DE102020131719A1

DE102020131719A1 - Clamping device and method

Info

Publication number: DE102020131719A1
Application number: DE102020131719.0A
Authority: DE
Inventors: Ralph Merbeth; Marek Betnerowicz
Original assignee: Roescher Automatisierungstechnik und Konst GmbH; Roescher Automatisierungstechnik und Konstruktion GmbH
Current assignee: Roescher Automatisierungstechnik und Konst GmbH; Roescher Automatisierungstechnik und Konstruktion GmbH
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung, insbesondere zur Verwendung mit einer Drahtendenumformeinrichtung zum Umformen von aus einem Stator (10) einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten (12) vorstehenden Drahtenden (16). Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Klemmen von aus einem Stator (10) einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten (12) vorstehenden Drahtenden (16).Eine erfindungsgemäße Klemmvorrichtung umfasst eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten und entlang der jeweiligen Erstreckungsrichtung (L) linear verschiebbaren Stiften (20), wobei die Stifte (20) derart angeordnet sind, dass diese in radialer Richtung (R) zwischen die mehrlagigen Drahtenden (14) eingreifen und diese in tangentialer Richtung (T) fixieren können, wobei Klemmelemente (22) in tangentialer Richtung (T) zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden (16) eingreifen und diese in radialer Richtung (R) fixieren können. Das Fixieren der Drahtenden (16) in tangentialer Richtung (T) und in radialer Richtung (R) kann zeitgleich oder zeitlich versetzt erfolgt.The invention relates to a clamping device, in particular for use with a wire end shaping device for shaping wire ends (16) protruding from a plurality of slots (12) in a stator (10) of an electrical machine. The invention also relates to a corresponding method for clamping wire ends (16) protruding from a plurality of slots (12) in a stator (10) of an electrical machine. linearly displaceable pins (20), the pins (20) being arranged in such a way that they can engage in the radial direction (R) between the multi-layer wire ends (14) and fix them in the tangential direction (T), with clamping elements (22) in tangential direction (T) between the individual layers of the wire ends (16) and can fix them in the radial direction (R). The wire ends (16) can be fixed in the tangential direction (T) and in the radial direction (R) at the same time or at different times.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung, insbesondere zur Verwendung mit einer Drahtendenumformeinrichtung zum Umformen von aus einem Stator einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten vorstehenden Drahtenden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Klemmen von aus einem Stator einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten vorstehenden Drahtenden.The invention relates to a clamping device, in particular for use with a wire end shaping device for shaping wire ends protruding from a plurality of slots in a stator of an electrical machine. Furthermore, the invention relates to a corresponding method for clamping wire ends protruding from a plurality of slots in a stator of an electrical machine.

Elektrisch angetriebene Maschinen verdrängen Verbrennungsmaschinen auch in deren klassischen Anwendungsfeldern in zunehmendem Maße. Hierfür werden vor allem günstig herzustellende und zuverlässig arbeitende Elektromotoren benötigt. Diese bestehen im Allgemeinen aus einem feststehenden Stator und einem beweglich angeordneten Rotor. Dabei ist der Stator zumeist um den Rotor herum angeordnet und mit einem Gehäuse verbunden. Der Rotor wird über eine magnetische Wechselwirkung mit einem Statormagnetfeld angetrieben. Hierzu wird üblicherweise ein elektromagnetisches Wechselfeld durch Anlegen von Drehstrom an mehrere Spulenwicklungen im Stator erzeugt.Electrically driven machines are also increasingly displacing combustion engines in their classic fields of application. For this purpose, above all, electric motors that are inexpensive to produce and work reliably are required. These generally consist of a stationary stator and a movably arranged rotor. The stator is usually arranged around the rotor and connected to a housing. The rotor is driven via magnetic interaction with a stator magnetic field. For this purpose, an alternating electromagnetic field is usually generated by applying three-phase current to several coil windings in the stator.

Da das Herstellen entsprechender Statorwicklungen ein besonders aufwendiger und kostenintensiver Prozess bei der Motorenherstellung ist, wurden unterschiedliche Verfahren zu dessen Vereinfachung entwickelt. Insbesondere zur Herstellung von Elektromotoren für die Automobilindustrie hat sich dabei mittlerweile die sogenannte Hairpin-Technologie (auch als Stecktechnik bezeichnet) etabliert. Hierdurch ist auch eine Erhöhung des Wirkungsgrads des Elektromotors möglich. Bei der Hairpin-Technologie werden die Statorspulen nicht mehr durch das Einbringen und Wickeln von Drähten innerhalb des Stators erzeugt, sondern es werden speziell geformte Drahtstücke („Haarnadeln“) oder einzelne Drähte an einer zylinderförmig ausgebildeten Innenseite des Stators entlang seiner Erstreckungsrichtung beabstandet und elektrisch isoliert voneinander in mehreren Lagen übereinander angeordnet. Die einzelnen Drahtelemente haben dabei zumeist einen rechteckigen Querschnitt, da dieser eine optimale Packungsdichte ermöglicht. Die jeweiligen Drahtenden stehen aus dem Stator hervor, so dass durch anschließendes gezieltes Verbinden der einzelnen Drahtenden untereinander mehrere Spulenstromkreise ausgebildet werden können. Das Herstellen der Statorwicklungen kann somit rein schaltungstechnisch außerhalb des Blechpakets des Stators erfolgen.Since the production of corresponding stator windings is a particularly complex and cost-intensive process in motor production, different methods have been developed to simplify it. So-called hairpin technology (also referred to as plug-in technology) has meanwhile become established, particularly for the production of electric motors for the automotive industry. This also makes it possible to increase the efficiency of the electric motor. With hairpin technology, the stator coils are no longer created by inserting and winding wires inside the stator. Instead, specially shaped pieces of wire (“hairpins”) or individual wires are spaced apart along the direction of extension on a cylindrical inner side of the stator and electrically insulated arranged one above the other in several layers. The individual wire elements usually have a rectangular cross-section, as this enables an optimal packing density. The respective wire ends protrude from the stator, so that several coil circuits can be formed by subsequently connecting the individual wire ends to one another in a targeted manner. The production of the stator windings can thus be carried out purely in terms of circuitry outside of the laminated core of the stator.

Ein wichtiger Prozessschritt in der Herstellung solcher Statoren ist jedoch das Schränken (auch als Twisten bezeichnet) und Kontaktieren der einzelnen Drähte. In einer Schränkanlage werden die Drähte eines Stators in einem Lamellenpaket gegenseitig verbogen („geschränkt“). Die Drähte müssen hierfür präzise in das Schränkwerkzeug eingeführt werden. Dazu ist es notwendig, die Drähte, die sich in einem Lamellenpaket befinden, gegeneinander auszurichten und zu fixieren, während sie in das Schränkwerkzeug eintauchen. Die Drähte müssen dabei sowohl in radialer als auch in tangentialer Richtung präzise positioniert werden, da ansonsten die Gefahr besteht, dass die Drähte nicht in die Taschen der Schränkwerkzeuge treffen und beschädigt werden oder neben die Taschen der Schränkwerkzeuge gelangen, was zu einem Ausschuss in der Produktion führen kann. Die sich daran typischerweise anschließenden Prozessschritte, wie ein eventuelles Ablängen oder Kontaktieren mittels Laserschweißen, erfordern ebenfalls eine genaue und stabile Halterung der einzelnen Drahtenden. Es wird somit eine Klemmvorrichtung als Werkzeug benötigt, welche in der Lage ist, die einzelnen Drähte eines Lamellenpaketes zu fassen und präzise positioniert gegeneinander zu fixieren.However, an important process step in the production of such stators is the setting (also referred to as twisting) and contacting of the individual wires. In a twisting system, the wires of a stator in a laminated core are mutually bent (“set”). To do this, the wires must be inserted precisely into the setting tool. To do this, it is necessary to align and fix the wires, which are located in a stack of laminations, while they are immersed in the setting tool. The wires have to be positioned precisely in both the radial and tangential directions, otherwise there is a risk that the wires will not hit the pockets of the setting tools and be damaged or end up next to the pockets of the setting tools, resulting in rejects in production can lead. The process steps that typically follow, such as cutting to length or contacting by means of laser welding, also require precise and stable mounting of the individual wire ends. A clamping device is therefore required as a tool, which is able to grasp the individual wires of a laminated core and to fix them in a precisely positioned position relative to one another.

Aus FR 0212441 sind Drehstifte mit ein- oder zweiseitigen Kammflächen bekannt. Das Prinzip funktioniert wie bei einem Schlüssel, wobei die Kammflächen den jeweiligen Schlüsselbart darstellen. Der Drehstift fährt zunächst zwischen die Drahtlagen der einzelnen Nuten und wird anschließend derart gedreht, dass die Kammfläche zwischen die einzelnen Drähte einer Lage eingreifen und diese fixieren können. Die Drähte können dann zu den Nuten einer Schränkscheibe ausgerichtet und positioniert werden. Dieses Verfahren lässt sich jedoch nur schwer automatisieren, da pro Stift ein Antrieb zur Verdrehung benötigt wird und zudem auch eine axiale Zustellung der Stifte erfolgen muss.Out of FR0212441 turning pins with one-sided or two-sided comb surfaces are known. The principle works like a key, whereby the comb surfaces represent the respective key bit. The rotary pin first moves between the wire layers of the individual grooves and is then rotated in such a way that the comb surface can engage between the individual wires of a layer and fix them. The wires can then be aligned and positioned to the grooves of a setting disc. However, this method is difficult to automate, since a drive is required for rotation for each pin, and the pins also have to be fed axially.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Probleme des Standes der Technik zu überwinden oder zumindest zu verringern und ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, welches in der Lage ist, die aus einem Stator einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten vorstehenden Drahtenden ohne eine Rotationsbewegung von Drehstiften zu fassen und präzise positioniert gegeneinander fixieren zu können. Insbesondere soll eine erfindungsgemäße Klemmvorrichtung mechanisch einfach zu realisieren sein und nur eine geringe Anzahl an Antrieben erforderlich machen.The invention is now based on the object of overcoming or at least reducing the problems of the prior art and to provide a tool which is able to wire ends protruding from a stator of an electrical machine from a plurality of grooves without one To grasp the rotational movement of pivot pins and to be able to fix them precisely positioned against each other. In particular, a clamping device according to the invention should be mechanically simple to implement and only require a small number of drives.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.The object according to the invention is solved according to the independent patent claims 1 and 8 . Preferred developments are the subject matter of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung, insbesondere geeignet zur Verwendung mit einer Drahtendenumformeinrichtung zum Umformen von aus einem Stator einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten vorstehenden Drahtenden, wobei die Nuten an einer zylinderförmig ausgebildeten Innenseite des Stators entlang seiner Erstreckungsrichtung beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei sich die vorstehenden Drahtenden mehrlagig zwischen einem ersten Radius r₁ und einem kleineren zweiten Radius r₂ erstrecken. Die Klemmvorrichtung umfasst dabei eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten Stiften, wobei die Erstreckungsrichtung der Stifte jeweils zur Kreismitte ausgerichtet ist und die zur Kreismitte weisenden Enden der Stifte in einer ersten Konfiguration eine erste kreisförmige Öffnung mit einem Radius größer als der erste Radius r₁ umschließen, wobei die Stifte entlang der jeweiligen Erstreckungsrichtung linear verschiebbar sind und die zur Kreismitte weisenden Enden der Stifte in einer zweiten Konfiguration eine zweite kreisförmige Öffnung mit einem Radius kleiner als der erste Radius r₁ umschließen können, wobei die Stifte derart angeordnet sind, dass diese in der zweiten Konfiguration in radialer Richtung zwischen die mehrlagigen Drahtenden eingreifen und diese in tangentialer Richtung fixieren können, wobei in der zweiten Konfiguration lateral zur Erstreckungsrichtung der Stifte verschiebbare Klemmelemente in tangentialer Richtung zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden eingreifen und diese in radialer Richtung fixieren können.A first aspect of the invention relates to a clamping device, particularly suitable for use with a wire end forming device for forming from a stator of an electric machine from a plurality of grooves protruding wire ends, the grooves being spaced apart from one another on a cylindrical inner side of the stator along its direction of extension, the protruding wire ends extending in multiple layers between a first radius r ₁ and a smaller second radius r ₂ . The clamping device comprises a large number of pins arranged in a circle, with the extension direction of the pins being aligned with the center of the circle and the ends of the pins pointing towards the center of the circle in a first configuration enclose a first circular opening with a radius greater than the first radius r ₁ , where the pins are linearly displaceable along the respective direction of extension and the ends of the pins pointing towards the center of the circle can enclose a second circular opening with a radius smaller than the first radius r ₁ in a second configuration, the pins being arranged in such a way that they are in the second Configuration can engage in the radial direction between the multi-layer wire ends and fix them in the tangential direction, wherein in the second configuration laterally to the extension direction of the pins displaceable clamping elements engage in the tangential direction between the individual layers of the wire ends and can fix them in the radial direction.

Es wird somit ein Werkzeug mit zwei Konfigurationen beschrieben, wobei in der ersten Konfiguration („geöffnet“) die erste kreisförmige Öffnung derart ausgebildet ist, dass das Werkzeug beim Ansetzen an den Stator die Drahtenden von außen senkrecht umfassen kann. In der zweiten Konfiguration („geschlossen“) können die einzelnen Drahtenden in tangentialer Richtung durch die Stifte und in radialer Richtung durch die Klemmelemente fixiert werden. Dieses Fixieren erfolgt durch Überführen des Werkzeugs von der ersten Konfiguration in die zweite Konfiguration, wobei dieses bevorzugt ausschließlich über räumliche Verschiebungen innerhalb einer Ebene ohne intrinsische Drehungen der einzelnen Komponenten des Werkzeugs erfolgt (Bewegungen in peripherer Richtung werden ebenfalls als räumliche Verschiebungen angesehen). Insbesondere werden dabei die einzelnen Stifte entlang der jeweiligen Erstreckungsrichtung linear in Richtung Kreismitte verschoben, so dass die zur Kreismitte weisenden Enden der Stifte in der zweiten Konfiguration eine zweite kreisförmige Öffnung mit einem Radius kleiner als der erste Radius r₁ umschließen können. Insbesondere kann in der zweiten Konfiguration die zweite kreisförmige Öffnung einen Radius kleiner oder gleich dem zweiten Radius r₂ umschließen. Es kann in der zweiten Konfiguration auch ein geringfügig größerer Radius als der zweite Radius r₂ umschlossen werden. Weiterhin greifen die Klemmelemente durch laterales Verschieben in tangentialer Richtung zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden ein und können diese in radialer Richtung fixieren. Unter einem lateralen Verschieben ist ein in Bezug auf die radiale Richtung seitliches Verschieben zu verstehen. Hierbei kann es sich insbesondere um Verschiebungen in tangentialer Richtung, aber auch in peripherer Richtung handeln. Das Verschieben kann auch Komponenten in beide der genannten Richtungen umfassen. Die Umkonfigurierung ist also insbesondere durch je eine räumliche Verschiebung in radialer und tangentialer bzw. peripherer Richtung gekennzeichnet. Die Anordnung der Enden der einzelnen Stifte kann in beiden Konfigurationen von einer exakten Kreisform abweichen. Die beiden genannten kreisförmigen Öffnungen können dann entsprechend in die jeweils ausgebildete freie Innenfläche dieser Anordnung als Teilfläche vollständig einpassbar angesehen werden.A tool with two configurations is thus described, wherein in the first configuration (“opened”) the first circular opening is formed in such a way that the tool can encompass the wire ends perpendicularly from the outside when it is placed on the stator. In the second configuration (“closed”), the individual wire ends can be fixed in the tangential direction by the pins and in the radial direction by the clamping elements. This fixing takes place by transferring the tool from the first configuration to the second configuration, this preferably taking place exclusively via spatial displacements within a plane without intrinsic rotations of the individual components of the tool (movements in the peripheral direction are also regarded as spatial displacements). In particular, the individual pins are linearly displaced along the respective direction of extension towards the center of the circle, so that the ends of the pins pointing towards the center of the circle can enclose a second circular opening with a radius smaller than the first radius r ₁ in the second configuration. In particular, in the second configuration, the second circular opening may enclose a radius less than or equal to the second radius r ₂ . A slightly larger radius than the second radius r ₂ can also be enclosed in the second configuration. Furthermore, the clamping elements engage between the individual layers of the wire ends by lateral displacement in the tangential direction and can fix them in the radial direction. A lateral displacement is to be understood as a lateral displacement in relation to the radial direction. In particular, this can involve displacements in the tangential direction, but also in the peripheral direction. The shifting can also include components in both of the named directions. The reconfiguration is thus characterized in particular by a spatial shift in the radial and tangential or peripheral direction. The arrangement of the ends of the individual pins can deviate from an exact circular shape in both configurations. The two circular openings mentioned can then be considered to be fully fittable as partial areas in the respectively formed free inner area of this arrangement.

Eine Fixierung der einzelnen Drahtenden erfolgt erfindungsgemäß somit durch Klemmen, wobei darunter verstanden wird, dass durch einen von den Stiften bzw. den Klemmelemente ausgeübten Druck ein darüber erfolgendes Festhalten der Drahtenden bewirkt wird. Dabei kann die eigentliche Fixierung der einzelnen Drahtenden in die tangentiale und die radiale Richtung entweder durch je eine der beiden Verschiebungen oder nur durch eine Verschiebung, insbesondere durch eine Verschiebung von lateral zur Erstreckungsrichtung der Stifte verschiebbaren Klemmelementen erfolgen. Im erstgenannten Fall können die Stifte bereits eine Breite entsprechend dem Abstand der Nuten aufweisen, so dass diese bereits „unter Druck“ passend in radialer Richtung zwischen die mehrlagigen Drahtenden in Eingriff gebracht werden. Die Klemmelemente können anschließend beispielsweise von einer Position ober-, unter- oder innerhalb der Stifte heraus in tangentialer Richtung verschoben werden. Im letztgenannten Fall würde eine Verschiebung der Stifte entlang der jeweiligen Erstreckungsrichtung linear in Richtung Kreismitte somit noch keine Klemmung der einzelnen Drahtenden bewirken, sondern erst durch die Verschiebung der Klemmelemente in tangentialer Richtung eine Fixierung der Drahtenden sowohl in radialer als auch in tangentialer Richtung bewirkt werden.According to the invention, the individual wire ends are thus fixed by clamping, which is understood to mean that the wire ends are held in place by pressure exerted by the pins or the clamping elements. The actual fixing of the individual wire ends in the tangential and the radial direction can be effected either by one of the two displacements or only by a displacement, in particular by a displacement of clamping elements that can be displaced laterally to the direction in which the pins extend. In the former case, the pins can already have a width corresponding to the spacing of the grooves, so that they are brought into engagement in the radial direction between the multi-layered wire ends already "under pressure". The clamping elements can then be shifted in a tangential direction, for example, from a position above, below or inside the pins. In the latter case, a linear displacement of the pins along the respective direction of extension in the direction of the center of the circle would not yet cause the individual wire ends to be clamped, but only by displacing the clamping elements in the tangential direction would the wire ends be fixed both in the radial and in the tangential direction.

Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung kann außer zum Umformen auch ganz allgemein für sämtliche Aufgaben genutzt werden, bei denen die einzelnen Drähte einer Statornut bzw. eines Lamellenpaketes gefasst und präzise positioniert gegeneinander fixiert werden müssen. Diese Aufgaben umfassen insbesondere auch ein eventuelles Ablängen oder Kontaktieren der Drahtenden (z. B. mittels Schweißen oder Löten).In addition to forming, the clamping device according to the invention can also be used in general for all tasks in which the individual wires of a stator slot or a laminated core have to be gripped and precisely positioned relative to one another. In particular, these tasks also include any cutting to length or contacting of the wire ends (e.g. by means of welding or soldering).

Vorzugsweise ist die Klemmvorrichtung einteilig ausgebildet. Die Klemmvorrichtung kann jedoch auch mehrteilig (insbesondere zweiteilig, z. B. in Form einer verschließbaren Ringschelle) ausgebildet sein, so dass zum Anlegen der Klemmvorrichtung an die Drahtenden in der ersten Konfiguration die Klemmvorrichtung zunächst aus den Teilen um die Drahtenden des Stators herum angeordnet und zusammengesetzt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das Werkzeug in einer Anwendungsebene bezüglich der Drahtenden angelegt und wieder entfernt werden kann. Bei einer einteiligen Ausführung des Werkzeugs muss hingegen eine Zuführung in die Anwendungsebene bzw. ein Entfernen über die Enden des Stators erfolgen.The clamping device is preferably designed in one piece. However, the clamping device can also be in several parts (particularly in two parts, e.g. B. in the form of a closable ring clamp) so that for applying the clamping device to the wire ends in the first configuration, the clamping device can first be arranged and assembled from the parts around the wire ends of the stator. This has the advantage that the tool can be placed and removed again in one application level with respect to the wire ends. In the case of a one-piece design of the tool, on the other hand, it must be fed into the application level or removed via the ends of the stator.

Der Vorteil einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung liegt in einer geometrisch einfachen Anordnung der Stifte sowie einer präzisen Positionierbarkeit. Die Drahtenden werden in der jeweiligen Anwendungsebene komplett umfasst und in der Bewegungsfreiheit eingeschränkt. Ein weiterer Vorteil ist der vereinfachte Antrieb der Stifte. Bei den im Stand der Technik bekannten Stiften nach dem Schlüsselprinzip sind eine axiale Zustellung aller Stifte und eine Verdrehung pro Stift notwendig. Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung kommt hingegen ohne einen zusätzlichen Antrieb für die Verdrehung der Stifte oder eine Umformung aus einer linearen in eine rotierende Bewegung aus.The advantage of a clamping device according to the invention lies in a geometrically simple arrangement of the pins and precise positioning. The wire ends are completely covered in the respective application level and their freedom of movement is restricted. Another advantage is the simplified drive of the pins. In the case of the pins according to the key principle known in the state of the art, an axial infeed of all pins and a twisting of each pin are necessary. The clamping device according to the invention, on the other hand, does not require an additional drive for rotating the pins or a transformation from a linear to a rotating movement.

Vorzugsweise erfolgt das Verschieben der Stifte gekoppelt über einen gemeinsamen Antrieb. Unter einem Antrieb wird dabei ein Mittel zum Verschieben der Stifte verstanden. Insbesondere kann es sich hierbei um einen Aktuator (z. B. Motor oder Verstellelement) sowie ein Mittel zur Verteilung und Weiterleitung der vom Aktuator abgegeben Bewegungsenergie handeln. Auf die genaue Ausbildung des Antriebs kommt es hierbei nicht an, wesentlich ist vielmehr, dass die translatorischen Bewegungen der einzelnen Stifte mechanisch miteinander gekoppelt sind. Es werden somit nicht einzelne Stifte individuell gegeneinander verschoben, sondern es erfolgt eine koordinierte gemeinsame Verschiebung der Stifte. Dies kann beispielsweise nach dem Prinzip eines Spannfutters erfolgen, bei dem die einzelnen Spannbacken ebenfalls koordiniert zueinander bewegt werden um eine stufenlos in der Größe verstellbare zentrale Spannöffnung auszubilden.The pins are preferably displaced in a coupled manner via a common drive. A drive means a means for moving the pins. In particular, this can be an actuator (e.g. motor or adjusting element) and a means for distributing and forwarding the kinetic energy emitted by the actuator. The exact design of the drive is not important here, it is much more important that the translational movements of the individual pins are mechanically coupled to one another. Individual pins are therefore not shifted individually relative to one another, but instead the pins are shifted together in a coordinated manner. This can be done, for example, according to the principle of a chuck, in which the individual clamping jaws are also moved in a coordinated manner with respect to one another in order to form a central clamping opening that is infinitely adjustable in size.

Vorzugsweise erfolgt das Verschieben der Klemmelemente gekoppelt über einen gemeinsamen Antrieb. Auch hierbei kommt es wieder auf eine koordinierte gemeinsame Verschiebung der einzelnen Klemmelemente an. Die einem einzelnen Stift zuordenbaren Klemmelemente, d. h. die durch Verschieben in tangentialer Richtung zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden einer Nut eingreifenden Klemmelemente, können dabei durch einen gemeinsamen starren Träger miteinander verbunden sein. Für einen gemeinsamen Antrieb der Klemmelemente wäre in diesem Fall weiterhin lediglich eine koordinierte Verschiebung der einzelnen Träger in tangentialer Richtung vorzusehen. Durch eine entsprechende mechanische Kopplung der einem einzelnen Stift zuordenbaren Klemmelemente kann jedoch jedes Klemmelement der Klemmvorrichtung auch ohne einen solchen Träger bewegt werden. Beispielsweise kann eine konkrete Umsetzung einer gemeinsamen Verschiebung der Klemmelemente in tangentialer Richtung über keilförmig ausgebildete Gleitflächen realisiert werden, die an einer vorgesehenen Position für die Klemmelemente eine rechtwinklige Umlenkung eines Bewegungsflusses aus einer radialen Richtung in eine tangentiale Richtung bewirken.The displacement of the clamping elements preferably takes place in a coupled manner via a common drive. Here, too, it is again a matter of a coordinated joint displacement of the individual clamping elements. The clamping elements, i. H. the clamping elements engaging between the individual layers of the wire ends of a groove by displacement in the tangential direction can be connected to one another by a common rigid carrier. In this case, for a joint drive of the clamping elements, only a coordinated displacement of the individual carriers in the tangential direction would have to be provided. However, each clamping element of the clamping device can also be moved without such a carrier by a corresponding mechanical coupling of the clamping elements which can be assigned to an individual pin. For example, a concrete implementation of a joint displacement of the clamping elements in the tangential direction can be realized via wedge-shaped sliding surfaces, which cause a right-angled deflection of a movement flow from a radial direction into a tangential direction at an intended position for the clamping elements.

Besonders bevorzugt erfolgt das Verschieben der Stifte und das Verschieben der Klemmelemente gekoppelt über einen gemeinsamen Antrieb. Dies bedeutet, dass die beiden Verschiebungen über eine Mechanik derart miteinander koordiniert sind, dass diese aus einer einzigen Stellbewegung (z. B. eines Motors oder Stellelements) heraus ein Überführen des Werkzeugs von der ersten Konfiguration in die zweite Konfiguration ermöglicht. Dies kann insbesondere durch eine Verknüpfung der in den beiden vorstehenden Absätzen genannten Ausführungsformen als Spannfutter in Kombination mit keilförmig ausgebildeten Umlenkelementen realisiert werden. Beispielsweise kann somit über einen einzelnen Aktuator ein die aus einem Stator einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten vorstehenden Drahtenden umfassendes erfindungsgemäßes Klemmelement derart von der ersten Konfiguration in die zweite Konfiguration überführt werden, dass zunächst die einzelnen Stifte in radialer Richtung zwischen die mehrlagigen Drahtenden eingreifen und anschließend mechanisch gekoppelt verschiebbare Klemmelemente in tangentialer Richtung zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden eingreifen (analog einer optischen Irisblende).The displacement of the pins and the displacement of the clamping elements are particularly preferably coupled via a common drive. This means that the two displacements are coordinated with one another via a mechanism in such a way that it enables the tool to be transferred from the first configuration into the second configuration from a single actuating movement (eg of a motor or actuating element). This can be realized in particular by linking the embodiments mentioned in the two preceding paragraphs as a chuck in combination with wedge-shaped deflection elements. For example, a clamping element according to the invention comprising the wire ends protruding from a plurality of slots in a stator of an electrical machine can be transferred from the first configuration to the second configuration via a single actuator in such a way that the individual pins initially engage in the radial direction between the multi-layer wire ends and then mechanically coupled, displaceable clamping elements engage in the tangential direction between the individual layers of the wire ends (similar to an optical iris diaphragm).

Die Klemmelemente können derart ausgebildet sein, dass diese nur einseitig zwischen den einzelnen Lagen der Drahtenden einer Nut eingreifen. Alternativ können die Klemmelemente auch zweiseitig zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden einander benachbarter Nuten eingreifen. Ein einseitiges Eingreifen vereinfacht die Mechanik, hat jedoch den Nachteil, dass bei eventuell bestehenden Lage- oder Formabweichungen möglicherweise nicht richtig zwischen die Drahtenden eingegriffen werden kann und das Klemmelement blockiert. Durch ein beidseitiges Eingreifen können solche Blockaden eher vermieden werden, zudem kann die Klemmwirkung verbessert werden. Bevorzugt greifen die Klemmelemente in tangentialer Richtung sowohl links- als auch rechtsseitig in die Drahtenden einer Nut ein. Die Drahtenden einer Nut sind daher bevorzugt zu beiden Seiten von mindestens je einem Stift umgeben, wobei in der zweiten Konfiguration verschiebbare Klemmelemente in tangentialer Richtung sowohl links- als auch rechtsseitig zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden eingreifen und diese in radialer Richtung fixieren können.The clamping elements can be designed in such a way that they only engage on one side between the individual layers of the wire ends of a groove. Alternatively, the clamping elements can also engage on two sides between the individual layers of the wire ends of adjacent grooves. One-sided engagement simplifies the mechanics, but has the disadvantage that, if there are any deviations in position or shape, it may not be possible to engage correctly between the wire ends and the clamping element is blocked. Such blockages can be avoided by engaging on both sides, and the clamping effect can also be improved. The clamping elements preferably engage in the tangential direction in the wire ends of a groove on both the left and the right. The wire ends of a groove are therefore preferably on both sides of at least one pin surrounded, wherein in the second configuration displaceable clamping elements engage in the tangential direction both on the left and on the right side between the individual layers of the wire ends and can fix them in the radial direction.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Klemmelemente ein Element der Stifte. Dies bedeutet, dass die Klemmelemente entweder in die Stifte mit integriert sind oder als Elemente an den Stiften angeordnet sind. Integrierte Klemmelemente bedeuten, dass diese zunächst vollständig oder zumindest teilweise im Stiftkörper aufgenommen sein können und zum Klemmen aus diesem herausgeschoben werden können.In a preferred embodiment, the clamping elements are an element of the pins. This means that the clamping elements are either integrated into the pins or are arranged as elements on the pins. Integrated clamping elements mean that these can initially be completely or at least partially accommodated in the pen body and can be pushed out of it for clamping.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bilden Stifte, bei denen die Klemmelemente einseitig als Vorsprünge an den Stiften ausgebildet sind und die Stifte zum Fixieren der Drahtenden zuerst in radialer Richtung und anschließend in tangentialer Richtung verschoben werden. Insbesondere können die Stifte einseitig fest an deren Außenseite angeordnete Klemmelemente als Vorsprünge aufweisen, wobei die Klemmelemente jeweils in einem Abstand entsprechend der Geometrie der Drahtenden (oder einem Vielfachen davon) angeordnet sind. Insofern wird hierbei das aus FR 0212441 bekannte Schlüsselprinzip adaptiert, wobei jedoch die Stifte zum Klemmen nicht rotiert werden müssen. Vielmehr ist die auf eine erfindungsgemäße Anwendung bezogene tangentiale Breite der Stifte mit den ebenfalls in tangentialer Richtung weisenden Klemmelementen derart gewählt, dass diese zwischen die Drahtlagen in den einzelnen Nuten in radialer Richtung frei eingeführt werden können und erst durch die Verschiebung der Stifte mit den Klemmelementen in tangentialer Richtung eine Fixierung der Drahtenden sowohl in radialer als auch in tangentialer Richtung bewirkt wird.A particularly preferred embodiment of the invention is formed by pins in which the clamping elements are designed as projections on one side of the pins and the pins are first displaced in the radial direction and then in the tangential direction to fix the wire ends. In particular, the pins can have clamping elements arranged firmly on one side as projections on their outside, with the clamping elements each being arranged at a distance corresponding to the geometry of the wire ends (or a multiple thereof). In this respect, this will be over FR0212441 well-known key principle adapted, but the pins do not have to be rotated for clamping. Rather, the tangential width of the pins with the clamping elements also pointing in the tangential direction, related to an application according to the invention, is selected in such a way that these can be inserted freely between the wire layers in the individual grooves in the radial direction and only through the displacement of the pins with the clamping elements in tangential direction a fixation of the wire ends is effected both in the radial and in the tangential direction.

Für eine zweiseitige Klemmung können pro Nutenabstand zwei Stifte mit in unterschiedlichen Richtungen weisenden Klemmelementen und entgegengesetzter Verschiebungsrichtung in Eingriff gebracht werden. Diese Ausführungsform ist als äquivalent mit zweiteilig ausgeführten Einzelstiften anzusehen, wenn die beiden Teile Verschiebungen entsprechend der beschriebenen Doppelstiftanordnung ausführen. Bevorzugt werden die Stifte mit den Klemmelementen in zwei übereinander liegenden Ebenen zueinander angeordnet. Der Vorteil einer solchen Konfiguration besteht insbesondere darin, dass die Bewegung in radialer zunächst ungehindert ist, auch wenn Drähte in den Nuten nicht an dem gewünschten Ort stehen und dann durch die anschließende tangentiale Bewegung der beiden übereinander angeordneten Stifte an die gewünschte Stelle geschoben werden, um ein Eintauchen in die Schränkwerkzeuge ohne Verklemmen / Beschädigung der Drähte zu ermöglichen.For two-sided clamping, two pins can be brought into engagement with clamping elements pointing in different directions and in opposite directions of displacement for each slot spacing. This embodiment is to be regarded as equivalent to single pins made in two parts if the two parts perform displacements in accordance with the double pin arrangement described. The pins with the clamping elements are preferably arranged in relation to one another in two planes lying one above the other. The advantage of such a configuration is in particular that the radial movement is initially unhindered, even if the wires in the grooves are not in the desired location and are then pushed to the desired location by the subsequent tangential movement of the two pins arranged one above the other to allow plunging into the setting tools without pinching/damaging the wires.

Mit anderen Worten, die Stifte, die zum Klemmen verwendet werden, können auch zweiteilig ausgeführt werden. Dies ermöglicht die Zuführung der Stifte zwischen benachbarten Nuten mit Drähten, an denen die jeweiligen Drahtenden zueinander ausgerichtet werden müssen. Die geteilten Stifte werden anschließend mit je einem Teil nach rechts und links (d. h. jeweils in entgegengesetzter tangentialer Richtung) an die Drähte verschoben. Die jeweiligen Klemmelemente können dabei kammförmig an den Stiftenteilen ausgebildet sein, so dass jeweils der eine Teil die rechte und der andere Teil die linke Seite der Drähte auf Höhe der Drahtenden in der Ebene einklemmt und dadurch fixiert. Dies ermöglicht u. a. ein sicheres Positionieren und Einfädeln in die Nuten eines entsprechenden Schränkwerkzeuges.In other words, the pins that are used for clamping can also be made in two parts. This allows the pins to be fed between adjacent slots with wires where the respective wire ends must be aligned with one another. The divided pins are then moved one part each to the right and left (i.e. in opposite tangential directions) to the wires. The respective clamping elements can be comb-shaped on the pin parts, so that one part clamps the right side of the wire and the other part clamps the left side of the wire at the height of the wire ends in the plane and thereby fixes it. Among other things, this enables secure positioning and threading into the grooves of a corresponding setting tool.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Klemmelemente auch von den Stiften unabhängige Elemente der Klemmvorrichtung sein. Erfindungsgemäß sind die Stifte dabei derart angeordnet, dass diese in der zweiten Konfiguration in radialer Richtung zwischen die mehrlagigen Drahtenden eingreifen und diese in tangentialer Richtung fixieren können. Die lateral zur Erstreckungsrichtung der Stifte verschiebbaren Klemmelemente können bei dieser Ausführungsform unabhängig von den Stiften in tangentialer Richtung zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden eingreifen und diese in radialer Richtung fixieren. Eine mögliche Realisierung hierfür wäre eine Anordnung der Klemmelemente für die einzelnen Lagen der Drahtenden einer Nut entlang eines gemeinsamen Trägers, welcher unabhängig von den Stiften zwischen die einzelnen Drahtendenlagen eingeführt und anschließend tangential verschoben wird.In a further preferred embodiment of the invention, the clamping elements can also be elements of the clamping device that are independent of the pins. According to the invention, the pins are arranged in such a way that, in the second configuration, they engage in the radial direction between the multi-layer wire ends and can fix them in the tangential direction. In this embodiment, the clamping elements, which are displaceable laterally to the direction in which the pins extend, can engage between the individual layers of the wire ends in the tangential direction, independently of the pins, and fix them in the radial direction. A possible realization of this would be an arrangement of the clamping elements for the individual layers of the wire ends of a groove along a common carrier, which is inserted between the individual wire end layers independently of the pins and then shifted tangentially.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein entsprechendes Verfahren zum Klemmen von aus einem Stator einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten vorstehenden Drahtenden mit einer Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nuten an einer zylinderförmig ausgebildeten Innenseite des Stators entlang seiner Erstreckungsrichtung beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die Drahtenden sich in den Nuten mehrlagig zwischen einem ersten Radius r₁ und einem kleineren zweiten Radius r₂ erstrecken. Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst das Anordnen der Klemmvorrichtung mit den Stiften in der ersten Konfiguration um die aus dem Stator vorstehenden Drahtenden (die Klemmvorrichtung kann dabei insbesondere einteilig zum Aufschieben oder mehrteilig zum Zusammensetzen ausgebildet sein); das Fixieren der Drahtenden in tangentialer Richtung durch Verschieben der Stifte in die zweite Konfiguration, wobei die Stifte in radialer Richtung zwischen die mehrlagigen Drahtenden eingreifen; und das Fixieren der Drahtenden in radialer Richtung durch Verschieben der Klemmelemente, wobei die Klemmelemente in tangentialer Richtung zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden eingreifen. Bevorzugt erfolgt das Fixieren der Drahtenden in tangentialer Richtung und in radialer Richtung zeitgleich. Alternativ kann das Fixieren auch zeitlich versetzt erfolgen.A further aspect of the invention relates to a corresponding method for clamping wire ends protruding from a plurality of slots in a stator of an electrical machine using a clamping device according to one of the preceding claims, the slots being spaced apart from one another along the direction in which it extends on a cylindrical inner side of the stator are, the wire ends extending in multiple layers in the grooves between a first radius r ₁ and a smaller second radius r ₂ . A method according to the invention comprises arranging the clamping device with the pins in the first configuration around the wire ends protruding from the stator (the clamping device can in particular be designed in one piece for sliding on or in multiple pieces for assembling); fixing the wire ends in the tangential direction by shifting the pins to the second configuration with the pins in the radial direction between the multi-layer wire ends engage; and the fixing of the wire ends in the radial direction by shifting the clamping elements, the clamping elements engaging in the tangential direction between the individual layers of the wire ends. The wire ends are preferably fixed at the same time in the tangential direction and in the radial direction. Alternatively, the fixing can also take place at different times.

Das Verfahren ist auf die Anwendung einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung gerichtet und bezieht sich daher unmittelbar auf die Funktionen der einzelnen Merkmale. Die diese Merkmale der Klemmvorrichtung betreffenden Beschreibungsteile gelten daher auch unmittelbar für das Verfahren. Dies gilt ebenfalls für die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen inklusive der zugehörigen Beispiele und der hierzu genannten Vorteile.The method is aimed at the use of a clamping device according to the invention and therefore relates directly to the functions of the individual features. The parts of the description relating to these features of the clamping device therefore also apply directly to the method. This also applies to the individually described embodiments, including the associated examples and the advantages mentioned therefor.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred configurations of the invention result from the remaining features mentioned in the dependent claims.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung, und
3 schematische Darstellungen unterschiedlicher beispielhafter Ausführungsformen erfindungsgemäßer Stifte.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:

1 a schematic representation of a first embodiment of a clamping device according to the invention,
2 a schematic representation of a second embodiment of a clamping device according to the invention, and
3 schematic representations of different exemplary embodiments of the invention pins.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung. Dabei ist in der linken Hälfte der Darstellung die Klemmvorrichtung in einer ersten Konfiguration A („geöffnet“) und einer zweiten Konfiguration B („geschlossen“) gezeigt. In der rechten Hälfte der Darstellung ist zur Verdeutlichung ein beispielhafter Stator 10 mit vorstehenden Drahtenden 16 zur Verwendung mit der Klemmvorrichtung sowohl in der Aufsicht (obere und untere Abbildung) sowie als seitliche Querschnittsdarstellung (mittlere Abbildung) gezeigt. Die entsprechenden Größenverhältnisse zwischen den einzelnen Abbildungen sind durch die gepunkteten Linien verdeutlicht. Die jeweiligen Raumrichtungen in den einzelnen Abbildungen sind durch die zugehörigen Dreibeine bestimmt. Die Abbildungen sind bezüglich der Anzahl der Nuten und deren gegenseitigen Abstand, der Anzahl der Drähte pro Nut und der Anzahl der Stifte / Klemmelemente rein schematisch und sollen lediglich das allgemeine Prinzip verdeutlichen. Insbesondere weisen reale Statoren 10 im allgemeinen eine deutlich höhere Anzahl an Nuten 12 (und somit Drahtenden 16) mit einheitlichen Abstand zueinander auf. Daher können zum tangentialen Fixieren der Drahtenden 16 einer Nut 12 diese auch links und rechtsseitig von je einem Stift 20 fixiert werden. Falls dies, z. B. bei teilweise größeren Abständen zwischen den Nuten 12, nicht realisiert werden kann, können die einzelnen Stifte 20 aber auch zum Umfassen der Drahtenden 16 für ein Fixieren ausgebildet sein. Eine einheitlich dichte Anordnung von Nuten 12 mit jeweils dazwischen anordenbaren Stiften 20, bei denen Klemmelemente 24 die einzelnen Drahtenden einer Nut 12 rechts- und linksseitig einklemmen können, ist in den einzelnen Darstellungen beispielhaft jeweils im rechten unteren Bereich angedeutet. Eine entsprechende relative Anordnungsdichte kann bei allen Ausführungsformen der Erfindung realisiert werden. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a clamping device according to the invention. The left half of the illustration shows the clamping device in a first configuration A (“open”) and a second configuration B (“closed”). In the right half of the illustration, an exemplary stator 10 with protruding wire ends 16 for use with the clamping device is shown both in plan view (upper and lower illustration) and as a cross-sectional view from the side (middle illustration) for clarification. The corresponding size relationships between the individual figures are illustrated by the dotted lines. The respective spatial directions in the individual figures are determined by the associated tripods. The illustrations are purely schematic with regard to the number of slots and their mutual spacing, the number of wires per slot and the number of pins/clamping elements and are only intended to clarify the general principle. In particular, real stators 10 generally have a significantly higher number of slots 12 (and thus wire ends 16) with a uniform spacing from one another. Therefore, for tangentially fixing the wire ends 16 of a groove 12, they can also be fixed by a pin 20 on the left and right. If this, e.g. B. sometimes larger distances between the grooves 12, can not be realized, the individual pins 20 can also be designed to enclose the wire ends 16 for fixing. A uniformly dense arrangement of grooves 12 with pins 20 that can be arranged in between, in which clamping elements 24 can clamp the individual wire ends of a groove 12 on the right and left, is indicated in the individual illustrations by way of example in the lower right area. A corresponding relative arrangement density can be realized in all embodiments of the invention.

Die Klemmvorrichtung ist insbesondere zur Verwendung mit einer Drahtendenumformeinrichtung zum Umformen von aus einem Stator 10 einer elektrischen Maschine aus einer Vielzahl von Nuten 12 vorstehenden Drahtenden 16 vorgesehen, wobei die Nuten 12 an einer zylinderförmig ausgebildeten Innenseite des Stators 10 entlang seiner Erstreckungsrichtung Z beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei sich die vorstehenden Drahtenden 16 mehrlagig zwischen einem ersten Radius r₁ und einem kleineren zweiten Radius r₂ erstrecken. Die Drahtenden 16 sind der aus dem Stator 10 vorstehende Abschnitt der in den Nuten 12 angeordneten mehrlagig angeordneten Drähte 14.The clamping device is intended in particular for use with a wire end forming device for forming wire ends 16 protruding from a stator 10 of an electrical machine from a plurality of slots 12, the slots 12 being spaced apart from one another along the direction of its extension Z on a cylindrical inner side of the stator 10 , wherein the protruding wire ends 16 extend in multiple layers between a first radius r ₁ and a smaller second radius r ₂ . The wire ends 16 are the section of the multi-layered wires 14 arranged in the slots 12 that protrude from the stator 10.

Die Klemmvorrichtung umfasst eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten Stiften 20, wobei die Erstreckungsrichtung L der Stifte jeweils zur Kreismitte M ausgerichtet ist und die zur Kreismitte M weisenden Enden E der Stifte 20 in der ersten Konfiguration A eine erste kreisförmige Öffnung O1 mit einem Radius größer als der erste Radius r₁ (des Stators 10) umschließen, wobei die Stifte 20 entlang der jeweiligen Erstreckungsrichtung L linear verschiebbar sind und die zur Kreismitte M weisenden Enden E der Stifte 20 in einer zweiten Konfiguration B eine zweite kreisförmige Öffnung O2 mit einem Radius kleiner als der erste Radius r₁ (des Stators 10, in der gezeigten Darstellung beispielsweise kleiner als der zweite Radius r₂) umschließen können, wobei die Stifte 20 derart angeordnet sind, dass diese in der zweiten Konfiguration B in radialer Richtung R zwischen die mehrlagigen Drahtenden 14 eingreifen und diese in tangentialer Richtung T fixieren können, wobei in der zweiten Konfiguration B lateral zur Erstreckungsrichtung L der Stifte verschiebbare Klemmelemente 22 in tangentialer Richtung T zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden 16 eingreifen und diese in radialer Richtung R fixieren können (die beiden Bewegungsrichtungen sind unter Konfiguration B im oberen Stift 20 durch Pfeile angedeutet). Weiterhin zeigt die Abbildung eine Halterung 26 für die Stifte 20 der Klemmvorrichtung. Die Klemmvorrichtung kann, wie hier dargestellt, einteilig geschlossen, aber auch mehrteilig (insbesondere zweiteilig) ausgebildet sein. Eine mehrteilige Ausbildung vereinfacht das Anordnen bzw. das Entfernen der Klemmvorrichtung bezüglich einer Positionierung an den Drahtenden 16.The clamping device comprises a large number of pins 20 arranged in a circle, with the extension direction L of the pins being aligned with the center of the circle M and the ends E of the pins 20 pointing towards the center of the circle M in the first configuration A, a first circular opening O1 with a radius greater than that first radius r ₁ (of the stator 10), the pins 20 being linearly displaceable along the respective extension direction L and the ends E of the pins 20 pointing towards the center M of the circle in a second configuration B a second circular opening O2 with a radius smaller than the first radius r ₁ (of the stator 10, for example smaller than the second radius r ₂ in the illustration shown), the pins 20 being arranged such that they engage in the second configuration B in the radial direction R between the multi-layer wire ends 14 and can fix them in the tangential direction T, where in the second configuration on B lateral to the extension direction L of the pins displaceable Clamping elements 22 can engage in the tangential direction T between the individual layers of the wire ends 16 and can fix them in the radial direction R (the two directions of movement are indicated by arrows under configuration B in the upper pin 20). The figure also shows a holder 26 for the pins 20 of the clamping device. As shown here, the clamping device can be closed in one piece, but it can also be made in several parts (in particular in two parts). A multi-part design simplifies the arrangement or removal of the clamping device with regard to positioning on the wire ends 16.

In der gezeigten Ausführungsform sind die einzelnen Klemmelemente 22 als Elemente der Stifte 20 dargestellt. Insbesondere sind beispielhaft die rechts- und linksseitigen Klemmelemente 22 jeweils über einen gemeinsamen Träger im Inneren der Stifte 20 angeordnet. In der Konfiguration A sind diese vollständig im Stift 20 versenkt, während in der Konfiguration B die einzelnen Klemmelemente 22 aus dem Stift 20 in tangentialer Richtung verschoben aus den beiden Seiten der Stiften 20 herausragen.In the embodiment shown, the individual clamping elements 22 are shown as elements of the pins 20 . In particular, the right-hand and left-hand clamping elements 22 are each arranged via a common carrier inside the pins 20, for example. In configuration A, these are completely countersunk in the pin 20, while in configuration B the individual clamping elements 22 protrude out of the pin 20 in a tangential direction and protrude from the two sides of the pins 20.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen aus 1, auf die Darstellung des Stators 10 und einer teilweise dichteren Anordnung der Stifte 20 wurde hierbei jedoch verzichtet. Die Bezugszeichen und deren Zuordnung gelten entsprechend, die Bedeutung einzelner Merkmale kann daher der Beschreibung zur 1 weitgehend analog entnommen werden. Auch bei dieser Ausführungsform sind die Klemmelemente 22 ein Element der Stifte 20, wobei jedoch zwischen zwei benachbarte Nuten 12 eines Stators 10 zwei Stifte 20 mit als Klemmelemente 22 dienenden Vorsprüngen 24, welche nur auf einer Seite der Stifte 20 angeordnet sind, angeordnet sind. Die Stifte 20 eines solchen Paares sind dabei derart angeordnet, dass die Vorsprünge 24 in tangentialer Richtung zu unterschiedlichen Seiten hinzeigen. Die Klemmelemente 22 sind somit einseitig als Vorsprünge 24 an den Stiften 20 ausgebildet und die Stifte 20 können zum Fixieren der Drahtenden 16 zuerst in radialer Richtung R und anschließend in tangentialer Richtung T (bzw. in peripherer Richtung) verschoben (die beiden Bewegungsrichtungen sind unter Konfiguration B im oberen Stift 20 durch Pfeile angedeutet) werden. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of a clamping device according to the invention. The type of representation corresponds to that of 1 However, the representation of the stator 10 and a partially denser arrangement of the pins 20 were omitted here. The reference numbers and their assignment apply accordingly, the meaning of individual features can therefore be used for the description 1 can be taken largely analogously. In this embodiment too, the clamping elements 22 are an element of the pins 20, but two pins 20 with projections 24 serving as clamping elements 22, which are only arranged on one side of the pins 20, are arranged between two adjacent slots 12 of a stator 10. The pins 20 of such a pair are arranged in such a way that the projections 24 point to different sides in the tangential direction. The clamping elements 22 are thus formed on one side as projections 24 on the pins 20 and the pins 20 can be moved first in the radial direction R and then in the tangential direction T (or in the peripheral direction) in order to fix the wire ends 16 (the two directions of movement are under configuration B in the upper pin 20 indicated by arrows).

Die paarweise angeordneten Stifte 20 können sich innerhalb einer Ebene befinden. Diese können jedoch auch übereinander in unterschiedlichen Ebenen (vorzugsweise mit geringem Abstand) angeordnet sein. Eine Anordnung in unterschiedlichen Ebenen hat den Vorteil, dass durch die geringere Breite des Stiftpaares das radiale Einführen der Stifte 20 zwischen die einzelnen Drahtenden 16 in benachbarten Nuten 12 erleichtert wird und eine Anwendung der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung auch bei geringem Abstand zwischen den einzelnen Nuten 12 erlaubt.The paired pins 20 may be within one plane. However, these can also be arranged one above the other in different planes (preferably with a small distance). An arrangement in different planes has the advantage that the smaller width of the pair of pins makes it easier to insert the pins 20 radially between the individual wire ends 16 in adjacent grooves 12 and allows the clamping device according to the invention to be used even if the distance between the individual grooves 12 is small.

3 zeigt schematische Darstellungen unterschiedlicher beispielhafter Ausführungsformen erfindungsgemäßer Stifte 20. Unter a) ist noch einmal eine vergrößerte Darstellung eines Stiftes 20 mit als Klemmelemente 22 dienenden Vorsprüngen 24 entsprechend der zweiten Ausführungsform nach 2 gezeigt. Bei dem unter b) gezeigten Stift 20 wurde demgegenüber die Form der Vorsprünge variiert. Die verwendete Form kann dabei insbesondere von der Form der Drahtenden, deren gegenseitigen Abständen und den für eine ausreichende Genauigkeit der Fixierung erforderlichen Kräften abhängen und kann entsprechend variiert werden. Unter c) ist die Kombination zweier Stifte 20 entsprechend der zweiten Ausführungsform nach 2 vergrößert dargestellt. Alternativ hierzu kann eine entsprechende Stiftkombination aber über einen zweiteilig ausgeführten Einzelstift 20, beispielsweise in Form zweier Gabelarme ausgeführt werden. Die unter d) gezeigte Abbildung zeigt eine vergrößerte Darstellung der ersten Ausführungsform nach 1 mit einem einzelnen Stift 20 mit integrierten Klemmelementen 22. Schließlich stellen in der unter e) gezeigten Ausführungsform die Klemmelemente 22 von den Stiften 20 unabhängige Elemente der Klemmvorrichtung dar. Diese können beispielsweise ober- oder unterhalb des Stiftes 20 in einer zweiten Ebene angeordnet sein und in der zweiten Konfiguration B lateral zur Erstreckungsrichtung L der Stifte durch Verschieben in tangentialer Richtung T zwischen die einzelnen Lagen der Drahtenden 16 eingreifen und diese in radialer Richtung R fixieren. 3 shows schematic representations of different exemplary embodiments of pins 20 according to the invention. Under a) there is again an enlarged representation of a pin 20 with projections 24 serving as clamping elements 22 according to the second embodiment according to FIG 2 shown. In contrast, in the case of the pin 20 shown under b), the shape of the projections was varied. The shape used can depend in particular on the shape of the wire ends, their mutual distances and the forces required for sufficient accuracy of the fixation and can be varied accordingly. Under c) is the combination of two pins 20 according to the second embodiment 2 shown enlarged. As an alternative to this, a corresponding pin combination can be implemented using a two-part individual pin 20, for example in the form of two fork arms. The figure shown under d) shows an enlarged view of the first embodiment 1 with a single pin 20 with integrated clamping elements 22. Finally, in the embodiment shown under e), the clamping elements 22 represent elements of the clamping device that are independent of the pins 20. These can be arranged, for example, above or below the pin 20 in a second plane and in of the second configuration B lateral to the extension direction L of the pins by shifting in the tangential direction T between the individual layers of the wire ends 16 and fix them in the radial direction R.

Die gezeigten Ausbildungen für den Körper der Stifte 20 und die Klemmelemente 22 sind rein beispielhaft zu verstehen. Neben den gezeigten Ausführungsformen sind eine Vielzahl weiterer Ausbildungen möglich. Bevorzugt kann der Grundkörper der Stifte 20 beispielsweise eine konische Form aufweisen. Die konische Form kann insbesondere an den zur Mitte des Stators 10 hin abnehmenden Abstand zwischen den einzelnen Drahtenden 16 in benachbarten Nuten 12 angepasst sein und somit ein einfacheres Eingreifen zwischen die Drahtenden 16 ermöglichen. Die Klemmelemente 22 können jeweils eine Spitze an deren äußeren Ende aufweisen, welche auf einem geraden Sockelelement angeordnet ist. Die Spitze erleichtert ebenfalls das Eingreifen zwischen die einzelnen Drahtenden 16, während das Sockelelement durch seine größere Kontaktfläche eine stabilere Fixierung der Drahtenden 16 in radialer Richtung R ermöglicht.The configurations shown for the body of the pins 20 and the clamping elements 22 are to be understood purely as examples. In addition to the embodiments shown, a large number of other configurations are possible. The main body of the pins 20 can preferably have a conical shape, for example. The conical shape can be adapted in particular to the distance between the individual wire ends 16 in adjacent slots 12, which decreases towards the center of the stator 10, and thus enable easier engagement between the wire ends 16. The clamping elements 22 can each have a tip at their outer end, which is arranged on a straight base element. The tip also makes it easier to engage between the individual wire ends 16, while the base element enables a more stable fixing of the wire ends 16 in the radial direction R due to its larger contact surface.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Statorstator
1212: Nutgroove
1414: Drähtewires
1616: Drahtendenwire ends
2020: Stiftepencils
2222: Klemmelementeclamping elements
2424: Vorsprüngeprotrusions
2626: Halterung bracket
EE: Enden der Stifte 20 Ends of pins 20
ZZ: Erstreckungsrichtung des Stators 10Direction of extension of the stator 10
LL: Erstreckungsrichtung der Stifte 20Extension direction of the pins 20
RR: radiale Richtungradial direction
TT: tangentiale Richtung tangential direction
MM: Kreismittecenter of circle
O1O1: erste kreisförmige Öffnungfirst circular opening
O2O2: zweite kreisförmige Öffnung second circular opening
AA: erste Konfigurationfirst configuration
BB: zweite Konfigurationsecond configuration

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

FR0212441 [0005, 0019]

Claims

Clamping device for use with a wire end shaping device for shaping wire ends (16) protruding from a plurality of slots (12) in a stator (10) of an electrical machine, the slots (12) on a cylindrical inner side of the stator (10) along its in the direction of extension (Z) are arranged at a distance from one another, the protruding wire ends (16) extending in multiple layers between a first radius r ₁ and a smaller second radius r ₂ , comprising: a large number of pins (20) arranged in a circle, the direction of extension (L ) of the pins are each aligned with the circle center (M) and the circle center (M) pointing ends (E) of the pins (20) in a first configuration (A) have a first circular opening (O1) with a radius greater than the first radius r ₁ , wherein the pins (20) are linearly displaceable along the respective direction of extension (L) and the ends ( E) the pins (20) in a second configuration (B) being able to enclose a second circular opening (O2) with a radius smaller than the first radius r ₁ , the pins (20) being arranged such that in the second configuration (B) can engage in the radial direction (R) between the multi-layer wire ends (14) and fix them in the tangential direction (T), wherein in the second configuration (B) sliding clamping elements (22) lateral to the extension direction (L) of the pins tangential direction (T) between the individual layers of the wire ends (16) and can fix them in the radial direction (R).

clamping device claim 1 , wherein the displacement of the pins (20) is coupled via a common drive.

clamping device claim 1 or 2 , wherein the displacement of the clamping elements (22) is coupled via a common drive.

clamping device claim 1 , wherein the displacement of the pins (20) and the displacement of the clamping elements (22) takes place coupled via a common drive.

Clamping device according to one of the preceding claims, wherein the clamping elements (20) only engage on one side between the individual layers of wire ends (16) of a groove (12) or on two sides between the individual layers of wire ends (16) of adjacent grooves (12).

Clamping device according to one of the preceding claims, in which the clamping elements (22) are an element of the pins (20).

clamping device claim 6 , wherein the clamping elements (22) are formed on one side as projections (24) on the pins (20) and the pins (20) for fixing the wire ends (16) are first moved in the radial direction (R) and then in the tangential direction (T). be, wherein the pins (20) with the clamping elements (22) are preferably arranged in two superimposed levels to each other.

Clamping device according to one of Claims 1 until 5 , wherein the clamping elements (22) of the pins (20) are independent elements of the clamping device.

Method for clamping wire ends (16) protruding from a plurality of slots (12) from a stator (10) of an electrical machine, using a clamping device according to one of the preceding claims, the slots (12) being formed on a cylindrical inner side of the stator (10 ) are arranged spaced apart from one another along its direction of extension (Z), the wire ends (16) extending in multiple layers in the grooves (12) between a first radius r ₁ and a smaller second radius r ₂ , comprising: - arranging the clamping device with the pins (20) in the first configuration (A) around the wire ends (16) protruding from the stator (10); - Fixing the wire ends (16) in the tangential direction (T) by moving the pins (20) into the second configuration (B), the pins engaging in the radial direction (R) between the multi-layered wire ends; and - fixing the wire ends (16) in the radial direction (R) by moving the clamping elements (22), the clamping elements (22) engaging in the tangential direction (T) between the individual layers of the wire ends (16).

procedure after claim 9 , wherein the fixing of the wire ends (16) in the tangential direction (T) and in the radial direction (R) takes place at the same time or at different times.