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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für ein Handlinggerät zum Anordnen eines Isolierelementes, wie Phasentrenner, an einem Wicklungsträger, wie Stator oder Rotor, für eine elektrische Maschine mit mindestens einem Hauptkörper, der über ein Anschlussstück an einem Handlinggerät, wie Roboter, festlegbar ist, mit mindestens einem am Hauptkörper festgelegten Greifmittel, durch das ein flächenhaftes, flexibel biegbares Isolierelement aufnehmbar ist, am Greifmittel festlegbar ist und an dem Wicklungsträger anordenbar abgebbar ist und mit mindestens einem elastisch verformbaren Andrückmittel, das am Hauptkörper festgelegt ist und durch das das Isolierelement an den Wicklungsträger andrückbar ist.
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Zum Herstellen eines Wicklungsträgers, wie Stator oder Rotor für elektrische Maschinen, wie beispielsweise elektrische Motoren oder elektrische Generatoren, umfassen die Wicklungsträger jeweils eine Mehrzahl von Spulen. Die Spulen erzeugen beim Bestromen Magnetfelder, wodurch eine Rotation des Rotors bezüglich des Stators erzeugt wird. Zum Erzeugen der Wicklungsträger, insbesondere der Spulen, wird ein Kupferdraht zunächst zu einer Spule gewickelt und im Anschluss beispielsweise in ein Blechpaket eingezogen. Wenn die elektrische Maschine beispielsweise einen Drehstrommotor umfasst, besitzt dieser jeweils Spulen für drei Drehstromphasen.
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Um die Leistung der elektrischen Maschine zu erhöhen, sind die unterschiedlichen Phasen gegeneinander zu isolieren. Hierbei wird bei der Verwendung von Isolierelementen oft auf ein selbstklebendes Isolationspapier zurückgegriffen, das auf die Wicklungsträger aufgebracht wird. Die Isolierelemente werden auch Phasentrenner genannt.
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Zum Erzeugen eines Wicklungsträgers und daran angeordneten Isolierelementen werden die Isolierelemente oft manuell auf den Wicklungsträger aufgelegt und/oder manuell an den Wicklungsträger angedrückt. Dieses erweist sich als zeitaufwendig und umständlich.
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Darüber hinaus sind Werkzeuge bekannt, bei denen das Isolierelement, nach dessen Anordnen an dem Wicklungsträger, durch das Aufblasen von Luftkissen an den Wicklungsträgern angedrückt wird. Hierbei hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass für die unterschiedlichen Bauformen von Wicklungsträgern jeweils ein eigenes Luftkissen vorgehalten werden muss, was sich als kostenintensiv erweist.
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Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein eingangs genanntes Werkzeug dahingehend zu verbessern, dass das Anordnen eines Isolierelements an einem Wicklungsträger vereinfacht ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem eingangs genannten Werkzeug dadurch gelöst, dass das Greifmittel mindestens einen eine Öffnung umfassenden Unterdruckabschnitt aufweist, wobei die mindestens eine Öffnung mit einer Unterdruck erzeugenden Unterdruckeinheit verbindbar oder verbunden ist, wobei das Isolierelement durch Einstellen eines Unterdrucks am Unterdruckabschnitt an diesem festlegbar ist und durch Einstellen eines Umgebungsdruck oder Überdrucks am Unterdruckabschnitt vom Unterdruckabschnitt lösbar ist.
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Dadurch, dass das Werkzeug das elastisch verformbare Andrückmittel umfasst, das wie das Greifmittel ebenfalls am Hauptkörper festgelegt ist, kann Anordnen und Andrücken des Isolierelements durch ein und dasselbe Werkzeug erfolgen. Hierdurch können Verfahrzeiten eingespart werden und die Anzahl der vorzuhaltenden Werkzeuge reduziert werden.
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Dadurch, dass das Andrückmittel elastisch verformbar ist und am Hauptkörper festlegbar ist, kann das Werkzeug in Richtung auf den Wicklungsträger, an dem bereits das Isolierelement durch das Greifmittel abgegeben wurde, zum Andrücken bewegt werden.
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Dadurch dass das Greifmittel mindestens einen eine Öffnung umfassenden Unterdruckabschnitt aufweist, kann durch das Greifmittel durch Erzeugen eines Unterdrucks ein Isolierelement, beispielsweise an einem Spendegerät, aufgenommen und zum Wicklungsträger transportiert werden. Dort kann das Isolierelement an dem Wicklungsträger angeordnet und durch Einstellen eines Normaldrucks, insbesondere Umgebungsdrucks oder Überdrucks am Unterdruckabschnitt an den Wicklungsträger abgegeben werden.
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Das Werkzeug lässt sich kompakt ausbilden, wenn das Greifmittel und das Andrückmittel ein gemeinsames Bauteil umfassen.
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Bei einer Ausführungsform des Werkzeugs ist vorgesehen, dass das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel mindestens einen eine Öffnung umfassenden Unterdruckabschnitt aufweist, wobei die mindestens eine Öffnung mit einer Unterdruck erzeugenden Unterdruckeinheit verbindbar oder verbunden ist, wobei das Isolierelement durch Einstellen eines Unterdrucks am Unterdruckabschnitt an diesem festlegbar ist und durch Einstellen eines Umgebungsdruck oder Überdrucks am Unterdruckabschnitt vom Unterdruckabschnitt lösbar ist.
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Hierdurch kann gleichzeitig durch Bewegen des Werkzeugs in Richtung auf den Wicklungsträger das Isolierelement durch das Andrückmittel an den Wicklungsträger angedrückt werden.
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Das Isolierelement kann auf einer dem Greifmittel abgewandten Seite eine selbstklebende Oberfläche umfassen. Durch das Andrücken des Isolierelements durch das Andrückmittel an dem Wicklungsträger, wird eine Klebverbindung zwischen dem Isolierelement und dem Wicklungsträger hergestellt. Die elastische Verformbarkeit des Andrückmittels lässt sich einfach und kostengünstig gewährleisten, wenn das Andrückmittel oder das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel ein elastisches Auflageelement umfasst, das zumindest beim Festlegen des Isolierelements am gemeinsamen Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel zwischen dem Isolierelement und dem Unterdruckabschnitt angeordnet ist.
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Um die Zugänglichkeit zur mindestens einen Öffnung im Unterdruckabschnitt zu gewährleisten, kann es bei einem Ausführungsbeispiel des Werkzeugs vorgesehen sein, dass das elastische Auflageelement mindestens eine durchgehende Aussparung umfasst, durch die die mindestens eine Öffnung des Unterdruckabschnitts mit der Umgebung verbindbar ist.
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Darüber hinaus ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass das elastische Auflageelement einen, insbesondere zumindest bereichsweise porösen und luftdurchlässigen Kunststoff, Schaumstoff und/oder ein Zellulose-Material, wie Schwamm, umfasst.
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Solchenfalls kann das elastische Auflageelement ohne Aussparung ausgebildet sein und gleichzeitig die mindestens eine Öffnung des Unterdruckabschnitts mit der Umgebung verbunden sein.
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Dadurch, dass das Andrückmittel oder das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel das elastische Auflageelement umfasst bzw. umfassen, kann das Isolierelement auf einfache Weise durch das Greifmittel aufgenommen werden, insbesondere ohne, dass sich das elastische Auflageelement hierbei verformt. Beim Abgeben des Isolierelements an den Wicklungsträger, insbesondere bei Andrücken des Werkzeugs in Richtung auf den Wicklungsträger, kann sich durch das elastische Auflageelement das Andrückmittel zumindest bereichsweise der Kontur des Wicklungsträgers anpassen und hierdurch die Verbindung zwischen Isolierelement und Wicklungsträger verbessern.
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Um einen erweiterten Zugang zu schwer zugänglichen Bereichen des Wicklungsträgers gewährleisten zu können, umfasst ein Ausführungsbeispiel des Werkzeugs mindestens eine am Hauptkörper festgelegte und zum gemeinsamen Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel beabstandete Andrückeinrichtung, die ein stab-, finger- oder hakenartiges Andrückelement umfasst, das eine im Wesentlichen zu einer Außenkontur des Wicklungsträgers korrespondierende, insbesondere komplementäre, Kontur aufweist und durch das zumindest ein Bereich des Isolierelements an den Wicklungsträger andrückbar ist.
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Hierdurch kann das Werkzeug beispielsweise auch im Bereich innerhalb der Spule des Wicklungsträgers eingreifen. Dadurch, dass ein und dasselbe Werkzeug zusätzlich eine Andrückeinrichtung umfasst, ist die Anzahl der benötigten Werkzeuge reduzierbar und ein Verfahren zum Anordnen eines Isolierelements am Wicklungsträger zeiteffizient ausgestaltbar.
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Um die Gefahr eines Beschädigens des Isolierelements und/oder des Wicklungsträgers beim Anordnen des Isolierelements am Wicklungsträger zu reduzieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Andrückeinrichtung mindestens eine Ausweicheinheit umfasst, durch die das Andrückelement bei Überschreiten einer bestimmten Anpresskraft beim Andrücken des Isolierelements an den Wicklungsträger von einer unausgelenkten Grundstellung in eine ausgelenkte Andrückstellung ausweichbar ist.
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Die bestimmte Anpresskraft beim Andrücken des Isolierelements kann eine derartige Kraft umfassen, die geringer ist als eine zum plastischen Verformen des Wicklungsträgers notwendige Kraft.
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Die Ausweicheinheit lässt sich einfach und kostengünstig realisieren, wenn die Ausweicheinheit durch das Andrückelement gebildet ist, das ein elastisch verformbares Material umfasst, und/oder wenn die Ausweicheinheit mindestens ein Lagermittel, durch das das Andrückelement relativ zum Hauptkörper des Werkzeugs bewegbar gelagert ist und mindestens ein Federelement umfasst, das am Hauptkörper und am Andrückelement abgestützt ist und durch das das Andrückelement in die unausgelenkte Grundstellung spannbar ist.
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Wenn die Ausweicheinheit durch das Andrückelement gebildet ist, kann dieses beispielsweise ein elastisch verformbares Material umfassen. Solchenfalls kann das Material einen elastischen Kunststoff umfassen.
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Darüber hinaus kann die Ausweicheinheit durch mindestens ein Federelement ausgebildet sein.
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Bei einer Ausführungsform des Werkzeugs können Federelement und Lagermittel ein gemeinsames Bauteil umfassen. Solchenfalls kann das Federmittel beispielsweise eine Rotationsfeder umfassen, die in dem Lagermittel angeordnet ist oder die dem Lagermittel funktional zugeordnet ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Werkzeugs erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Ausweicheinheit mindestens zwei Federelemente umfasst, wobei mindestens ein erstes Federelement auf der dem Isolierelement zugewandten Seite des Andrückelements festgelegt ist und mindestens ein zweites Federelement auf der dem Isolierelement abgewandten Seite des Andrückelements festgelegt ist.
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Durch das Zurückgreifen auf mindestens ein Federelement kann das Werkzeug kostengünstig ausgebildet werden.
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Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel und die Andrückeinrichtung auf einander gegenüberliegenden Seiten am Hauptkörper angeordnet sind.
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Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Handlinggerät zum Anordnen eines Isolierelementes, wie Phasentrenner, an einem Wicklungsträger, wie Stator oder Rotor für eine elektrische Maschine mit mindestens einem Werkzeug mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale und mit mindestens einem Manipulatorarm, an dem das Werkzeug über das Anschlussstück festlegbar ist.
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An dem Handlinggerät ist das Werkzeug anordenbar. Das Handlinggerät kann beispielsweise einen Roboter oder dergleichen umfassen. Das Handlinggerät kann bewegbar sein und mindestens durch den Manipulatorarm von einem Spendegerät, an dem eine Mehrzahl von Isolierelementen bevorratet ist, bis zum Wicklungsträger überführbar sein.
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Bei einer Weiterbildung des Handlinggeräts ist vorgesehen, dass das Handlinggerät mindestens eine Unterdruckeinheit umfasst, durch die der mindestens eine Öffnung umfassende Unterdruckabschnitt des Greifmittels oder des gemeinsamen Bauteils aus Greifmittel und Andrückmittel mit Druck, insbesondere Unterdruck, Normaldruck oder Überdruck, beaufschlagbar ist.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Werkzeugs für ein Handlinggerät mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale, zum Anordnen eines Isolierelements, wie Phasentrenner, an einem Wicklungsträger, wie Stator oder Rotor für eine elektrische Maschine mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale, mit den Schritten:
- a. Aufnehmen mindestens eines Isolierelements von einem Spendegerät durch das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel durch Erzeugen eines Unterdrucks am Unterdruckabschnitt durch die Unterdruckeinheit;
- b. Positionieren des Isolierelements durch das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel an dem Wicklungsträger und Lösen des Isolierelements aus dem gemeinsamen Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel durch Erzeugen eines Normaldrucks oder Überdrucks am Unterdruckabschnitt durch die Unterdruckeinheit;
- c. Andrücken des Isolierelements durch das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel und Andrückmittel an den Wicklungsträger; und
- d. Andrücken des Isolierelements durch die Andrückeinrichtung an dem Wicklungsträger.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Werkzeugs und des Verfahrens.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 Eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel des Werkzeugs;
- 2 Eine Seitenansicht auf das Werkzeug gemäß 1 beim Abgeben eines Isolierelements an einen Wicklungsträger;
- 3 Eine Seitenansicht auf das Werkzeug gemäß 1 beim Andrücken des Isolierelements an den Wicklungsträger durch ein Andrückmittel;
- 4 Eine Seitenansicht auf das Werkzeug gemäß 1 beim Andrücken des Isolierelements an den Wicklungsträger durch eine Andrückeinrichtung;
- 5 Ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.
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Die 1 bis 4 zeigen ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenes Werkzeug. Das Werkzeug 2 kann an einem Handlinggerät 12 angeordnet werden und dient dem Anordnen mindestens eines Isolierelements 4, wie Phasentrenner an einem Wicklungsträger 6, wie Stator oder Rotor, für eine elektrische Maschine. Das Werkzeug 2 umfasst einen Hauptkörper 8, der über ein Anschlussstück 10 an dem Handlinggerät 12, wie Roboter (in den Figuren nur teilweise dargestellt), festlegbar ist. An dem Hauptkörper 8 ist ein Greifmittel 14 festgelegt, durch das das flächenhafte, flexibel biegbare Isolierelement 4 anordenbar und abgebbar ist. Darüber hinaus umfasst das Werkzeug 2 ein Andrückmittel 16, das am Hauptkörper 8 festgelegt ist und durch das das Isolierelement 4 an dem Wicklungsträger 6 andrückbar ist. Bei dem in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen umfassen Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 ein gemeinsames Bauteil.
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Um das Isolierelement am Greifmittel 14 festzulegen, umfasst das Werkzeug 2 einen mindestens eine Öffnung 18 umfassenden Unterdruckabschnitt 20, der durch die Öffnung 18 mit einer unterdruckerzeugenden Unterdruckeinheit 22 verbindbar ist. Die Unterdruckeinheit 22 ist bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ebenfalls am Hauptkörper 8 angeordnet. Durch Einstellen eines Unterdrucks am Unterdruckabschnitt 20 ist das Isolierelement 4 am Greifmittel 14 flächenhaft anliegend festlegbar, transportierbar und am Wicklungsträger 6 anordenbar. Zum Abgeben des Isolierelements 4 an den Wicklungsträger 6 wird am Unterdruckabschnitt 20 durch die Unterdruckeinheit 22 ein Normaldruck oder ein Überdruck eingestellt, wodurch das Isolierelement 4 vom Greifmittel 14 gelöst ist.
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Das Andrückmittel 16 ist bei den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ein elastisches Auflageelement 24, das beim Festlegen des Isolierelements 4 am gemeinsamen Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 zwischen dem Isolierelement 4 und dem Unterdruckabschnitt 20 angeordnet ist.
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Darüber hinaus umfasst das Werkzeug 2 eine Andrückeinrichtung 26, die zum gemeinsamen Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 beabstandet ist und ein stab-, finger- oder hakenartiges Andrückelement 28 umfasst. Das Andrückelement 28 umfasst bei den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen eine Kontur, die im Wesentlichen korrespondierend, insbesondere komplementär, zu einer Außenkontur des Wicklungsträgers 6 ausgebildet ist.
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Ferner umfasst die Andrückeinrichtung 26 eine Ausweicheinheit 30, durch die das Andrückelement 28 bei Überschreiten einer bestimmten Anpresskraft beim Andrücken des Isolierelements 4 an den Wicklungsträger 6 von einer unausgelenkten Grundstellung in eine ausgelenkte Andrückstellung ausweichbar ist.
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Die Ausweicheinheit 30 umfasst bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ein Federelement 32, das einerseits am Andrückelement 28 und andererseits am Hauptkörper 8 festgelegt ist. Hierbei sind zwei Federelemente 32 vorgesehen, wobei ein erstes Federelement 32 auf der dem Isolierelement 4 zugewandten Seite des Antriebselements 28 und ein zweites Federelement 32 auf der dem Isolierelement 4 abgewandten Seite des Antriebselement 28 festgelegt ist.
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5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Unter Zuhilfenahme der Darstellung der 1 bis 4 wird das Verfahren nachfolgende erläutert:
- In einem ersten Schritt 100 wird ein Isolierelement 4 von einem Spendergerät durch das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 aufgenommen. Hierzu wird am gemeinsamen Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 durch die Unterdruckeinheit 22 ein Unterdruck erzeugt, wodurch das Isolierelement 4, insbesondere flächenhaft, am Greifmittel 14 anliegt.
Hiernach wird in einem Schritt 101, wie in 2 dargestellt, das Isolierelement 4 durch das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 an dem Wicklungsträger 6 positioniert und aus dem gemeinsamen Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 nach dem Positionieren durch Erzeugen eines Normaldrucks oder Überdrucks am Unterdruckabschnitt 20 durch die Unterdruckeinheit 22 gelöst.
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In einem nachfolgenden Schritt 102, gezeigt in den 2 und 3, wird das Isolierelement 4 durch das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 in Richtung auf den Wicklungsträger 6 gedrückt. Hierbei sorgt das elastische Auflageelement 24 des Andrückmittels 16 für eine Verbesserung der Verbindung zwischen Isolierelement 4 und Wicklungsträger 6. In 2 wird das Werkzeug 2 in der Bildebene nach links bewegt, wodurch das Isolierelement 4 auf der rechten Seite des Wicklungsträgers 6 angedrückt wird. In 3 wird das Werkzeug 2 in der Bildebene von oben nach unten bewegt, wodurch das Isolierelement 4 auf der nach oben gerichteten Oberfläche des Wicklungsträgers 6 angepresst wird.
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In einem hieran anschließenden Schritt 103 wird mittels der Andrückeinrichtung 26, gezeigt in 4, das Isolierelement 4 in den Bereichen an den Wicklungsträgern 6 angedrückt, die für das gemeinsame Bauteil aus Greifmittel 14 und Andrückmittel 16 nicht oder nur schwer zugänglich sind.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Werkzeug
- 4
- Isolierelement
- 6
- Wicklungsträger
- 8
- Hauptkörper
- 10
- Anschlussstück
- 12
- Handlinggerät
- 14
- Greifmittel
- 16
- Andrückmittel
- 18
- Öffnung
- 20
- Unterdruckabschnitt
- 22
- Unterdruckeinheit
- 24
- Auflageelement
- 26
- Andrückeinrichtung
- 28
- Andrückelement
- 30
- Ausweicheinheit
- 32
- Federelement
- 100- 103
- Verfahrensschritte
