Stababschnitt Verbindungsabschnitt Stabendabschnitt Lage

Lage

Lage Umformeinheit Basisgehäuse Umformwerkzeug Drehachse Grundplatte Greifelement Selektierfinger Positionierfinger Positionierkanal Fingerende

Kanalstirnwand

31 32 33

34

35

36 37

Kanalseitenwand

Kanaltiefe

erster Positionier-Kanalabschnitt

zweiter Positionier-Kanalabschnitt

Übergangsabschnitt Führungskanal

Fingerende

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum bleibenden Umformen von freien Stabendabschnitten (11) eines in einem Blechpaket (1) aufgenommenen Leiterpakets (6) zur Bildung eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine, bei dem folgende Schritte durchgeführt werden:

- Bereitstellen des Blechpakets (1) und des Leiterpakets (6), wobei im Blechpaket (1) eine Anzahl „n“ von Aufnahmekammern (2) ausgebildet ist und die Aufnahmekammern (2) über den Umfang verteilt in einem ersten Teilungsraster angeordnet sind und sich die Aufnahmekammern (2) jeweils zwischen einer ersten Stirnfläche (4) und einer zweiten Stirnfläche (5) erstrecken, wobei Leiterelemente (7) des Leiterpakets (6) mit ihren Stababschnitten (8, 9) in die Aufnahmekammern (2) eingesetzt sind und Stabendabschnitte (11) über die erste Stirnfläche (4) des Blechpakets (1) frei vorragen, und wobei die einzelnen Stabendabschnitte (11) mehrere Lagen (12 bis 19) ausbilden, wobei jede der einzelnen Lagen (12 bis 19) eine Anzahl „m“ an Stabendabschnitten (11) umfasst und sich die Lagen (12 bis 19) in Umfangsrichtung erstrecken sowie in radialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind,

- Bereitstellen einer Umformeinheit (20), welche Umformeinheit (20) ein Umformwerkzeug (22) mit mehreren Greifelementen (25) umfasst und jedes der Greifelemente (25) einen Selektierfinger (26) und einen damit zusammenwirkenden Positionierfinger (27) umfasst, und die Greifelemente (25) über den Umfang verteilt in einem zweiten Teilungsraster angeordnet sind, wobei der zweite Teilungsraster gleich gewählt ist wie der erste Teilungsraster der Aufnahmekammern (2),

- ortsfestes und positioniertes Halten des Blechpakets (1) mit dem darin befindlichen Leiterpaket (6),

- Erfassen der aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte (11) von zumindest einer der Lagen (12 bis 19),

- Positioniertes Ausrichten der Greifelemente (25) an die jeweils erfass-

ten aktuellen Positionen der einzelnen Stabendabschnitte (11),

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- Axiales Verstellen der Selektierfinger (26) in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte (11), sodass die Selektierfinger (26) in einer mit den Stabendabschnitten (11) zumindest teilweise überdeckenden Lage angeordnet sind,

- axiales Verstellen der Positionierfinger (27) in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte (11), sodass die Positionierfinger (27) in einer mit den Stabendabschnitten (11) zumindest teilweise überdeckenden Lage angeordnet sind,

- klemmendes Halten der umzuformenden Stabendabschnitte (11) zwischen den jeweils zusammenwirkenden Selektierfingern (26) und Positionierfingern (27) der einzelnen Greifelemente (25),

- Verdrehen des Umformwerkzeugs (22) mit dessen Greifelementen (25) sowie mitsamt den geklemmt gehaltenen Stabendabschnitten (11) in Umfangsrichtung bezüglich des Blechpakets (1) oder Verdrehen des Blechpakets (1) mitsamt den vorragenden Stabendabschnitten (11) in Umfangsrichtung bezüglich des Umformwerkzeugs (22) mit dessen Greifelementen (25), und

- Aufeinander zu Verstellen der Umformeinheit (20) und des Blechpakets (1) in Axialrichtung, zumindest bis zum Erreichen einer Soll-Umformposition,

- Freigeben der geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte (11) und Wegverstellen der Greifelemente (25) von einer der Lagen (12 bis 19) mit den umge-

formten Stabendabschnitten (11).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl „m“ an Stabendabschnitten (11) von zumindest einzelnen der Lagen (12 bis 19), bevorzugt von allen Lagen (12 bis 19), gleich der Anzahl „n“ der Aufnahmekam-

mern (2) im Blechpaket (1) gewählt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl „o“ an Greifelementen (25) gleich der Anzahl „n“ der Aufnahmekammern (2) im Blechpaket (1) gewählt ist.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (3) des Blechpakets (1) und eine Drehachse (23) des Umformwerkzeugs (22) vor dem Erfassen der aktuellen Position der ein-

zelnen Stabendabschnitte (11) zueinander fluchten ausgerichtet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass folgende weitere Schritte durgeführt werden:

- Positioniertes Ausrichten der Greifelemente (25) bezüglich der nächsten umzuformenden Lage (12 bis 19), optional mit einem vorher durchgeführten Erfassen der aktuellen Positionen der einzelnen umzuformenden Stabendabschnitte (11),

- Verdrehen des Umformwerkzeugs (22) mit dessen Greifelemente (25) sowie mitsamt den geklemmt gehaltenen Stabendabschnitten (11) in Umfangsrichtung bezüglich des Blechpakets (1) oder Verdrehen des Blechpakets (1) mitsamt den vorragenden Stabendabschnitten (11) in Umfangsrichtung bezüglich des Umformwerkzeugs (22) mit dessen Greifelementen (25), und

- Aufeinander zu Verstellen der Umformeinheit (20) und des Blechpakets (1) in Axialrichtung,

- Freigeben der geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte (11) und Wegverstellen des Umformwerkzeugs (22) von einer der Lagen (12 bis 19) mit den um-

geformten Stabendabschnitten (11).

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6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformvorgang der freien Stabendabschnitte (11) an der in radialer Richtung äußersten Lage (12 bis 19) begonnen wird und nacheinander die weiter innen liegend befindlichen Lagen (12 bis 19) umgeformt werden, oder dass der Umformvorgang der freien Stabendabschnitte (11) an der in radialer Richtung innersten Lage (19 bis 12) begonnen wird und nacheinander die weiter

außen liegend befindlichen Lagen (19 bis 12) umgeformt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das axiales Verstellen der Selektierfinger (26) in Richtung auf die zu ergreifenden Stabendabschnitte (11) so lange durchgeführt wird, bis die Selektierfinger (26) an Stirnflächen der Stabendabschnitte (11) anliegen und dann die Selektierfinger (26) zwischen die in radialer Richtung unmittelbar benachbart angeordneten Stabendabschnitte (11) von in radialer Richtung nebeneinander befindlichen Lagen (12 bis 19) weiter hinein verstellt werden und damit die Stabendabschnitte (11) der umzuformenden Lage (12 bis 19) von den Stabendabschnitten

(11) der unmittelbar benachbart befindlichen Lage (12 bis 19) separiert werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils zusammenwirkende Selektierfinger (26) und Positionierfinger (27) eines Greifelements (25) unabhängig voneinander in radialer Rich-

tung verstellt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die klemmende Halterung der umzuformenden Stabendabschnitte (11) mittels der einzelnen Greifelemente (25) die jeweils zusammenwirkenden Selektierfinger (26) und Positionierfinger (27) in radialer Richtung aufei-

nander zu verstellt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die klemmende Halterung der umzuformenden Stabendab-

schnitte (11) mittels der einzelnen Greifelemente (25) zuerst die Verstellung der

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Selektierfinger (26) und der Positionierfinger (27) in Axialrichtung durchgeführt wird und anschließend die aufeinander zu Verstellung in radialer Richtung durch-

geführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die klemmende Halterung der umzuformenden Stabendabschnitte (11) mittels der einzelnen Greifelemente die Verstellung der Selektierfinger (26) und der Positionierfinger (27) in Axialrichtung gleichzeitig mit der aufeinander zu Ver-

stellung in radialer Richtung durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geklemmt gehaltenen Stabendabschnitte (11) bei ihrer Umformbewegung in Umfangsrichtung jeweils zusätzlich in radialer Richtung um-

geformt werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen der einzelnen Stabendabschnitte (11) über die SollUmformposition weiter hinaus durchgeführt wird und anschließend die einzelnen

Stabendabschnitte (11) in die Soll-Umformposition zurück verformt werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdrehen des Umformwerkzeugs (22) alle Greifele-

mente (25) gemeinsam in Umfangsrichtung verstellt werden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierfinger (27) bei sich in einer Aufnahmestellung befindlichen Greifelementen (25) von den Selektierfingern (26) in Axialrichtung

überragt werden.

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16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Selektierfinger (26) an ihren den zu haltenden Stabendabschnitten (11) zugewendeten Endabschnitten verjüngend, insbesondere schnei-

denförmig, ausgebildet sind.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionierkanal (28) im jeweiligen Positionierfinger (27) an seiner dem Selektierfinger (26) zugewendeten Seite angeordnet oder ausgebildet ist, und sich der Positionierkanal (28) ausgehend von jenem dem Stabendabschnitt (11) zugewendeten Fingerende (29) in Axialrichtung bis zu einer Kanalstirmwand (30) erstreckt, wobei der im Positionierkanal (28) aufgenommene Sta-

bendabschnitt (11) an Kanalseitenwänden geführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei der axialen Verstellbewegung der Positionierfinger (27) der jeweils umzuformende Stabendabschnitt (11) im Positionierkanal (28) aufgenommen wird und die axiale Verstellbewegung solange durchgeführt wird, bis der jeweils umzuformende Sta-

bendabschnitt (11) mit seinem Stirnende an der Kanalstirwand (30) anliegt.

19. Umformeinheit (20) zur bleibenden Umformung von freien Stabendabschnitten (11) eines in einem Blechpaket (1) aufgenommenen Leiterpakets (6) zur Bildung eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine, insbesondere unter Einsatz des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Umformeinheit (20) umfasst

- ein Basisgehäuse (21), und

- ein Umformwerkzeug (22), welches Umformwerkzeug (22) eine Drehachse (23) definiert und das Umformwerkzeug (22) zur Umformung der Stabendabschnitte (11) relativ bezüglich des Basisgehäuses (21) um die Drehachse (23) verschwenkbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

- dass das Umformwerkzeug (22) mehrere Greifelemente (25) mit jeweils einem Selektierfinger (26) und einem damit zusammenwirkenden Positionierfinger

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(27) umfasst,

- dass die Selektierfinger (26) und die mit den jeweiligen Selektierfingern (26) zusammenwirkenden Positionierfinger (27) von einer Aufnahmestellung in eine Klemmstellung zur klemmenden Halterung von jeweils einem der umzuformenden Stabendabschnitte (11) und vice versa verstellbar sind,

- dass die Greifelemente (25) am Umformwerkzeug (22) über den Umfang verteilt angeordnet sind, und

- dass die Greifelemente (25) am Umformwerkzeug (22) in radialer Rich-

tung verstellbar geführt sind.

20. Umformeinheit (20) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Selektierfinger (26) und der Positionierfinger (27) jedes Greifelements (25) in

radialer Richtung zueinander benachbart angeordnet sind.

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