DE102018221562A1

DE102018221562A1 - Bending device for bending copper bars

Info

Publication number: DE102018221562A1
Application number: DE102018221562.6A
Authority: DE
Inventors: Dennis Pietsch
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-06-18
Also published as: WO2020120631A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung für eine Biegeumformung von in einem Stator- oder Rotorelement umfänglich gesteckte Kupferstäbe, mit einer Mehrzahl konzentrisch um eine Mittelachse M angeordnete erste und zweite Biegeringe, zur jeweiligen Aufnahme der aus dem Stator- oder Rotorelement austretenden freien Enden der Kupferstäbe.The invention relates to a bending device for a bending deformation of copper rods inserted circumferentially in a stator or rotor element, with a plurality of first and second bending rings arranged concentrically around a central axis M, for receiving the free ends of the copper rods emerging from the stator or rotor element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung für eine Biegeumformung von in einem Stator- oder Rotorelement umfänglich gesteckte Kupferstäbe, mit einer Mehrzahl konzentrisch um eine Mittelachse M angeordnete erste und zweite Biegeringe, zur jeweiligen Aufnahme der aus dem Stator- oder Rotorelement austretenden freien Enden der Kupferstäbe.The invention relates to a bending device for a bending deformation of copper rods inserted circumferentially in a stator or rotor element, with a plurality concentrically around a central axis M arranged first and second bending rings, for receiving the free ends of the copper rods emerging from the stator or rotor element.

Bei der Herstellung von elektrischen Maschinen, beispielsweise Elektromotoren oder Generatoren, geht es darum, den Montageprozess zu vereinfachen und gleichzeitig die Qualitätsparameter während des Montageprozesses zu verbessern. Hierbei ist zwischen in Wicklungs-Technologie hergestellten oder in Hair-Pin-Technologie hergestellten Statorelementen bzw. Rotorelementen zu unterscheiden. Die Hair-Pin-Technologie bietet die Möglichkeit die Leistungsdichte von Elektromotoren, die in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen sollen, zu erhöhen. Bei der Hair-Pin-Technologie werden speziell gebogene Kupferstäbe, die wegen ihrer Form auch als Hair-Pins bezeichnet werden, in axial verlaufende und innenumfänglich oder außenumfänglich angeordnete Aufnahmenuten des Statorelements bzw. Rotorelements eingeführt.The manufacture of electrical machines, for example electric motors or generators, is about simplifying the assembly process and at the same time improving the quality parameters during the assembly process. A distinction must be made here between stator elements or rotor elements produced in winding technology or produced in hair-pin technology. Hair-pin technology offers the possibility of increasing the power density of electric motors that are to be used in motor vehicles. In the hair-pin technology, specially bent copper rods, which are also referred to as hair pins because of their shape, are introduced into receiving grooves of the stator element or rotor element that are axially extending and arranged around the inside or outside.

Im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung wird der Begriff Kupferstab verwendet und auf den englischen Begriff Hair-Pin verzichtet. Ein Kupferstab im Sinne dieser Beschreibung ist bevorzugt U-förmig gebogen, so dass er zwei im Wesentlichen parallele Schenkelabschnitte aufweist, die von einem Querabschnitt miteinander verbunden werden. Die Länge dieses Querabschnittes bestimmt die sogenannte Spannweite des Kupferstabes, die demnach den Abstand der beiden Schenkelabschnitte zueinander angibt. Die beiden Schenkelabschnitte sind im montierten Zustand der Kupferstäbe in die Aufnahmenuten des Statorelements bzw. Rotorelements eingeführt. Die beschriebene Biegung beziehungsweise Form des Kupferstabes bedingt, dass in einer Axialansicht betrachtet die beiden Schenkelabschnitte parallel zu der Mittelachse M in den Aufnahmenuten einsitzen, allerdings auf unterschiedlichen Durchmessern bezogen auf die Mittelachse M. Dadurch, dass die beiden Schenkelabschnitte eines Kupferstabes auf unterschiedlichen Durchmessern liegen, kommt es zu einer Überlappung von benachbart in das Statorelement bzw. Rotorelement eingeführten Kupferstäben. Hierbei wird der Durchmesser in dem Statorelement bzw. Rotorelement, auf dem jeweils der eine der beiden Schenkelabschnitte der Kupferstäbe gesteckt ist, als „Layer“ bezeichnet. Auf dem benachbarten Durchmesser in dem Statorelement bzw. Rotorelement befinden sich folglich die anderen der beiden Schenkelabschnitte der Kupferstäbe, so dass dieser benachbarte Durchmesser einen anderen „Layer“ bildet. Zusammen werden diese beiden „Layer“ als „Level“ bzw. Stator-„Level“ bezeichnet.In the course of the following description, the term copper rod is used and the English term hair pin is omitted. A copper rod in the sense of this description is preferably bent in a U-shape, so that it has two substantially parallel leg sections which are connected to one another by a transverse section. The length of this cross section determines the so-called span of the copper rod, which accordingly indicates the distance between the two leg sections. The two leg sections are inserted into the receiving grooves of the stator element or rotor element in the assembled state of the copper rods. The described bend or shape of the copper rod requires that viewed in an axial view, the two leg sections parallel to the central axis M Sit in the grooves, but with different diameters in relation to the central axis M . The fact that the two leg sections of a copper bar lie on different diameters results in an overlap of copper bars inserted adjacent into the stator element or rotor element. The diameter in the stator element or rotor element, on which one of the two leg sections of the copper rods is placed, is referred to as the “layer”. The other of the two leg sections of the copper rods are consequently located on the adjacent diameter in the stator element or rotor element, so that this adjacent diameter forms another “layer”. Together these two “layers” are referred to as “level” or stator “level”.

Um für die herzustellende elektrische Maschine unterschiedliche Schaltbilder realisieren zu können, werden Kupferstäbe mit unterschiedlichen Spannweiten oder Kupferstäbe mit einheitlichen Spannweiten verwendet. Allerdings gilt grundsätzlich, dass die Spannweiten ein Vielfaches der umfänglichen Abstände - bezogen auf die Mittelachse M - des Statorelements bzw. Rotorelements - der Aufnahmenuten betragen.In order to be able to implement different circuit diagrams for the electrical machine to be manufactured, copper bars with different spans or copper bars with uniform spans are used. However, the basic principle is that the spans are a multiple of the circumferential distances - based on the central axis M - The stator element or rotor element - the receiving grooves.

In jüngster Zeit werden verstärkt Anstrengungen unternommen die Hair-Pin-Technologie von einer überwiegend händischen oder auch halbautomatischen Fertigung hin zu einer weitestgehend automatisierten Fertigung zu entwickeln. Diese Montagemethoden sind sehr zeitaufwändig. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Positionsgenauigkeit der Bauteile verbunden mit geringen Bauteiltoleranzen führt eine händische bzw. halbautomatische Fertigung zu hohen Taktzeiten und mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu Beschädigungen der Bauteile, was eine hohe Ausschussrate zur Folge hat. Rotorelemente in Hair-Pin-Technologie herzustellen ist bereits seit geraumer Zeit bekannt, wie dies beispielsweise die US 1 555 931 beschreibt. Weiterhin ist in der US 1 661 344 eine Montagevorrichtung beschrieben, um Rotorelemente in Hair-Pin-Technologie herzustellen, wobei hiermit höchstens eine halbautomatische Montage durchgeführt werden kann. Strukturell betrachtet kann der Montageprozess unterteilt werden in

1. eine Vorpositionierung, bei der es zunächst gilt, die einzelnen Kupferstäbe sowohl relativ zueinander als auch insgesamt umfänglich anzuordnen. Hierbei haben die Kupferstäbe nach erfolgter Vorpositionierung noch nicht die zuvor beschriebene überlappende Position zueinander, die sie später in dem Statorelement bzw. Rotorelement haben müssen;
2. eine Positionierung mittels einer Positioniervorrichtung, der die Kupferstäbe in der vorpositionierten Anordnung übergeben werden und über die die Kupferstäbe in die überlappende Position gebracht werden;
3. den Montagevorgang, in dem die Kupferstäbe mittels einer weiteren Montagevorrichtung in das zu bestückende Statorelement bzw. Rotorelement eingeführt werden und
4. den Biegevorgang, in dem die Kupferstäbe auf der Seite, auf der die freien Enden aus dem Statorelement bzw. Kupferelement austreten, verdrillt bzw. verbogen werden. Der englische Begriff hierfür ist „twisten“, wobei sich als deutscher Begriff „verdrillen“ anbietet. Diese Seite des Statorelement bzw. Rotorelements, auf der die freien Kupferstabenden austreten, wird auch als Kronenseite oder Schweißseite bezeichnet, da die freien Kupferstabenden im Anschluss an der Biegevorgang zumindest paarweise miteinander verschweißt werden. Eine Vorrichtung zum Einsatz während des Biegevorgangs beschreibt beispielsweise die US 9 300 193 B2 . Diese ist allerdings bezüglich der Drehantriebe der Biegeringe insofern kompliziert aufgebaut, da jeder einzelne Biegering einen eigenen Drehantrieb benötigt.

In recent times efforts have been made to develop hair-pin technology from a predominantly manual or semi-automatic production to a largely automated production. These assembly methods are very time consuming. Due to the high demands on the positional accuracy of the components combined with low component tolerances, manual or semi-automatic production leads to high cycle times and with a certain probability of component damage, which results in a high reject rate. It has been known for some time to produce rotor elements using hair-pin technology, such as the US 1,555,931 describes. Furthermore, in the US 1,661,344 described an assembly device for producing rotor elements using hair-pin technology, with which at most a semi-automatic assembly can be carried out. From a structural point of view, the assembly process can be divided into

1. a pre-positioning, in which it is first of all necessary to arrange the individual copper rods both relative to one another and overall. After prepositioning, the copper rods do not yet have the previously described overlapping position with respect to one another, which they must later have in the stator element or rotor element;
2. positioning by means of a positioning device, to which the copper rods are transferred in the prepositioned arrangement and via which the copper rods are brought into the overlapping position;
3. the assembly process in which the copper rods are inserted into the stator element or rotor element to be fitted by means of a further assembly device, and
4. the bending process in which the copper rods are twisted or bent on the side on which the free ends emerge from the stator element or copper element. The English term for this is "twist", whereby the German term "twist" offers itself. This side of the stator element or rotor element on which the Leaving free copper rod ends is also referred to as the crown side or welding side, since the free copper rod ends are welded together at least in pairs after the bending process. A device for use during the bending process, for example, describes the US 9,300,193 B2 . However, this has a complicated structure with regard to the rotary drives of the jump rings, since each individual jump ring requires its own rotary drive.

Bei dem Prozessschritt „Biegevorgang“ kommt es auf Präzision an, da bei dem Biegen zwingend sichergestellt sein muss, dass die elektrische Isolation der Kupferstäbe nicht verletzt wird. Hierfür wird regelmäßig dem eigentlichen Biegevorgang ein sogenanntes „Necken“ der freien Kupferstabenden vorangestellt, bei dem die einzelnen Kupferstabenden durch Biegen in radialer Richtung nach außen gebogen werden und hierüber die Isolationsabstände bzw. Freiräume eingebracht werden. Insbesondere werden über das „Necken“ die radialen Abstände zwischen benachbarten Stator-Level vergrößert.The process step "bending process" depends on precision, since it must be ensured during bending that the electrical insulation of the copper rods is not damaged. For this purpose, the actual bending process is regularly preceded by a so-called “teasing” of the free copper rod ends, in which the individual copper rod ends are bent outwards by bending in a radial direction and the insulation distances or free spaces are introduced in this way. In particular, the radial distances between neighboring stator levels are increased by “teasing”.

Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Biegevorrichtung bereitzustellen, die antriebsseitig einfacher aufgebaut ist.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a bending device which is constructed more simply on the drive side.

Die Aufgabe wird gelöst durch Biegevorrichtung für eine Biegeumformung von in einem Stator- oder Rotorelement umfänglich gesteckte Kupferstäbe, umfassend
eine Mehrzahl konzentrisch um eine Mittelachse M angeordnete erste und zweite Biegeringe, zur jeweiligen Aufnahme der aus dem Stator- oder Rotorelement austretenden freien Enden der Kupferstäbe, wobei die ersten Biegeringe und die zweiten Biegeringe auf einem Radius bezüglich der Mittelachse M zueinander abwechselnd angeordnet sind und für die ersten Biegeringe und die zweiten Biegeringe zumindest ein Drehantrieb zur synchronen und voneinander unabhängigen Drehung der jeweiligen Biegeringe um die Mittelachse M vorgesehen ist.The object is achieved by a bending device for a bending deformation of copper rods which are circumferentially inserted in a stator or rotor element, comprising
a plurality concentrically around a central axis M arranged first and second jump rings, for receiving the free ends of the copper rods emerging from the stator or rotor element, the first jump rings and the second jump rings on a radius with respect to the central axis M are arranged alternately to one another and for the first jump rings and the second jump rings at least one rotary drive for synchronous and independent rotation of the respective jump rings about the central axis M is provided.

Die erfindungsgemäße Biegevorrichtung ist infolge ihres einfacheren Antriebs der Biegeringe von Vorteil. Während des Biegevorgangs ist es lediglich nötig die ersten Biegeringe und die zweiten Biegeringe in entgegengesetzte Umfangsrichtungen zu drehen. Hierbei kommt es auf ein gleichzeitiges Drehen der ersten Biegeringe und der zweiten Biegeringe nicht zwingend an. Es wird als ausreichend erachtet, wenn die ersten Biegeringe und die zweiten Biegeringe jeweils gemeinsam aber durchaus nacheinander gedreht werden. In einer einfachsten Ausführung umfasst die Biegevorrichtung demnach lediglich einen Drehantrieb, beispielsweise in Form eines elektrischen Schrittmotors oder eines Pneumatikmotors, der bedarfsweise entweder mit den ersten Biegeringen oder mit den zweiten Biegeringen gekoppelt werden kann.The bending device according to the invention is advantageous due to its simpler drive of the bending rings. During the bending process, it is only necessary to turn the first jump rings and the second jump rings in opposite circumferential directions. It is not essential that the first jump rings and the second jump rings are turned simultaneously. It is considered sufficient if the first jump rings and the second jump rings are rotated together but one after the other. In a simplest embodiment, the bending device accordingly only comprises a rotary drive, for example in the form of an electrical stepping motor or a pneumatic motor, which, if necessary, can be coupled either to the first bending rings or to the second bending rings.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass für die ersten Biegeringe und die zweiten Biegeringe jeweils ein Drehantrieb vorgesehen ist. Die ist insofern vorteilhaft, als dass dann der Biegevorgang über die ersten Biegeringen und die zweiten Biegeringe simultan in einem Prozessschritt durchgeführt werden kann.An advantageous embodiment of the invention provides that a rotary drive is provided for the first jump rings and the second jump rings. This is advantageous in that the bending process can then be carried out simultaneously via the first jump rings and the second jump rings in one process step.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass drei erste Biegeringe und drei zweite Biegeringe vorgesehen sind. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt es, einen Biegevorgang an Stator- und Rotorelementen vorzunehmen, die mit 2 Level oder mehr Level Kupferstäben bestückt sind.An advantageous embodiment of the invention provides that three first jump rings and three second jump rings are provided. Such a configuration makes it possible to carry out a bending process on stator and rotor elements which are connected to 2nd Level or more level copper bars are assembled.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Biegeringe auf einen Außenumfang angeordnete und umfänglich verteilte Aufnahmenuten zur Aufnahme der freien Enden der Kupferstäbe aufweisen. Bei Aufnahmenuten ist es im Gegensatz zu im Stand der Technik bekannten sacklockartigen Aufnahmeräumen vorteilhaft, dass diese fertigungstechnisch einfacher hergestellt werden können. Auch können in der Folge, dass die radial äußere Begrenzung durch den radial nächst äußeren Biegering gebildet wird, die Biegeringe in radialer Richtung dünner ausgebildet sein.An advantageous embodiment of the invention provides that the bending rings have receiving grooves arranged on an outer circumference and distributed over the circumference for receiving the free ends of the copper rods. In contrast to the baglock-like receiving spaces known in the prior art, in the case of receiving grooves it is advantageous that these can be manufactured more easily in terms of production technology. As a result, the radially outer boundary is formed by the radially next outer bending ring, the bending rings can be made thinner in the radial direction.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmenuten einen sich trichterförmig erweiternden Öffnungsbereich ausbilden. Hierdurch ist gewährleistet, dass die freien Kupferstabenden während einer Zustellbewegung der Biegevorrichtung auf das bestückte Statorelement bzw. Rotorelement leicht in die Aufnahmenuten der Biegeringe eingeführt werden können.An advantageous embodiment of the invention provides that the receiving grooves form a funnel-shaped opening area. This ensures that the free copper rod ends can be easily inserted into the receiving grooves of the bending rings during a feed movement of the bending device onto the equipped stator element or rotor element.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass den Aufnahmenuten ein beweglicher Aufnahmekranz vorgesetzt ist, der tangential zu den Biegeringen verlaufende und in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse M bewegliche Distanzkeile aufweist. Eine derart vorgesetzt und aktiv beweglicher Aufnahmekraft kann bei bestimmten Geometrien der Stator- bzw. Rotorelemente vorteilhaft sein.An advantageous embodiment of the invention provides that the receiving grooves are preceded by a movable receiving ring, which runs tangentially to the bending rings and in the radial direction with respect to the central axis M has movable spacer wedges. Such an upstream and actively movable absorption force can be advantageous for certain geometries of the stator or rotor elements.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen

1a, 1b Stator- bzw. Rotorelement mit Kupferstäben und Biegevorrichtung;
2 Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Biegevorrichtung;
3a, 3b Einzelheiten der Biegevorrichtung gemäß 2;
4 perspektivische Ansicht der Biegevorrichtung gemäß 2;
5a, 5b Detaillierungen der Biegevorrichtung gemäß 2 und
6a, 6b weitere Detaillierungen der Biegevorrichtung gemäß 2.

The invention is explained below with further features, details and advantages with reference to the accompanying figures. The figures only illustrate exemplary embodiments of the invention. Show here

1a , 1b Stator or rotor element with copper rods and bending device;
2nd Cross section through a bending device according to the invention;
3a , 3b Details of the bending device according to 2nd ;
4th perspective view of the bending device according to 2nd ;
5a , 5b Details of the bending device according to 2nd and
6a , 6b further details of the bending device according to 2nd .

Die 1a) und 1b) zeigen jeweils im unteren Bereich ein Stator- oder Rotorelement 2 mit umfänglich gesteckten Kupferstäben 4. Zu erkennen sind weiterhin nach oben aus dem Statorober Rotorelement 2 herausragende Nutisolationen 8, welche beispielsweise aus einer Papierummantelung bestehen können. Freie Enden 6 der Kupferstäbe 2 ragen nach vertikal oben aus der Kronenseite - auch Schweißseite genannt - des Stator- bzw. Rotorelements 2 heraus. In der 1a) ist die Biegevorrichtung 10 vertikal beabstandet zu den Kupferstäben 2 angeordnet und in der 1b) ist die Biegevorrichtung 10 vertikal nach unten in Zustellrichtung Z auf die Kupferstäbe 4 bzw. das Stator- bzw. Rotorelement 2 zugestellt worden und hat in noch zu beschreibender Weise einen Biegevorgang an den freien Enden 6 der Kupferstäbe 4 durchgeführt. Die Zustellrichtung Z liegt zweckmäßigerweise parallel zu einer Mittelachse M, um die die Biegevorrichtung 10 weitestgehend rotationssymmetrisch verläuft. In der 1b) sind weiterhin mit den Pfeilen +M_z und -M_z die Drehungen einskizziert, die die Biegevorrichtung 10 ausführt, um den Biegevorgang an den freien Enden 6 der Kupferstäbe 4 durchzuführen bzw. die freien Enden 6 der Kupferstäbe zu verdrillen.The 1a) and 1b) each show a stator or rotor element in the lower area 2nd with extensively inserted copper rods 4th . You can still see upwards from the stator upper rotor element 2nd outstanding groove insulation 8th which can consist, for example, of a paper covering. Free ends 6 the copper rods 2nd protrude vertically upwards from the crown side - also called the welding side - of the stator or rotor element 2nd out. In the 1a) is the bending device 10th vertically spaced from the copper bars 2nd arranged and in the 1b) is the bending device 10th vertically down in the infeed direction Z on the copper rods 4th or the stator or rotor element 2nd has been delivered and has a bending process at the free ends in a manner yet to be described 6 the copper rods 4th carried out. The infeed direction Z is expediently parallel to a central axis M around which the bending device 10th runs largely rotationally symmetrical. In the 1b) are still sketched with the arrows + M _z and -M _z the rotations that the bending device 10th performs the bending process at the free ends 6 the copper rods 4th perform or the free ends 6 to twist the copper rods.

Die 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung 10 mit drei ersten Biegeringen 20₁ , 20₂ , 20₃ und drei zweiten Biegeringen 22₁ , 22₂ , 22₃ . Die ersten und zweiten Biegeringe 20, 22 sind zum einen koaxial und zum anderen abwechselnd zueinander angeordnet. Die Biegevorrichtung 10 umfasst zunächst einen in der vorliegenden Darstellung nach unten offenen, zylindrischen Grundkörper 12. In diesen Grundkörper 12 sind, vorliegend infolge der Orientierung von unten, zunächst die zweiten Biegeringe 22₁ , 22₂ , 22₃ eingesetzt. Die zweiten Biegeringe 22₁ , 22₂ , 22₃ sind ihrerseits zylindrisch und nach unten offen ausgebildet. Benachbart zu den zweiten Biegeringe 22₁ , 22₂ , 22₃ sind von unten die ersten Biegeringe 20₁ , 20₂ , 20₃ eingesetzt. Zum Drehantrieb der zweiten Biegeringe 22₁ , 22₂ , 22₃ ist oben auf den Grundkörper 12 ein Antriebsflansch 14 angeordnet, der über mehrere Mitnehmerstifte 16 formschlüssig mit den zweiten Biegeringen 22₁ , 22₂ , 22₃ verbunden ist. Die Mitnehmerstifte 16 verlaufen bevorzugt parallel zu der Mittelachse M und umfänglich gleichmäßig beabstandet. Zum Drehantrieb der ersten Biegeringe 20₁ , 20₂ , 20₃ ist innerhalb des Antriebsflansches 14 und in den Grundkörper 12 hineinragend eine Antriebwelle 18 angeordnet, die zum Drehantrieb über radial bezüglich der Mittelachse M verlaufende Mitnehmerstifte 24 mit den ersten Biegeringen 20₁ , 20₂ , 20₃ formschlüssig verbunden ist. Als Drehantrieb kann beispielsweise zumindest ein Schrittmotor 30 - alternativ auch zwei Schrittmotoren 30₁ , 30₂ - vorgesehen sein, der in geeignete Wirkverbindung mit dem Antriebflansch 14 oder mit der Antriebswelle 18 gebracht werden kann.The 2nd shows a cross section through an embodiment of a bending device according to the invention 10th with three first jump rings 20 ₁ , 20 ₂ , 20 ₃ and three second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ . The first and second jump rings 20th , 22 are arranged coaxially on the one hand and alternately on the other. The bending device 10th initially comprises a cylindrical base body which is open at the bottom in the present illustration 12 . In this basic body 12 are, in the present case due to the orientation from below, the second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ used. The second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ are in turn cylindrical and open at the bottom. Adjacent to the second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ are the first jump rings from below 20 ₁ , 20 ₂ , 20 ₃ used. For rotating the second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ is on top of the main body 12 a drive flange 14 arranged the over several driving pins 16 form-fitting with the second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ connected is. The driving pins 16 preferably run parallel to the central axis M and evenly spaced circumferentially. For rotating the first jump rings 20 ₁ , 20 ₂ , 20 ₃ is inside the drive flange 14 and in the main body 12 protruding a drive shaft 18th arranged for the rotary drive via radially with respect to the central axis M running driver pins 24th with the first jump rings 20 ₁ , 20 ₂ , 20 ₃ is positively connected. At least one stepper motor can be used as the rotary drive, for example 30th - Alternatively, two stepper motors 30 ₁ , 30 ₂ - Be provided in a suitable operative connection with the drive flange 14 or with the drive shaft 18th can be brought.

Die 3a) und 3b) zeigen Einzelheiten der Biegevorrichtung 10 und zwar in 3a) die ersten Biegeringe 20₁ , 20₂ , 20₃ , die Mitnehmerstifte 24 und die Antriebswelle 18 und in 3b) die zweiten Biegeringe 22₁ , 22₂ , 22₃ , die Mitnehmer 16 und den Antriebsflansch 14. Nicht dargestellt ist der Grundkörper 12.The 3a) and 3b) show details of the bending device 10th namely in 3a) the first jump rings 20 ₁ , 20 ₂ , 20 ₃ who have favourited Driving Pins 24th and the drive shaft 18th and in 3b) the second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ , the carriers 16 and the drive flange 14 . The basic body is not shown 12 .

Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Biegevorrichtung 10. Zu erkennen ist, dass der Grundkörper 12 in einem oberen Bereich Freischneidungen 26 aufweist, durch die die Mitnehmerstifte 16 geführt sind, um den Antriebsflansch 14 antriebsmäßig mit den zweiten Biegeringen 22₁ , 22₂ , 22₃ zu verbinden. Zweckmäßigerweise sind zu Montagezwecke auch in einem seitlichen Umfangsbereich des Grundkörpers 12 Freischneidungen 28 vorgesehen, um durch diese die Mitnehmerstifte 24 einführen zu können, die die Antriebswelle 18 mit den ersten Biegeringen 20₁ , 20₂ , 20₃ verbindet.The 4th shows a perspective view of the bending device 10th . It can be seen that the basic body 12 Open cuts in an upper area 26 through which the driver pins 16 are guided to the drive flange 14 with the second jump rings 22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ connect to. It is also expedient for assembly purposes in a lateral peripheral area of the base body 12 Clearances 28 provided through this the driver pins 24th to be able to introduce the drive shaft 18th with the first jump rings 20 ₁ , 20 ₂ , 20 ₃ connects.

Die 5a) zeigt eine Detailierung der Biegevorrichtung 10. Weiterhin sind die freien Enden 6 der Kupferstäbe 4 in der Stellung gezeigt, von der ausgehend sie in die Biegeringe 20, 22 eingeführt werden. Die Biegeringe 20, 22 weisen hierfür auf einem Außenumfang angeordnete und umfänglich verteilte Aufnahmenuten 32 zur Aufnahme der freien Enden 6 der Kupferstäbe 4 auf. Zu erkennen ist ferner, dass die Aufnahmenuten 32 einen sich trichterförmig erweiternden Öffnungsbereich 34 ausbilden. Hierdurch ist es möglich, dass alle freien Enden 4 der Kupferstäbe 2 beschädigungsfrei in die Aufnahmenuten 32 der Biegeringe 20, 22 finden. Außerdem kann hierdurch bis zu einem gewissen Maße der Neckprozess ersetzt werden. Bei Stator- bzw. Rotorelementen mi geringen Abständen zwischen den einzelnen „Level“ ist dies durch die bloße Formgebung der Aufnahmenuten 32 über den Öffnungsbereich 34 zu erreichen. Die 5b) zeigt eine weitergehende Ausgestaltung der Biegevorrichtung 10, die durch einen den Aufnahmenuten 32 vorgesetzten beweglichen Aufnahmekranz 36, der tangential zu den Biegeringen 20, 22 verlaufende und in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse M bewegliche Distanzkeile 38 aufweist, gekennzeichnet ist. Dies erleichtert bei größeren Abständen zwischen den „Level“ das Aufspreizen der freien Enden 4, damit diese in die Aufnahmenuten 32 der Biegeringe 20, 22 finden. Nachdem die freien Enden 4 der Kupferstäbe 2 in die Aufnahmenuten 32 gefunden haben, kann der Aufnahmekranz mit den Distanzkeilen 38 über eine Rotations- und eine Hubbewegung wieder aus dem Eingriff in die freien Enden 4 entfernt werden.The 5a) shows a detail of the bending device 10th . Furthermore, the free ends 6 the copper rods 4th shown in the position from which they started in the jump rings 20th , 22 be introduced. The jump rings 20th , 22 have for this purpose arranged on an outer circumference and circumferentially distributed receiving grooves 32 to accommodate the free ends 6 the copper rods 4th on. It can also be seen that the receiving grooves 32 a funnel-shaped opening area 34 form. This makes it possible for all free ends 4th the copper rods 2nd damage-free in the grooves 32 the jump rings 20th , 22 Find. It can also replace the neck process to a certain extent. In the case of stator or rotor elements with small distances between the individual “levels”, this is due to the mere shape of the receiving grooves 32 over the opening area 34 to reach. The 5b) shows a further embodiment of the bending device 10th by one of the grooves 32 superior movable reception wreath 36 that is tangent to the jump rings 20th , 22 extending and in the radial direction with respect to the central axis M movable spacer wedges 38 has, is marked. This makes it easier to spread the free ends when there are larger distances between the "levels" 4th so that they fit into the grooves 32 the jump rings 20th , 22 Find. After the free end up 4th the copper rods 2nd into the grooves 32 have found the wreath with the spacer wedges 38 via a rotation and a lifting movement from the engagement in the free ends 4th be removed.

Die 6a) zeigt die freien Enden 6 der Kupferstäbe 4 bereits teilweise in die Aufnahmenuten 32 der Biegeringe 20, 22 eingeführt. Zu erkennen ist, dass die freien Enden 4 sich noch nicht dem vertikalen Verlauf der Aufnahmenuten 32 angepasst haben, sondern infolge der sich trichterförmig erweiternden Öffnungsbereiche 34 weiterhin bezogen auf den übrigen Kupferstab 4 geradlinig weiterverlaufen. Die 6b) zeigt dann den Zustand, nachdem die freien Enden 6 vollständig in Aufnahmenuten 32 eingeführt wurden und weiterhin die freien Enden 6 über die im Zusammenhang mit der 1 beschriebene Verdrehung verdrillt wurde. Zu erkennen ist, dass die Kupferstäbe 2 nach dem Verdrillen unter einem ungefähren Winkel von 45° aus dem Stator- bzw. Rotorelement 2 austreten und vor dem Eintritt in die Aufnahmenuten 32 in der entgegengesetzten Richtung unter dem gleichen Winkel gebogen sind, um vertikal in den Aufnahmenuten 32 einzusitzen.The 6a) shows the free ends 6 the copper rods 4th already partially in the grooves 32 the jump rings 20th , 22 introduced. It can be seen that the free ends 4th not yet the vertical course of the grooves 32 adjusted, but as a result of the funnel-shaped opening areas 34 still related to the rest of the copper rod 4th continue straight. The 6b) then shows the state after the free ends 6 completely in grooves 32 were introduced and the free ends continue 6 about those related to the 1 described twist was twisted. It can be seen that the copper rods 2nd after twisting at an approximate angle of 45 ° from the stator or rotor element 2nd exit and before entering the grooves 32 are bent in the opposite direction at the same angle to be vertical in the receiving grooves 32 to sit.

BezugszeichenlisteReference symbol list

22nd: Stator- oder RotorelementStator or rotor element
44th: KupferstabCopper rod
66: freies Endefree end
88th: NutisolationSlot insulation
1010th: BiegevorrichtungBending device
1212: GrundkörperBasic body
1414: AntriebsflanschDrive flange
1616: MitnehmerstiftDriver pin
1818th: AntriebwelleDrive shaft
2020th: BiegeringJump ring
2222: BiegeringJump ring
2424th: MitnehmerstiftDriver pin
2626: FreischneidungFree cutting
2828: FreischneidungFree cutting
3030th: DrehantriebRotary drive
3232: AufnahmenutGroove
3434: ÖffnungsbereichOpening area
3636: AufnahmekranzAdmission wreath
3838: DistanzkeileSpacer wedges

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 1555931 [0005]
US 1661344 [0005]
US 9300193 B2 [0005]

Claims

Bending device (10) for bending forming copper rods (4) which are inserted in a circumferential manner in a stator or rotor element (2), comprising a plurality of first and second bending rings (20 ₁ , 20 ₂ ,... 22 ₁₎ arranged concentrically around a central axis M. 22 ₂ , ...) for receiving the free ends (6) of the copper rods (4) emerging from the stator or rotor element (2), the first jump rings and the second jump rings (20 ₁ , 20 ₂ , .. . 22 ₁ , 22 ₂ , ...) are arranged alternately on a radius with respect to the central axis M and for the first jump rings and the second jump rings (20 ₁ , 20 ₂ , ... 22 ₁ , 22 ₂ , ... ) at least one rotary drive (30) for synchronous and independent rotation of the respective bending rings (20 ₁ , 20 ₂ , ... 22 ₁ , 22 ₂ , ...) is provided around the central axis M.

Bending device (10) after Claim 1 , characterized in that a rotary drive (30 ₁ , 30 ₂ ) is provided for the first jump rings and the second jump rings (20 ₁ , 20 ₂ , ... 22 ₁ , 22 ₂ , ...).

Bending device (10) after Claim 1 or 2nd , characterized in that three first jump rings (20 ₁ , 20 ₂ , 20 ₃ ) and three second jump rings (22 ₁ , 22 ₂ , 22 ₃ ) are provided.

Bending device (10) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the bending rings (20 ₁ , 20 ₂ , ... 22 ₁ , 22 ₂ , ...) on an outer circumference and circumferentially distributed receiving grooves (32 ₁ , 32 ₂ , ...) for receiving the free Have ends (6) of the copper rods (4).

Bending device after Claim 4 , characterized in that the receiving grooves (32 ₁ , 32 ₂ , ...) form a funnel-shaped opening area (34).

Bending device after Claim 4 or 5 , characterized in that the receiving grooves (32 ₁ , 32 ₂ , ...) are preceded by a movable receiving ring (38) which is tangential to the bending rings (20, 22) and in the radial direction movable in relation to the central axis M spacer wedges (38 ) having.