DE102019207126A1 - Greifervorrichtung - Google Patents

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Thomas Sonnenburg
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ThyssenKrupp AG
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    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung zum umfänglichen und radialen Positionieren einer Mehrzahl an Kupferstäben um eine Mittelachse M, die eine Axialrichtung beschreibt, wobei die Kupferstäbe im Wesentlichen U-förmig mit einem ersten Schenkelabschnitt, einem zweiten Schenkelabschnitt und einem beide Schenkelabschnitte verbindenden Querabschnitt ausgeformt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung zum umfänglichen und radialen Positionieren einer Mehrzahl an Kupferstäben um eine Mittelachse M, die eine Axialrichtung beschreibt, wobei die Kupferstäbe im Wesentlichen U-förmig mit einem ersten Schenkelabschnitt, einem zweiten Schenkelabschnitt und einem beide Schenkelabschnitte verbindenden Querabschnitt ausgeformt sind.
  • 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.
  • 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 beiden Schenkelabschnitte sind im montierten Zustand der Kupferstäbe in die Aufnahmenuten des Statorelements bzw. Rotorelements eingeführt. Die Länge des Querabschnitts bestimmt den sogenannten Öffnungswinkel α des Kupferstabes. Der Öffnungswinkel α kann definiert werden als der Winkel zwischen den beiden Verbindungsradien, die sich in gesteckter Position des Kupferstabes in dem Statorelement bzw. Rotorelement zwischen jedem der Schenkelabschnitte und der Mittelachse bzw. Drehachse des Statorelements bzw. Rotorelements ergeben. Der Öffnungswinkel α ist so gesehen ein Umfangswinkel bezogen auf das Statorelement bzw. Rotorelement mit seiner Mittelachse bzw. Drehachse. Weiterhin ist es so, dass jeder der beiden Schenkelabschnitte eines Kupferstabes in gestecktem Zustand auf unterschiedlichen Radien bzw. Durchmesser bezogen auch die Mittelachse bzw. Drehachse liegt. Dieser Radius bzw. Abstand von der Mittelachse eines jeden Schenkelabschnittes kann als Steckradius bezeichnet werden.
  • Der Durchmesser in dem Statorelement bzw. Rotorelement, auf dem jeweils der eine der beiden Schenkelabschnitte eines jeden Kupferstabes gesteckt ist, wird als „Layer“ bezeichnet. Auf dem benachbarten Durchmesser in dem Statorelement bzw. Rotorelement befindet sich folglich der andere der beiden Schenkelabschnitte eines jeden Kupferstabes, so dass dieser benachbarte Durchmesser einen anderen „Layer“ bildet. Zusammen werden diese beiden „Layer“ als „Level“ bzw. Stator-„Level“ bezeichnet.
  • Es gibt folglich zwei wesentliche geometrische Kriterien für einen Kupferstab, nämlich den Öffnungswinkel α und die Steckradien der beiden Schenkabschnitte, wobei diese sowohl für die eigentliche Funktion innerhalb des Statorelements bzw. Rotorelements als auch für die Handhabung während eines Montageprozesses von Belang sind.
  • 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 händisch 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. 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. 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 und
    3. 3. den eigentlichen Montagevorgang, in dem die Kupferstäbe mittels einer weiteren Montagevorrichtung in das zu bestückende Statorelement bzw. Rotorelement eingeführt werden.
  • Da es bei dem Montageprozess dann zu einer kurzen Taktzeit kommt, wenn möglichst viele Kupferstäbe gleichzeitig in die entsprechenden Aufnahmenuten des Statorelements bzw. Rotorelements eingeführt werden, wäre es wünschenswert bereits bei der Vorpositionierung eine möglichst einfache Handhabung der Kupferstäbe sicherzustellen und die Gesamtheit der für die Bestückung eines Statorelements bzw. Rotorelements bereits zusammenzustellen. Eine hierfür verwendete Vorrichtung muss demnach ein einfaches und beschädigungsfreies Anordnen der Kupferstäbe ermöglichen, wobei die Kupferstäbe in dieser Anordnung sich zweckmäßigerweise noch nicht überlappen, sondern die Schenkelabschnitte jedes Kupferstabes in radialer Richtung zueinander bezogen auf eine Mittelachse M angeordnet sind, wobei die Kupferstäbe in ihrer Gesamtheit um diese Mittelachse M umfänglich angeordnet sind. Die Anordnung kann als aufgefächerte Anordnung bezeichnet werden. Erst mit der für die Positionierung vorgesehene Positioniervorrichtung werden die Kupferstäbe derart zueinander positioniert, dass sich benachbarte Kupferstäbe überlappen und der Gesamtheit der Kupferstäbe zu einem Korb zusammengestellt ist. Bezüglich der Positioniervorrichtung wird auf die deutsche Patentanmeldung DE 10 2016 221 355 A1 des gleichen Anmelders verwiesen.
  • Ausgehend von dieser zu einem Korb zusammengestellten Positionierung der einzelnen Kupferstäbe gilt es in dem eigentlichen Montagevorgang die Kupferstäbe aus der Positioniervorrichtung aufzunehmen und beginnend mit ihren freien Enden der Schenkelabschnitte in die Nuten eines Statorelements bzw. Rotorelements einzuführen bzw. einzustecken und zwar mit einer Genauigkeit im Bereich von 0,1mm bis 0,2mm. Hierbei könnte als ein Zielkonflikt bezeichnet werden, dass die Enden der Schenkelabschnitte einerseits mit dieser beschriebenen Genauigkeit gesteckt werden müssen, aber andererseits die Schenkelabschnitte an ihren freien Enden nicht gegriffen werden können, worüber sich aber prinzipiell die Möglichkeit der genauen Positionierung ergäbe, da diese für das Einstecken in die Nuten des Statorelements bzw. Rotorelements freigestellt bleiben müssen.
  • Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Greifervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die zu einem Korb zusammengestellten Kupferstäbe aus der Positioniervorrichtung aufzunehmen und positionsgenau in das Statorelement bzw. Rotorelement zu stecken.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Greifervorrichtung zum umfänglichen und radialen Positionieren einer Mehrzahl an Kupferstäben um eine Mittelachse M, die eine Axialrichtung beschreibt, wobei die Kupferstäbe im Wesentlichen U-förmig mit einem ersten Schenkelabschnitt, einem zweiten Schenkelabschnitt und einem beide Schenkelabschnitte verbindenden Querabschnitt ausgeformt sind, mit einem inneren Aufnahmekäfig und einem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Aufnahmekäfig und einem zwischen beiden Aufnahmekäfigen gebildeten Aufnahmeraum, zur Aufnahme und Positionierung der Kupferstäbe, wobei ein radiales Tiefenmaß T des Aufnahmeraums in einem Axialbereich über eine Zustellbewegung jeweils des inneren und des äußeren Aufnahmekäfigs variierbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Greifervorrichtung arbeitet nach dem Prinzip, dass ein vollständiger Kupferstab-Korb über das Variieren des radialen Tiefenmaßes des Aufnahmeraumes in einer bestimmungsgemäßen Position gespannt wird. Bei dem radialen Tiefenmaß kann es sich grundsätzlich um den Abstand der beiden Aufnahmekäfige in radialer Richtung handeln. Zudem kann das radiale Tiefenmaß aber auch die Position des Abstandes der beiden Aufnahmekäfige auf dem Radius bezeichnen. Es ist demnach erfindungsgemäß möglich über das Variieren des Tiefenmaßes Kupferstäbe mit unterschiedlich starken Drahtstärken als auch Kupferstab-Körbe mit unterschiedlichen Durchmessern, dem sogenannten Steckdurchmesser - über die Greifervorrichtung aufzunehmen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in dem Axialbereich der innere und der äußere Aufnahmekäfig jeweilige Zustellelemente aufweisen, wobei das Zustellelement des inneren Aufnahmekäfigs nach radial außen und das Zustellelement des äußeren Aufnahmekäfigs nach radial innen jeweils in den Aufnahmeraum zustellbar sind. Diskrete Zustellelemente haben den Vorteil, dass diese bedarfsgenau positioniert werden können. Über die Zustellelemente ist eine gegensinnige Zustellbewegung möglich, so dass die Kupferstäbe gespannt werden können. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Zustellelemente ringförmig um die Mittelachse M in dem jeweiligen Aufnahmekäfig angeordnet sind. Durch die ringförmige Anordnung ist eine umfänglich gleichmäßige Beaufschlagung der Kupferstäbe gewährleistet.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in einem zweiten, von dem ersten beabstandeten Axialbereich ein drittes Zustellelement in dem äußeren Aufnahmekäfig angeordnet ist. Bei dieser Anordnung kann auch von einer höhenungleichen Anordnung der Zustellelemente gesprochen werden. Der Vorteil liegt darin, dass über dieses zusätzliche Zustellelement unterschiedliche Anstellwinkel der Schenkelabschnitt der Kupferstäbe bezogen auf die Mittelachse M, A realisiert werden können. Durch ein Variieren der Anstellwinkel ist es beispielsweise möglich ein leichteres, sichereres und beschädigungsfreies Einstecken zu ermöglichen, wenn bereits ein erstes Level im dem Statorelement bzw. Rotorelement gesteckt ist und es darum geht, eine zweites Level radial außerhalb oder radial innerhalb des ersten Levels zu stecken.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Zustellelemente durch elastische, bevorzugt pneumatisch aufblasbare, Ringmanschetten gebildet werden. Elastische Ringmanschetten haben den Vorteil, dass sie sich bei Beaufschlagung gegen die Kupferstäbe vollständig der umlaufenden Kontur des Kupferring-Korbes anpassen. Hierbei passt sich die äußere Ringmanschette der Außenkontur an und die innere Ringmanschette passt sich der Innenkontur an. Insbesondere sind elastische Ringmanschetten vorteilhaft, da sie die Kupferstäbe nicht nur in radialer Richtung spannen und abstützen, sondern auch in Umfangsrichtung und zwar indem sich durch die Abstützung der Kupferstäbe an den Ringmanschetten entsprechende Eindrückungen ergeben und sich die Ringmanschette zwischen den Kupferstäbe in deren Zwischenräume einlegt. Hierüber wird eine Abstützung in Umfangsrichtung erreicht. Zweckmäßig ist es, dass die Ringmanschetten pneumatisch betätigt sind, da hierbei etwaige Leckagen unkritisch sind. In konkreter Ausgestaltung kann als pneumatisches Stellglied ein Proportionalventil zur Beaufschlagung und zum Entlüften der Ringmanschetten vorgesehen sein.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein konzentrisch zwischen den beiden Aufnahmekäfigen in den Aufnahmeraum einfahrbares Stößelelement vorgesehen ist, um in dem Aufnahmeraum einsitzende Kupferstäbe auszustoßen.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Einstecken von zu einem Korb zusammengestellter Kupferstäbe in ein Statorelement und/oder Rotorelement, bei dem die Kupferstäbe zwischen konzentrisch zueinander angeordneten Aufnahmekäfigen einer Greifvorrichtung elastisch gehalten werden und die Kupferstäbe über ihre Schenkelabschnitte in das Statorelement und/oder Rotorelement gesteckt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Kupferstäbe über ihre Schenkelabschnitte zunächst mit einer Vorstecklänge in das Statorelement und/oder Rotorelement gesteckt werden und nach einem Entlasten der elastischen Halterung auf die endgültige Position in dem Statorelement und/oder Rotorelement gesteckt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass über eine Variation der über die elastische Halterung auf die Schenkelabschnitte aufgebrachte Haltekraft eine Umfangsposition und ein Anstellwinkel der Schenkelabschnitte bezüglich des Statorelements und/oder Rotorelements angepasst wird.
  • 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
    • 1 eine schematisch dargestellte Montageanlage und Ablauf;
    • 2 eine Positioniervorrichtung mit zu einem Korb zusammengestellten Kupferstäben;
    • 5 ein Statorelement bzw. Rotorelements mit bestückten Kupferstäben;
    • 4 erfindungsgemäße Greifervorrichtung in einer Gesamtansicht;
    • 5 eine erfindungsgemäße Greifervorrichtung in einem Querschnitt;
    • 6 eine Detaillierung einer Greifervorrichtung und Darstellung des Tiefenmaßes und
    • 7 ein Verfahrensablauf zum Einstecken von Kupferringen.
  • Die 1 zeigt eine exemplarische und nur schematisch dargestellte Montageanlage 100 nach dem Stand der Technik und einen hiermit möglichen Montageablauf für eine Mehrzahl an Kupferstäben 2. Hierbei ist dem dargestellten Montageablauf das Ablängen und Biegen der einzelnen Kupferstäbe 2 aus beispielsweise einem Endlosdraht vorausgegangen, was aber vorliegend nicht dargestellt ist. Der Ablauf in der Montageanlage 100 ist vorliegend von rechts nach links geführt. Die Kupferstäbe 2 werden zunächst in einer Vereinzelungsstation 102 über einen Greifer 104 einzeln gegriffen und auf dem nachfolgenden Werkstückträger 106 abgehangen. Vor dem Abhängen des jeweils nächsten Kupferstabs 2 dreht sich der Werkstückträger 106 um ein bestimmtes Maß weiter, so dass der nächste Kupferstab 2 benachbart zu dem vorhergehenden abgehangen wird. Die Kupferstäbe 2 werden auf dem Werkstückträger 106 in einer aufgefächerten Ausrichtung zueinander gehangen. Nachdem die Vereinzelungsstation 102 den Werkstückträger 106 komplett, d.h. umfänglich, mit Kupferstäben 2 bestückt hat, werden der Werkstückträger 106 und eine im Ablauf nachfolgende Übersetzvorrichtung 108 vertikal fluchtend zueinander angeordnet, so dass die Übersetzvorrrichtung 108 die Kupferstäbe 2 von dem Werkstückträger 104 aufnehmen kann. Von der Übersetzvorrichtung 108 werden die Kupferstäbe 2 einer Positioniervorrichtung 110 übergeben. Über die Positioniervorrichtung 110 werden die Kupferstäbe 2 von der bis dahin aufgefächerten Anordnung in die überlappende Anordnung gebracht, d.h. über die Positioniervorrrichtung 110 werden die Kupferstäbe 2 zu einem Korb zusammengedreht. Anschließend werden die zu einem Korb zusammengedrehten Kupferstäbe 2 von einer Greifervorrichtung 10 aus der Positioniervorrichtung 110 entnommen und in die Nuten einen Statorelements bzw. Rotorelements 114 eingeführt.
  • Die 2 zeigt beispielhaft eine Positioniervorrichtung 110 in einer Darstellung, in der die Kupferstäbe 2 bereits von einer aufgefächerten Anordnung in eine überlappende Anordnung überführt wurden, so dass die Kupferstäbe 2 als Korb vorliegen.
  • Die 5 zeigt beispielhaft ein Statorelement bzw. Rotorelement 114 für eine elektrische Maschine beispielsweise in Gestalt eines Elektromotors. Mit den Bezugszeichen M, A ist eine Mittelachse des Statorelement bzw. Rotorelements 114 bezeichnet, welche in einem späteren Betrieb eine Rotationsachse darstellt. Das Statorelement bzw. Rotorelement 114 hat bereits den zuvor beschriebenen Montageprozess durchlaufen, der exemplarisch mit der strukturellen Unterteilung Vorpositionierung, Montagevorbereitung und Montagevorgang skizziert wurde. Folglich ist in umfänglich angeordneten Aufnahmenuten 116 des Statorelements bzw. Rotorelements 114 eine Mehrzahl an Kupferstäben 2 eingeführt. Zu erkennen ist, dass vorliegend vier Kupferstäbe 2 mit jeweils einem ihrer Schenkelabschnitte 4, 6 in eine Aufnahmenut 116 eingeführt sind, so dass in jeder Aufnahmenut 116 die jeweiligen Schenkelabschnitte 4, 6 in radialer Richtung nebeneinander angeordnet. Die Schenkelabschnitte 4, 6 eines jeden Kupferstabes sind mit einem Querabschnitt 8 miteinander verbunden. Ausgehend von den Schenkelabschnitten 4, 6 einer Aufnahmenut 116 sind die anderen Schenkelabschnitte 6, 4 jedes Kupferstabes 2 abwechselnd in entgegengesetzte Umfangsrichtung in entsprechende Aufnahmenuten 116 eingeführt. Zu erkennen ist weiterhin ein radialer Versatz zwischen den eingeführten Schenkelabschnitten 4, 6 eines Kupferstabes 2, wobei dieser radiale Versatz zu den bereits beschriebenen Überlappungen benachbarter Kupferstäbe 2 führt. Weiterhin sind die Schenkelabschnitte 4, 6, die in eine Aufnahmenut 102 eingeführt sind, gemeinsam von einer Isolation 118 umgeben.
  • Die 4 zeigt eine erfindungsgemäße Greifervorrichtung 10 in einer Gesamtansicht. Dargestellt ist eine Position, in der die Greifervorrichtung 10 den Korb bestehend aus den Kupferstäben 2 bereits aus der Positioniervorrichtung 110 aufgenommen hat. Zu erkennen ist, dass die Enden der Schenkelabschnitte 6 der Kupferstäbe 2 nach unten aus der Greifervorrichtung 10 ein gewisses Stück herausragen.
  • Die 5 zeigt eine erfindungsgemäße Greifervorrichtung 10 in einem Querschnitt und mit in der Greifervorrichtung 10 aufgenommenen Kupferstäben 2. Die Greifervorrichtung 10 umfasst einem inneren Aufnahmekäfig 12 und einen konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Aufnahmekäfig 14 und einen zwischen beiden Aufnahmekäfigen 12, 14 gebildeten Aufnahmeraum 16, zur Aufnahme und Positionierung der Kupferstäbe 2. Zu erkennen ist, dass in einem unteren Axialbereich 18 der innere Aufnahmekäfig 12 ein Zustellelement 20 aufweist und der äußere Aufnahmekäfig 14 ein weiteres Zustellelement 20 aufweist. Die beiden Zustellelemente 20, 22 liegen sich zweckmäßigerweise in radialer Richtung gegenüber. Das innere Zustellelement 20 ist nach radial außen und das äußere Zustellelement 22 ist nach radial innen jeweils in den Aufnahmeraum 16 zustellbar. Beide Zustellelemente 20, 22 sind bevorzugt ringförmig um die Mittelachse M in dem jeweiligen Aufnahmekäfig 12, 14 angeordnet. In einem zweiten Axialbereich 24, der sich oberhalb des ersten Axialbereichs 18 befindet, ist ein drittes Zustellelement 26 in dem äußeren Aufnahmekäfig 14 angeordnet. Dieses dritte Zustellelement 26 kann nach radial innen in den Aufnahmeraum 16 zugestellt werden. Die Zustellelemente 20, 22, 26 können als elastische Ringmanschetten ausgebildet sein. Zur Ansteuerung der Zustellelemente 20 kann ein pneumatisches Stellglied 28 beispielsweise in Gestalt eines Proportionalventils vorgesehen sein. Weiterhin ist ein Stößelelement 30 vorgesehen, das konzentrisch zwischen den beiden Aufnahmekäfigen 12, 14 in den Aufnahmeraum 16 einfahren kann, um in dem Aufnahmeraum 16 einsitzende Kupferstäbe 2 auszustoßen.
  • In der 6 ist ein radiales Tiefenmaß T einskizziert, dessen größter anzunehmender Wert beispielsweise der maximalen radialen Breite des Aufnahmeraums 16 entsprechen kann. Dieses maximale Tiefenmaß T ist erreicht bei vollständig nicht in den Aufnahmeraum 16 zugestellten Zustellelementen 20, 22, was vorliegend nicht dargestellt ist. Über ein Zustellen der Zustellelemente 20, 22 in den Aufnahmeraum 16 wird das Tiefenmaß T variiert, beispielsweise verkleinert oder auch in seiner Position bezüglich des Radius verändert. So wäre es beispielsweise denkbar, dass das äußere Zustellelement 22 nicht nach innen zugestellt wird und lediglich das innere Zustellelement nach außen zugestellt wird. In diesem Fall befände sich das eingestellte Tiefenmaß T in seiner maximal äußersten radialen Position.
  • Die 7 gibt schematisch einen Verfahrensablauf zum Einstecken von Kupferstäben in ein Statorelement und/oder Rotorelement wieder. In Verfahrensschritt 200 fährt die Greifervorrichtung 10 über die Kupferstäbe 2, welche als Korb von der Positionierungsvorrichtung 110 auf ihrem Steckdurchmesser gehalten werden. Die Greifervorrichtung 10 fährt soweit über die Kupferstäbe, dass diese mit der vorher festgelegt Vorstecklänge weiterhin nach unten frei bleiben. In Verfahrensschritt 210 werden die Zustellelemente 20, 22 und ggf. das Zustellelement 26 nach außen bzw. innen zugestellt, um die Kupferstäbe 2 in einer definierten Position zu spannen. In Verfahrensschritt 220 werden die Kupferstäbe 2 aus der Positionierungsvorrichtung 110 herausgehoben. In Verfahrensschritt 230 werden die Kupferstäbe 2 mit ihrer vorher festgelegten Vorstecklänge in die Nuten des Statorelements und/oder Rotorelements gesteckt. In Verfahrensschritt 240 werden die Zustellelemente 20, 22 und ggf. das Zustellelement 26 wieder zurückgestellt und die Kupferstäbe 2 freigegeben. In Verfahrensschritt 250 werden die Kupferstäbe 2 mit dem Stößelelement 30 auf die erforderliche Position in dem Statorelement und/oder Rotorelement geschoben.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Kupferstab
    4
    Querabschnitt
    6
    Schenkelabschnitt
    8
    Querabschnitt
    10
    Greifervorrichtung
    12
    Aufnahmekäfig
    14
    Aufnahmekäfig
    16
    Aufnahmeraum
    18
    Axialbereich
    20
    Zustellelement
    22
    Zustellelement
    24
    Axialbereich
    26
    Zustellelement
    28
    Stellglied
    30
    Stößelelement
    100
    Montageanlage
    102
    Vereinzelungsstation
    104
    Greifer
    106
    Werkstückträger
    108
    Übersetzvorrichtung
    110
    Positioniervorrichtung
    114
    Statorelement bzw. Rotorelement
    116
    Aunahmenut
    M
    Mittelachse
    T
    Tiefenmaß
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 1555931 [0006]
    • US 1661344 [0006]
    • DE 102016221355 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Greifervorrichtung (10) zum umfänglichen und radialen Positionieren einer Mehrzahl an Kupferstäben (2) um eine Mittelachse M, die eine Axialrichtung beschreibt, wobei die Kupferstäbe (2) im Wesentlichen U-förmig mit einem ersten Schenkelabschnitt (61), einem zweiten Schenkelabschnitt (62) und einem beide Schenkelabschnitte (61, 62) verbindenden Querabschnitt (4) ausgeformt sind, mit einem inneren Aufnahmekäfig (12) und einem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Aufnahmekäfig (14) und einem zwischen beiden Aufnahmekäfigen (12, 14) gebildeten Aufnahmeraum (16), zur Aufnahme und Positionierung der Kupferstäbe (2), wobei ein radiales Tiefenmaß T des Aufnahmeraums (16) in einem Axialbereich (18) über eine Zustellbewegung jeweils des inneren und des äußeren Aufnahmekäfigs (12, 14) variierbar ist.
  2. Greifervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Axialbereich (18) der innere und der äußere Aufnahmekäfig (12, 14) jeweilige Zustellelemente (20, 22) aufweisen, wobei das Zustellelement (20) des inneren Aufnahmekäfigs (12) nach radial außen und das Zustellelement (22) des äußeren Aufnahmekäfigs (14) nach radial innen jeweils in den Aufnahmeraum (16) zustellbar sind.
  3. Greifervorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellelemente (20, 22) ringförmig um die Mittelachse M in dem jeweiligen Aufnahmekäfig (12, 14) angeordnet sind.
  4. Greifervorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten, von dem ersten beabstandeten Axialbereich (18, 24) ein drittes Zustellelement (26) in dem äußeren Aufnahmekäfig (14) angeordnet ist.
  5. Greifervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellelemente (20, 22, 26) durch elastische, bevorzugt pneumatisch aufblasbare, Ringmanschetten gebildet werden.
  6. Greifervorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als pneumatisches Stellglied ein Proportionalventil vorgesehen ist.
  7. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein konzentrisch zwischen den beiden Aufnahmekäfigen (12, 14) in den Aufnahmeraum (16) einfahrbares Stößelelement (30) vorgesehen ist, um in dem Aufnahmeraum (16) einsitzende Kupferstäbe (2) auszustoßen.
  8. Verfahren zum Einstecken von zu einem Korb zusammengestellter Kupferstäbe (2) in ein Statorelement und/oder Rotorelement, bei dem die Kupferstäbe (2) zwischen konzentrisch zueinander angeordneten Aufnahmekäfigen (12, 14) einer Greifvorrichtung (10) elastisch gehalten werden und die Kupferstäbe (2) über ihre Schenkelabschnitte (61, 62) in das Statorelement und/oder Rotorelement gesteckt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferstäbe (2) über ihre Schenkelabschnitte (61, 62) zunächst mit einer Vorstecklänge in das Statorelement und/oder Rotorelement gesteckt werden und nach einem Entlasten der elastischen Halterung auf die endgültige Position in dem Statorelement und/oder Rotorelement gesteckt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Variation der über die elastische Halterung auf die Schenkelabschnitte (61, 62) aufgebrachte Haltekraft eine Umfangsposition und ein Anstellwinkel der Schenkelabschnitte bezüglich des Statorelements und/oder Rotorelements angepasst werden.
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