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Die Erfindung betrifft eine Einbringvorrichtung für einen Isolierstreifen bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen.
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Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet von Vorrichtungen zum Formen und Positionieren von Isolationsmaterial in den Nuten von Statoren und Rotoren für elektrische Maschinen.
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Es gibt die unterschiedlichsten Arten von elektrischen Motoren. Der wohl wesentlichste Unterschied zwischen den einzelnen Typen liegt in der Stromversorgung. Dabei wird bereits bei der Konstruktion festgelegt, ob der Motor mit Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom gespeist werden muss.
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Aber auch die Erzeugung der erforderlichen Magnetfelder geschieht bei den jeweiligen Motoren auf unterschiedliche Art und Weise. Neben starken Dauermagneten kommen je nach Verwendungszweck auch Elektromagnete zum Einsatz. Im einfachsten Fall wird dazu über einen Eisenkern aus Blechplatten eine Spule aus Kupferdraht gewickelt, um das erforderliche Magnetfeld zu erzeugen.
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Die Wickeltechnik bestimmt wesentlich die Eigenschaften von wicklungsbehafteten, elektromechanischen Baugruppen, wie beispielsweise Isolationsfestigkeit oder Gütefaktor.
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Die Wicklungen sind in Nuten angeordnet, die in einem Kern ausgebildet sind. In einigen Fällen können die Nuten mit Nutauskleidungen versehen sein, welche die Wicklungen während der Installation schützen.
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Um einen Kurzschluss zwischen dem Statorgrundkörper oder Rotorgrundkörper oder Einzelzahngrundkörper und der Wicklung sicher und zuverlässig zu verhindern, wird ein Isolationspapier verwendet, das zwischen Statorgrundkörper oder Rotorgrundkörper oder Einzelzahngrundkörper und Wicklung eingebracht wird. Ein solches Isolationspapier wird mittels eines Schneidmessers oder Stanzelements aus einer Papierbahn ausgeschnitten, wobei zuvor mittels Prägerollen Knickkanten aufgeprägt werden. Das aus der Papierbahn ausgeschnittene Element kann dann an den Knickkanten gefaltet werden, um das so entstehende Isolationspapier an den Statorgrundkörper oder Rotorgrundkörper oder Einzelzahngrundkörper anzulegen, insbesondere in die Nuten des Statorgrundkörpers oder Rotorgrundkörpers oder Einzelzahngrundkörpers einzulegen.
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Bekannte Verfahren zeigen, dass einzeln geformte Isolierstreifen als U-Shapes in die Nuten gefügt werden. Diese Verfahren haben den Nachteil, dass sie hohe Genauigkeiten und enge Toleranzen beim Positionieren und Fügen des Isoliermaterials brauchen. Manche Fügemethoden in Kombination mit speziellen Isoliermaterialen stoßen an Grenzen, teilweise lassen sich die Isolierstoffe nicht wiederholgenau positionieren und serienrobust fügen.
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Die Erfindung hat die Aufgabe eine Einbringvorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile im Stand der Technik überwindet und die eine kontinuierliche und exakte Positionierung von Isolationsmaterial in einer Nut erlaubt.
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Die Aufgabe wird durch eine Einbringvorrichtung für einen Isolierstreifen bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen bilden den Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
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Die Erfindung umfasst eine Einbringvorrichtung für einen Isolierstreifen bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen. Die Einbringvorrichtung umfasst einen Halteabschnitt zum Fixieren eines in eine Nut eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifens. Die Einbringvorrichtung umfasst weiterhin ein Transportelement zum Aufnehmen und Bewegen eines in eine Nut einbringbaren Isolierstreifens Das Transportelement ist in einer ersten Richtung um eine Länge verfahrbar, die der Tiefe einer Nut entspricht. In einer zweiten Richtung ist das Transportelement entlang der Tiefe einer Nut verfahrbar. Dadurch kann das Isolationsmaterial sehr präzise in die Nut eingefügt werden, wobei der gesamte Fügeprozess eine hohe Toleranz gegenüber Schwankungen hinsichtlich des eingesetzten Isolationsmaterials aufweist.
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Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass die Einbringvorrichtung ferner einen Hubabschnitt umfasst, der derart ausgebildet ist, um einen in eine Nut eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifen von unten abzustützen, sodass eine nach oben gerichtete Schlaufe gebildet wird. Dadurch wird der Isolierstreifen zusätzlich gehalten und kann so sicher in die entsprechende Nut eingefügt werden, indem der Isolierstreifen an den Nutwänden nach unten gleitet und die vorgesehene Endposition in der Stator-Nut / Rotor-Nut einnimmt.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn das Transportelement einen Abschnitt zum Fixieren eines in eine Nut einbringbaren Isolierstreifens umfasst. Dies ermöglicht eine Aufnahme des Isolierstreifens in das Transportelement durch einen Klemmmechanismus.
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Nach einem bevorzugten Aspekt umfasst der Halteabschnitt eine Schulter, die derart ausgebildet ist, um einen in eine Nut einbringbaren Isolierstreifen an einer vorbestimmten Position zu fixieren. Dies ermöglicht, dass der Isolierstreifen während des Fügeprozesses in die Nut nicht verrutscht.
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Nach einem vorteilhaften Aspekt umfasst die Einbringvorrichtung ferner ein Fixierelement, welches derart ausgebildet ist, um von oben gegen einen in eine Nut eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifen zu drücken. Dieses Fixierelement erlaubt, dass der in die Nut eingefügte Isolierstreifen temporär fixiert wird und nicht beim Ausfahren des Transportelementes aus der Nut mitgerissen wird und auf diese Weise nach dem Fügen wieder verrutscht.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Fixierelement derart ausgebildet ist, um vollflächig gegen einen in eine Nut eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifen zu drücken. Dies stellt sicher, dass der Isolierstreifen als Ganzes an der vorbestimmten Position in der Nut gehalten wird und nicht stellenweise verrutscht.
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Vorteilhafterweise umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Einbringen eines Isolierstreifens in eine Nut eines Rotors oder Stators umfassend die Schritte:
- • Bereitstellung einer Einbringvorrichtung
- • Auflegen eines Isolierstreifens auf einen Rotor oder Stator
- • Verfahren eines Transportelementes in einer ersten Richtung um eine Länge, die der Tiefe einer Nut entspricht
- • Aufnahme eines Isolierstreifens durch das Transportelement
- • Verfahren des Transportelementes in eine der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung, sodass der Isolierstreifen eine nach oben gerichtete Schlaufe mit einer Flanke mit einer Länge, die der Tiefe der Nut entspricht, ausbildet
- • Verfahren des Transportelementes in eine Richtung entlang der Tiefe der Nut.
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Dies ermöglicht das präzise Fügen eines Isolierstreifens in die Nuten eines Rotors oder Stators, sodass ein kontinuierlicher Fügeprozess abgebildet werden kann.
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Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass die Schritte
- • Verfahren eines Transportelementes in einer ersten Richtung um eine Länge, die der Tiefe einer Nut entspricht
- • Aufnahme eines Isolierstreifens durch das Transportelement zeitgleich mit einem Schritt
- • Drehen eines Rotors oder Stators um den Winkel, der einer Nut entspricht, erfolgt.
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Dies ermöglicht, dass der Isolierstreifen in einem kontinuierlichen Prozess in die Nuten des Rotors oder Stators eingefügt werden kann und der Isolierstreifen als fortlaufender Materialstreifen in die Nuten eingefügt werden kann.
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Die Erfindung soll nachfolgend durch Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden. Hierzu zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung für einen Isolierstreifen bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen mit einem Transportelement und einem Halteabschnitt;
- 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung für einen Isolierstreifen bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen mit einem Hubabschnitt zu Herstellung einer nach oben gerichteten Schlaufe des Isolierstreifens;
- 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung für einen Isolierstreifen bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen mit einem Fixierelement; und
- 4 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung, in der das Fixierelement derart ausgebildet ist, um vollflächig gegen einen in eine Nut eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifen zu drücken.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung 1 für einen Isolierstreifen 2 bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen gezeigt. Die Einbringvorrichtung 1 umfasst einen Halteabschnitt 3 zum Fixieren eines in eine Nut 4 eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifens 2. Ferner umfasst die Einbringvorrichtung 1 ein Transportelement 5 zum Aufnehmen und Bewegen eines in eine Nut 4 einbringbaren Isolierstreifens 2. Das Transportelement 5 ist in einer ersten Richtung um eine Länge verfahrbar, die der Tiefe einer Nut 4 entspricht, und in einer zweiten Richtung entlang der Tiefe einer Nut 4 verfahrbar.
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Das Transportelement 5 umfasst einen Abschnitt zum Fixieren eines in eine Nut 4 einbringbaren Isolierstreifens 2. Mit diesem Abschnitt nimmt das Transportelement 5 einen vorbestimmten Abschnitt eines in die Nut 4 einbringbaren Isolierstreifens 2 auf und positioniert diesen entlang eines Rotors oder Stators.
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Beispielsweise ist das Transportelement 5 länglich ausgeführt.
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Ein Verfahren zum Einbringen eines Isolierstreifens 2 in eine Nut 4 eines Rotors oder Stators umfasst die Schritte:
- • Bereitstellung einer Einbringvorrichtung 1
- • Auflegen eines Isolierstreifens 2 auf einen Rotor oder Stator
- • Verfahren eines Transportelementes 5 in einer ersten Richtung um eine Länge, die der Tiefe einer Nut 4 entspricht
- • Aufnahme eines Isolierstreifens 2 durch das Transportelement 5
- • Verfahren des Transportelementes 5 in eine der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung, sodass der Isolierstreifen 2 eine nach oben gerichtete Schlaufe mit einer Flanke mit einer Länge, die der Tiefe der Nut 4 entspricht, ausbildet
- • Verfahren des Transportelementes 5 in eine Richtung entlang der Tiefe der Nut 4.
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Die Schritte
- • Verfahren eines Transportelementes 5 in einer ersten Richtung um eine Länge, die der Tiefe einer Nut 4 entspricht
- • Aufnahme eines Isolierstreifens 2 durch das Transportelement 5 erfolgen zeitgleich mit einem Schritt
- • Drehen eines Rotors oder Stators um den Winkel, der einer Nut 4 entspricht.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung 1 für einen Isolierstreifen 2 bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen. Die Einbringvorrichtung 1 umfasst einen Hubabschnitt 6, der derart ausgebildet ist, um einen in eine Nut 4 eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifen 2 von unten abzustützen, sodass eine nach oben gerichtete Schlaufe gebildet wird.
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Beispielsweise ist der Hubabschnitt 6 pilzartig ausgeführt.
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Der Halteabschnitt 3 umfasst eine Schulter 7, die derart ausgebildet ist, um einen in eine Nut 4 einbringbaren Isolierstreifen 2 an einer vorbestimmten Position zu fixieren. Denkbar ist auch, dass der Halteabschnitt mehrere Schultern 7 umfasst. In einer weiteren Ausführungsform hat der Halteabschnitt 3 eine viereckige Grundform. Möglich ist auch eine runde Grundform des Halteabschnittes 3.
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In 3 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung 1 für einen Isolierstreifen 2 bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen gezeigt. Die Einbringvorrichtung 1 umfasst ein Fixierelement 8, welches derart ausgebildet ist, um von oben gegen einen in eine Nut 4 eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifen 2 zu drücken.
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Beispielsweise ist das Fixierelement 8 mehrarmig ausgebildet. Denkbar ist auch das Fixierelement 8 einarmig auszubilden.
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4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung 1, in der das Fixierelement 8 derart ausgebildet ist, um vollflächig gegen einen in eine Nut 4 eines Rotors oder Stators einbringbaren Isolierstreifen 2 zu drücken.
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Bezugszeichen
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- 1
- Einbringvorrichtung
- 2
- Isolierstreifen
- 3
- Halteabschnitt
- 4
- Nut
- 5
- Transportelement
- 6
- Hubaschnitt
- 7
- Schulter
- 8
- Fixierelement
