DE102022110099A1

DE102022110099A1 - Vorrichtung, Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken

Info

Publication number: DE102022110099A1
Application number: DE102022110099.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Freitag; Rainer Köneke; Wolfram Lohse
Original assignee: Gehring Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: Gehring Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken (12), vorzugsweise Hairpins, die insbesondere mit rechteckigem Leiterquerschnitt ausgebildet sind, wobei die Leiterstücke (12) in einem Statorkern (14) angeordnet sind, wobei jedes Leiterstück (12) mindestens einen, insbesondere zwei Schenkel (16) aufweist, wobei jeder Schenkel (16) mit einem freien Ende (18) aus dem Statorkern (14) herausragt. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken (12) und eine Verwendung einer solchen Vorrichtung (10) zum Durchführen eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken mit Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken mit Merkmalen des Anspruchs 9 und eine Verwendung einer Vorrichtung zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken zum Durchführen eines Verfahrens zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken mit Merkmalen des Anspruchs 13.
Bei der Fertigung von elektromechanischen Wandlern, insbesondere Elektromotoren, insbesondere für Traktionsantriebe, werden einzelne Wicklungselemente (Leiterstücke, Steckspulen, sog. „Hairpins“) hergestellt, die im weiteren Prozess zu einer Statorwicklung weiterverarbeitet werden. Hierzu werden die einzelnen Leiterstücke bzw. Hairpins in den Statorkern eingesetzt.
Um eine möglichst kompakte Bauweise zu erzielen werden die im Statorkern eingesetzten Leiterstücke in Umfangsrichtung (Twisting bzw. Twisten, Verdrehen) und in Radialrichtung (Aufweiten) verformt. Anschließend werden die einzelnen Leiterstücke miteinander verschweißt, so dass sie die Wicklungen des Stators bilden.
Vorrichtungen zum Verdrehen oder Aufweiten von Leiterstücken, die in einem Statorkern angeordnet sind, wie sie bspw. jeweils aus DE 10 2015 217 936 A1 , WO 2019/040960 A1 und WO 2020/206480 A1 bekannt sind, sind oftmals komplex aufgebaut. Dabei ist die Komplexität der Vorrichtungen eine Quelle für Fehler, Ungenauigkeiten und einen erhöhten Wartungsaufwand. Es ist daher wünschenswert derartige Vorrichtungen möglichst simpel zu gestalten.
Um den Verdreh- bzw. Aufweitvorgang möglichst genau und effizient zu gestalten, ist es zudem wünschenswert den Verdreh- und den Aufweitvorgang mit einer einzigen (derselben) Vorrichtung durchführen zu können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung, ein Verfahren und eine Verwendung einer Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens bereitzustellen, wobei der Verdreh- und der Aufweitvorgang möglichst effizient und optimiert umgesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken, vorzugsweise Hairpins, die insbesondere mit rechteckigem Leiterquerschnitt ausgebildet sind, wobei die Leiterstücke in einem Statorkern angeordnet sind, wobei jedes Leiterstück mindestens einen, insbesondere zwei Schenkel aufweist, wobei jeder Schenkel mit einem freien Ende aus dem Statorkern herausragt, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Hairpin im vorliegenden Sinne ist ein Leiterstück mit zwei länglich erstreckten Schenkeln (auch Schenkelabschnitte), die über einen Verbindungsschenkel (auch Verbindungsabschnitt) miteinander verbunden sind. Hairpins sind im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Der Verbindungsschenkel kann bogenförmig aber auch abschnittsweise gerade oder stufenförmig ausgebildet sein.
Die Vorrichtung umfasst eine Halteeinrichtung mit mehreren, um einen Mittelpunkt kreisförmig angeordneten, Halteeinheiten. Die Halteeinheiten sind insbesondere auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt angeordnet.
Jede Halteeinheit weist eine Aufnahme auf. Jede Aufnahme dient zur Aufnahme (genau) eines freien Endes eines Schenkels eines Leiterstücks. Es ist denkbar, dass jede Aufnahme zur Aufnahme mehrerer freier Enden eingerichtet sein kann.
Die Aufnahmen sind ausgebildet und angeordnet, um alle auf einer (derselben) Kreisbahn angeordneten freien Enden der Schenkel der Leiterstücke aufzunehmen. Mit anderen Worten, die Aufnahmen sind insbesondere eingerichtet, um eine (dieselbe) Lage der freien Enden der Schenkel der Leiterstücke aufzunehmen.
Jede Aufnahme kann ausgebildet sein, um ein freies Ende eines Schenkels eines Leiterstücks innerhalb der Aufnahme zu fixieren. Das Fixieren der freien Enden der Schenkel der Leiterstücke kann durch ein Hineinstecken der freien Enden in die Aufnahmen umgesetzt werden. Dabei kann bspw. aufgrund von (Haft-)Reibungskräften, zwischen den freien Enden der Schenkel der Leiterstücke und den Aufnahmen, bzw. an deren Kontaktstellen, eine (Rückhalte-)Kraft entstehen, die die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke in den Aufnahmen fixiert.
Jede Aufnahme (bzw. Halteeinheit) ist zwischen einer inneren Stellung und einer äußeren Stellung entlang einer vom Mittelpunkt ausgehenden Radialrichtung bewegbar ausgebildet, um einen Aufweitvorgang durchzuführen. Mit anderen Worten, die Aufnahmen können entlang der Radialrichtung hin und her bewegbar ausgebildet sein.
Der Aufweitvorgang kann insbesondere durch ein Bewegen aller Aufnahmen (bzw. Halteeinheiten) nach radial auswärts (vom Mittelpunkt weg), insbesondere aus der inneren Stellung in die äußere Stellung, durchgeführt werden. Mit einem Aufweitvorgang ist vorliegend ein Biegen bzw. Umformen der Schenkel der Leiterstücke bzw. deren in den Aufnahmen aufgenommenen freien Enden entlang der Radialrichtung gemeint. Die in den Aufnahmen aufgenommenen freien Enden können während des Aufweitvorgangs radial auswärts, in Radialrichtung, gebogen bzw. umgeformt werden. Es ist ebenso denkbar, dass die in den Aufnahmen aufgenommenen freien Enden während des Aufweitvorgangs radial einwärts, entgegen der Radialrichtung (zum Mittelpunkt hin), insbesondere durch ein Bewegen der Aufnahmen aus der äußeren Stellung in die innere Stellung, gebogen bzw. umgeformt werden können.
Die Aufnahmen (bzw. die Halteeinrichtung und/oder die Halteeinheiten) können entlang einer zur Radialrichtung orthogonal orientierten Axialrichtung bewegbar ausgebildet sein, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen. Die Längenkontraktion der Schenkel der Leiterstücke kann sowohl beim Verdreh- als auch beim Aufweitvorgang auftreten. Die Vorrichtung kann hierfür einen Linearantrieb aufweisen.
Es ist denkbar, dass die Aufnahmen (bzw. die Halteeinrichtung und/oder die Halteeinheiten) entlang der Axialrichtung fix angeordnet sein können, also nicht in Axialrichtung bewegt werden, und der Stator samt Leiterstücken entlang der Axialrichtung bewegt wird, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen.
Ebenso ist es denkbar, dass die Aufnahmen und der Stator samt Leiterstücken gleichzeitig entlang der Axialrichtung bewegt werden können, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen.
Die Bewegung der Aufnahmen entlang der Axialrichtung kann eine Relativbewegung zwischen den Aufnahmen und dem Stator bzw. den darin angeordneten Leiterstücken sein. Es können also die Aufnahmen und/oder der Stator samt Leiterstücken entlang der Axialrichtung bewegt werden.
Die Aufnahmen (bzw. die Halteeinheiten) können um eine durch den Mittelpunkt verlaufende und parallel zur Axialrichtung (bzw. orthogonal zur Radialrichtung) ausgerichtete Rotationsachse drehbar ausgebildet sein, um einen Verdrehvorgang durchzuführen. Insbesondere ist die Rotationsachse mit der Mittellängsachse des Statorkerns identisch. Zur Umsetzung dieser Rotationsbewegung kann die Vorrichtung einen Antrieb (siehe unten) aufweisen.
Es ist denkbar, dass die Aufnahmen (bzw. die Halteeinheiten) drehfest, also nicht drehbar um die Rotationsachse, ausgebildet sein können und der Stator samt Leiterstücken um die Rotationsachse gedreht wird, um einen Verdrehvorgang durchzuführen.
Ebenso ist es denkbar, dass die Aufnahmen und der Stator samt Leiterstücken gleichzeitig um die Rotationsachse gedreht werden, um einen Verdrehvorgang durchzuführen.
Die Bewegung (Rotationsbewegung) der Aufnahmen um die Rotationsachse kann eine Relativbewegung (Relativdrehung) zwischen den Aufnahmen und dem Stator bzw. den darin angeordneten Leiterstücken sein. Es können also die Aufnahmen und/oder der Stator samt Leiterstücken um die Rotationsachse gedreht werden.
Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass die in den Aufnahmen aufgenommenen freien Enden der Schenkel der Leiterstücke während des gesamten Verdrehvorgangs und während des gesamten Aufweitvorgangs der Leiterstücke mittels der Vorrichtung in den Aufnahmen der Halteeinheiten verbleiben.
Mit anderen Worten, während des Aufweitvorgangs und des Verdrehvorgangs befinden sich die freien Enden jeweils in den gleichen Aufnahmen. Die freien Enden werden während des Aufweitvorgangs und des Verdrehvorgangs insbesondere nicht aus den Aufnahmen entfernt und/oder nicht umpositioniert.
Hierdurch kann der Aufweitvorgang und der Verdrehvorgang mit derselben Vorrichtung durchgeführt werden. Zusätzliche Vorrichtungen für den Aufweit- oder den Verdrehvorgang sind daher überflüssig. Die aufgenommenen freien Enden sind insbesondere während des Aufweit- und des Verdrehvorgangs in den jeweiligen Aufnahmen fixiert. Damit kann der Aufweit- und der Verdrehvorgang auch zeitgleich umgesetzt werden, was zu einer enormen Zeitersparnis führen kann.
Die Vorrichtung kann eine oder mehrere weitere Halteeinrichtung mit mehreren, insbesondere um den Mittelpunkt kreisförmig angeordneten, weiteren Halteeinheiten umfassen. Die weiteren Halteeinheiten können insbesondere auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt angeordnet sein.
Jede weitere Halteeinheit kann eine weitere Aufnahme zur Aufnahme (genau) eines freien Endes eines Schenkels eines Leiterstücks aufweisen. Es ist denkbar, dass jede weitere Aufnahme zur Aufnahme mehrerer freier Enden eingerichtet sein kann.
Die weiteren Aufnahmen können ausgebildet und angeordnet sein, um alle auf einer weiteren Kreisbahn angeordneten freien Enden der Schenkel der Leiterstücke aufzunehmen. Mit anderen Worten, die Aufnahmen können insbesondere eingerichtet sein, um eine weitere Lage der freien Enden der Schenkel der Leiterstücke aufzunehmen.
Vorliegend ist mit einer Lage auf derselben Kreisbahn angeordneten freien Enden der Schenkel der Leiterstücke gemeint.
Jede weitere Aufnahme kann ausgebildet sein, um ein freies Ende eines Schenkels eines Leiterstücks innerhalb der weiteren Aufnahme zu fixieren. Das Fixieren der freien Enden der Schenkel der Leiterstücke kann durch ein Hineinstecken der freien Enden in die weiteren Aufnahmen umgesetzt werden. Dabei kann bspw. aufgrund von (Haft-)Reibungskräften, zwischen den freien Enden der Schenkel der Leiterstücke und den weitern Aufnahmen, bzw. an deren Kontaktstellen, eine (Rückhalte- )Kraft entstehen, die die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke in den weiteren Aufnahmen fixiert.
Jede weitere Aufnahme (bzw. weitere Halteeinheit) kann zwischen einer inneren Stellung und einer äußeren Stellung entlang der Radialrichtung bewegbar ausgebildet sein, um einen Aufweitvorgang durchzuführen. Mit anderen Worten, die weiteren Aufnahmen können entlang der Radialrichtung hin und her bewegbar ausgebildet sein. Der Aufweitvorgang kann insbesondere durch ein Bewegen aller weiteren Aufnahmen (bzw. weiterer Halteeinheiten) nach radial auswärts (in Radialrichtung), insbesondere aus der inneren Stellung in die äußere Stellung, durchgeführt werden.
Mit einem Aufweitvorgang ist vorliegend ein Biegen bzw. Umformen der Schenkel der Leiterstücke bzw. deren in den weiteren Aufnahmen aufgenommenen freien Enden entlang der Radialrichtung gemeint. Die in den weiteren Aufnahmen aufgenommenen freien Enden können während des Aufweitvorgangs radial auswärts, in Radialrichtung (vom Mitteilpunkt weg), gebogen bzw. umgeformt werden. Es ist ebenso denkbar, dass die in den weiteren Aufnahmen aufgenommenen freien Enden während des Aufweitvorgangs radial einwärts, entgegen der Radialrichtung (zum Mittelpunkt hin), insbesondere durch ein Bewegen der weiteren Aufnahmen aus der äußeren Stellung in die innere Stellung, gebogen bzw. umgeformt werden können.
Die weiteren Aufnahmen (bzw. die weitere Halteeinrichtung und/oder die weiteren Halteeinheiten) können entlang der Axialrichtung bewegbar ausgebildet sein, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen. Die Längenkontraktion der Schenkel der Leiterstücke kann sowohl beim Verdreh- als auch beim Aufweitvorgang auftreten. Die Vorrichtung kann hierfür einen Linearantrieb aufweisen.
Es ist denkbar, dass die weitern Aufnahmen (bzw. die weitere Halteeinrichtung und/oder die weiteren Halteeinheiten) entlang der Axialrichtung fix angeordnet sein können, also nicht in Axialrichtung bewegt werden, und der Stator samt Leiterstücken entlang der Axialrichtung bewegt wird, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen.
Ebenso ist es denkbar, dass die weiteren Aufnahmen und der Stator samt Leiterstücken gleichzeitig entlang der Axialrichtung bewegt werden können, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen.
Die Bewegung der weiteren Aufnahmen entlang der Axialrichtung kann eine Relativbewegung zwischen den weiteren Aufnahmen und dem Stator bzw. den darin angeordneten Leiterstücken sein. Es können also die weiteren Aufnahmen und/oder der Stator samt Leiterstücken entlang der Axialrichtung bewegt werden.
Die weiteren Aufnahmen (bzw. die weiteren Halteeinheiten) können um die Rotationsachse drehbar ausgebildet sein, um einen Verdrehvorgang durchzuführen. De Umsetzung dieser Rotationsbewegung kann mittels des Antriebs (siehe oben) geschehen. Alternativ kann die Vorrichtung hierfür einen separaten Antrieb aufweisen.
Es ist denkbar, dass die weiteren Aufnahmen (bzw. die weiteren Halteeinheiten) drehfest, also nicht drehbar um die Rotationsachse, ausgebildet sein können und der Stator samt Leiterstücken um die Rotationsachse gedreht wird, um einen Verdrehvorgang durchzuführen.
Ebenso ist es denkbar, dass sowohl die weiteren Aufnahmen als auch der Stator samt Leiterstücken um die Rotationsachse gedreht werden, um einen Verdrehvorgang durchzuführen.
Die Bewegung (Rotationsbewegung) der weiteren Aufnahmen um die Rotationsachse kann eine Relativbewegung (Relativdrehung) zwischen den weiteren Aufnahmen und dem Stator bzw. den darin angeordneten Leiterstücken sein. Es können also die weiteren Aufnahmen und/oder der Stator samt Leiterstücken um die Rotationsachse gedreht werden.
Die Vorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die in den weiteren Aufnahmen aufgenommenen freien Enden der Schenkel der Leiterstücke während des gesamten Verdrehvorgangs und während des gesamten Aufweitvorgangs der Leiterstücke mittels der Vorrichtung in den weiteren Aufnahmen der weiteren Halteeinheiten verbleiben.
Mit anderen Worten, während des Aufweitvorgangs und des Verdrehvorgangs befinden sich die freien Enden jeweils in den gleichen weiteren Aufnahmen. Die freien Enden werden während des Aufweitvorgangs und des Verdrehvorgangs insbesondere nicht aus den weiteren Aufnahmen entfernt und/oder nicht umpositioniert.
Hierdurch können mehrere, insbesondere zwei, Lagen der Leiterstücke mit derselben Vorrichtung, insbesondere zeitgleich, verdreht und aufgeweitet werden. Bei zwei Lagen kann eine erste Lage durch die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke gebildet werden, die auf einer (derselben) Kreisbahn angeordnet sind. Eine zweite Lage kann durch die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke gebildet werden, die auf einer (derselben) weiteren Kreisbahn angeordnet sind.
Es ist denkbar, dass zwei radial benachbarte Lagen der Leiterstücke zeitgleich verdreht werden können. Dabei kann eine erste Lage der Leiterstücke mittels der Aufnahmen in eine erste Drehrichtung um die Rotationsachse gedreht werden. Eine zweite, zur ersten Lage radial (in Radialrichtung) benachbarte, Lage der Leiterstücke kann mittels der weiteren Aufnahmen in eine zweite Drehrichtung um die Rotationsachse gedreht werden. Dabei können die erste und die zweite Drehrichtung einander entgegengesetzt orientiert sein. Mit anderen Worten, die beiden Lagen der Leiterstücke können in entgegengesetzte Drehrichtungen (zeitgleich) gedreht werden. Dabei können sich die beim Verdrehen entstehenden Drehmomente gegenseitig zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aufheben.
Ebenso denkbar ist es, dass der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke in die erste oder die zweite Drehrichtung, insbesondere gleichzeitig mit der Drehbewegung der Aufnahmen und/oder der weiteren Aufnahmen, gedreht werden. Die Drehbewegung der Aufnahmen, der weiteren Aufnahmen und/oder des Stators bzw. der darin angeordneten Leiterstücke, insbesondere bei zwei radial benachbarten zu verdrehenden Lagen der Leiterstücke, kann eine Relativbewegung sein. Es können also die Aufnahmen, die weiteren Aufnahmen und/oder der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke in die erste und/oder die zweite Drehrichtung gedreht werden.
Es ist denkbar, dass zwei radial durch mindestens eine Lage getrennte Lagen der Leiterstücke zeitgleich verdreht werden können. Dabei kann eine erste Lage der Leiterstücke mittels der Aufnahmen in eine Drehrichtung um die Rotationsachse gedreht werden. Eine zweite, zur ersten Lage radial (in Radialrichtung) durch mindestens eine Lage getrennte (beabstandete), Lage kann mittels der weiteren Aufnahmen in dieselbe Drehrichtung gedreht werden. Mit anderen Worten, die beiden Lagen der Leiterstücke können in dieselbe Drehrichtung (zeitgleich) gedreht werden.
Ebenso denkbar ist es, dass der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke um die Rotationsachse gedreht werden. Die Drehbewegung der Aufnahmen, der weiteren Aufnahmen und/oder des Stators bzw. der darin angeordneten Leiterstücke kann, insbesondere bei zwei radial durch mindestens eine Lage getrennten (beabstandeten) zu verdrehenden Lagen der Leiterstücke, eine Relativbewegung sein. Es können also die Aufnahmen, die weiteren Aufnahmen und/oder der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke in dieselbe Drehrichtung gedreht werden.
Die Halteeinheiten können einstückig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die weiteren Halteeinheiten einstückig ausgebildet sein. Die Aufnahmen und/oder die weiteren Aufnahmen können einstückig ausgebildet sein. Hierdurch lässt sich die Anzahl der Komponenten und somit die Komplexität der gesamten Vorrichtung reduzieren.
Die Aufnahmen können quaderförmig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die weiteren Aufnahmen quaderförmig ausgebildet sein. Hierdurch lassen sich insbesondere Leiterstücke mit einem rechteckigen Leiterquerschnitt besonders gut in den Aufnahmen bzw. den weiteren Aufnahmen aufnehmen bzw. positionieren.
Die Halteeinheiten können jeweils einen Fortsatz aufweisen. Der Fortsatz kann in eine Kulissenbahn eingreifen. Es können mehrere Kulissenbahnen, insbesondere alle Kulissenbahnen, in einem Kulissenelement (Kulissenscheibe) angeordnet sein. Die Kulissenbahnen können derart auf dem Kulissenelement angeordnet sein, dass die Halteeinheiten und damit auch die Aufnahmen durch eine Rotationsbewegung des Kulissenelements entlang der Radialrichtung bewegbar sind.
Die Halteeinheiten können jeweils über eine Führungseinrichtung (Führungsscheibe) derart geführt sein, dass die Halteeinheiten und damit auch die Aufnahmen ausschließlich entlang der Radialrichtung bewegbar sein können. Durch eine Drehung des Kulissenelements kann einerseits der Fortsatz der jeweiligen Halteeinheit entlang der jeweiligen Kulissenbahn bewegt werden. Andererseits kann die jeweilige Halteeinheit durch die jeweilige Führungseinrichtung auf eine geradlinig verlaufende Bahn gedrängt werden. So kann eine rotatorische Bewegung in eine lineare Bewegung transformiert werden. Die Drehung des Kulissenelements kann mittels des Antriebs (siehe oben) umgesetzt werden. Alternativ kann die Vorrichtung hierfür einen separaten Antrieb aufweisen.
Die weiteren Halteeinheiten können jeweils einen weiteren Fortsatz aufweisen. Der weitere Fortsatz kann in eine weitere Kulissenbahn eingreifen. Es können mehrere weitere Kulissenbahnen, insbesondere alle weiteren Kulissenbahnen, in einem weiteren Kulissenelement (weitere Kulissenscheibe) angeordnet sein. Die weiteren Kulissenbahnen können derart auf dem weiteren Kulissenelement angeordnet sein, dass die weiteren Halteeinheiten und damit auch die weiteren Aufnahmen durch eine Rotationsbewegung des weiteren Kulissenelements entlang der Radialrichtung bewegbar sind.
Die weiteren Halteeinheiten können jeweils über eine weitere Führungseinrichtung (weitere Führungsscheibe) derart geführt sein, dass die weiteren Halteeinheiten und damit auch die weiteren Aufnahmen ausschließlich entlang der Radialrichtung bewegbar sein können. Durch eine Drehung des weiteren Kulissenelements kann einerseits der weitere Fortsatz der jeweiligen weiteren Halteeinheit entlang der jeweiligen weiteren Kulissenbahn bewegt werden. Andererseits kann die jeweilige weitere Halteeinheit durch die jeweilige weitere Führungseinrichtung auf eine geradlinig verlaufende Bahn gedrängt werden. So kann eine rotatorische Bewegung in eine lineare Bewegung transformiert werden. Die Drehung des weiteren Kulissenelements kann mittels des Antriebs (siehe oben) umgesetzt werden. Alternativ kann die Vorrichtung hierfür einen separaten Antrieb aufweisen.
Damit kann die für den Aufweitvorgang benötigte Bewegung der Aufnahmen und/oder weiterer Aufnahmen entlang der Radialrichtung mittels eines oder mehrerer Kulissenantriebe umgesetzt werden.
Die Aufnahmen können jeweils mindestens eine, insbesondere zwei, insbesondere gekrümmt (bzw. gebogen) geformte, Anlagefläche aufweisen. Die weiteren Aufnahmen können jeweils mindestens eine, insbesondere zwei, insbesondere gekrümmt (bzw. gebogen) geformte, Anlagefläche aufweisen. Die Aufnahmen und/oder die weiteren Aufnahmen können derart eingerichtet sein, dass während des Verdrehvorgangs das in der jeweiligen Aufnahme und/oder in der jeweiligen weiteren Aufnahme aufgenommene freie Ende eines Schenkels eines Leiterstücks an die Anlagefläche der jeweiligen Aufnahme und/oder der jeweiligen weiteren Aufnahme gedrückt wird, so dass die Kontur der Anlagefläche dem jeweiligen Schenkel bzw. dessen freien Ende aufgeprägt wird. Die Schenkel (bzw. die aufgenommenen freien Enden) können während des Verdrehvorgangs insbesondere an der jeweiligen Anlagefläche gebogen bzw. umgeformt werden.
Die Aufnahmen können jeweils mindestens eine, insbesondere zwei, insbesondere gekrümmt (bzw. gebogen) geformte, weitere Anlagefläche aufweisen. Die weiteren Aufnahmen können jeweils mindestens eine, insbesondere zwei, insbesondere gekrümmt (bzw. gebogen) geformte, weitere Anlagefläche aufweisen. Die Aufnahmen und/oder die weiteren Aufnahmen können derart eingerichtet sein, dass während des Aufweitvorgangs das in der Aufnahme und/oder in der weiteren Aufnahme aufgenommene freie Ende eines Schenkels eines Leiterstücks an die weitere Anlagefläche der jeweiligen Aufnahme und/oder der jeweiligen weiteren Aufnahme gedrückt wird, so dass die Kontur der weiteren Anlagefläche dem jeweiligen Schenkel bzw. dessen freien Ende aufgeprägt wird. Die Schenkel (bzw. die aufgenommenen freien Enden) können während des Aufweitvorgangs insbesondere an der jeweiligen weiteren Anlagefläche gebogen bzw. umgeformt werden.
Durch die Wahl der Form der Anlagefläche bzw. der weiteren Anlagefläche kann die Form der Biegung der Schenkel bzw. deren freien Enden wunschgemäß variiert werden.
Die obige Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken, vorzugsweise Hairpins, die insbesondere mit rechteckigem Leiterquerschnitt ausgebildet sind, wobei die Leiterstücke in einem Statorkern angeordnet sind, wobei jedes Leiterstück mindestens einen, insbesondere zwei Schenkel aufweist, wobei jeder Schenkel mit einem freien Ende aus dem Statorkern herausragt, mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Das Verfahren umfasst die Schritte:
Aufnehmen (Anordnen) der freien Enden, insbesondere aller auf derselben Kreisbahn angeordneter freien Enden, insbesondere aller Enden, der Schenkel der Leiterstücke in Aufnahmen. Hierzu können die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke in die Aufnahmen gesteckt werden. Die in den Aufnahmen aufgenommenen freien Enden der Schenkel der Leiterstücke können in den jeweiligen Aufnahmen klemmend fixiert bzw. gehalten werden.
Durchführen eines Aufweitvorgangs durch ein Bewegen jeder der Aufnahmen entlang einer Radialrichtung, insbesondere aus einer inneren Stellung in eine äußere Stellung, um die Leiterstücke aufzuweiten. Dabei können die Aufnahmen in Radialrichtung (radial auswärts) oder entgegen der Radialrichtung (radial einwärts) bewegt werden.
Durchführen eines Längenausgleichvorgangs durch ein Bewegen der Aufnahmen entlang einer zur Radialrichtung orthogonal orientierten Axialrichtung, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen. Alternativ oder zusätzlich kann der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke entlang der Axialrichtung bewegt werden, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen. Ebenso denkbar ist es, dass beim Längenausgleichvorgang die Aufnahmen und der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke gleichzeitig entlang der Axialrichtung bewegt werden. Die Bewegung der Aufnahmen entlang der Axialrichtung während des Längenausgleichvorgangs kann eine Relativbewegung zwischen den Aufnahmen und dem Stator bzw. den darin angeordneten Leiterstücken sein. Es können also die Aufnahmen und/oder der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke entlang der Axialrichtung bewegt werden, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke auszugleichen.
Durchführen eines Verdrehvorgangs durch ein Drehen der Aufnahmen um eine parallel zur Axialrichtung ausgerichtete Rotationsachse, um die Leiterstücke zu verdrehen. Alternativ oder zusätzlich kann der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke um die Rotationsachse gedreht werden, um die Leiterstücke zu verdrehen. Ebenso denkbar ist es, dass beim Verdrehvorgang die Aufnahmen und der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke um die Rotationsachse gedreht werden. Die Drehbewegung der Aufnahmen um die Rotationsachse während des Verdrehvorgangs kann eine Relativrotation zwischen den Aufnahmen und dem Stator bzw. den darin angeordneten Leiterstücken sein. Es können also die Aufnahmen und/oder der Stator bzw. die darin angeordneten Leiterstücke um die Rotationsachse gedreht werden, um die Leiterstücke zu verdrehen.
Die in den Aufnahmen aufgenommenen freien Enden der Schenkel der Leiterstücke verbleiben während des Aufweitvorgangs, des Längenausgleichvorgangs und des Verdrehvorgangs in den (gleichen) Aufnahmen.
Der Verdrehvorgang kann derart durchgeführt werden, dass die aufgenommenen freien Enden der Schenkel der Leiterstücke um einen bestimmten ersten Wert überdreht (d.h. über das gewünschte Drehmaß hinaus gedreht) werden. Nach dem Überdrehen können die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke um einen bestimmten zweiten Wert zurückgedreht werden. Der erste Wert kann größer als der zweite Wert sein. Der erste und/oder der zweite Wert können von mehreren Faktoren abhängen, wie bspw. Drehwinkel, Leiterstückmaterial, Leiterstückquerschnitt (Form und/oder Größe). Damit kann bspw. ein Nachfedern bzw. ein Zurückfedern der Leiterstücke (in Richtung ihrer ursprünglichen Form), insbesondere in Umfangsrichtung, nach dem Verdrehvorgang verhindert oder zumindest minimiert werden.
Der Aufweitvorgang, der Verdrehvorgang und der Längenausgleichvorgang können zeitgleich durchgeführt werden. Dies führt zu einer Zeitersparnis bei der Durchführung des Verfahrens.
Der Aufweitvorgang und der Verdrehvorgang können zeitlich nacheinander durchgeführt werden. So kann bspw. zuerst der Aufweitvorgang und anschließend der Verdrehvorgang oder umgekehrt durchgeführt werden.
Da es bei dem Verdrehvorgang zu einer Längenkontraktion der Schenkel der Leiterstücke kommen kann, kann der Längenausgleichvorgang zeitgleich mit dem Verdrehvorgang durchgeführt werden. Da es bei dem Aufweitvorgang zu einer Längenkontraktion der Schenkel der Leiterstücke kommen kann, kann der Längenausgleichvorgang zeitgleich mit dem Aufweitvorgang durchgeführt werden.
Das Aufnehmen der freien Enden der Schenkel der Leiterstücke in den Aufnahmen kann durchgeführt werden, indem zunächst die Aufnahmen und/oder die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke entlang der Axialrichtung in einer ersten Relativbewegung aufeinander zubewegt werden. Die erste Relativbewegung kann solange durchgeführt werden, bis insbesondere die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke teilweise in den Aufnahmen aufgenommen sind. Danach können die Aufnahmen entlang der Radialrichtung bewegt werden, insbesondere um einen Spalt zwischen zwei benachbarten Lagen der Leiterstücke zu erzeugen. Anschließend können die Aufnahmen und/oder die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke entlang der Axialrichtung in einer zweiten Relativbewegung weiter aufeinander zubewegt werden. Die zweite Relativbewegung kann solange durchgeführt werden, bis insbesondere die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke vollständig in den Aufnahmen aufgenommen sind. Die freien Enden der Schenkel der Leiterstücke können so, insbesondere aufgrund des durch die Radialbewegung der Aufnahmen erzeugten Spaltes zwischen zwei benachbarten Lagen der Leiterstücke, optimal in den Aufnahmen aufgenommen werden.
Die obige Aufgabe wird weiter durch eine Verwendung einer Vorrichtung zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken gemäß obiger Ausführungen zum Durchführen eines Verfahrens zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken gemäß obiger Ausführungen mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Hinsichtlich der damit erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zur Vorrichtung und/oder zum Verfahren verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung der Verwendung können die im Zusammenhang mit der Vorrichtung und/oder dem Verfahren beschriebenen und/oder die nachfolgend noch erläuterten Maßnahmen dienen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken;
2 einen Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht auf Halteeinheiten der Vorrichtung gemäß 1;
3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1 mit Aufnahmen in einer inneren Stellung;
4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1 mit Aufnahmen in einer äußeren Stellung;
5 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 5 und
7 einen Ausschnitt einer Ansicht von oben auf die Vorrichtung gemäß 5.

In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren tragen sich entsprechende Bauteile und Elemente gleiche Bezugszeichen. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen wiedergegeben.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 10 zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken 12. Die Leiterstücke 12 sind vorliegend in einem Statorkern 14 angeordnet. Jedes der Leiterstücke weist vorliegend zwei Schenkel 16 auf. Jeder Schenkel 16 ragt mit einem freien Ende 18 aus dem Statorkern 14 heraus (vgl. 6). Der Statorkern 14 und die Leiterstücke 12 sind in 1 lediglich schematisch angedeutet.
Die Vorrichtung 10 weist eine Halteeinrichtung 20 auf. Die Halteeinrichtung 20 umfasst mehrere Halteeinheiten 24. Die Halteeinheiten 24 sind um einen Mittelpunkt 22 kreisförmig angeordnet (vgl. 3 oder 4).
2 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht auf die Halteeinheiten 24 der Vorrichtung 10 gemäß 1. jede Halteeinheit 24 weist eine Aufnahme 26 auf. Jede Halteeinheit 24 und damit auch jede Aufnahme 26 ist vorliegend einstückig ausgebildet.
3 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung 10 gemäß 1, wobei die Aufnahmen 26 in einer inneren Stellung 28 angeordnet sind.
4 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung 10 gemäß 1, wobei die Aufnahmen 26 in einer äußeren Stellung 30 angeordnet
Die Aufnahmen 26 sind kreisförmig um den Mittelpunkt 22 angeordnet. Die Aufnahmen 26 sind entlang einer vom Mittelpunkt 22 ausgehenden Radialrichtung 32 bewegbar ausgebildet. Die Aufnahmen 26 können vorliegend zwischen der in 3 gezeigten inneren Stellung 28 und der in 4 gezeigten äußeren Stellung 30 bewegt werden.
Diese radiale Bewegung der Aufnahmen 26 wird vorliegend mittels eines Kulissenantriebs umgesetzt. Hierzu weist jede Halteeinheit 24 einen Fortsatz 44 auf. Die Fortsätze 44 greifen jeweils in eine Kulissenbahn 46 ein. Die Kulissenbahnen 46 sind in einem Kulissenelement 48 angeordnet. Vorliegend ist das Kulissenelement 48 in Form einer Kulissenscheibe ausgebildet. Die Halteeinheiten 24 werden über eine Führungseinrichtung 50 derart geführt, dass die Halteeinheiten 24 und damit die Aufnahmen 26 ausschließlich entlang der Radialrichtung 32 bewegbar sind (vgl. 1).
Damit kann mittels einer Drehung des Kulissenelements 48 (relativ zur Führungseinrichtung 50) die radiale Bewegung aller Halteeinheiten 24 bzw. aller Aufnahmen 26 umgesetzt werden. Dabei bewegen sich die Aufnahmen 26 zeitgleich und gleichartig. Mit anderen Worten, die Aufnahmen 26 sind jederzeit auf einer Kreisbahn angeordnet.
Die Drehung des Kulissenelements 48 wird vorliegend durch einen Antrieb 49 umgesetzt, der vorliegend auf einer Basisplatte 51 montiert ist und das Kulissenelement 48 rotatorisch antreibt. Der Antrieb 49 ist in den 1, 2 und 3 lediglich schematisch angedeutet.
Die Halteeinheiten 24 und damit auch die Aufnahmen 26 sind um eine in eine Axialrichtung 34 verlaufende Rotationsachse 36 drehbar ausgebildet. Vorliegend ist die Rotationsachse 36 identisch mit der Mittellängsachse des Statorkerns 14 ausgebildet. Die Axialrichtung 34 und die Radialrichtung 32 sind orthogonal zueinander angeordnet.
Die Rotationsbewegung der Halteeinheiten 24 und damit auch der Aufnahmen 26 kann durch eine gemeinsame Drehung des Kulissenelements 48 und der Führungseinrichtung 50 umgesetzt werden. Dies wird vorliegend mittels des Antriebs 49 umgesetzt. Mit anderen Worten der Antrieb 49 kann das Kulissenelement 48 und die Führungseinrichtung 50 rotatorisch antreiben.
Werden das Kulissenelement 48 und die Führungseinrichtung 50 gleichartig (gleichschnell und in die gleiche Drehrichtung) und gleichzeitig (mittels des Antriebs 49) gedreht, so werden die Aufnahmen 26 auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse 36 bewegt, wobei die Aufnahmen 26 sich nicht entlang der Radialrichtung 32 bewegen. Damit kann eine Bewegung der Aufnahmen 26 in Umfangsrichtung, um die Rotationsachse 36 herum, umgesetzt werden.
Um die Leiterstücke 12 durch Verdrehen und Aufweiten umzuformen, werden die freien Enden 18 der Schenkel 16 der Leiterstücke 12 in die Aufnahmen 26 gesteckt. Damit befindet sich in jeder Aufnahme 26 ein freies Ende 18 eines Schenkels 16 eines Leiterstücks 12.
Um einen Verdrehvorgang durchzuführen wird das Kulissenelement 48 und die Führungseinrichtung 50 mittels des Antriebs 49 (wie oben beschrieben) um die Rotationsachse 36 gedreht. Die Aufnahmen 26 bewegen sich aufgrund der Drehung des Kulissenelements 48 und der Führungseinrichtung 50 auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse 36 und verbiegen die Leiterstücke 12 in Umfangsrichtung. Die Umfangsrichtung entspricht vorliegend der Drehrichtung der Aufnahmen 26.
Um einen Aufweitvorgang durchzuführen werden die Aufnahmen 26 samt den darin aufgenommenen freien Enden 18 aus der in der 3 gezeigten inneren Stellung 28 in die in der 4 gezeigten äußeren Stellung 30 bewegt. Damit bewegt sich jedes aufgenommene freie Ende 18 entlang der Radialrichtung 32 (radial auswärts). Diese Bewegung kann, wie oben beschrieben, durch eine Drehung des Kulissenelements 48 umgesetzt werden.
Der Verdrehvorgang und der Aufweitvorgang können zeitgleich durchgeführt werden. Hierzu wird mittels des Antriebs 49 das Kulissenelement 48 und die Führungseinrichtung 50 zeitgleich bewegt, wobei zwischen dem Kulissenelement 48 und der Führungseinrichtung 50 eine relative Drehbewegung entsteht. Das Kulissenelement 48 und die Führungseinrichtung 50 werden also nicht gleichartig (gleich schnell), sondern mit einer relativen Drehgeschwindigkeitsdifferenz (unterschiedlich schnell), bewegt.
Sowohl bei dem Verdrehvorgang als auch bei dem Aufweitvorgang kommt es zu einer Längenkontraktion der Leiterstücke 12. Aufgrund der jeweiligen Verformung verringert sich die Längserstreckung der Leiterstücke 12 entlang der Axialrichtung 34. Um diese Längenkontraktion auszugleichen, sind die Halteeinheiten 24 und damit auch die Aufnahmen 26 entlang der Axialrichtung 34 bewegbar ausgebildet. Dies kann bspw. durch ein axiales Bewegen (Verschieben) der Basisplatte 51 mittels eines nicht dargestellten Linearantriebs umgesetzt werden. Ebenso denkbar ist es, dass das Kulissenelement 48 und die Führungseinrichtung 50 relativ zur Basisplatte 51 entlang der Axialrichtung 34 bewegt werden.
Die axiale Bewegung der Aufnahmen 26 wird vorliegend zeitgleich mit dem Verdrehen- und dem Aufweitvorgang durchgeführt. Damit kann gewährleistet werden, dass die in den Aufnahmen 26 aufgenommenen freien Enden 18 der Schenkel 16 der Leiterstücke 12 in den Aufnahmen 26 verbleiben und es dabei zu keinen Materialspannungen oder -beschädigungen innerhalb der Leiterstücke 12 kommt.
Mit der Vorrichtung 10 gemäß den 1 bis 4 kann eine Lage von Leiterstücken 12 zeitgleich umgeformt werden. Vorliegend ist mit einer Lage auf derselben Kreisbahn angeordnete freie Enden 18 der Schenkel 16 der Leiterstücke 12 gemeint.
Die Aufnahmen 26 weisen vorliegend jeweils zwei gegenüberliegende, gekrümmt geformte, Anlageflächen 60 auf (vgl. 2 und 7). Während des Verdrehvorgangs werden die Schenkel 16 bzw. deren aufgenommenen freien Enden 18 gegen eine dieser Anlageflächen 60 gedrückt bzw. gebogen. Dabei nimmt die gebogene (verformte) Stelle des jeweiligen Schenkels 16 bzw. dessen freien Endes 18 die Kontur der Anlagefläche 60, an der gebogen wird, an. So kann durch das Variieren der Form der Anlagefläche 60 die Form der Biegung (bzw. der Verformung) des jeweiligen Schenkels 16 bzw. dessen freien Endes 18 wunschgemäß eingestellt werden.
Die Aufnahmen 26 weisen vorliegend jeweils zwei gegenüberliegende, gekrümmt geformte, weitere Anlageflächen 62 auf (vgl. 2 und 7). Während des Aufweitvorgangs werden die Schenkel 16 bzw. deren aufgenommenen freien Enden 18 gegen eine dieser weiteren Anlageflächen 62 gedrückt bzw. gebogen. Dabei nimmt die gebogene (verformte) Stelle des jeweiligen Schenkels 16 bzw. dessen freies Ende 18 die Kontur der weiteren Anlagefläche 62, an der gebogen wird, an. So kann durch das Variieren der Form der weiteren Anlagefläche 60 die Form der Biegung (bzw. der Verformung) des jeweiligen Schenkels 16 bzw. dessen freien Endes 18 wunschgemäß eingestellt werden.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung 10 zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 10 gemäß dem dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der in den 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung 10 dadurch, dass die Vorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine weitere Halteeinrichtung 38 aufweist. Die weitere Halteeinrichtung 38 weist mehrere weitere Halteeinheiten 40 auf, die kreisförmig angeordnet sind. Jede weitere Halteeinheit 40 weist eine weitere Aufnahme 42 zur Aufnahme eines freien Endes 18 eines Schenkels 16 eines Leiterstücks 12 auf.
Vorliegend sind die Aufnahmen 26 und die weiteren Aufnahmen 42 identisch ausgebildet. Die weiteren Aufnahmen 42 weisen also, analog zu den Aufnahmen 26, ebenfalls zwei Anlageflächen 60 und zwei weitere Anlageflächen 62 auf.
6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Rotationsachse 36 der Vorrichtung 10 gemäß 5. 7 zeigt einen Ausschnitt einer Ansicht von oben auf die Vorrichtung 10 gemäß 5.
Die weiteren Aufnahmen 42 sind, analog zu den Aufnahmen 26, entlang der Radialrichtung 32 und der Axialrichtung 34 bewegbar und um die Rotationsachse 36 drehbar ausgebildet.
Die radiale Bewegung der weiteren Aufnahme 42 wird, analog zu den Aufnahmen 26, mittels eines Kulissenantriebs umgesetzt Hierzu weist jede weitere Halteeinheit 40 einen weiteren Fortsatz 52 auf. Die weiteren Fortsätze 52 greifen jeweils in eine weitere Kulissenbahn 54 ein. Die weiteren Kulissenbahnen 54 sind in einem weiteren Kulissenelement 56 angeordnet. Vorliegend ist das weitere Kulissenelement 56 in Form einer weiteren Kulissenscheibe ausgebildet. Die weiteren Halteeinheiten 40 werden über eine weitere Führungseinrichtung 58 derart geführt, dass die weiteren Halteeinheiten 40 und damit die weiteren Aufnahmen 42 ausschließlich entlang der Radialrichtung 32 bewegbar sind (vgl. 6).
Damit kann mittels einer Drehung des weiteren Kulissenelements 56 (relativ zur weiteren Führungseinrichtung 58) die radiale Bewegung aller weiteren Halteeinheiten 40 bzw. aller weiteren Aufnahmen 42 umgesetzt werden.
Die weiteren Halteeinheiten 40 und damit auch die weiteren Aufnahmen 42 können durch eine gemeinsame Drehung des weiteren Kulissenelements 56 und der weiteren Führungseinrichtung 58 umgesetzt werden.
Die Drehung des weiteren Kulissenelements 56 und/oder der weiteren Führungseinrichtung 58 wird vorliegend durch den Antrieb 49 umgesetzt. Der Antrieb 49 der Vorrichtung 10 gemäß dem zweiten, in der in 6 dargestellten, Ausführungsbeispiel ist ausgebildet, um das Kulissenelement 48, das weitere Kulissenelement 56, die Führungseinrichtung 50 und die weitere Führungseinrichtung 58 einzelnen und/oder gemeinsam rotatorisch anzutreiben. Dabei können die Aufnahmen 26 und die weiteren Aufnahmen 42 in die gleiche Drehrichtung oder in entgegengesetzte Drehrichtungen rotiert werden.
Die axiale Bewegung der weiteren Aufnahmen 42 entlang der Axialrichtung 34 kann bspw. durch ein axiales Verschieben der Basisplatte 51 mittels eines nicht dargestellten Linearantriebs umgesetzt werden. Ebenso denkbar ist es, dass das weitere Kulissenelement 56 und die weitere Führungseinrichtung 58 relativ zur Basisplatte 51 entlang der Axialrichtung 34 bewegt werden.
Der Antrieb 49 und die Basisplatte 51 sind in 6 lediglich schematisch angedeutet.
Mit der Vorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können zwei Lagen von Leiterstücken 12 gleichzeitig verdreht und aufgeweitet (umgeformt) werden. Dabei wird eine erste Lage von Leiterstücken 12 mittels der ersten Halteeinrichtung 20 und die zweite Lage von Leiterstücken 12 mittels der weiteren Halteeinrichtung 38 umgeformt. Hierzu werden die freien Enden 18 der ersten Lage von Leiterstücken 12 in den Aufnahmen 26 und die freien Enden 18 der zweiten Lage von Leiterstücken 12 in den weiteren Aufnahmen 42 aufgenommen. Die Aufnahmen 26 bzw. die weiteren Aufnahmen 42 werden, wie oben beschrieben, bewegt, um den Aufweit- und den Verdrehvorgang an beiden Lagen der Leiterstücke 12 (zeitgleich) durchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015217936 A1 [0004]
WO 2019040960 A1 [0004]
WO 2020206480 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (10) zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken (12), vorzugsweise Hairpins, die insbesondere mit rechteckigem Leiterquerschnitt ausgebildet sind, wobei die Leiterstücke (12) in einem Statorkern (14) angeordnet sind, wobei jedes Leiterstück (12) mindestens einen, insbesondere zwei Schenkel (16) aufweist, wobei jeder Schenkel (16) mit einem freien Ende (18) aus dem Statorkern (14) herausragt, wobei die Vorrichtung (10) umfasst: - eine Halteeinrichtung (20) mit mehreren, um einen Mittelpunkt (22) kreisförmig angeordneten, Halteeinheiten (24), wobei jede Halteeinheit (24) eine Aufnahme (26) zur Aufnahme eines freien Endes (18) eines Schenkels (16) eines Leiterstücks (12) aufweist, wobei die Aufnahmen (26) ausgebildet und angeordnet sind, um alle auf einer Kreisbahn angeordneten freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) aufzunehmen, wobei jede Aufnahme (26) zwischen einer inneren Stellung (28) und einer äußeren Stellung (30) entlang einer vom Mittelpunkt (22) ausgehenden Radialrichtung (32) bewegbar ausgebildet ist, um einen Aufweitvorgang durchzuführen, insbesondere wobei die Aufnahmen (26) entlang einer zur Radialrichtung (32) orthogonal orientierten Axialrichtung (34) bewegbar ausgebildet sind, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke (12) auszugleichen, insbesondere wobei die Aufnahmen (26) um eine durch den Mittelpunkt (22) verlaufende und parallel zur Axialrichtung (34) ausgerichtete Rotationsachse (36) drehbar ausgebildet sind, um einen Verdrehvorgang durchzuführen, wobei die Vorrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass die in den Aufnahmen (26) aufgenommenen freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) während des gesamten Verdrehvorgangs und während des gesamten Aufweitvorgangs der Leiterstücke (12) mittels der Vorrichtung (10) in den Aufnahmen (26) der Halteeinheiten (24) verbleiben.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mindestens eine weitere Halteeinrichtung (38) mit mehreren, insbesondere um den Mittelpunkt (22) kreisförmig angeordneten, weiteren Halteeinheiten (40) umfasst, wobei jede weitere Halteeinheit (40) eine weitere Aufnahme (42) zur Aufnahme eines freien Endes (18) eines Schenkels (16) eines Leiterstücks (12) aufweist, wobei die weiteren Aufnahmen (42) ausgebildet und angeordnet sind, um alle auf einer weiteren Kreisbahn angeordneten freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) aufzunehmen, wobei jede weitere Aufnahme (42) zwischen einer inneren Stellung und einer äußeren Stellung entlang der Radialrichtung (32) bewegbar ausgebildet ist, um einen Aufweitvorgang durchzuführen, insbesondere wobei die weiteren Aufnahmen (42) entlang der Axialrichtung (34) bewegbar ausgebildet sind, um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke (12) auszugleichen, insbesondere wobei die weiteren Aufnahmen (42) um die Rotationsachse (36) drehbar ausgebildet sind, um einen Verdrehvorgang durchzuführen, wobei die Vorrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass die in den weiteren Aufnahmen (42) aufgenommenen freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) während des gesamten Verdrehvorgangs und während des gesamten Aufweitvorgangs der Leiterstücke (12) mittels der Vorrichtung (10) in den weiteren Aufnahmen (42) der weiteren Halteeinheiten (40) verbleiben.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (26), die weiteren Aufnahmen (42), die Halteeinheiten (24) und/oder die weiteren Halteeinheiten (40) jeweils einstückig ausgebildet sind.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (26) und/oder die weiteren Aufnahmen (42) quaderförmig ausgebildet sind.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheiten (24) jeweils einen Fortsatz (44) aufweisen, der in eine Kulissenbahn (46) eingreift, wobei insbesondere mehrere Kulissenbahnen (46), insbesondere alle Kulissenbahnen (46), in einem Kulissenelement (48) angeordnet sind, wobei die Kulissenbahnen (46) derart auf dem Kulissenelement (48) angeordnet sind, dass die Halteeinheiten (24) und die Aufnahmen (26) durch eine Rotationsbewegung des Kulissenelements (48) entlang der Radialrichtung (32) bewegbar sind, wobei die Halteeinheiten (24) jeweils über eine Führungseinrichtung (50) derart geführt sind, dass die Halteeinheiten (24) und die Aufnahmen (26) ausschließlich entlang der Radialrichtung (32) bewegbar sind.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Halteeinheiten (40) jeweils einen weiteren Fortsatz (52) aufweisen, der in eine weitere Kulissenbahn (54) eingreift, wobei insbesondere mehrere weitere Kulissenbahnen (54), insbesondere alle weiteren Kulissenbahnen (54), in einem weiteren Kulissenelement (56) angeordnet sind, wobei die weiteren Kulissenbahnen (54) derart auf dem weiteren Kulissenelement (56) angeordnet sind, dass die weiteren Halteeinheiten (40) durch eine Rotationsbewegung des weiteren Kulissenelements (56) entlang der Radialrichtung (32) bewegbar sind, wobei die weiteren Halteeinheiten (40) jeweils über eine weitere Führungseinrichtung (58) derart geführt sind, dass die weiteren Halteeinheiten (40) ausschließlich entlang der Radialrichtung (32) bewegbar sind.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (26) und/oder die weiteren Aufnahmen (42) jeweils mindestens eine, insbesondere zwei, insbesondere gekrümmt geformte, Anlagefläche (60) aufweisen, wobei die Aufnahmen (26) und/oder die weiteren Aufnahmen (42) derart eingerichtet sind, dass während des Verdrehvorgangs das in der Aufnahme (26) und/oder der weiteren Aufnahme (42) aufgenommene freie Ende (18) eines Schenkels (16) eines Leiterstücks (12) an die Anlagefläche (60) der jeweiligen Aufnahme (26) und/oder der jeweiligen weiteren Aufnahme (42) gedrückt wird, so dass die Kontur der Anlagefläche (60) dem jeweiligen freien Ende (18) aufgeprägt wird.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (26) und/oder die weiteren Aufnahmen (42) jeweils mindestens eine, insbesondere zwei, insbesondere gekrümmt geformte, weitere Anlagefläche (62) aufweisen, wobei die Aufnahmen (26) und/oder die weiteren Aufnahmen (42) derart eingerichtet sind, dass während des Aufweitvorgangs das in der Aufnahme (26) und/oder der weiteren Aufnahme (42) aufgenommene freie Ende (18) eines Schenkels (16) eines Leiterstücks (12) an die weitere Anlagefläche (62) der jeweiligen Aufnahme (26) und/oder der jeweiligen weiteren Aufnahme (42) gedrückt wird, so dass die Kontur der weiteren Anlagefläche (62) dem jeweiligen freien Ende (18) aufgeprägt wird.
Verfahren zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken (12), vorzugsweise Hairpins, die insbesondere mit rechteckigem Leiterquerschnitt ausgebildet sind, wobei die Leiterstücke (12) in einem Statorkern (14) angeordnet sind, wobei jedes Leiterstück (12) mindestens einen, insbesondere zwei Schenkel (16) aufweist, wobei jeder Schenkel (16) mit einem freien Ende (18) aus dem Statorkern (14) herausragt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: - Aufnehmen der freien Enden (18), insbesondere aller auf derselben Kreisbahn angeordneter freien Enden (18), insbesondere aller Enden (18), der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) in Aufnahmen (26); - Durchführen eines Aufweitvorgangs durch ein Bewegen jeder der Aufnahmen (26) entlang einer Radialrichtung (32), insbesondere aus einer inneren Stellung (28) in eine äußere Stellung (30), um die Leiterstücke (12) aufzuweiten; - Durchführen eines Längenausgleichvorgangs durch ein Bewegen der Aufnahmen (26) und/oder der Leiterstücke (12) entlang einer zur Radialrichtung (32) orthogonal orientierten Axialrichtung (34), um eine Längenkontraktion beim Umformen der Leiterstücke (12) auszugleichen; - Durchführen eines Verdrehvorgangs durch ein Drehen der Aufnahmen (26) und/oder der Leiterstücke (12) um eine parallel zur Axialrichtung (34) ausgerichtete Rotationsachse (36), um die Leiterstücke (12) zu verdrehen; - wobei die in den Aufnahmen (26) aufgenommenen freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) während des Aufweitvorgangs, des Längenausgleichvorgangs und des Verdrehvorgangs in den Aufnahmen (26) verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitvorgang, der Verdrehvorgang und der Längenausgleichvorgang zeitgleich durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitvorgang und der Verdrehvorgang zeitlich nacheinander durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen der freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) in den Aufnahmen (26) durchgeführt wird, indem zunächst die Aufnahmen (26) und/oder die freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) entlang der Axialrichtung (34) in einer ersten Relativbewegung aufeinander zubewegt werden, insbesondere bis die freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) teilweise in den Aufnahmen (26) aufgenommen sind, danach die Aufnahmen (26) entlang der Radialrichtung (32) bewegt werden und anschließend die Aufnahmen (26) und/oder die freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) entlang der Axialrichtung (34) in einer zweiten Relativbewegung weiter aufeinander zubewegt werden, bis die freien Enden (18) der Schenkel (16) der Leiterstücke (12) vollständig in den Aufnahmen (26) aufgenommen sind.
Verwendung einer Vorrichtung (10) zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Durchführen eines Verfahren zum Verdrehen und Aufweiten von Leiterstücken (12) nach einem der Ansprüche 9 bis 12.