DE102020202728A1 - Method for aligning wires of at least one wire pair of an electrical machine, method for producing an electrical machine and device for aligning wires - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von Drähten (2,3) wenigstens eines Drahtpaars (4) einer elektrischen Maschine (7), wobei die Drähte (2,3) nebeneinander und parallel zueinander in einer Positionierungsausnehmung (10) eines Positionierungselements (11) angeordnet werden. Dabei ist vorgesehen, dass das Positionierungselement (11) aus einem elastischen oder viskoelastischen Material besteht, elastisch verformbar ist und nach dem Anordnen der Drähte (2,3) in der Positionierungsausnehmung (10) zum Ausrichten der Drähte (2,3) derart komprimiert wird, dass sich die Positionierungsausnehmung (10) senkrecht zu Längsmittelachsen (12,13) der Drähte (2,3) in einer Positionierungsebene verkleinert und die Drähte (2,3) aneinander oder an einen Anschlag drängt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine (7) sowie eine Vorrichtung (1) zum Ausrichten von Drähten (2,3). The invention relates to a method for aligning wires (2, 3) of at least one wire pair (4) of an electrical machine (7), the wires (2, 3) next to one another and parallel to one another in a positioning recess (10) of a positioning element (11) to be ordered. It is provided that the positioning element (11) consists of an elastic or viscoelastic material, is elastically deformable and is compressed in this way after the wires (2,3) have been arranged in the positioning recess (10) to align the wires (2,3) that the positioning recess (10) is reduced in size perpendicular to the longitudinal center axes (12, 13) of the wires (2,3) in a positioning plane and the wires (2,3) press against one another or against a stop. The invention also relates to a method for producing an electrical machine (7) and a device (1) for aligning wires (2, 3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von Drähten wenigstens eines Drahtpaars einer elektrischen Maschine, wobei die Drähte nebeneinander und parallel zueinander in einer Positionierungsausnehmung eines Positionierungselements angeordnet werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine sowie eine Vorrichtung zum Ausrichten von Drähten.The invention relates to a method for aligning wires of at least one wire pair of an electrical machine, the wires being arranged next to one another and parallel to one another in a positioning recess of a positioning element. The invention also relates to a method for producing an electrical machine and a device for aligning wires.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ausrichten von Drähten wenigstens eines Drahtpaars einer elektrischen Maschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein äußerst zuverlässiges Ausrichten unter Vermeidung von Verformungen und Beschädigungen der Drähte durchführt.The object of the invention is to propose a method for aligning wires of at least one wire pair of an electrical machine, which has advantages over known methods, in particular performs extremely reliable alignment while avoiding deformation and damage to the wires.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Ausrichten von Drähten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Positionierungselement aus einem elastischen oder viskoelastischen Material besteht, elastisch verformbar ist und nach dem Anordnen der Drähte in der Positionierungsausnehmung zum Ausrichten der Drähte derart komprimiert wird, dass sich die Positionierungsausnehmung senkrecht zu Längsmittelachsen der Drähte in einer Positionierungsebene verkleinert und die Drähte aneinander oder an einen Anschlag drängt.This is achieved according to the invention with a method for aligning wires with the features of claim 1. It is provided that the positioning element consists of an elastic or viscoelastic material, is elastically deformable and, after the wires have been arranged in the positioning recess for aligning the wires, is compressed in such a way that the positioning recess is reduced in size perpendicular to the longitudinal center axes of the wires in a positioning plane and the Pushes wires together or against a stop.
Das Drahtpaar ist Bestandteil einer oder mehrerer Spulen der elektrischen Maschine. Besonders bevorzugt ist das Drahtpaar an beziehungsweise in einem Stator der elektrischen Maschine angeordnet. Insbesondere durchgreifen die Drähte des Drahtpaars den Stator der elektrischen Maschine in Längsrichtung beziehungsweise einer Drehachse eines Rotors der elektrischen Maschine zumindest teilweise, insbesondere größtenteils oder sogar vollständig. Die Drähte bilden beispielsweise sogenannte „Hairpins“ oder liegen als solche vor. Der Stator mit diesen Drähten kann folglich auch als Hairpin-Stator bezeichnet werden.The wire pair is part of one or more coils of the electrical machine. The wire pair is particularly preferably arranged on or in a stator of the electrical machine. In particular, the wires of the wire pair pass through the stator of the electrical machine in the longitudinal direction or an axis of rotation of a rotor of the electrical machine at least partially, in particular largely or even completely. The wires form, for example, so-called “hairpins” or are present as such. The stator with these wires can consequently also be referred to as a hairpin stator.
Selbstverständlich kann die elektrische Maschine mehrere Drahtpaare aufweisen. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von dem Drahtpaar oder dem wenigstens einen Drahtpaar die Rede ist, so sind die Ausführungen stets auf jedes von mehreren Drahtpaaren, sofern vorliegend, übertragbar. Es sei zudem darauf hingewiesen, dass das Drahtpaar eine beliebige Anzahl von Drähten umfassen kann, jedoch stets zumindest über zwei oder mehr Drähte verfügt. Das Drahtpaar kann insoweit zum Beispiel mindestens zwei, mindestens drei, mindestens vier oder mindestens fünf Drähte aufweisen.Of course, the electrical machine can have several wire pairs. If the wire pair or the at least one wire pair is mentioned in the context of this description, the explanations can always be transferred to each of several wire pairs, if present. It should also be pointed out that the wire pair can comprise any number of wires, but always has at least two or more wires. In this respect, the wire pair can for example have at least two, at least three, at least four or at least five wires.
Die Drähte stehen auf einer Seite des Stators über diesen in Längsrichtung über und sollen dort mithilfe des Positionierungselements zueinander ausgerichtet werden. In anderen Worten werden über den Stator in Längsrichtung überstehende Bereiche der Drähte des Drahtpaars zur weiteren Bearbeitung zueinander ausgerichtet, nämlich bevorzugt in Umfangsrichtung und in radialer Richtung bezüglich der Drehachse. Das beschriebene Verfahren kann selbstverständlich auch zur Ausrichtung von mehreren Drahtpaaren, insbesondere einer gleichzeitigen und/oder gemeinsamen Ausrichtung von Drahtpaaren dienen. Unter der gleichzeitigen Ausrichtung ist zu verstehen, dass das Ausrichten zeitgleich erfolgt. Das gemeinsame Ausrichten hingegen beschreibt das, insbesondere gleichzeitige, Ausrichten mehrerer gemeinsam angeordneter Drahtpaare, die beispielsweise spätestens nach dem Ausrichten aneinander oder an dem Anschlag anliegen.The wires protrude from one side of the stator in the longitudinal direction and are to be aligned with one another there with the aid of the positioning element. In other words, regions of the wires of the wire pair protruding in the longitudinal direction are aligned with one another for further processing, namely preferably in the circumferential direction and in the radial direction with respect to the axis of rotation. The method described can of course also serve to align several wire pairs, in particular a simultaneous and / or common alignment of wire pairs. Simultaneous alignment is understood to mean that alignment takes place at the same time. Joint alignment, on the other hand, describes the, in particular simultaneous, alignment of several jointly arranged wire pairs which, for example, are in contact with one another or with the stop at the latest after alignment.
Die weitere Bearbeitung der Drähte umfasst beispielsweise ein elektrisches Kontaktieren beziehungsweise ein elektrisches Verbinden der Drähte miteinander. Nach dem Ausrichten der Drähte des Drahtpaars sollen diese also elektrisch miteinander verbunden werden, insbesondere in ihren Endbereichen, vorzugsweise ausschließlich in ihren Endbereichen. Bevorzugt sind die Drähte mit einer Isolierung versehen, bevorzugt zunächst durchgehend und vollständig. Diese Isolierung wird vor oder nach dem Ausrichten der Drähte in deren Endbereichen von den Drähten entfernt, um das elektrische Verbinden der Drähte miteinander zu ermöglichen. Das elektrische Verbinden erfolgt beispielsweise durch Strahlschweißen, besonders bevorzugt durch Laserstrahlschweißen.The further processing of the wires includes, for example, electrical contacting or electrical connection of the wires to one another. After the wires of the wire pair have been aligned, they should therefore be electrically connected to one another, in particular in their end regions, preferably exclusively in their end regions. The wires with insulation are preferred provided, preferably initially continuously and completely. This insulation is removed from the wires in their end regions before or after the wires are aligned in order to enable the wires to be electrically connected to one another. The electrical connection is made, for example, by beam welding, particularly preferably by laser beam welding.
Zum Ausrichten der Drähte werden diese zunächst nebeneinander und parallel zueinander in der Positionierungsausnehmung des Positionierungselements angeordnet. Die Drähte liegen also gemeinsam in der Positionierungsausnehmung vor. Vorzugsweise durchgreifen sie die Positionierungsausnehmung in Richtung ihrer Längsmittelachsen vollständig. Das bedeutet, dass ein freies Ende jedes Drahts auf der dem Stator der elektrischen Maschine abgewandten Seite über das Positionierungselement übersteht. Beispielsweise ist es vorgesehen, diese überstehenden freien Enden nach dem Ausrichten elektrisch miteinander zu verbinden. Im Falle des gemeinsamen Ausrichtens mehrerer Drahtpaare werden die gemeinsam auszurichtenden Drahtpaare gemeinsam in der Positionierungsausnehmung angeordnet. In diesem Fall liegen in der Positionierungsausnehmung also mehrere Drahtpaare vor.To align the wires, they are first arranged next to one another and parallel to one another in the positioning recess of the positioning element. The wires are therefore present together in the positioning recess. They preferably extend completely through the positioning recess in the direction of their longitudinal center axes. This means that a free end of each wire protrudes beyond the positioning element on the side facing away from the stator of the electrical machine. For example, it is provided that these protruding free ends are electrically connected to one another after the alignment. In the case of joint alignment of several wire pairs, the wire pairs to be jointly aligned are arranged jointly in the positioning recess. In this case, there are several wire pairs in the positioning recess.
Ganz grundsätzlich sind Verfahren bekannt, mittels welchen Drähte mithilfe eines Positionselements ausgerichtet werden können. Diese haben aber häufig den Nachteil, dass die Drähte windschief zueinander angeordnet oder nicht hinreichend gespannt werden, insbesondere nicht hinreichend aneinander gedrängt werden, um das elektrische Verbinden zu ermöglichen. Zudem kann es bei den bekannten Verfahren zu einer Beschädigung der Isolierung kommen, sodass in Folge ein Kurzschluss innerhalb der elektrischen Maschine und eine hieraus resultierende Beschädigung der elektrischen Maschine auftreten können.In principle, methods are known by means of which wires can be aligned with the aid of a position element. However, these often have the disadvantage that the wires are arranged skewed to one another or are not sufficiently tensioned, in particular are not pressed together sufficiently to enable the electrical connection. In addition, the known methods can damage the insulation, so that a short circuit within the electrical machine and resulting damage to the electrical machine can occur as a result.
Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß eine spezielle Ausgestaltung des Positionierungselements umgesetzt. Das Positionierungselement ist elastisch verformbar ausgestaltet und besteht hierzu aus dem elastischen oder viskoelastischen Material. Das Material des Positionierungselements ist insoweit grundsätzlich ein Festmaterial, welches elastisch verformbar ist. Im Falle des viskoelastischen Materials kann es hierbei zumindest zeitweise ein viskoses Materialverhalten zeigen. Mithilfe eines derartigen Positionierungselements ist ein besonders einfaches und zuverlässiges Positionieren beziehungsweise Ausrichten der Drähte zueinander möglich. Insbesondere werden Beschädigungen der Drähte äußerst zuverlässig vermieden, da das elastische oder viskoelastische Material hinreichend weich ist.For this reason, a special embodiment of the positioning element is implemented according to the invention. The positioning element is designed to be elastically deformable and for this purpose consists of the elastic or viscoelastic material. To this extent, the material of the positioning element is basically a solid material which is elastically deformable. In the case of the viscoelastic material, it can show a viscous material behavior at least at times. With the aid of such a positioning element, a particularly simple and reliable positioning or alignment of the wires with respect to one another is possible. In particular, damage to the wires is avoided extremely reliably, since the elastic or viscoelastic material is sufficiently soft.
Nach dem Anordnen der Drähte in der Positionierungsausnehmung wird das Positionierungselement komprimiert, und zwar derart, dass sich die Positionierungsausnehmung, in welcher die Drähte angeordnet sind, verkleinert, nämlich senkrecht zu den Längsmittelachsen der Drähte. Hierdurch werden die Drähte des Drahtpaars und/oder die mehreren Drahtpaare beziehungsweise die Drähte der mehreren Drahtpaare aneinander oder an den Anschlag gedrängt und nachfolgend aneinander beziehungsweise an dem Anschlag gehalten. Das Verkleinern der Positionierungsausnehmung erfolgt in der Positionierungsebene, welche zumindest im Wesentlichen oder genau senkrecht zu den Längsmittelachsen der Drähte vorliegt. Unter dem Verkleinern ist also eine Reduzierung der Abmessungen der Positionierungsausnehmung in der Positionierungsebene zu verstehen. Durch das Verkleinern der Positionierungsausnehmung erfolgt ein Ausrichten der Drähte zumindest in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachsen. Besonders bevorzugt erfolgt gleichzeitig mit dem Ausrichten der Drähte zueinander ein Positionieren der Drähte bezüglich der Drehachse der elektrischen Maschine, nämlich in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung.After the wires have been arranged in the positioning recess, the positioning element is compressed, specifically in such a way that the positioning recess in which the wires are arranged becomes smaller, namely perpendicular to the longitudinal center axes of the wires. As a result, the wires of the wire pair and / or the plurality of wire pairs or the wires of the plurality of wire pairs are pressed against one another or against the stop and then held against one another or against the stop. The positioning recess is reduced in size in the positioning plane which is at least substantially or precisely perpendicular to the longitudinal center axes of the wires. The reduction in size is therefore to be understood as a reduction in the dimensions of the positioning recess in the positioning plane. By reducing the positioning recess, the wires are aligned at least in the radial direction with respect to the longitudinal center axes. It is particularly preferable for the wires to be positioned with respect to the axis of rotation of the electrical machine, namely in the radial direction and / or in the circumferential direction, at the same time as the wires are aligned with one another.
Hierbei werden die Drähte aneinander und/oder an den Anschlag gedrängt. Während das Aneinanderdrängen der Drähte ein Positionieren relativ zueinander darstellt, ist das Drängen der Drähte an den Anschlag ein absolutes Positionieren an einer bestimmten Position, nämlich der Position des Anschlags. Der Anschlag kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Bevorzugt wird er jedoch von einer der Spannplatten oder beiden Spannplatten ausgebildet. Insbesondere ist er an einem Rand einer der Vorpositionierungsausnehmungen angeordnet und/oder ausgebildet. Bevorzugt stellt er einen Bereich des Rands dar. Liegen die Drähte an dem Anschlag an, so können sie nachfolgend besonders einfach bearbeitet werden. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, die Drähte nach ihrem Ausrichten mittels des Anschlags mit Hilfe eines Greifers zu greifen. Der Greifer kann dazu verwendet werden, die Drähte ortsfest zu fixieren, beispielsweise um sie nachfolgend elektrisch miteinander zu verbinden. Er kann jedoch auch zum Verlagern der Drähte verwendet werden, insbesondere zum Entnehmen der Drähte aus einem Magazin, in welchem sie auf die beschriebene Art und Weise ausgerichtet sind.Here, the wires are pressed against one another and / or against the stop. While the pressing of the wires against one another represents a positioning relative to one another, the pressing of the wires against the stop is an absolute positioning at a certain position, namely the position of the stop. In principle, the stop can be designed as desired. However, it is preferably formed by one of the clamping plates or by both clamping plates. In particular, it is arranged and / or formed on an edge of one of the prepositioning recesses. It preferably represents a region of the edge. If the wires are in contact with the stop, they can then be processed in a particularly simple manner. Provision can be made, for example, for the wires to be gripped with the aid of a gripper after they have been aligned by means of the stop. The gripper can be used to fix the wires in a stationary manner, for example in order to subsequently electrically connect them to one another. However, it can also be used to move the wires, in particular to remove the wires from a magazine in which they are aligned in the manner described.
Das Komprimieren des Positionierungselements erfolgt bevorzugt in Längsrichtung bezüglich der Längsmittelachsen. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Verkleinern der Positionierungsausnehmung realisiert. Diese Vorgehensweise ist insbesondere vorteilhaft, falls die Positionierungsausnehmung Teil mehrerer Positionierungsausnehmungen ist, welche gleichzeitig und gemeinsam zum Ausrichten von Drähten mehrerer Drahtpaare verkleinert werden sollen. Alternativ oder zusätzlich kann das Komprimieren des Positionierungselements in radialer Richtung und/oder in tangentialer Richtung bezüglich der Längsmittelachsen vorgenommen werden. Das Material des Positionierungselements ist derart gewählt, dass das Positionierungselement reversibel verformbar ist. Zusätzlich oder alternativ erfolgt das Komprimieren derart, dass es reversibel ist. Beispielsweise ist es also vorgesehen, das Komprimieren so vorzunehmen, dass das Material ausschließlich elastisch und nicht plastisch verformt wird. Die durch das Komprimieren bewirkte Verkleinerung der Positionierungsausnehmung lässt sich insoweit durch ein Entspannen des Positionierungselements rückgängig machen, insbesondere vollständig oder zumindest nahezu vollständig.The positioning element is preferably compressed in the longitudinal direction with respect to the longitudinal center axes. This results in a uniform reduction in the size of the positioning recess. This procedure is particularly advantageous if the positioning recess is part of several positioning recesses, which are simultaneously and jointly reduced in size for aligning wires of several wire pairs should. Alternatively or additionally, the positioning element can be compressed in the radial direction and / or in the tangential direction with respect to the longitudinal center axes. The material of the positioning element is selected such that the positioning element is reversibly deformable. Additionally or alternatively, the compression takes place in such a way that it is reversible. For example, it is provided that the compression is carried out in such a way that the material is exclusively elastically and not plastically deformed. The reduction in size of the positioning recess brought about by the compression can be reversed, in particular completely or at least almost completely, by relaxing the positioning element.
Bevorzugt ist das Material derart gewählt, dass die Positionierungsausnehmung nach dem Entspannen des Positionierungselements, insbesondere nach dem auf ein insgesamt erstes Komprimieren folgenden ersten Entspannen, Abmessungen aufweist, welche ebenso groß oder zumindest nahezu ebenso groß sind wie die Abmessungen der Positionierungsausnehmung vor dem Komprimieren. Das Positionierungselement ist somit derart ausgestaltet und/oder das Komprimieren erfolgt derart, dass lediglich elastisches Verformen des Positionierungselements auftritt. Zumindest betragen die Abmessungen der Positionierungsausnehmung nach dem Entspannen jedoch mindestens 80 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 % der Abmessungen der Positionierungsausnehmung vor dem Komprimieren. Besonders bevorzugt betragen die Abmessungen nach einem auf das erste Entspannen und ein weiteres Komprimieren folgenden weiteren Entspannen mindestens 98 % oder mindestens 99 % der Abmessungen vor dem weiteren Komprimieren.The material is preferably chosen such that the positioning recess has dimensions after the relaxation of the positioning element, in particular after the first relaxation following an overall first compression, which are just as large or at least almost as large as the dimensions of the positioning recess before compression. The positioning element is thus designed and / or the compression takes place in such a way that only elastic deformation of the positioning element occurs. However, at least the dimensions of the positioning recess after relaxation are at least 80%, at least 90% or at least 95% of the dimensions of the positioning recess before compression. Particularly preferably, the dimensions after a further relaxation following the first relaxation and a further compression are at least 98% or at least 99% of the dimensions before the further compression.
Die Positionierungsausnehmung ist im Schnitt gesehen, insbesondere im Querschnitt, vorzugsweise mehreckig, insbesondere rechteckig, oder oval, insbesondere kreisförmig oder ellipsenförmig. Im Falle der mehreckigen Ausgestaltung der Positionierungsausnehmung ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Positionierungsausnehmung begrenzende Kanten unter einem bestimmten Winkel zueinander vorliegen. Es ist jedoch nicht zwingend notwendig, dass sie unter diesem Winkel aufeinanderstoßen. Vielmehr kann ein Übergang zwischen den Kanten gerundet, also mit einem Radius versehen, sein. Besonders bevorzugt ist die Positionierungsausnehmung rechteckig oder quadratisch, insbesondere falls die Drähte als Flachdrähte vorliegen.The positioning recess is seen in section, in particular in cross section, preferably polygonal, in particular rectangular, or oval, in particular circular or elliptical. In the case of the polygonal configuration of the positioning recess, it is provided, for example, that edges delimiting the positioning recess are present at a certain angle to one another. However, it is not absolutely necessary that they meet at this angle. Rather, a transition between the edges can be rounded, that is, provided with a radius. The positioning recess is particularly preferably rectangular or square, in particular if the wires are in the form of flat wires.
Das beschriebene Verfahren zum Ausrichten der Drähte des Drahtpaars ermöglicht eine kurze Taktzeit und eine prozesssichere Anwendung, insbesondere im Rahmen einer Herstellung der elektrischen Maschine. Zudem werden Beschädigungen der Drähte, insbesondere der Isolierung der Drähte, äußerst zuverlässig vermieden.The described method for aligning the wires of the wire pair enables a short cycle time and a process-reliable application, in particular in the context of manufacturing the electrical machine. In addition, damage to the wires, in particular the insulation of the wires, is extremely reliably avoided.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Positionierungselement zwischen zwei parallel zueinander vorliegenden Spannplatten angeordnet ist, die zum Komprimieren des Positionierungselements in Richtung der Längsmittelachsen der Drähte oder senkrecht zu dieser aufeinander zu verlagert werden. Jede der Spannplatten liegt bevorzugt mit einer ebenen Spannfläche an dem Positionierungselement an. Eine erste der Spannplatten liegt also mit ihrer Spannfläche auf einer ersten Seite des Positionierungselements an diesem an und eine zweite der Spannplatten liegt mit ihrer Spannfläche auf einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite des Positionierungselements an diesem an. Durch das Aufeinanderzuverlagern der Spannplatten wird insoweit das Positionierungselement komprimiert, sodass sich die Positionierungsausnehmung in der Positionierungsebene verkleinert. Die Spannflächen sind parallel zueinander angeordnet, insbesondere zumindest zeitweise oder durchgehend. Beispielsweise sind sie in axialer Richtung voneinander beabstandet und werden zum Komprimieren in axialer Richtung aufeinander zu verlagert. Alternativ können sie in radialer Richtung voneinander beabstandet sein und in radialer Richtung aufeinander zu verlagert werden, um das Komprimieren vorzunehmen. Die Verwendung der Spannplatten ermöglicht ein gleichmäßiges Komprimieren des Positionierungselements, was insbesondere für ein gleichmäßiges Verkleinern mehrerer Positionierungsausnehmungen von Vorteil ist. Selbstverständlich kann das Komprimieren jedoch auch ungleichmäßig erfolgen. Auch ein solches ist mit der beschriebenen Vorgehensweise ohne weiteres möglich.A further development of the invention provides that the positioning element is arranged between two clamping plates which are parallel to one another and which are displaced towards one another in the direction of the longitudinal center axes of the wires or perpendicular to them in order to compress the positioning element. Each of the clamping plates is preferably in contact with the positioning element with a flat clamping surface. A first of the clamping plates therefore rests with its clamping surface on a first side of the positioning element and a second of the clamping plates rests with its clamping surface on a second side of the positioning element opposite the first side. By displacing the clamping plates one on top of the other, the positioning element is compressed so that the positioning recess in the positioning plane is reduced in size. The clamping surfaces are arranged parallel to one another, in particular at least temporarily or continuously. For example, they are spaced apart from one another in the axial direction and are displaced towards one another in the axial direction for compression. Alternatively, they can be spaced apart from one another in the radial direction and displaced towards one another in the radial direction in order to undertake the compression. The use of the clamping plates enables uniform compression of the positioning element, which is particularly advantageous for uniformly reducing several positioning recesses. Of course, however, the compression can also take place unevenly. This is also easily possible with the procedure described.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in den Spannplatten jeweils eine Vorpositionierungsausnehmung ausgebildet ist, die im Schnitt gesehen größere Abmessungen aufweist als die Positionierungsausnehmung und in welcher die Drähte zum Vorpositionieren angeordnet werden. In jeder der Spannplatten liegt also eine solche Vorpositionierungsausnehmung vor. Die Vorpositionierungsausnehmungen der Spannplatten fluchten miteinander, sind also in Richtung der Längsmittelachsen gesehen vollständig in Überdeckung miteinander angeordnet. In anderen Worten fallen Längsmittelachsen der Vorpositionierungsausnehmungen ineinander. Die Vorpositionierungsausnehmungen liegen zudem in Überdeckung mit der Positionierungsausnehmung vor. Bevorzugt ist die Positionierungsausnehmung bezüglich der Vorpositionierungsausnehmungen zentriert, sodass also eine Längsmittelachse der Positionierungsausnehmung mit den Längsmittelachsen der Vorpositionierungsausnehmungen zusammenfällt.A further development of the invention provides that a prepositioning recess is formed in each of the clamping plates, which, viewed in section, has larger dimensions than the positioning recess and in which the wires for prepositioning are arranged. Such a prepositioning recess is therefore present in each of the clamping plates. The prepositioning recesses of the clamping plates are aligned with one another, that is to say, viewed in the direction of the longitudinal center axes, they are arranged completely in overlap with one another. In other words, the longitudinal center axes of the prepositioning recesses coincide with one another. The prepositioning recesses are also present in overlap with the positioning recess. The positioning recess is preferably centered with respect to the prepositioning recesses, so that a longitudinal center axis of the positioning recess coincides with the longitudinal center axes of the prepositioning recesses.
Vor dem Komprimieren des Positionierungselements werden die Drähte derart angeordnet, dass sie die Vorpositionierungsausnehmungen und die Positionierungsausnehmungen durchgreifen. Insbesondere erfolgt das Anordnen derart, dass sie aus der Vorpositionierungsausnehmung derjenigen Spannplatte überstehen, welche auf der dem Stator abgewandten Seite des Positionierungselements vorliegt. Um das Einbringen der Drähte in die Vorpositionierungsausnehmungen zu erleichtern, weisen diese im Schnitt gesehen größere Abmessungen auf als die Positionierungsausnehmung, insbesondere in entspanntem Zustand des Positionierungselements.Before the positioning element is compressed, the wires are arranged in such a way that they reach through the prepositioning recesses and the positioning recesses. In particular, they are arranged in such a way that they protrude from the prepositioning recess of that clamping plate which is on the side of the positioning element facing away from the stator. In order to facilitate the introduction of the wires into the prepositioning recesses, when viewed in section, they have larger dimensions than the positioning recess, in particular in the relaxed state of the positioning element.
Das bedeutet, dass auch in nichtkomprimiertem Zustand des Positionierungselements die Positionierungsausnehmung kleinere Abmessungen aufweist, nämlich in der Positionierungsebene, als die Vorpositionierungsausnehmungen. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit des Positionierungselements ist dennoch das Einbringen der Drähte in die Positionierungsausnehmung problemlos möglich.This means that even in the non-compressed state of the positioning element, the positioning recess has smaller dimensions, namely in the positioning plane, than the prepositioning recesses. Due to the elastic deformability of the positioning element, it is nevertheless possible to introduce the wires into the positioning recess without any problems.
Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Vorpositionierungsausnehmungen im Schnitt gesehen kleinere Abmessungen aufweisen als die Positionierungsausnehmung bei entspanntem Positionierungselement. In diesem Fall ist das Positionierungselement derart ausgestaltet, dass es nach dem Komprimieren die Positionierungsausnehmung kleinere Abmessungen aufweist als die Vorpositionierungsausnehmungen, sodass einerseits ein äußerst einfaches Einbringen der Drähte ermöglicht und zum anderen ein zuverlässiges Ausrichten derselben erzielt wird.Alternatively, it can also be provided that the prepositioning recesses, viewed in section, have smaller dimensions than the positioning recess when the positioning element is relaxed. In this case, the positioning element is designed in such a way that, after compression, the positioning recess has smaller dimensions than the prepositioning recesses, so that, on the one hand, an extremely simple introduction of the wires is made possible and, on the other hand, reliable alignment is achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Spannplatten aufeinander zu verlagert werden, bis wenigstens eine der Spannplatten an einem das Positionierungselement, insbesondere in Umfangsrichtung, zumindest teilweise umgreifenden Anschlagelement anliegt. Das Anschlagelement dient einerseits zur Halterung des Positionierungselements, also um ein Verrutschen des Positionierungselements zu verhindern, und andererseits als Endanschlag für die Verlagerung zumindest einer der Spannplatten, insbesondere beider Spannplatten. Hierzu ist das Anschlagelement zwischen den Spannplatten angeordnet und umgreift das Positionierungselement, insbesondere in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachsen der Drähte, zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig. Beispielsweise weist das Anschlagelement in Längsrichtung bezüglich der Längsmittelachsen der Drähte Abmessungen auf, welche kleiner sind als die Abmessungen des Positionierungselements in entspanntem Zustand in derselben Richtung. Hierdurch wird ein Komprimieren des Positionierungselements mittels der Spannplatten auf zuverlässige Art und Weise ermöglicht. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Positionierungselement in einer anderen Richtung zwischen den Spannplatten vorliegt. In jedem Fall dient es jedoch als Endanschlag für wenigstens eine der Spannplatten, bevorzugt für beide Spannplatten.A further development of the invention provides that the clamping plates are displaced towards one another until at least one of the clamping plates rests against a stop element that at least partially encompasses the positioning element, in particular in the circumferential direction. The stop element serves on the one hand to hold the positioning element, i.e. to prevent the positioning element from slipping, and on the other hand as an end stop for the displacement of at least one of the clamping plates, in particular both clamping plates. For this purpose, the stop element is arranged between the clamping plates and engages around the positioning element, in particular in the circumferential direction with respect to the longitudinal center axes of the wires, at least partially, but preferably completely. For example, the stop element has dimensions in the longitudinal direction with respect to the longitudinal center axes of the wires which are smaller than the dimensions of the positioning element in the relaxed state in the same direction. This enables the positioning element to be compressed in a reliable manner by means of the clamping plates. However, it can also be provided that the positioning element is present in a different direction between the clamping plates. In any case, however, it serves as an end stop for at least one of the clamping plates, preferably for both clamping plates.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine der Spannplatten mit einer Spannkraft beaufschlagt wird, welche die Spannplatten aufeinander zu drängt, wobei die Spannkraft auf einen bestimmten Wert eingestellt oder derart eingestellt wird, dass die Spannplatten einen bestimmten Abstand voneinander aufweisen. Alternativ ist es vorgesehen, dass die Spannplatten an mehreren beabstandeten Spannstellen jeweils mit einer Spannkraft beaufschlagt werden, welche die Spannplatten aufeinander zu drängt, wobei die Spannkräfte an den Spannstellen auf denselben Wert eingestellt werden oder individuell derart eingestellt werden, dass die Spannplatten an der jeweiligen Spannstelle einen bestimmten Abstand voneinander aufweisen.A further development of the invention provides that a clamping force is applied to at least one of the clamping plates, which forces the clamping plates towards one another, the clamping force being set to a certain value or set such that the clamping plates are at a certain distance from one another. Alternatively, it is provided that the clamping plates are each acted upon with a clamping force at several spaced apart clamping points, which forces the clamping plates towards one another, the clamping forces at the clamping points being set to the same value or being set individually in such a way that the clamping plates at the respective clamping point have a certain distance from each other.
An jeder der Spannstellen wird also jeweils eine Spannkraft auf die Spannplatten aufgebracht, welche sie aufeinander zu drängt. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Spannkraft zwischen den beiden Spannplatten wirkt und jede der Spannplatten auf die jeweils andere der Spannplatten zu drängt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine der Spannplatten starr angeordnet ist und die jeweils andere der Spannplatten auf sie zu gedrängt wird. Die Spannkräfte greifen an den voneinander beabstandeten Spannstellen an den Spannplatten an. Beispielsweise werden die Spannkräfte mechanisch, elektrisch, magnetisch, pneumatisch oder hydraulisch erzeugt. Es kann - rein beispielhaft - vorgesehen sein, dass die Spannplatten mittels mehrerer Spannschrauben miteinander verbunden sind, wobei die Spannkräfte mithilfe der Spannschrauben erzeugt werden.At each of the clamping points, a clamping force is applied to the clamping plates, which forces them towards one another. It can be provided here that the clamping force acts between the two clamping plates and each of the clamping plates urges the other of the clamping plates. However, it can also be provided that one of the clamping plates is arranged rigidly and the other of the clamping plates is urged towards it. The clamping forces act at the spaced apart clamping points on the clamping plates. For example, the clamping forces are generated mechanically, electrically, magnetically, pneumatically or hydraulically. It can - purely by way of example - be provided that the clamping plates are connected to one another by means of several clamping screws, the clamping forces being generated with the aid of the clamping screws.
Es kann vorgesehen sein, die Spannkräfte jeweils auf denselben Wert einzustellen, sodass also die Spannkräfte untereinander identisch sind. Hierdurch wird eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung der Spannplatten erzielt. Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Spannplatten auf den bestimmten Abstand eingestellt werden. Hierzu werden die Spannkräfte derart gewählt, dass der Abstand zwischen den Spannstellen an der jeweiligen Spannstelle dem bestimmten Abstand entspricht. Hierdurch kann beispielsweise ein Verkippen der Spannplatten gegeneinander verhindert werden, welches bei dem Einstellen der Spannkräfte auf denselben Wert unter Umständen auftreten kann. Grundsätzlich eignen sich jedoch beide Vorgehensweisen und ermöglichen ein zuverlässiges Komprimieren des Positionierungselements.Provision can be made for the clamping forces to be set to the same value in each case, so that the clamping forces are therefore identical to one another. This results in a uniform application of force to the clamping plates. Alternatively, however, it can also be provided that the clamping plates are set to the specific distance. For this purpose, the clamping forces are selected in such a way that the distance between the clamping points at the respective clamping point corresponds to the specific distance. In this way, for example, tilting of the clamping plates relative to one another can be prevented, which under certain circumstances can occur when the clamping forces are set to the same value. In principle, however, both approaches are suitable and enable reliable compression of the positioning element.
Bevorzugt ist es - unabhängig von der konkreten Vorgehensweise - vorgesehen, jeweils eine Größe, also die Kraft oder den Abstand, einzustellen und die jeweils andere Größe während des Komprimierens zu erfassen. Beispielsweise erfolgt also das Komprimieren mit einer bestimmten Kraft, wobei der Abstand beziehungsweise der von den Spannplatten relativ zueinander zurückgelegte Weg überwacht wird. Umgekehrt kann auch der Abstand beziehungsweise der Weg vorgegeben und die hierzu notwendige Kraft erfasst werden. Es wird insbesondere erst dann auf ein erfolgreiches Komprimieren erkannt, wenn sowohl der Abstand als auch die Kraft jeweils einen Sollwert erreicht haben.It is preferable - regardless of the specific procedure - provided, one in each case Size, i.e. the force or the distance, to be set and the other size to be recorded during compression. For example, the compression takes place with a certain force, the distance or the distance covered by the clamping plates relative to one another being monitored. Conversely, the distance or the path can also be specified and the force required for this can be recorded. Successful compression is only recognized when both the distance and the force have each reached a desired value.
Es kann zudem vorgesehen sein, die während des Komprimierens auftretende Kraft über dem Abstand beziehungsweise Weg oder umgekehrt aufzutragen, sodass sich ein Kraft-Weg-Diagramm beziehungsweise ein Weg-Kraft-Diagramm ergibt. Dieses wird vorzugsweise ausgewertet, um auf einen Verschleiß des Positionierungselements zu erkennen. Beispielsweise ist es somit vorgesehen, dass während des Komprimierens die Kraft und der Abstand beziehungsweise Weg erfasst werden und aus ihnen der Zustand des Positionierungselements ermittelt wird. Lässt der Zustand auf einen bestimmten Verschleiß schließen, so wird die beispielsweise angezeigt oder ein automatischer Wechsel des Positionierungselements vorgenommen.It can also be provided that the force occurring during compression is applied over the distance or path or vice versa, so that a force-path diagram or a path-force diagram results. This is preferably evaluated in order to identify any wear on the positioning element. For example, it is thus provided that the force and the distance or path are recorded during the compression and the state of the positioning element is determined from them. If the state suggests a certain level of wear, it is displayed, for example, or the positioning element is automatically changed.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Drähte vor dem Anordnen in der Positionierungsausnehmung und/oder den Vorpositionierungsausnehmungen mittels einer eine Einführschräge aufweisenden Einfädelvorrichtung ausgerichtet werden. Beispielsweise kann es hierzu vorgesehen sein, dass zunächst die Einfädelvorrichtung unabhängig von dem Positionierungselement und den Spannplatten auf die Drähte zu verlagert wird, sodass die Drähte über die Einführschräge in die Einfädelvorrichtung eintreten. Anschließend wird die Einfädelvorrichtung ortsfest gehalten und das Positionierungselement und/oder die Spannplatten derart angeordnet, dass die Drähte in der Positionierungsausnehmung und/oder den Vorpositionierungsausnehmungen vorliegen.A further development of the invention provides that the wires are aligned before being arranged in the positioning recess and / or the prepositioning recesses by means of a threading device having an insertion bevel. For example, it can be provided for this purpose that the threading device is initially shifted towards the wires independently of the positioning element and the clamping plates, so that the wires enter the threading device via the lead-in bevel. The threading device is then held stationary and the positioning element and / or the clamping plates are arranged such that the wires are present in the positioning recess and / or the prepositioning recesses.
Alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass die Einfädelvorrichtung gemeinsam mit dem Positionierungselement und/oder den Spannplatten auf die Drähte zu verlagert wird, nämlich derart, dass die Drähte zunächst über die Einführschräge in die Einfädelvorrichtung eintreten und anschließend in die Positionierungsausnehmung und/oder die Vorpositionierungsausnehmungen gelangt. Die Einfädelvorrichtung ist beispielsweise beabstandet von beiden Spannplatten angeordnet. Die Einführschräge liegt beispielsweise in Form einer Senkung vor. An die Einführschräge schließt sich eine Einfädelöffnung an, welche beispielsweise denselben Querschnitt aufweist wie die Positionierungsausnehmung. Die Einfädelvorrichtung ermöglicht ein besonders schnelles und prozesssicheres Einbringen der Drähte in die Positionierungsausnehmung.Alternatively, it can of course be provided that the threading device is moved towards the wires together with the positioning element and / or the clamping plates, namely in such a way that the wires first enter the threading device via the lead-in bevel and then into the positioning recess and / or the prepositioning recesses got. The threading device is arranged, for example, at a distance from the two clamping plates. The lead-in bevel is in the form of a countersink, for example. The insertion bevel is followed by a threading opening which, for example, has the same cross section as the positioning recess. The threading device enables the wires to be introduced into the positioning recess particularly quickly and reliably.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Drahtpaar Teil einer Vielzahl von Drahtpaaren mit jeweils mehreren Drähten und die Positionierungsausnehmung Teil einer Vielzahl von Positionierungsausnehmungen des Positionierungselements ist, wobei die Drähte jedes der Drahtpaare jeweils in einer der Positionierungsausnehmungen angeordnet und die Drähte der Drahtpaare durch Komprimieren des Positionierungselements gemeinsam ausgerichtet werden. Es sind also nicht lediglich das eine Drahtpaar und die eine Positionierungsausnehmung vorgesehen, sondern es liegt die Vielzahl der Drahtpaare und die Vielzahl der Positionierungsausnehmungen vor.A further development of the invention provides that the wire pair is part of a plurality of wire pairs each with several wires and the positioning recess is part of a plurality of positioning recesses of the positioning element, the wires of each of the wire pairs being arranged in one of the positioning recesses and the wires of the wire pairs being arranged by compression of the positioning element are aligned together. Thus, not only the one pair of wires and the one positioning recess are provided, but there is a large number of wire pairs and the large number of positioning recesses.
Die Positionierungsausnehmungen sind alle in dem Positionierungselement ausgebildet, welches hierbei bevorzugt einstückig und materialeinheitlich ausgestaltet ist. Hierdurch wird eine zuverlässige Positionierung der Drahtpaare zueinander erzielt. Jedem der Drahtpaare ist eine der Positionierungsausnehmungen zugeordnet, sodass die Drähte jedes der Drahtpaare jeweils in der entsprechenden der Positionierungsausnehmungen angeordnet wird. Es kann vorgesehen sein, dass in jeder der Positionierungsausnehmungen jeweils genau eines der Drahtpaare vorliegt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass in zumindest einer der Positionierungsausnehmungen, mehreren der Positionierungsausnehmungen oder jeder der Positionierungsausnehmungen jeweils mehrere Drahtpaare angeordnet sind. Nach dem Anordnen der Drähte in den Positionierungsausnehmungen erfolgt das Komprimieren des Positionierungselements. Hierdurch werden die Drähte aller Drahtpaare gemeinsam und zeitgleich ausgerichtet. Entsprechend ist eine äußerst kurze Bearbeitungszeit realisiert.The positioning recesses are all formed in the positioning element, which in this case is preferably configured in one piece and made of the same material. Reliable positioning of the wire pairs with respect to one another is achieved in this way. One of the positioning recesses is assigned to each of the wire pairs, so that the wires of each of the wire pairs are arranged in the corresponding one of the positioning recesses. It can be provided that exactly one of the wire pairs is present in each of the positioning recesses. However, it can also be provided that a plurality of wire pairs are arranged in at least one of the positioning recesses, a plurality of the positioning recesses or each of the positioning recesses. After the wires have been arranged in the positioning recesses, the positioning element is compressed. This aligns the wires of all wire pairs together and at the same time. Accordingly, an extremely short processing time is achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Drähte Flachdrähte verwendet werden. Unter den Flachdrähten sind Drähte zu verstehen, deren Seitenflächen unter einem Winkel zueinander angeordnet sind. Beispielsweise ist jeder der Flachdrähte von vier planen Seitenflächen begrenzt, wobei jeweils zwei dieser Seitenflächen parallel zueinander angeordnet sind. Die Seitenflächen können an Ecken unstetig ineinander übergehen. Es kann jedoch auch ein stetiger Übergang zwischen den Seitenflächen mittels Rundungen realisiert sein. Die Verwendung der Flachdrähte hat den Vorteil, dass sie nach dem Ausrichten flächig aneinander oder an dem Anschlag anliegen, sodass eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung zwischen ihnen geschaffen werden kann.A further development of the invention provides that flat wires are used as wires. Flat wires are to be understood as meaning wires whose side surfaces are arranged at an angle to one another. For example, each of the flat wires is delimited by four flat side surfaces, two of these side surfaces being arranged parallel to one another. The side surfaces can merge discontinuously at corners. However, a continuous transition between the side surfaces can also be implemented by means of roundings. The use of the flat wires has the advantage that after alignment they rest flat against one another or against the stop, so that a particularly reliable electrical connection can be created between them.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Positionierungselement in Richtung der Längsmittelachsen gesehen um mindestens 5 % oder mindestens 10 % komprimiert wird. Beispielsweise weist hierzu das Positionierungselement in entspanntem Zustand in dieser Richtung Abmessungen auf, welche um mindestens 5 % oder mindestens 10 % größer sind als die des Anschlagelements. Vorzugsweise erfolgt das Komprimieren jedoch um mehr als 10 %, beispielsweise um mindestens 15 %, mindestens 20 % oder mindestens 25 %. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiges Ausrichten der Drähte erzielt.A further development of the invention provides that the positioning element is compressed by at least 5% or at least 10% when viewed in the direction of the longitudinal center axes. For example, for this purpose the positioning element in the relaxed state has dimensions in this direction which are at least 5% or at least 10% larger than those of the stop element. Preferably, however, the compression takes place by more than 10%, for example by at least 15%, at least 20% or at least 25%. A particularly reliable alignment of the wires is achieved in this way.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Positionierungselement vor dem Komprimieren oder während des Komprimierens temperiert wird. Das Temperieren des Positionierungselements hat den Vorteil, dass sein elastisches oder viskoelastisches Verhalten und insbesondere seine Viskosität verändert werden. Beispielsweise erfolgt das Temperieren als Erwärmen. Das elastische oder viskoelastische Verhalten des Positionierungselements wird hierdurch verstärkt, insbesondere die Viskosität verringert. Das Komprimieren des Positionierungselements kann also mit einer geringeren Spannkraft erfolgen. Hierdurch wird die Standfestigkeit des Positionierungselements, also seine Haltbarkeit, deutlich verbessert. Auch ein Abkühlen kann als Temperieren vorgesehen sein. Das Temperieren des Positionierungselements erfolgt beispielsweise durch ein Temperieren zumindest einer der Spannplatten, vorzugsweise jedoch beider Spannplatten. Dies hat den Vorteil, dass das Positionierungselement äußerst gleichmäßig temperiert wird.A further development of the invention provides that the positioning element is tempered before compression or during compression. Tempering the positioning element has the advantage that its elastic or viscoelastic behavior and in particular its viscosity are changed. For example, the temperature control takes place as heating. The elastic or viscoelastic behavior of the positioning element is thereby increased, in particular the viscosity is reduced. The positioning element can therefore be compressed with a lower clamping force. This significantly improves the stability of the positioning element, that is to say its durability. Cooling can also be provided as tempering. The temperature control of the positioning element takes place, for example, by controlling the temperature of at least one of the clamping plates, but preferably both clamping plates. This has the advantage that the temperature of the positioning element is extremely uniform.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als elastisches oder viskoelastisches Material ein Polymer, insbesondere ein Elastomer oder Silikon, bevorzugt mit einer Shore A-Härte von mindestens 30 und höchstens 70, mindestens 35 und höchstens 65, mindestens 40 und höchstens 50, mindestens 45 und höchstens 55 oder in etwa oder genau 50, verwendet wird. Die Verwendung des Polymers als elastisches oder viskoelastisches Material ermöglicht eine gute Dauerfestigkeit des Positionierungselements. Beispielsweise kommt ein Elastomer oder Silikon zum Einsatz. Das Polymer weist besonders bevorzugt die Shore A-Härte mit den genannten Werten auf. A further development of the invention provides that the elastic or viscoelastic material is a polymer, in particular an elastomer or silicone, preferably with a Shore A hardness of at least 30 and at most 70, at least 35 and at most 65, at least 40 and at most 50, at least 45 and at most 55 or approximately or exactly 50 is used. The use of the polymer as an elastic or viscoelastic material enables the positioning element to have good fatigue strength. For example, an elastomer or silicone is used. The polymer particularly preferably has Shore A hardness with the values mentioned.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine mit einem wenigstens ein Drahtpaar aufweisenden Stator, wobei Drähte des Drahtpaars zum Ausrichten, insbesondere zum Ausrichten gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, nebeneinander und parallel zueinander in einer Positionierungsausnehmung eines Positionierungselements angeordnet werden. Dabei ist vorgesehen, dass das Positionierungselement aus einem elastischen oder viskoelastischen Material besteht, elastisch verformbar ist und nach dem Anordnen der Drähte in der Positionierungsausnehmung zum Ausrichten der Drähte derart komprimiert wird, dass sich die Positionierungsausnehmung senkrecht zu Längsmittelachsen der Drähte in einer Positionierungsebene verkleinert und die Drähte aneinander oder an einen Anschlag drängt.The invention further relates to a method for producing an electrical machine with a stator having at least one wire pair, the wires of the wire pair being arranged next to one another and parallel to one another in a positioning recess of a positioning element for alignment, in particular for alignment according to the statements within the scope of this description. It is provided that the positioning element consists of an elastic or viscoelastic material, is elastically deformable and, after the wires have been arranged in the positioning recess for aligning the wires, is compressed in such a way that the positioning recess is reduced in size perpendicular to the longitudinal center axes of the wires in a positioning plane and the Pushes wires together or against a stop.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise wurde vorstehend bereits hingewiesen. Sowohl das Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine als auch das Verfahren zum Ausrichten der Drähte können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a procedure have already been pointed out above. Both the method for producing the electrical machine and the method for aligning the wires can be developed in accordance with the explanations in this description, so that reference is made to them in this respect.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Drähte des Drahtpaars nach dem Ausrichten miteinander verschweißt werden, insbesondere durch Strahlschweißen. Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Drähte bevorzugt nach dem Ausrichten elektrisch miteinander verbunden werden. Dies erfolgt durch das Verschweißen, welches bevorzugt in Form des Strahlschweißens durchgeführt wird. Besonders bevorzugt kommt Laserstrahlschweißen zum Einsatz. Hierdurch kann eine besonders einfache Automatisierung erzielt werden, insbesondere in Verbindung mit sehr kurzen Taktzeiten.A further development of the invention provides that the wires of the wire pair are welded to one another after the alignment, in particular by beam welding. It has already been pointed out above that the wires are preferably electrically connected to one another after the alignment. This is done by welding, which is preferably carried out in the form of beam welding. Laser beam welding is particularly preferred. This enables particularly simple automation to be achieved, in particular in connection with very short cycle times.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Ausrichten von Drähten wenigstens eines Drahtpaars einer elektrischen Maschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Vorrichtung über ein Positionierungselement mit einer Positionierungsausnehmung verfügt, in welcher die Drähte nebeneinander und parallel zueinander anordenbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass das Positionierungselement aus einem elastischen oder viskoelastischen Material besteht und elastisch verformbar ist, und dass die Vorrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet ist, das Positionierungselement nach dem Anordnen der Drähte in der Positionierungsausnehmung zum Ausrichten der Drähte derart zu komprimieren, dass sich die Positionierungsausnehmung senkrecht zur Längsmittelachse der Drähte in einer Positionierungsebene verkleinert und die Drähte aneinander oder an einen Anschlag drängt.The invention further relates to a device for aligning wires of at least one wire pair of an electrical machine, in particular for carrying out the method according to the statements in the context of this description, the device having a positioning element with a positioning recess in which the wires can be arranged next to one another and parallel to one another are. It is provided that the positioning element consists of an elastic or viscoelastic material and is elastically deformable, and that the device is provided and designed to compress the positioning element after arranging the wires in the positioning recess for aligning the wires in such a way that the The positioning recess is reduced in size perpendicular to the central longitudinal axis of the wires in a positioning plane and pushes the wires against one another or against a stop.
Erneut wird hinsichtlich möglicher vorteilhafter Ausgestaltungen der Vorrichtung sowie des Verfahrens zu ihrem Betreiben auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung hingewiesen. Die elektrische Maschine, das Drahtpaar und die Drähte sind ausdrücklich nicht Bestandteil der Vorrichtung.Reference is again made to the statements in the context of this description with regard to possible advantageous configurations of the device and the method for operating it. The electrical machine, the wire pair and the wires are expressly not part of the device.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Positionierungsausnehmung Teil von mehreren in dem Positionierungselement ausgebildeten Positionierungsausnehmungen ist, wobei die Positionierungsausnehmungen in einer ersten Richtung miteinander fluchten und in einer zweiten Richtung entlang eines Teilkreises angeordnet sind. Besonders bevorzugt fluchten die Positionierungsausnehmung in radialer Richtung bezüglich den Längsmittelachsen der Drähte beziehungsweise der Drehachse des Rotors, wohingegen sie in Umfangsrichtung entlang des Teilkreises verlaufen. Hierdurch wird ein gleichzeitiges Ausrichten einer Vielzahl von Drähten ermöglicht, sodass eine geringe Taktzeit und entsprechend ein hoher Durchsatz erzielt werden.A further development of the invention provides that the positioning recess is part of a plurality of positioning recesses formed in the positioning element, the positioning recesses being aligned with one another in a first direction and being arranged along a pitch circle in a second direction. The positioning recess is particularly preferably aligned in the radial direction with respect to the longitudinal center axes of the wires or the axis of rotation of the rotor, whereas they run in the circumferential direction along the pitch circle. This enables a large number of wires to be aligned at the same time, so that a short cycle time and a correspondingly high throughput are achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Positionierungselement zwischen zwei parallel zueinander vorliegenden Spannplatten angeordnet ist, die zum Komprimieren des Positionierungselements in Richtung der Längsmittelachse der Drähte aufeinander zu verlagerbar sind, bis sie an einen das Positionierungselement in Umfangsrichtung zumindest teilweise umgreifenden Anschlagelement anliegen. Hierauf wurde vorstehend bereits eingegangen.A further development of the invention provides that the positioning element is arranged between two clamping plates which are parallel to one another and which can be displaced towards one another in the direction of the central longitudinal axis of the wires in order to compress the positioning element until they rest against a stop element that at least partially encompasses the positioning element in the circumferential direction. This has already been discussed above.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ausrichten von Drähten wenigstens eines Drahtpaars einer elektrischen Maschine, -
2 eine schematische Darstellung einer ersten Spannplatte der Vorrichtung, -
3 eine schematische Darstellung einer zweiten Spannplatte der Vorrichtung, -
4 eine schematische Darstellung eines Anschlagelements der Vorrichtung, -
5 eine schematische Darstellung eines Positionierungselements der Vorrichtung, sowie -
6 eine schematische Darstellung einer Einfädelvorrichtung der Vorrichtung.
-
1 a schematic representation of a device for aligning wires of at least one wire pair of an electrical machine, -
2 a schematic representation of a first clamping plate of the device, -
3 a schematic representation of a second clamping plate of the device, -
4th a schematic representation of a stop element of the device, -
5 a schematic representation of a positioning element of the device, and -
6th a schematic representation of a threading device of the device.
Die
Vor dem elektrischen Kontaktieren der Drähte
Zum Ausrichten der Drähte
Zusätzlich weist die Vorrichtung
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufeinanderzuverlagern der Spannplatten
Zusätzlich zu den genannten Elementen weist die Vorrichtung
Die
Es ist erkennbar, dass die Vorpositionierungsausnehmungen
Die
Die
Die
Die
Die beschriebene Ausgestaltung der Vorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ZELTWANGER HOLDING GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: ZELTWANGER AUTOMATION GMBH, 72144 DUSSLINGEN, DE |
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R020 | Patent grant now final |