DE102014105344A1

DE102014105344A1 - Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten von Statorwicklungen

Info

Publication number: DE102014105344A1
Application number: DE102014105344.3A
Authority: DE
Inventors: James Paul Murphy
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2014-10-16
Also published as: CN104113168A; US9130439B2; US20140304978A1

Abstract

Eine Aufweitungsvorrichtung für Statorwicklungen umfasst ein Basis-Bauteil und eine erste Manschette aufgenommen am Basis-Bauteil. Die erste Manschette umfasst einen ersten Körper mit einer inneren ringförmigen Oberfläche, die eine erste zentrale Öffnung definiert. Eine zweite Manschette umfasst einen zweiten Körper mit einer inneren ringförmigen Oberfläche, die eine zweite zentrale Öffnung definiert. Eine Aufweitungsführung umfasst eine abgewinkelte Oberfläche, ausgestaltet und angeordnet, um auf dem zweiten Körper aufzusitzen. Ein Aufweitungswerkzeug umfasst einen Aufweitungsbereich mit einem abgewinkelten Oberflächenbereich. Der Oberflächenbereich ist ausgestaltet und angeordnet, um sich zwischen den ersten und zweiten Statorwicklungsschichten des Stirnbügelbereichs des Stators zu erstrecken, wobei die abgewinkelte Oberflächenbereich eine der ersten oder zweiten Statorwicklungsschichten radial auswärts gegen die abgewinkelte Oberfläche der Aufweitungsführung presst.

Description

Beispielhafte Ausführungsformen betreffen das Gebiet der elektrischen Maschinen und, im Besonderen, eine Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten von Statorwicklungen.
Elektrische Maschinen umfassen üblicherweise ein feststehendes Bauteil, auch Stator, das ein stationäres Feld, und ein rotierendes Bauteil, auch Rotor, das sich innerhalb des stationären Feldes bewegt. Im Betrieb erzeugen elektrische Maschinen Arbeit aus elektrischer Energie, die durch den Stator fließt eine elektromotorische Kraft im Rotor erzeugt. Die elektromotorische Kraft erzeugt ein Drehmoment am Rotor. Die Rotation des Rotors wird zum Antrieb verschiedener externer Baugruppen verwendet. Selbstverständlich können elektrische Maschinen auch verwendet werden, um elektrische Energie aus eingehender Arbeit zu erzeugen. In jedem Fall erzeugen elektrische Maschinen derzeit eine größere Ausgangsleistung bei höherer Drehzahl und sind so konstruiert, dass sie in kleinere Gehäuse passen.
Die durch den Stator und den Rotor fließende elektrische Energie erzeugt Wärme. Es ist wünschenswert die Wärme von der elektrischen Maschine abzuführen, um den Betriebswirkungsgrad zu erhöhen. In einigen Fällen erzeugen die Hersteller Räume zwischen den Stirnbügelschichten, um die Kühlung zu begünstigen. Die Räume werden im Allgemeinen durch axiale Aufweitung nach außen von einer oder mehrerer Stirnbügelschichten gegenüber anderen Stirnbügelschichten erzeugt. Die Räume gewähren den Zugang für Kühlmittel, so dass es in Wärmeaustauschbeziehung mit den Stirnbügelschichten strömt, um die Statortemperatur zu reduzieren.
Beschrieben ist eine Aufweitungsvorrichtung für Statorwicklungen umfassend ein Basis-Bauteil und eine erste Manschette gelagert auf dem Basis-Bauteil. Die erste Manschette umfasst einen ersten Körper mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche und einer inneren ringförmigen Oberfläche, die eine erste zentrale Öffnung definiert. Der Körper ist gestaltet und angeordnet, um ein erstes axiales Ende eines Statorkerns mit einem ersten Stirnbügelbereich des Statorkerns zu aufzunehmen, das sich durch die zentrale Öffnung erstreckt. Eine zweite Manschette umfasst einen zweiten Körper mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche und einer inneren ringförmigen Oberfläche, die eine zweite zentrale Öffnung definiert, die gestaltet und angeordnet ist, mit der ersten zentralen Öffnung ausgerichtet zu sein. Der zweite Körper ist gestaltet und angeordnet, um ein zweites axiales Ende eines Statorkerns mit einem zweiten Stirnbügelbereich des Statorkerns zu stützen, das sich durch die zweite zentrale Öffnung erstreckt. Eine Aufweitungsführung umfasst eine abgewinkelte Oberfläche, gestaltet und angeordnet, um auf dem zweiten Körper aufzusitzen. Ein Aufweitungswerkzeug umfasst einen Aufweitungsbereich mit einem abgewinkelten Oberflächenbereich. Der Aufweitungsbereich ist gestaltet und angeordnet, um sich zwischen der ersten und zweiten Schicht der Statorwicklungen des zweiten Stirnbügelbereichs mit dem abgewinkelten Oberflächenbereich zu erstrecken, wobei eine der ersten oder zweiten Statorwicklungsschichten radial nach außen gegen die abgewinkelte Oberfläche der Aufweitungsführung gepresst wird.
Ebenso ist ein Verfahren zum Aufweiten von Statorwicklungen beschrieben. Das Verfahren umfasst das Aufnehmen eines ersten axialen Endes eines Statorkerns mit einem ersten und zweiten Stirnbügelbereich auf einer ersten Manschette mit einer ersten zentralen Öffnung. Der erste Stirnbügelbereich erstreckt sich durch die erste zentrale Öffnung. Das Verfahren umfasst weiterhin die Anordnung einer zweiten Manschette mit einer zweiten zentralen Öffnung auf einem zweiten axialen Ende des Statorkerns mit dem zweiten Stirnbügelbereich, der sich durch die zweite zentrale Öffnung erstreckt. Eine Aufweitungsführung mit einer abgewinkelten Oberfläche ist auf der zweiten Manschette um den zweiten Stirnbügelbereich angeordnet. Ein Aufweitungsbereich eines Aufweitungswerkzeugs ist mit dem zweiten Stirnbügelbereich ausgerichtet. Der Aufweitungsbereich wird zwischen die erste und zweite Statorwicklungsschicht, die den zweiten Stirnbügelbereich bilden, gepresst. Die zweite Statorwicklungsschicht wird radial auswärts vom Statorkern aufgeweitet.
Weiterhin ist eine Aufweitungsvorrichtung für Statorwicklungen beschrieben umfassend ein Basis-Bauteil und eine erste Manschette gelagert auf dem Basis-Bauteil. Die erste Manschette umfasst einen ersten Körper mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche und einer inneren ringförmigen Oberfläche, die eine erste zentrale Öffnung definiert. Eine Statorbaugruppe umfasst einen Statorkern enthaltend ein erstes und ein zweites axiales Ende, wobei das erste axiale Ende einen ersten Stirnbügelbereich enthält und das zweite axiale Ende einen zweiten Stirnbügelbereich enthält, die erste und zweite Statorwicklungsschichten besitzen. Das erste axiale Ende wird von der ersten Manschette aufgenommen, wobei sich der erste Stirnbügelbereich durch die erste zentrale Öffnung erstreckt. Die zweite Manschette umfasst einen zweiten Körper mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche und einer inneren ringförmigen Oberfläche, die eine zweite zentrale Öffnung definiert. Die zweite Manschette nimmt das zweite axiale Ende des Statorkerns mit dem zweiten Stirnbügelbereich, der sich durch die zweite zentrale Öffnung erstreckt, auf. Eine Aufweitungsführung umfasst eine abgewinkelte Oberfläche und ist gestaltet und angeordnet auf dem zweiten Körper aufzuliegen. Ein Aufweitungswerkzeug umfasst einen Aufweitungsbereich mit einem abgewinkelten Oberflächenbereich. Der Aufweitungsbereich ist gestaltet und angeordnet, um sich zwischen der ersten und zweiten Schicht der Statorwicklungen des zweiten Stirnbügelbereichs mit dem abgewinkelten Oberflächenbereich zu erstrecken, wobei eine der ersten oder zweiten Statorwicklungsschichten radial nach außen gegen die abgewinkelte Oberfläche der Aufweitungsführung gepresst wird.
Die folgenden Beschreibungen sollen in keiner Weise als beschränkend angesehen werden. Mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen sind gleiche Elemente gleich nummeriert.
1 zeigt eine Explosionsdarstellung der Aufweitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform;
2 zeigt die Aufweitungsvorrichtung nach 1 angeordnet um den Stator;
3 zeigt ein Aufweitungswerkzeug der Aufweitungsvorrichtung einwirkend auf die Statorwicklungen des Stators;
4 zeigt eine Teilquerschnittsansicht der Aufweitungsvorrichtung nach 3;
5 zeigt die Aufweitungsvorrichtung abgezogen vom Stator nach einem Aufweitungsvorgang;
und
6 zeigt eine Teilquerschnittsansicht der Aufweitungsvorrichtung nach 5.
Vorliegend wird eine detaillierte Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung und Verfahren gegeben, wobei die Beschreibung lediglich beispielhaft und nicht limitierend mit Bezug auf die Zeichnungen ist.
Ein Stator für ein elektrische Maschine ist allgemein als (2) in 1 dargstellt. Stator (2) umfasst einen Statorkern (4) mit einem ersten axialen Ende (8) und einem gegenüberliegenden zweitem axialen Ende (9). Der Stator (2) umfasst weiterhin eine Mehrzahl von Statorwicklungen (14), die vom Statorkern (4) getragen werden. Die Statorwicklungen (14) umfassen einen ersten Stirnbügelbereich (16), der sich über das erste axiale Ende (8) hinaus erstreckt, und einen zweiten Stirnbügelbereich (18), der sich über das zweite axiale Ende (9) hinaus erstreckt. Der zweite Stirnbügelbereich (18) definiert ein Anschweißende (19) der Statorwicklungen (14). Die Statorwicklungen (14) umfassen eine erste Statorwicklungsschicht (22), die radial auswärts einer zweiten Statorwicklungsschicht (24) angeordnet ist. Die Anzahl der Statorwicklungsschichten kann variieren. Um die Kühlung der Statorwicklungen, insbesondere am Anschweißende, zu fördern, ist die erste Statorwicklungsschicht (22) radial nach außen aufgeweitet, wodurch ein Zwischenraum (26) entsteht. Der Zwischenraum (26) bietet einen Durchfluss (nicht separat gekennzeichnet), der Kühlmittel erlaubt zwischen der ersten und zweiten Statorwicklungsschicht (22) und (24) hindurchzufließen und die Kühlung von Anschweißende 19 zu fördern.
In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel wird die erste Statorwicklungsschicht (22) durch die Aufweitungsvorrichtung (40) radial nach außen aufgeweitet. Die Aufweitungsvorrichtung (40) umfasst eine erste Manschette (46) und eine zweite Manschette (48), die den Stator (2) aufnehmen und positionieren, wie weiter unten deutlicher werden wird. Die erste Manschette umfasst einen ersten Körper (54), der im dargestellten Ausführungsbeispiel über einem Basis-Bauteil (56) von einer Mehrzahl von Aufnahmen, eine hier als (58) angezeigt, aufgenommen wird. Zusätzlich zu den Aufnahmen (58) umfasst die Aufweitungsvorrichtung eine zentrale Werkzeugaufnahme (59), die im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rechtwinklig vom Basis-Bauteil (56) hervorsteht.
Der erste Körper (54) umfasst eine erste und zweite Oberfläche (61) und (62), die über eine äußere ringförmige Oberfläche (64) und eine innere ringförmige Oberfläche (66) verbunden sind. Die innere ringförmige Oberfläche (66) definiert eine erste zentrale Öffnung (68). Der erste Körper (54) umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen (nicht separat gekennzeichnet), die sich von der äußeren ringförmigen Oberfläche (64) zur inneren ringförmigen Oberfläche (66) erstrecken. Jede der Mehrzahl von Öffnungen nimmt ein entsprechendes einer Mehrzahl von Fingerelementen wie in (75) dargestellt auf. Jedes Fingerelement (75) umfasst ein entsprechendes Stopelement (77). Das Stopelement (77) beschränkt die radiale inwärts Einschiebung des Fingerelements (75). Mit dieser Anordnung sind die Fingerelemente (75) anfangs in einer radialen Auswärtsposition (nicht dargestellt). Das erste axiale Ende (8) des Statorkerns (4) wird in die erste zentrale Öffnung (68) geführt und die Fingerelemente (75) werden durch den ersten Stirnbügelbereich (16) geführt, um den Stator (2) an der ersten Manschette (46) zu unterstützen.
Die zweite Manschette (48) umfasst einen zweiten Körper (80) mit einer ersten Oberfläche (81) und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (82), die über eine äußere ringförmige Oberfläche (87) und eine innere ringförmige Oberfläche (89) verbunden sind. Die ringförmige Oberfläche (89) definiert eine zweite zentrale Öffnung (91). In einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben umfasst der zweite Körper (80) eine Mehrzahl von Öffnungen (nicht separat gekennzeichnet) die sich von der äußeren ringförmigen Oberfläche (87) zur inneren ringförmigen Oberfläche (89) erstrecken. Jede der Mehrzahl der Öffnungen nimmt ein in entsprechendes einer Mehrzahl von Fingerelementen wie in (97) dargestellt auf. Jedes Fingerelement (97) umfasst ein entsprechendes Stopelement (100). Das Stopelement (100) beschränkt die radiale inwärts Einschiebung des Fingerelements (97). Mit dieser Anordnung sind die Fingerelemente (97) anfangs in einer radialen Auswärtsposition (nicht dargestellt). Die zweite Manschette (48) wird über dem zweiten axialen Ende (9) des Statorkerns (4) angeordnet, wobei sich der zweite Stirnbügelbereich (18) durch die zweite zentrale Öffnung (91) erstreckt. An diesem Punkt werden die Fingerelemente (97) durch den zweiten Stirnbügelbereich (18) zur zweiten Manschette (48) am zweiten axialen Ende (9) des Statorkerns (4) geführt.
Die Aufweitungsvorrichtung (40) umfasst ebenfalls eine Aufweitungsführung (110) die einen angestrebten Aufweitungswinkel der ersten Statorwicklungsschicht (22) festlegt. Die Aufweitungsführung umfasst ein erstes Aufweitungsführungssegment (113), ein zweites Aufweitungsführungssegment (114) und ein drittes Aufweitungsführungssegment (115). Die Verwendung mehrfacher Aufweitungsführungssegmente (113–115) erleichtert das Entfernen der Aufweitungsführung (110) nach Beendigung der Aufweitung, wie im Folgenden detaillierter beschrieben. Da jedes Aufweitungsführungssegment (113–115) eine im Wesentlichen ähnliche Struktur aufweist, erfolgt eine detaillierte Beschreibung unter Bezug auf Aufweitungsführungssegment (113) mit dem Einvernehmen, dass die Aufweitungsführungssegmente (114) und (115) eine ähnliche Struktur umfassen. Das Aufweitungsführungssegment (113) schließt eine innere, gekrümmte abgewickelte Oberfläche (118) mit einem Winkel ein, der den angestrebten Aufweitungswinkel der ersten Statorwicklungsschicht (22) festlegt. Das Aufweitungsführungssegment (113) schließt ebenfalls eine Aufnahmeoberfläche (120), die gestaltet ist, an die zweite Oberfläche (82) der zweiten Manschette (48) anzustoßen oder auf dieser aufzuliegen, sowie eine Mehrzahl von Führungslaschen (122) ein. Die Führungslaschen (122) interagieren mit den Fingerelementen.
Weiterhin wird gezeigt, dass die Aufweitungsvorrichtung (40) einen Mittelstopfen (130) umfasst, der Halt und Schutz für die zweite Statorwicklungsschicht (24) bietet. Der Mittelstopfen (130) umfasst einen Stopfenkörper (134) mit einem äußeren ringförmigen Oberflächenteil (136), der in einer überhängenden äußeren ringförmigen Kante (138) endet. Das äußere ringförmige Oberflächenteil (136) ist derart ausgestaltet, dass er in dem zweiten Stirnbügelbereich (18) mit der ringförmigen Kante (138) steckt, wobei er einen äußeren Randbereich (nicht separat gekennzeichnet) der zweiten Statorwicklungsschicht (24) bedeckt. Der Mittelstopfen (130) umfasst auch eine Mehrzahl von Führungslaschen-Elementen (139), die an einem terminalen Ende (ebenfalls nicht separat gekennzeichnet) des äußeren ringförmigen Oberflächenteils (136) gegenüberliegendend der äußeren ringförmigen Kante (138) angeordnet sind. In einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben interagieren die Führungslaschen-Elemente (139) mit Fingerelementen (97), um eine Bewegung des Mittelstopfens (130) relativ zur zweiten Manschette (48) zu verhindern. Der Mittelstopfen (130) schließt ebenfalls eine zentrale Durchgangsbohrung (140) ein, die sich axial durch den Stopfenkörper (134) erstreckt. Die zentrale Durchgangsbohrung (140) ist ausgestaltet, um die zentrale Werkzeugaufnahme (59) aufzunehmen, um die gewünschte Ausrichtung von Mittelstopfen (120) und Statorkern (4) herzustellen.
In weiterer Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel umfasst die Aufweitungsvorrichtung (40) ein Aufweitungswerkzeug (150), das auf die erste Statorwicklungsschicht (22) wirkt, um den angestrebten Aufweitungswinkel herzustellen. Das Aufweitungswerkzeug (150) umfasst einen Aufweitungswerkzeugkörper (154) mit einer zentralen Durchgangsbohrung (156), die ausgelegt ist, die zentrale Werkzeugaufnahme (59) aufzunehmen. Die zentrale Werkzeugaufnahme (59) stellt die gewünschte Ausrichtung des Aufweitungswerkzeugs (150) relativ zum Statorkern (4) sicher, wie auch einen axialen Führungsweg, der das Aufweitungswerkzeug (150) in Kontakt mit der ersten Statorwicklungsschicht (22) führt. Das Aufweitungswerkzeug (150) umfasst ebenfalls einen Aufweitungsbereich (160), der einen ringförmige abgewinkelten Oberflächenbereich (163) und eine zentrale Einbuchtung (166) einschließt. Der ringförmige, abgewinkelte Oberflächenbereich (163) weist einen Winkel auf, der im Wesentlichen ähnlich dem Winkel der gekrümmten abgewinkelten Oberfläche (118) sein kann. Es soll jedoch klar sein, dass die Winkel auch unterschiedlich sein können.
In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel wird das Aufweitungswerkzeug (150), nach Befestigung der ersten und zweiten Manschette (46) und (48), der Positionierung der Aufweitungsführungssegmente (113–115) und des Mittelstopfens (130) wie in 2 dargestellt, über die zentrale Werkzeugaufnahme (59) geführt. Das Aufweitungswerkzeug (150) wird in Kontakt mit dem zweiten Stirnbügelbereich (18) gepresst. Im Besonderen wird das Aufweitungswerkzeug (150) in Kontakt mit dem zweiten Stirnbügelbereich (18) geführt, wodurch der Aufweitungsbereich (160) in den Zwischenraum (26) fährt. Die fortgeführte axiale Bewegung des Aufweitungswerkzeugs (150) verursacht, dass der ringförmige abgewinkelte Oberflächenbereich (163) die erste Statorwicklungsschicht (22) radial nach außen relativ zur zweiten Statorwicklungsschicht (24) preßt. Das Aufweitungswerkzeug (150) bewegt sich fortwährend über die zentrale Werkzeugaufnahme (59), so dass der Mittelstopfen (130) in der zentralen Einbuchtung (166) aufgenommen wird und die erste Statorwicklungsschicht (22) gegen die gekrümmte abgewinkelte Oberfläche (118) jedes Aufweitungsführungssegments (113) gepresst wird, wie in den 3 und 4 dargestellt, wodurch die gewünschte Aufweitung erzeugt wird.
Nach Erzeugung der gewünschten Aufweitung wird das Aufweitungswerkzeug (150) zurückgezogen und die zweite Manschette (48) wird gelöst und zur ersten Manschette (46) verschoben, wie in den 5 und 6 dargestellt. Die zweite Manschette (48) wird durch Zurückziehen der Fingerelemente (97) gelöst. Eine weitere Loslösung kann durch Entfernen einer Arretierung (nicht dargestellt) erreicht werden, die dabei hilft, die zweite Manschette (48) auf dem Statorkern (4) zu positionieren. Wenn die zweite Manschette (48) zur ersten Manschette (46) bewegt worden ist, können die Aufweitungsführungssegmente (113–115) entfernt werden. Der Mittelstopfen (130) kann ebenfalls entfernt und der Stator (2) von der ersten Manschette (46) gelöst werden. Nach dem Entfernen kann Stator (2) in eine elektrische Maschine eingebaut werden (nicht dargestellt).
An diesem Punkt sollte klargestellt sein, dass die Ausführungsbeispiele ein Werkzeug beschreiben, das bestimmt ist, eine oder mehrere Statorwicklungsschichten relativ zu einer oder mehrerer anderer Statorwicklungsschichten aufzuweiten. Durch die Aufweitung einer oder mehrerer Statorwicklungsschichten wird ein erweiterter Zwischenraum gebildet. Der erweiterte Zwischenraum stellt ein vergrößertes Gebiet zur Aufnahme eines Kühlmittels, wie zum Beispiel in Form eines Kühlgases oder einer Kühlflüssigkeit, zur Verfügung. Das Kühlmittel wird über die Stirnbügel geführt, um Wärme abzuführen. Die Bereitstellung zusätzlicher Kühlbereiche, insbesondere am Anschweißende der Statorwicklungen, erhöht den Betriebswirkungsgrad des Stators.
Während die Erfindung mit Bezug zu einem Ausführungsbeispiel oder Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird der Fachmann auf dem Gebiet verstehen, dass zahlreiche Veränderungen vorgenommen und Elemente durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, um eine besondere Anwendung oder Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne vom wesentlichen Anwendungsbereich derselben abzuweichen. Es ist daher gewollt, dass die Erfindung nicht durch die besonderen, als beste Alternative offenbarten Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle in den Schutzbereich der Ansprüche fallenden Ausführungsformen einschließt.

Claims

Eine Aufweitungsvorrichtung (40) für Statorwicklungen (14), umfassend; ein Basis-Bauteil (56), eine erste Manschette (46) aufgenommen am Basis-Bauteil (56), wobei die erste Manschette (46) einen ersten Körper (54) mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche (64) und einer inneren ringförmige Oberfläche (66), die eine erste zentrale Öffnung (68) definiert, umfasst, wobei der Körper (54) ausgestaltet und angeordnet ist, ein erstes axiales Ende (8) eines Statorkerns (4) mit einem ersten Stirnbügelbereich (16) des Statorkerns (4), der sich durch die erste zentrale Öffnung (68) erstreckt, aufzunehmen, eine zweite Manschette (48) umfassend einen zweiten Körper (80) mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche (87) und einer inneren ringförmige Oberfläche (89), die eine zweite zentrale Öffnung (91) definiert, die gestaltet und angeordnet ist, mit der ersten zentralen Öffnung (68) ausgerichtet zu sein, wobei der zweite Körper (80) ausgestaltet und angeordnet ist, ein zweites axiales Ende (9) des Statorkerns (4) mit einem zweiten Stirnbügelbereich (18) des Statorkerns (4), der sich durch die zweite zentrale Öffnung (91) erstreckt, aufzunehmen, eine Aufweitungsführung (110) ausgestaltet und angeordnet, um auf dem zweiten Körper (80) aufzusitzen, wobei die Aufweitungsführung (110) eine abgewinkelte Oberfläche (118) umfasst; und ein Aufweitungswerkzeug (150) umfassend einen Aufweitungsbereich (160) mit einem abgewinkelten Oberflächenbereich (163), wobei der Aufweitungsbereich (160) ausgestaltet und angeordnet ist, sich zwischen einer ersten und zweiten Statorwicklungsschicht (22) und (24) des zweiten Stirnbügelbereichs (18) zu erstrecken, wobei der abgewinkelte Oberflächenbereich eine der ersten oder zweiten Statorwicklungsschichten (22) und (24) radial auswärts gegen die abgewinkelte Oberfläche der Aufweitungsführung (110) presst.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine zentrale Werkzeugaufnahme (59), die sich vom Basis-Bauteil (56) durch die ersten und zweiten Öffnungen (68) und (91) sowie durch das Aufweitungswerkzeug (150) einschließlich einer Durchgangsbohrung erstreckt, die ausgestaltet und angeordnet ist, die zentrale Werkzeugaufnahme (59) aufzunehmen.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: einen Mittelstopfen (130) umfassend einen Stopfenkörper (134) ausgestaltet und angeordnet in dem zweiten axialen Ende (9) des Statorkerns (4) zu stecken.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufweitungswerkzeug (150) eine zentrale Einbuchtung (166) umfasst, die ausgestaltet und angeordnet ist, den Mittelstopfen (130) aufzunehmen.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelstopfen (130) eine zentrale Durchgangsbohrung (140) umfasst, die ausgestaltet und angeordnet ist, die zentrale Werkzeugaufnahme (59) aufzunehmen.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Manschette (46) eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, die sich im ersten Körper (54) zwischen der äußeren ringförmigen Oberfläche (64) und der inneren ringförmigen Oberfläche (66) erstrecken.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 6, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl von Fingerelementen (75), die sich durch eine korrespondierende Mehrzahl von Öffnungen in der ersten Manschette (46) erstrecken, wobei die Fingerelemente (75) ausgestaltet und angeordnet sind, sich durch den ersten Stirnbügelbereich (16) zu erstrecken.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Manschette (48) eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, die sich im zweiten Körper (80) zwischen der äußeren ringförmigen Oberfläche (87) und der inneren ringförmigen Oberfläche (89) erstrecken.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 8, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl von Fingerelementen (97), die sich durch eine korrespondierende Mehrzahl von Öffnungen in der zweiten Manschette (48) erstrecken, wobei die Fingerelemente (97) ausgestaltet und angeordnet sind, sich durch den zweiten Stirnbügelbereich (18) zu erstrecken.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitungsführung (110) eine Mehrzahl von Aufweitungsführungssegmenten (113–115) enthält.
Ein Verfahren zur Aufweitung von Statorwicklungen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufnahme eines ersten axialen Endes (8) eines Statorkerns (4) mit einem ersten und zweiten Stirnbügelbereich (16) und (18) auf einer ersten Manschette (46) mit einer ersten zentralen Öffnung (68), wobei der erste Stirnbügelbereich (16) sich durch die erste zentrale Öffnung (68) erstreckt; Positionierung einer zweiten Manschette (48) mit einer zweiten zentralen Öffnung (91) auf einem zweiten axialen Ende (9) des Statorkerns (4), wobei der zweite Stirnbügelbereich (18) sich durch die zweite zentrale Öffnung (91) erstreckt; Positionierung einer Aufweitungsführung (110) mit einer abgewinkelten Oberfläche auf der zweiten Manschette (48) um den zweiten Stirnbügelbereich (18); Ausrichtung eines Aufweitungsbereichs (160) eines Aufwertungswerkzeugs (150) mit dem zweiten Stirnbügelbereich (18); Pressen des Aufweitungsbereichs (160) zwischen die erste und zweite Statorwicklungsschicht (22) und (24), die den zweiten Stirnbügelbereich (18) bilden; und Aufweiten der zweiten Statorwicklungsschicht (24) radial auswärts zum Statorkern (4).
Verfahren nach Anspruch 11, umfassend weiterhin den Schritt: Positionierung eines Mittelstopfens (130) radial inwärts von der ersten Statorwicklungsschicht (22).
Verfahren nach Anspruch 11, umfassend weiterhin den Schritt: Einschieben einer Mehrzahl von Fingerelementen (75) durch die erste Manschette (46) in den ersten Stirnbügelbereich (16), um den Statorkern (4) zu fixieren.
Verfahren nach Anspruch 12, umfassend weiterhin den Schritt: Einschieben einer weiteren Mehrzahl von Fingerelementen (97) durch die zweite Manschette (48) in den zweiten Stirnbügelbereich (18), um den Statorkern (4) noch weiter zu fixieren.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Aufweitungsführung (110) die Anordnung mehrerer Aufweitungsführungssegmente (113–115) um die zweite Manschette (48) umfasst.
Eine Aufweitungsvorrichtung (40) zur Aufweitung von Statorwicklungen (14), umfassend: ein Basis-Bauteil (56), eine erste Manschette (46) aufgenommen am Basis-Bauteil (56), wobei die erste Manschette (46) einen ersten Körper (54) mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche (64) und einer inneren ringförmige Oberfläche (66), die eine erste zentrale Öffnung (68) definiert, umfasst, eine Statorbaugruppe umfassend einen Statorkern (4) enthalten ein erstes und zweites axiales Ende (8) und (9), wobei das erste axiale Ende (8) einen ersten Stirnbügelbereich (16) einschließt, und das zweite axiale Ende (9) einen zweiten Stirnbügelbereich (18) mit einer ersten und einer zweiten Statorwicklungsschicht (22) und (24) einschließt, wobei das erste axiale Ende (8) in der ersten Manschette (46) aufgenommen ist, wobei sich der erste Stirnbügelbereich (16) durch die erste zentrale Öffnung 68) erstreckt, eine zweite Manschette (48) umfassend einen zweiten Körper (80) mit einer äußeren ringförmigen Oberfläche (87) und einer inneren ringförmige Oberfläche (89), die eine zweite zentrale Öffnung (91) definiert, wobei die zweite Manschette (48) an das zweite axiale Ende (9) des Statorkerns (4) angrenzt, wobei der zweite Stirnbügelbereich (18) sich durch die zweite zentrale Öffnung (91) erstreckt, eine Aufweitungsführung (110) ausgestaltet und angeordnet, um auf dem zweiten Körper (80) aufzusitzen, wobei die Aufweitungsführung (110) eine abgewinkelte Oberfläche (118) umfasst; und ein Aufweitungswerkzeug (150) umfassend einen Aufweitungsbereich (160) mit einem abgewinkelten Oberflächenbereich (163), wobei der Aufweitungsbereich (160) ausgestaltet und angeordnet ist, sich zwischen der ersten und zweiten Statorwicklungsschicht (22) und (24) des zweiten Stirnbügelbereichs (18) zu erstrecken, wobei der abgewinkelte Oberflächenbereich eine der ersten oder zweiten Statorwicklungsschichten (22) und (24) radial auswärts gegen die abgewinkelte Oberfläche der Aufweitungsführung (110) presst.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 16, weiterhin umfassend: eine zentrale Werkzeugaufnahme (59), die sich vom Basis-Bauteil (56) durch die ersten und zweiten Öffnungen (68) und (91) sowie durch das Aufweitungswerkzeug (150) einschließlich einer Durchgangsbohrung erstreckt, die ausgestaltet und angeordnet ist, die zentrale Werkzeugaufnahme aufzunehmen.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 17, weiterhin umfassend: einen Mittelstopfen (130) umfassend einen Stopfenkörper (134) ausgestaltet und angeordnet in dem zweiten axialen Ende (9) des Statorkerns (4) zu stecken.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Manschette (46) eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, die sich im ersten Körper (54) zwischen der äußeren ringförmigen Oberfläche (64) und der inneren ringförmigen Oberfläche (66) erstrecken; und eine Mehrzahl von Fingerelementen (75) umfasst, die sich durch eine korrespondierende Mehrzahl von Öffnungen in der ersten Manschette (46) erstrecken, wobei die Fingerelemente (75) sich durch den ersten Stirnbügelbereich (16) erstrecken.
Aufweitungsvorrichtung (40) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Manschette (48) eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst, die sich im zweiten Körper (80) zwischen der äußeren ringförmigen Oberfläche (87) und der inneren ringförmigen Oberfläche (89) erstrecken; und eine Mehrzahl von Fingerelementen (97) umfasst, die sich durch eine korrespondierende Mehrzahl von Öffnungen in der zweiten Manschette (48) erstrecken, wobei die Fingerelemente (97) ausgestaltet und angeordnet sind, sich durch den zweiten Stirnbügelbereich (18) zu erstrecken.