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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren und Verspannen von Verschaltelementanschlussleitern. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung zum Positionieren und Verspannen von Verschaltelementanschlussleitern mit Maschinenelementanschlussleitern zwecks Verbinden und Anschließen eines Verschaltelements mit einem Maschinenelement einer elektrischen Maschine. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Anschließen eines Verschaltelements an ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine, umfassend eine derartige Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung und eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen und mechanischen Verbinden der Verschaltelementanschlussleiter mit den Maschinenelementanschlussleitern. Weiter betrifft die Erfindung ein Verschaltelementpositionier- und -spannverfahren zum Positionieren und Verspannen von Verschaltelementanschlussleitern mit Maschinenelementanschlussleitern zwecks Verbinden und Anschließen eines Verschaltelements mit einem Maschinenelement einer elektrischen Maschine.
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Unter elektrischen Maschinen werden insbesondere Maschinen zum Umwandeln elektrischer Energie in Bewegungsenergie und Maschinen zum Umwandeln von Bewegungsenergie in elektrische Energie verstanden. Insbesondere sind darunter Elektromotoren und Generatoren zu verstehen.
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Bei der Herstellung von Maschinenelementen derartiger elektrischer Maschinen, wie beispielsweise Statoren oder Rotoren, ist es oft erforderlich, Enden von aus Drähten gebildeten Leitern miteinander zu verbinden oder sonst wie gemeinsam zu verarbeiten, wie z.B. gemeinsam zu schneiden oder zu formen.
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Zum Beispiel gibt es Elektromotoren, bei denen Spulenwicklungen, insbesondere des Stators, aus unterschiedlichen Drahtstücken gebildet werden, deren Enden dann miteinander verbunden werden. Es sind bereits Vorrichtungen und Verfahren zum Verbinden von Drahtenden von Hairpins zum Bilden von Statorwicklungen von elektrischen Maschinen vorgeschlagen worden, bei denen die Drahtenden miteinander verschweißt werden. Hierbei sind Vorrichtungen und Verfahren zum Positionieren und Verspannen der Drahtenden vor dem Verschweißen vorgesehen.
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In den deutschen Patentanmeldungen
- [1] DE 10 2018 103 926.3 ,
- [2] DE 10 2018 103 929.8 und
- [3] DE 10 2018 103 930.1 ,
auf die für weitere Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, werden Vorrichtungen und Verfahren zum Umformen von Drahtenden von Hairpins und ein Herstellverfahren für ein Bauteil einer elektrischen Maschine unter Verwendung derselben beschrieben. Die in diesen früheren Patentanmeldungen beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren dienen insbesondere zum Umformen der „normalen“ Hairpin-Drahtenden, die miteinander verbunden werden, um so Spulenwicklungen zu bilden. Das Verbinden erfolgt z.B. mittels Schweißen, wozu es vorteilhaft ist, in der deutschen Patentanmeldung
- [4] DE 10 2018 103 100.9 ,
auf die für weitere Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, beschriebene und gezeigte Vorrichtungen und Verfahren zum Positionieren und Spannen der Hairpin-Drahtenden zu verwenden.
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Beispielsweise können auf diese Weise Spulenwicklungen mehrerer Phasen eines Bauteils einer elektrischen Maschine, wie z.B. eines Stators eines Elektromotors, hergestellt werden. Zum Anschließen der Phasen können einige Drahtenden als Anschlussleiter dienen. Dies kann z.B. über mehrere Sonderpins geschehen. Z.B. können einige der Hairpins längere Drahtenden bereitstellen, die dann als Verschaltelementanschlussleiter dienen, welche dann mit einem Verschaltelement verbunden werden sollen.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, Vorrichtungen und Verfahren zu schaffen, mit denen das Anschließen von Verschaltelementanschlussleitern eines Bauteils einer elektrischen Maschine an ein Verschaltelement zur industriellen Großserienfertigung verbessert wird.
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Zum Lösen dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem Nebenanspruch.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung schafft eine Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung zum Positionieren und Verspannen von Verschaltelementanschlussleitern mit Maschinenelementanschlussleitern zwecks Verbinden und Anschließen eines Verschaltelements mit einem Maschinenelement einer elektrischen Maschine, umfassend:
- eine Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung zum Positionieren der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung relativ zu dem Maschinenelement und zum Befestigen der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung an dem Maschinenelement,
- eine Verschaltelementhalteeinrichtung zum Halten des Verschaltelements an der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung und
- eine Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung zum Positionieren und Miteinanderverspannen von Verschaltelementanschlussleitern und Maschinenelementanschlussleitern .
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Es ist bevorzugt, dass die Verschaltelementhalteeinrichtung wenigstens eine mechanisch in eine Halteposition vorgespannte Haltebacke aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Leiterendenpositionier- und -spannvorrichtung mechanisch in eine Spannposition vorgespannt ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Maschinenelementpositionier- und - befestigungseinrichtung einen Haltekern zum Eingreifen in ein ringförmiges Gehäuse des Maschinenelements und zum formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Erfassen des Gehäuses in definierter Position in Axialrichtung, Umfangsrichtung und Radialrichtung als Maschinenelementhalter aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Maschinenelementpositionier- und - befestigungseinrichtung eine Maschinenelementbefestigungsschnittstelle zur Befestigung an einem fest und positioniert mit dem Maschinenelement verbundenen Maschinenelementhalter aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Maschinenelementpositionier- und - befestigungseinrichtung eine Transportbefestigungsschnittstelle zur Befestigung an einer Transportvorrichtung aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Maschinenelementpositionier- und - befestigungseinrichtung eine Axialpositioniereinheit zur axialen Positionierung der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung relativ zu einer Mittelachse des Maschinenelements aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Maschinenelementpositionier- und - befestigungseinrichtung eine Radialpositioniereinheit zur radialen Positionierung der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung relativ zu einer Mittelachse des Maschinenelements und/oder zum Ausrichten einer Mittelachse der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung auf einer Mittelachse des Maschinenelements aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Maschinenelementpositionier- und - befestigungseinrichtung eine Umfangspositioniereinheit zur Positionierung der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung in Umfangsrichtung relativ zu einer Mittelachse des Maschinenelements aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Axialpositioniereinheit wenigstens einen Vorsprung oder Stift zur Auflage auf dem Maschinenelement und/oder dem Maschinenelementhalter aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Radialpositioniereinheit eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Passfläche oder Mantelfläche an der Maschinenelementbefestigungsschnittstelle zum Erfassen einer korrespondierenden Passfläche oder Mantelfläche an dem Maschinenelementhalter aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Umfangspositioniereinheit einen Vorsprung oder Rücksprung oder eine Passfeder an der Maschinenelementbefestigungsschnittstelle zum Erfassen einer entsprechenden Rücksprungsausbildung oder Vorsprungsausbildung oder Passfederaufnahme an dem Maschinenelementhalter aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Verschaltelementhalteeinrichtung wenigstens eine gefederte Haltebacke oder eine erste und eine zweite gefederte Haltebacke aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Verschaltelementhalteeinrichtung wenigstens ein mittels eines mechanischen Kraftspeichers in eine Halteposition zum Verspannen des Verschaltelements vorgespanntes Halteelement aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Verschaltelementhalteeinrichtung wenigstens ein/eine automatisch oder manuell zwischen einer Halteposition und einer Freigabeposition bewegbare(s) Halteelement oder Haltebacke aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass die Verschaltelementhalteeinrichtung dazu ausgebildet ist, in einer Aufnahmestellung das Verschaltelement aufzunehmen und in einer Haltestellung das Verschaltelement durch Reibschluss oder/und Formschluss festzuhalten.
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Es ist bevorzugt, dass die Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung ein erstes Element und ein relativ zu dem ersten Element bewegbares zweites Element aufweist, um Verschaltelementanschlussleiter und Maschinenelementanschlussleiter zwischen den Elementen zu positionieren und zu verspannen.
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Es ist bevorzugt, dass das erste und das zweite Element durch einen mechanischen Kraftspeicher oder wenigstens eine Feder in eine Spannstellung vorgespannt sind.
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Es ist bevorzugt, dass das erste und/oder das zweite Element scheibenförmig oder ringförmig und/oder als Spannscheiben ausgebildet sind.
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Es ist bevorzugt, dass das erste und/oder das zweite Element relativ zueinander drehbar gelagert sind.
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Es ist bevorzugt, dass das erste Element eine erste Ausnehmung und das zweite Element eine zweite Ausnehmung aufweist, wobei die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausnehmung sich von einem weiteren Bereich zu einem engeren Bereich hin verjüngen und/oder wenigstens eine sich in Relativbewegungsrichtung der Elemente erstreckende zumindest teilweise schräg verlaufende Berandung aufweisen und wobei die erste und die zweite Ausnehmung sich zumindest teilweise überlappen und sich mit zumindest teilweise sich quer zu der Relativbewegungsrichtung der Elemente erstreckenden Berandungen bei Relativbewegungen der Elemente aneinander annähern.
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Es ist bevorzugt, dass wenigstens eines der Elemente eine Schrägführung zum Einführen von Leitern in eine vorbestimmte Position aufweist.
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Es ist bevorzugt, dass das erste und das zweite Element konzentrisch zueinander drehbar sind.
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Es ist bevorzugt, dass das erste und/oder das zweite Element zentral gelagert sind.
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Es ist bevorzugt, dass ein mechanischer Kraftspeicher das erste und das zweite Element in eine Spannstellung vorspannt.
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Es ist bevorzugt, dass das erste und zweite Element jeweils einen in Radialrichtung vorstehenden Ausleger aufweist, wobei die Ausleger über wenigstens eine Feder miteinander verbunden sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Anschließen eines Verschaltelements an ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine, umfassend eine Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen und eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen und mechanischen Verbinden der Verschaltelementanschlussleiter mit den Maschinenelementanschlussleitern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verschaltelementpositionier- und -spannverfahren zum Positionieren und Verspannen von Verschaltelementanschlussleitern mit Maschinenelementanschlussleitern zwecks Verbinden und Anschließen eines Verschaltelements mit einem Maschinenelement einer elektrischen Maschine, umfassend:
- a) Positionieren einer Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung relativ zu dem Maschinenelement und Befestigen der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung an dem Maschinenelement,
- b) Halten des Verschaltelements an der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung und
- c) Positionieren und Miteinanderverspannen von Verschaltelementanschlussleitern und Maschinenelementanschlussleitern mittels der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst: Halten des Verschaltelements mittels wenigstens einer mechanisch in eine Halteposition vorgespannten Haltebacke.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass Schritt b) umfasst: Zustellen wenigstens einer Haltebacke zu dem Verschaltelement, um dieses an der wenigstens einen Haltebacke zu halten und/oder Arretieren der wenigstens einen Haltebacke mittels einer Arretiereinrichtung, insbesondere durch Schrauben, Haken, Spanner oder dergleichen.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst: Verspannen der Leiter mittels eines mechanischen Kraftspeichers oder wenigstens einer Feder.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass Schritt c) umfasst: Zustellen wenigstens eines ersten und eines zweiten Elements zum Verspannen der Leiter dazwischen und Arretieren des ersten und zweiten Elements mittels einer Arretiereinrichtung, insbesondere durch Schrauben, Spanner oder dergleichen.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:
- a1) Erfassen eines ringförmigen Gehäuses des Maschinenelements mittels Einführen eines als Maschinenelementhalter zu verwendenden Haltekerns in das Gehäuse und formschlüssiges und/oder reibschlüssiges relatives Fixieren des Gehäuses und des Haltekerns in definierter Position in Axialrichtung, Umfangsrichtung und Radialrichtung.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:
- a2) Befestigung der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung an einem fest und positioniert mit dem Maschinenelement verbundenen Maschinenelementhalter.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:
- a3) Transportieren und/oder Bewegen der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung mittels einer an einer Transportbefestigungsschnittstelle zu befestigenden Transportvorrichtung.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:
- a4) axiales Positionieren der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung entlang einer Mittelachse des Maschinenelements durch Auflegen eines Anschlages, eines Vorsprungs oder wenigstens eines Stifts der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung an dem Maschinenelement oder dem Maschinenelementhalter.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:
- a5) radiales Positionieren der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung relativ zu einer Mittelachse des Maschinenelements und/oder Ausrichten einer Mittelachse der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung auf einer Mittelachse des Maschinenelements.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:
- a6) Ausrichten einer Mittelachse der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung auf einer Mittelachse des Maschinenelements mittels komplementärer sich in Umfangsrichtung erstreckender Passflächen an der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung und dem Maschinenelementhalter.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:
- a7) Positionieren der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung in Umfangsrichtung relativ zu einer Mittelachse des Maschinenelements durch wenigstens eine Passfeder oder sonstige komplementäre Vorsprungs-/Rücksprungsausbildungen, die zwischen der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung und dem Maschinenelementhalter gebildet sind.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:
- b1) Verwenden wenigstens einer gefederten Haltebacke oder einer ersten und einer zweiten gefederten Haltebacke.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:
- b2) Vorspannen wenigstens eines Halteelements mittels eines mechanischen Kraftspeichers in eine Halteposition zum Verspannen des Verschaltelements.
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In einer Variante umfasst der Schritt b2) Zustellen wenigstens eines Halteelements und Arretieren des wenigstens einen Halteelements in der Halteposition.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:
- b3) automatisches oder manuelles Bewegen wenigstens eines Halteelements oder einer Haltebacke zwischen einer Halteposition und einer Freigabeposition.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:
- b4) Aufnehmen des Verschaltelements in einer sich in einer Aufnahmestellung befindlichen Verschaltelementhalteeinrichtung und Überführen der Verschaltelementhalteeinrichtung in eine Haltestellung zum Halten des Verschaltelements an der Verschaltelementhalteeinrichtung durch Reibschluss oder/und Formschluss.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- Relativbewegen eines ersten Elements und eines zweiten Elements, um Verschaltelementanschlussleiter und Maschinenelementanschlussleiter zwischen den Elementen zu positionieren und zu verspannen.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c1) Vorspannen des ersten und des zweiten Elements durch einen mechanischen Kraftspeicher oder wenigstens eine Feder in eine Spannstellung.
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In einer Variante umfasst Schritt c1): Verspannen des ersten und zweiten Elements, insbesondere manuell oder mittels einer automatischen oder maschinellen Zustelleinheit, und Arretieren des ersten und zweiten Elements in der Spannstellung.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c2) Verwenden von scheibenförmigen oder ringförmigen Elementen und/oder von Spannscheiben als erstes und/oder zweites Element.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c3) relatives Drehen des ersten und/oder des zweiten Elements zueinander.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c4) Aufnehmen, Positionieren und Spannen der Anschlussleiter in einer ersten Ausnehmung des ersten Elements und einer zweiten Ausnehmung des zweiten Elements, wobei wenigstens eine Ausnehmung sich von einem weiteren Bereich zu einem engeren Bereich hin verjüngt und/oder wenigstens eine sich in Relativbewegungsrichtung der Elemente erstreckende zumindest teilweise schräg verlaufende Berandung aufweist und wobei die erste und die zweite Ausnehmung sich zumindest teilweise überlappen und sich mit zumindest teilweise sich quer zu der Relativbewegungsrichtung der Elemente erstreckenden Berandungen bei Relativbewegungen der Elemente aneinander annähern.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c5) Einführen von Anschlussleitern in eine vorbestimmte Position mittels wenigstens einer Schrägführung an wenigstens einem der Elemente.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c6) konzentrisches Drehen der Elemente in entgegengesetzter Richtung zueinander.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c7) Drehen des ersten und/oder zweiten Elements um eine Mittelachse der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung.
- c8) Vorspannen des ersten und des zweiten Elements in eine Spannstellung mittels eines mechanischen Kraftspeichers.
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Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:
- c9) Verspannen des ersten und des zweiten Elements mittels wenigstens einer an in Radialrichtung vorstehenden Auslegern angreifenden Feder.
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Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Anschließen eines Verschaltelements an ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine, umfassend Durchführen des Verschaltelementpositionier- und - spannverfahrens nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen und elektrisches und mechanisches Verbinden der so positionierten und miteinander verspannten Anschlussleiter des Verschaltelements und des Maschinenelements.
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Ausgestaltungen der Erfindung werden vorzugsweise in einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils einer elektrischen Maschine verwendet, wie es genauer in den Patentanmeldungen [1], [2] und [3] beschrieben ist, um die Phasen eines mit einem solchen Verfahren hergestellten Bauteils elektrisch anzuschließen.
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Im Folgenden werden Vorteile der Erfindung oder deren bevorzugter Ausgestaltungen näher erläutert.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind insbesondere vorteilhaft in der industriellen Großfertigung eines Bauteils einer elektrischen Maschine, wie insbesondere eines Stators eines Elektromotors oder Generators. Z.B. kann der Stator drei Phasen aufweisen, die entsprechende Spulenwicklungen umfassen.
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Um die z.B. drei Phasen eines Elektromotors an eine Leistungselektronik anzuschließen, wird vorzugsweise ein Element zur entsprechenden Verschaltung (nachfolgend Verschaltelement genannt) mit Hairpins (Beispiel für Maschinenelementanschlussleitern) des Elektromotors verschweißt.
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Mit bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist es möglich, das Verschaltelement in der Lage sehr genau zum Stator zu positionieren.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung haben den Vorteil, dass mit den Anschlüssen des Verschaltelements (Beispiel für Verschaltelementanschlussleiter) zu verschweißende Hairpins (Beispiel für Maschinenelementanschlussleiter) in radialer und tangentialer Richtung zu den entsprechenden Anschlüssen des Verschaltelements ausgerichtet werden können.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung bieten insbesondere einen, mehrere oder alle der folgenden Vorteile:
- • Vorzugsweise wird eine genaue Positionierung des Verschaltelements zum Stator gewährleistet. Damit können in nachfolgenden Montageschritten exakt die drei Phasen des Elektromotors automatisiert mit der Leistungselektronik verbunden werden.
- • Außerdem kann vorzugsweise durch eine genaue Positionierung gewährleistet werden, dass ein zulässiger Bauraum des Stators inklusive des Verschaltelements nicht überschritten wird.
- • Vorzugsweise werden die Anschlüsse des Verschaltelements mit den entsprechenden Hairpins gespannt. Dies ist vorteilhaft, um die durch den Schweißprozess vorgegebenen Anforderungen an die Positioniergenauigkeit der beiden Schweißpartner zu erfüllen.
- • Vorteilhaft werden Spannung und Positionierung des Verschaltelements mit den Hairpins mittels einer Vorrichtung außerhalb der Schweißanlage durchgeführt.
- • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung haben den Vorteil, dass sie ohne jegliche Strom- und Fluidversorgung die Positionier- und Spannaufgabe erfüllen.
- • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind für das Handling in einem automatisierten Montagevorgang, beispielsweise über einen Roboter oder ein anderes verfahrbares Portal, entsprechend ausgeführt. Vorzugsweise verfügen sie über eine entsprechende Anschlusseinrichtung hierfür.
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Vorzugsweise ermöglicht die Vorrichtung die Positionierung des Verschaltelements zum Stator in X-Y-Z-Richtung. Vorzugsweise wird die Vorrichtung hierfür von Hand oder automatisiert auf einen sich im Blechpaket des Stators befindlichen „Kern“ aufgesetzt. Vorzugsweise ist dieser Kern in X-Y-Z-Richtung zum Blechpaket ausgerichtet und fest mit diesem verbunden. Vorzugsweise wird die Vorrichtung über die Mantelfläche zur Stator-Mittelachse (X-Y-Richtung) positioniert. Vorzugsweise wird die Vorrichtung über eine Passfeder rotatorisch (um die Z-Achse) positioniert. Vorzugsweise erfolgt die Positionierung in Z-Richtung über mehrere, z.B. drei oder mehr, Stifte, die auf dem Blechpaket aufliegen.
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Vorzugsweise wird das Verschaltelement über gefederte Backen in der Vorrichtung gehalten. Die erfolgt vorzugsweise in der folgenden Weise: Sind die Federn in einem stärker gespannten Zustand, kann ein Verschaltelement an entsprechenden Greifstellen aufgenommen werden. Sind die Federn in einem weniger stark gespannten Zustand, ist das Verschaltelement aufgenommen und positioniert. Das Spannen der Federn, insbesondere von dem weniger gespannten Zustand in den stärker gespannten Zustand kann dabei manuell oder automatisch erfolgen. Die Spannung in dem weniger stark gespannten Zustand wird dabei - z.B. durch Dimensionierung der Federn und Anordnung deren Gegenlager - so eingestellt, dass die verbleibende Spannkraft zum sicheren Halten des Verschaltelements ausreicht.
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Vorzugsweise wird die Spannkraft zum Spannen der Anschlüsse des Verschaltelements zu den jeweiligen Hairpins durch wenigstens eine Feder erzeugt. Dies erfolgt vorzugsweise in der folgenden Weise: Ist die Feder in einem stärker gespannten Zustand, sind die Anschlüsse und die Hairpins nicht gespannt. Ist die Feder in einem weniger gespannten Zustand, sind die Anschlüsse und die Hairpins gespannt. Das Spannen der Federn, insbesondere von dem weniger gespannten Zustand in den stärker gespannten Zustand, kann dabei manuell oder automatisch erfolgen. Die Spannkraft wird vorzugsweise über rotierende Scheiben übertragen. Die Spannung in dem weniger stark gespannten Zustand wird dabei - z.B. durch Dimensionierung der Feder und Anordnung deren Gegenlager - so eingestellt, dass die verbleibende Spannkraft zum Zusammenpressen und somit Verspannen der Anschlüsse zwischen den Elementen ausreicht, um ein sicheres Festhalten der Anschlüsse in ihrer Position zu erreichen.
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Vorzugsweise besitzen die rotierenden Scheiben zum Spannen entsprechend ausgeführte Durchbrüche, durch die die Anschlüsse des Verschaltelements mit den Hairpins gespannt werden. Das Spannen der Hairpins erfolgt dabei vorzugsweise mit einem Positionier- und Spannmechanismus, wie er genauer in der früheren Patentanmeldung [4] beschrieben und gezeigt ist. Es wird für weitere Einzelheiten ausdrücklich auf diese frühere Patentanmeldung verwiesen. Vorzugsweise sind, um den zum Spannen vorgesehenen rotatorischen Freiheitsgrad zu erzeugen, die Scheiben in der Mitte entsprechend gelagert.
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Im Folgenden werden weitere Vorteile bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung gegenüber bisher bekannten Vorrichtungen und Verfahren näher erläutert.
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Vorzugsweise sind sowohl der Positionier- als auch der Spannmechanismus so ausgeführt, dass die Vorrichtung keinerlei Strom- oder Fluidversorgung benötigt. Dadurch ist es möglich, das Verschaltelement außerhalb einer Schweißanlage oder dergleichen in die Vorrichtung einzulegen und dadurch die Anschlüsse des Verschaltelements mit den jeweiligen Hairpins oder sonstigen Maschinenelementanschlussleitern zu spannen. Die mechanischen Prozesse des Positionierens und Spannens sind somit abgekoppelt vom kostenintensiven Schweißprozess oder einem sonstigen bei anderen Ausgestaltungen durchzuführenden Verbindungsprozeß.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung ist so ausgeführt, dass die Hairpins mit dem Verschaltelement von oben verschweißt oder sonst wie verbunden werden können, ohne dass die Vorrichtung abgenommen werden muss.
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Außerdem ist es so vorzugsweise möglich, den Stator (oder das sonstige Bauteil der elektrischen Maschine) zusammen mit der Vorrichtung und dem gespannten und positionierten Verschaltelement zu transportieren.
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Alternativ kann die Vorrichtung auch mithilfe von entsprechenden Bauelementen, ohne einen Kern, direkt auf dem Bauteil, z.B. Stator, positioniert werden; beispielsweise über einen auf dem Bauteil, z.B. Stator, aufliegenden Ring, der sich über die Mantelflache, die Stirnfläche sowie eine Nut zum Bauteil (z.B. Stator) ausrichtet.
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Es wäre auch möglich, die Vorrichtung in der Schweißanlage (oder sonstigen Anlage zum Verbinden mittels alternativer Verbindungstechniken) zu verbauen und das Verschaltelement händisch oder automatisiert von außen in die Schweißanlage oder dgl. einzubringen.
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Die federnde Spannung könnte mit alternativen Kraftspeichern betrieben werden. Wenn Federn oder Federanordnungen verwendet werden, könnten diese mit Druckfedern und/oder mit Zugfedern betrieben werden. Vorzugsweise werden Schraubenfedern eingesetzt.
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Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
- 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung zum Positionieren und Verspannen von Verschaltelementanschlussleitern mit Maschinenelementanschlussleitern im Rahmen der Herstellung eines Bauteils einer elektrischen Maschine;
- 2 eine Ansicht der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung von unten in 1 und
- 3 eine perspektivische Ansicht einer an der Unterseite der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung vorgesehenen Maschinenelementbefestigungsschnittstelle.
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In den Figuren ist eine Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 dargestellt, die im Rahmen der Herstellung eines Maschinenelements einer elektrischen Maschine wie z. B. eines Stators eines Elektromotors dazu verwendbar ist, Verschaltelementanschlussleiter eines Verschaltelements mit Maschinenelementanschlussleitern des Maschinenelements der elektrischen Maschine zu verbinden und somit das Verschaltelement mit dem Maschinenelement zu verbinden.
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Die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 ist insbesondere in einem Herstellverfahren zum Herstellen eines Stators verwendbar, wie es näher in den oben genannten früheren Patentanmeldungen [1], [2] und [3] beschrieben und gezeigt ist. Es wird für weitere Einzelheiten für das Herstellverfahren ausdrücklich auf [1], [2] und/oder [3] verwiesen.
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In diesen früheren Patentanmeldungen [1] bis [3] ist beschrieben und dargestellt, wie ein Maschinenelement zum Bilden eines Stators dadurch herstellbar ist, dass in ein aus einem Blechpaket gebildeten Gehäuse haarspangenähnliche Drahtstücke (sogenannte Hairpins) eingeführt werden, wobei die freien Drahtenden derselben aus dem Gehäuse hervorstehen. Diese werden dann anschließend geweitet und verschränkt und dann zum Bilden von Spulenwicklungen miteinander verbunden. So können mehrere Phasen des späteren Stators der elektrischen Maschine gebildet werden.
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Um den Stator herzustellen, sollen die Phasen in einer industriellen Großserienfertigung an ein Verschaltelement angeschlossen werden, um so die Phasen elektrisch anzusteuern und mit Energie zu versorgen. Hierzu sind einige der Hairpins als Sonderpins ausgeführt, welche zum Anschließen an das Verschaltelement dienen. Derartige Sonderpins sind Beispiele für die Maschinenelementanschlussleiter, die mit Verschaltelementanschlussleitern des Verschaltelements zu verbinden sind. Das nicht dargestellte Verschaltelement weist beispielsweise ein quaderförmiges Gehäuse auf, aus dem die Verschaltelementanschlussleiter, welche mit den Maschinenelementanschlussleitern zu verbinden sind, herausragen. Die Anschlussleiter sind vergleichbar wie die Hairpins geformt. Bezüglich der Form und der Ausbildung dieser Leiter wird ausdrücklich auf die früheren Patentanmeldungen [1], [2] und [3] verwiesen. Demnach sind die Anschlussleiter beispielsweise aus Drähten mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt geformt, welche derart ausgebildet sind, dass sie die entsprechenden Leistungen eines für einen Fahrmotor eines Fahrzeugs geeigneten Elektromotors aufnehmen können. Der Fahrmotor soll beispielsweise einen Leistungsbereich zwischen 20 kW und 400 kW aufweisen.
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Die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 weist eine insbesondere in den 2 und 3 dargestellte Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung 12, eine Verschaltelementhalteeinrichtung 14 und eine Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung 16 auf.
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Die Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung 12 ist zum Positionieren der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 relativ zu dem Maschinenelement und zum Befestigen der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 in dem Maschinenelement ausgebildet. Sie ist derart ausgebildet, dass die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 in exakter Lage zu dem Maschinenelement, aus dem die Maschinenelementanschlussleiter, welche mit dem Verschaltelementanschlussleiter des Verschaltelements zu verbinden sind, herausragen, zu positionieren ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung 12 hierzu einen (nicht dargestellten) Haltekern auf, der fest in dem Maschinenelement befestigt werden kann. Das Maschinenelement weist beispielsweise das Gehäuse eines Stators auf, wobei das Gehäuse ringförmig ausgebildet ist und Nuten aufweist, in die die Drahtenden zum Bilden der Spulenwicklungen eingeführt sind. Es wird diesbezüglich ausdrücklich auf [1] - [3] verwiesen. Der Haltekern ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er in das Innere dieses Gehäuses eingesetzt ist und an Innenwänden des Gehäuses in exakter radialer, axialer und tangentialer (in Umfangsrichtung) Lage positioniert ist. Der Haltekern ist zum Eingreifen in das ringförmige Gehäuse des Maschinenelements und zum formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Erfassen des Gehäuses in definierter Position in Axialrichtung, in Umfangsrichtung und in Radialrichtung ausgebildet und dient als Maschinenelementhalter.
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Die Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung 12 weist weiter eine Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 auf. Diese ist zur Befestigung an dem Maschinenelementhalter ausgebildet. Durch komplementär ausgebildete Passflächen an dem Maschinenelementhalter und der Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 sind an der Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung 12 eine Axialpositioniereinheit 20, eine Radialpositioniereinheit 22 und eine Umfangspositioniereinheit 24 ausgebildet.
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Hierzu ist die Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 z. B. als Vorsprung ausgebildet, der von einer Seite der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung 10 vorsteht. Insbesondere kann die Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 an einem zentralen Haltekörper 26 ausgebildet sein, welcher zum Beispiel mittig in der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 vorgesehen ist und an dem die anderen Elemente der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 gelagert sind.
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Wie in 1 dargestellt, kann an der der Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 entgegengesetzten Seite des Haltekörpers 26 eine Transportbefestigungsschnittstelle 28 zur Befestigung an einer nicht dargestellten Transportvorrichtung vorgesehen sein. Die Transportbefestigungsschnittstelle 28 weist zum Beispiel einen Aufnahmering 30 auf, in den ein Eingreifende eines Roboterarms eingreifen kann, wobei eine exakte Positionierung an dem Roboterarm über Vorsprungs-/Rücksprungsausbildungen, beispielsweise an Nuten 32, erfolgen kann.
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Die Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung 12 weist somit den Haltekörper 26 auf, an dem an der einen Seite die Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 und an der anderen Seite die Transportbefestigungsschnittstelle 28 ausgebildet ist.
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Wie am besten aus 3 ersichtlich, weist die als Vorsprung ausgebildete Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 einen Einführkörper 34 zum Einführen in den Haltekern auf. Der Einführkörper 34 ist in der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wobei ein Kantenbereich 36 an dem freien Ende des Einführkörpers 34 abgeschrägt ist. Eine Umfangswand des Einführkörpers 34 dient als Passfläche zur Positionierung der Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 in x-Richtung und y-Richtung und somit als Radialpositioniereinheit 22.
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Von dieser Umfangsfläche des Einführköpers 34 ragt wenigstens eine Passfeder 38 in Radialrichtung vor. Bei der dargestellten Ausführung sind an gegenüberliegenden Seiten mehrere Passfedern 38 vorgesehen. Diese Passfedern 38 dienen zur Positionierung des Haltekörpers 26 und somit der gesamten Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 relativ zu dem Maschinenelementhalter in Umfangsrichtung und somit als Umfangspositioniereinheit 24. Endflächen der Passfedern 38 und/oder des Einführkörpers 34 können als Anschlagsflächen zur axialen Positionierung dienen, so dass diese einen Teil der Axialpositioniereinheit 20 bilden können, alternativ oder zusätzlich können auch Stifte 40 vorgesehen sein, mit denen die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 auf dem Gehäuse aufliegt und so die axiale Position relativ zu diesem Gehäuse genau positioniert wird.
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Der nicht dargestellte Haltekern weist komplementär zu der Form des in 3 dargestellten Einführkörpers 34 ausgebildete Öffnung mit entsprechenden Passflächen auf.
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Die Verschaltelementhalteeinrichtung 14 und die Leiterendenpositionier- und - spanneinrichtung 16 funktionieren ohne externe Anschlüsse, also ohne Fluidleitung oder Elektroleitung. Vorzugsweise weisen sie rein mechanische Kraftspeicher als Vorspannelemente auf.
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Insbesondere weist die Verschaltelementhalteeinrichtung 14 einen oder mehrere mechanisch in eine Halteposition vorgespannte Haltebacke(n) 42a, 42b auf. So ist die Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung 16 mechanisch in eine Spannposition vorgespannt.
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Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, weist die Verschaltelementhalteeinrichtung 14 eine erste gefederte Haltebacke 42a und zweite gefederte Haltebacke 42b auf. Die Haltebacken 42a, 42b sind Halteelemente, die mittels eines mechanischen Kraftspeichers in einer Halteposition zum Verspannen des Verschaltelements vorgespannt sind. Als mechanische Kraftspeicher sind insbesondere Druckfedern 44 vorgesehen.
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Die Haltebacken 42a, 42b sind automatisch oder manuell zwischen einer Halteposition und einer Freigabeposition bewegbar. Sie werden durch die Kraftspeicher - z B. Druckfedern 44 - in der Halteposition gehalten und lassen sich entgegen der Vorspannkraft der Kraftspeicher in die Freigabeposition bewegen. Bei einer manuellen Ausbildung werden hierzu die Haltebacken 42a, 42b entgegen der Vorspannung in die Freigabeposition bewegt und dann das Verschaltelement dazwischen eingefügt, so dass durch Loslassen der Haltebacken 42a, 42b das Verschaltelement an der Verschaltelementhalteeinrichtung 14 gehalten wird. Somit ist die Verschaltelementhalteeinrichtung 14 dazu ausgebildet, in einer Aufnahmestellung das Verschaltelement aufzunehmen und in einer Haltestellung das Verschaltelement durch Reibschluss und/oder Formschluss festzuhalten.
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Wie am besten aus den 1 und 2 ersichtlich, sind die Haltebacken 42a, 42b verschiebbar an einer Haltebackenführung 46a, 46b gelagert, die von einer an dem Haltekörper 26 befestigten Grundplatte 48 auf Seiten der Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 axial hervorstehen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind eine erste Haltebackenführung 46a und eine zweite Haltebackenführung 46b vorgesehen, an denen jeweils eine erste Haltebacke 42a und eine zweite Haltebacke 42b zueinander gerichtet bewegbar sind, so dass das Verschaltelement an mehreren Stellen ergriffen werden kann. Die Anordnung der Haltebackenführungen 46a, 46b richtet sich nach der Form des Verschaltelements. Das Verschaltelement kann, wie oben dargelegt, quaderförmig oder auch ringsegmentförmig ausgebildet sein.
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Das Überführen der Verschaltelementhalteeinrichtung 14 aus der Haltestellung in die Aufnahmestellung kann manuell oder automatisch erfolgen, das Überführen aus der Aufnahmestellung in die Haltestellung kann durch Freigabe erfolgen, so dass die Kraftspeicher eine Rückführung in die Haltestellung bewirken. Eine automatische Bewegung könnte beispielsweise über eine nicht dargestellte Maschineneinheit an einer ebenfalls nicht dargestellten Aufnahmestation für das Verschaltelement ausgebildet sein. Beispielsweise wird das Verschaltelement an einer Aufnahmestation bereitgestellt, wobei dann dort maschinell angetriebene Greifer vorgesehen sind, die die Haltebacken 42a, 42b in die Aufnahmeposition überführen und dann zum Verspannen des Verschaltelements wieder freigeben.
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Anschließend kann die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 über die Transportvorrichtung zu dem Gehäuse gefahren werden um sie mittels der Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung 12 daran zu befestigen.
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Die Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung 16 ist vom Prinzip und vom Aufbau her wie die in der deutschen Patentanmeldung [4] -
DE 10 2018 103 100.9 - dargestellte Vorrichtung zum Positionieren und Spannen von Drahtenden für elektrische Maschinen aufgebaut. Es wird für weitere Einzelheiten ausdrücklich auf diese Patentanmeldung [4] verwiesen.
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Demnach weist die Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung 16 ein erstes Element 50 und relativ zu dem ersten Element 50 bewegbares zweites Element 52 auf. Das erste Element 50 und das zweite Element 52 sind derart zueinander beweglich und ausgebildet, dass Verschaltelementanschlussleiter und Maschinenelementanschlussleiter zwischen den Elementen 50, 52 positioniert und verspannt werden können.
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Vorzugsweise sind das erste Element 50 und das zweite Element 52 durch einen mechanischen Kraftspeicher in eine Spannstellung vorgespannt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist hierzu wenigstens eine Feder 54 vorgesehen. Hierzu weist das erste Element 50 und das zweite Element 52 einen in Radialrichtung vorstehenden Ausleger 56, 58 auf, wobei die Ausleger 56, 58 an ihren Enden jeweils eine gelenkig angeordnete Führungshülse 60 aufweisen, die auf einem Führungsbolzen 62 gleitet, wobei auf dem Führungsbolzen 62 die als Spiraldruckfeder ausgebildete Feder 54 aufgesetzt ist, um die Führungshülsen 60 voneinander wegzudrängen.
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Die Elemente 50, 52 sind scheibenförmig und insbesondere als Spannscheiben ausgebildet und sind beide drehbar mit einem zentralen Bereich an dem Haltekörper 26 gelagert, so dass sie auch relativ zueinander drehbar sind.
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Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, sind die als Spannscheiben ausgeführten Elemente 50, 52 mit radialen Aussparungen versehen, in der die von der Grundplatte 48 weg ragenden Haltebackenführungen 46a, 46b aufgenommen sind.
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Von dem Verschaltelement ragen mehrere Verschaltelementanschlussleiter hervor, die mit entsprechenden Maschinenelementanschlussleitern zu verspannen und zu verbinden sind. Zur Verbindung sollen die Anschlussleiter jeweils exakt zueinander positioniert und dann in der positionierten Stellung ineinander verspannt werden. Hierzu weist, wie dies näher in der [4] beschrieben ist, auf die für weitere Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, das erste Element 50 mehrere erste Ausnehmungen 64 auf, und das zweite Element 52 weist entsprechend mehrere zweite Ausnehmungen 66 auf. Die Ausnehmungen 64, 66 sind an den Elementen 50, 52 derart ausgebildet, dass sie sich teilweise überlappen und bei Relativbewegung der Elemente 50, 52 in eine Stellung großer Überlappung - Aufnahmestellung - und eine Stellung kleiner Überlappung - Spannstellung - überführbar sind.
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Hierzu weist wenigstens eine der ersten und zweiten Ausnehmungen 64, 66 einen weiteren Bereich und einen engeren Bereich auf, so dass sich diese Ausnehmung 64, 66 von dem weiteren Bereich zu dem engeren Bereich hin verjüngt. Vorzugsweise weisen beide Ausnehmungen 64, 66 einen weiteren Bereich und einen engeren Bereich und eine Verjüngung dazwischen auf. Insbesondere ist die Verjüngung durch eine zumindest teilweise schräg verlaufende Berandung gebildet. Für nähere mögliche Ausgestaltungen der Ausnehmungen und der Berandung der Schrägführung wird ausdrücklich auf [4] verwiesen.
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Die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 ist vorzugsweise Teil einer Vorrichtung zum Anschließen des Verschaltelements an das Maschinenelement, welche Anschlussvorrichtung außer der in den Figuren dargestellten Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 noch eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen und mechanischen Verbinden der Verschaltelementanschlussleiter mit den Maschinenelementanschlussleitern aufweist. Diese Verbindungsvorrichtung ist beispielsweise als Schweißvorrichtung ausgebildet. Eine derartige Schweißvorrichtung ist beispielsweise in [1] bis [3] gezeigt, so dass für weitere Einzelheiten auf diese Patentanmeldungen verwiesen wird.
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Zum Anschließen des Verschaltelements und zum Verbinden der Verschaltelementanschlussleiter mit dem Maschinelementanschlussleitern wird gemäß dem im Folgenden näher erläuterten Verschaltelementpositionier- und - spannverfahren vorgegangen.
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Vorzugsweise wird die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 mittels der Transportbefestigungsschnittstelle 28 an eine geeignete Transportvorrichtung, beispielsweise einen Roboterarm oder eine dreiachsige Portalkranvorrichtung oder dergleichen befestigt, mittels welcher die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 zwischen unterschiedlichen Stationen transportierbar ist und auch betätigbar ist. Beispielsweise könnte an der Transportbefestigungsschnittstelle 28 ein Abgriff für ein Antriebselement zum Bewegen der Elemente 50, 52 vorgesehen sein.
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Mittels der Transportvorrichtung wird die Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung 10 zunächst zu einer Aufnahmestation zum Aufnehmen des Verschaltelements transportiert. Dort werden entweder manuell oder automatisch die Haltebacken in die Aufnahmeposition verfahren und anschließend freigegeben, so dass sie ein Verschaltelement zwischen sich haltend aufnehmen.
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Anschließend wird die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 zu dem bereits mit Haltekern als Maschinenhalter versehenen Gehäuse gefahren. Dort erfolgt das Positionieren der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung 10 über das Einführen der Maschinenelementbefestigungsschnittstelle 18 in den Maschinenhalter, wobei über die Axialpositioniereinheit 20, die Radialpositioniereinheit 22 und die Umfangspositioniereinheit 24 die korrekte Position bereitgestellt wird.
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Vorzugsweise bereits beim Aufsetzen der Verschaltelementpositionier- und - spannvorrichtung 10 auf das Gehäuse befinden sich die Elemente 50, 52 der Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung 16 in der Aufnahmeposition, wobei die erste Ausnehmung 64 eine größte Überlappung mit der zweiten Ausnehmung 66 hat. In die so gebildeten großen Aufnahmeöffnungen werden dann vorzugsweise beim Aufsetzen jeweils ein Verschaltelementanschlussleiter und ein Maschinenelementanschlussleiter eingeführt. Ist die korrekte Position erreicht, werden das erste Element 50 und das zweite Element 52 freigegeben und über die Feder 54 in die Spannstellung überführt. Dabei erfolgt über die Schrägführung an den Ausnehmungen 64, 66 eine exakte Positionierung der Verschaltelementanschlussleiter und der Maschinenelementanschlussleiter und einer Verspannung derselben in dieser exakten Positionierung.
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Anschließend kann mittels einer Schweißanlage oder dergleichen eine Verschweißung der so positionierten und verspannten Anschlussleiter erfolgen.
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Wenngleich die Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung 10 anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben worden ist, so ist die Erfindung keineswegs darauf beschränkt, und es gibt viele weitere mögliche Ausführungsformen, bei denen hier beschriebene Einrichtungen oder Elemente weggelassen oder anders ausgeführt sind.
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In der hier erläuterten Ausführungsform sind z.B. Halteelemente - insbesondere Haltebacken 42a, 42b - zum Halten des Verschaltelements und das erste und zweite Element 50, 52 zum Verspannen der Anschlussleiter mittels Federn 44, 54 oder sonstiger Kraftspeicher vorzugsweise elastisch vorgespannt.
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Eine Alternative zum Halten des Verschaltelements durch vorgespannte Federn 44 sowie des ersten Elements 50 und des zweiten Elements 52 zum Verspannen der jeweiligen Leiterenden mittels der Feder 54 liegt z.B. darin, dass stattdessen in einer anderen konstruktiven Ausgestaltung eines, mehrere oder alle der jeweiligen Elemente 42a, 42b, 50, 52 durch eine äußere Vorrichtung bzw. äußere Kräfte in die Halte- bzw. Verspannposition zugestellt werden, und dann in dieser Position arretiert werden, beispielsweise durch Festlegen der einzelnen Elemente, z.B. der Haltebacken 42a, 42b, z.B. mittels Schrauben. Auch andere Arretierungsmittel, wie z.B. Haken, Spanner, Spannbügel usw. sind möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verschaltelementpositionier- und -spannvorrichtung
- 12
- Maschinenelementpositionier- und -befestigungseinrichtung
- 14
- Verschaltelementhalteeinrichtung
- 16
- Leiterendenpositionier- und -spanneinrichtung
- 18
- Maschinenelementbefestigungsschnittstelle
- 20
- Axialpositioniereinheit
- 22
- Radialpositioniereinheit
- 24
- Umfangspositioniereinheit
- 26
- Haltekörper
- 28
- Transportbefestigungsschnittstelle
- 30
- Aufnahmering
- 32
- Nut
- 34
- Einführkörper
- 36
- abgeschrägter Kantenbereich
- 38
- Passfeder
- 40
- Stift
- 42a
- erste Haltebacke
- 42b
- zweite Haltebacke
- 44
- Druckfeder der Haltebacke
- 46a
- erste Haltebackenführung
- 46b
- zweite Haltebackenführung
- 48
- Grundplatte
- 50
- erstes Element
- 52
- zweites Element
- 54
- Feder
- 56
- erster Ausleger
- 58
- zweiter Ausleger
- 60
- Führungshülse
- 62
- Führungsbolzen
- 64
- erste Ausnehmung
- 66
- zweite Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018103926 [0005]
- DE 102018103929 [0005]
- DE 102018103930 [0005]
- DE 102018103100 [0005, 0105]
