EP3774110B1 - Vorrichtung zum richten von drahtenden - Google Patents

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EP3774110B1
EP3774110B1 EP19717269.5A EP19717269A EP3774110B1 EP 3774110 B1 EP3774110 B1 EP 3774110B1 EP 19717269 A EP19717269 A EP 19717269A EP 3774110 B1 EP3774110 B1 EP 3774110B1
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EP
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straightening
clamping
wire ends
elements
wire
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Jürgen Schaffert
Rüdiger Brandau
Rainer Lenz
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Vitesco Technologies GmbH
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Vitesco Technologies GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F1/00—Bending wire other than coiling; Straightening wire
    • B21F1/02—Straightening

Definitions

  • the invention relates to a device for straightening protruding wire ends of enamelled copper wires of a coil arrangement of electric motors.
  • a device for inserting cable ends into circuit boards has become known, in which a gripper which can be moved parallel to the axial direction of the cable end holds the cable end on an insulation and a pliers-like straightening tool straightens the non-insulated tip of the cable end. The pliers-like straightening tool then moves apart and the cable is guided into the circuit board by the gripper. Straightening protruding wire ends of enamelled copper wires is not possible with a gripper that can be moved parallel to the axial direction of the wire end.
  • the JP S 61 22236 U discloses a device for soldering a component to a circuit board.
  • JP S60 255224 A discloses a slider with a slot-like recess for supporting a wire end of a coil. The slider is pushed over the end of the wire with the slot-like recess and then a mold plate is guided into the recess to shape the end of the wire. This device is only suitable for very stiff wire ends, where bending away when the slider moves is impossible.
  • the invention is based on the problem of creating a device with which an additional component that has to be assembled is avoided and with which damage to the wire ends can be avoided.
  • a clamping device for clamping the wire ends at a distance from their free ends and a straightening device for straightening the free ends of the wire ends that protrude above the clamping device.
  • the wire ends are initially held by the clamping device at a distance from their free ends.
  • Appropriate design of the clamping device prevents damage, particularly to enamelled copper wires. Then leave it The free ends of the wire ends are aligned by the straightening device and thus brought into the intended shape. This means that the wire ends are brought into the intended shape without the use of additional components.
  • the motor assembly having the coil arrangement can then be inserted into the injection molding tool.
  • the device is particularly compact if the clamping device and the straightening device are arranged in two levels one above the other.
  • An electric motor usually has at least two wire ends that need to be straightened.
  • the device enables rapid processing of several wire ends if the clamping device and the straightening device are designed for simultaneous clamping and straightening of several wire ends.
  • the clamping device has two clamping elements that can be moved relative to one another between a clamping position and a release position and that wire ends inserted in the clamping position are held in a non-positive manner and in the release position The frictional connection with the inserted wire ends is released.
  • uniform clamping of the wire ends can be ensured if the clamping elements are each connected to an actuator and can be moved transversely to the axis of the wire ends.
  • the straightening of the wire ends is particularly simple if the straightening device has two straightening elements that can be moved relative to one another between a straightening position for bending or straightening the wire ends and a release position. To When processing several wire ends at the same time, the straightening elements can be shaped accordingly.
  • one of the straightening elements could be fixed and the other of the straightening elements could be moved.
  • this can lead to undesirable stress on the wire ends.
  • the load on the wire ends can be kept particularly low if the two straightening elements are each connected to an actuator and can be moved transversely to the axis of the wire ends. Due to this design, the straightening elements move towards each other and straighten the end of the wire, which is preferably held centrally by the clamping device.
  • lateral bending of the wire ends during straightening can be easily avoided if the straightening elements are designed prism-shaped. This design guides the wire end into the intended shape.
  • the device can be easily converted for multiple wire ends, different shapes or for different cross sections of the wire ends if the straightening elements are releasably fastened in the straightening device.
  • This design makes it possible to replace the straightening elements and thus adapt the straightening device to the number, the shape to be straightened and the cross section of the wire ends.
  • a screw connection is particularly suitable for detachable fastening.
  • the actuators for driving the straightening elements and the clamping elements can be arranged on one side if one of the straightening elements and one of the clamping elements are connected to the respective actuator via tie rods. Due to this design, the device projects laterally beyond the coil arrangement, so that if there are several wire ends to be straightened, several devices are connected to one another can be coupled. This also makes the device particularly compact.
  • Figure 1 shows a straightening tool with three interconnected devices 1 and a coil arrangement 2.
  • the devices are used to straighten wire ends 3 of the coil arrangement 2 before inserting the coil arrangement 2 into an injection molding tool.
  • the devices 1 are connected to one another via a ring carrier 4 and can be pushed along several vertical guide columns 5 onto the wire ends 3 projecting from the coil arrangement 2, so that each of the devices 1 accommodates two wire ends 3.
  • the devices 1 are each used to simultaneously clamp and straighten two wire ends 3.
  • the coil arrangement 2 is part of a stator, not shown Small electric motor, which is often used as a servomotor in today's motor vehicles.
  • FIG 2 shows one of the devices 1 Figure 1 in a perspective view.
  • the device 1 has a clamping device 6 and a straightening device 7.
  • the clamping device 6 serves to clamp the wire ends 3 at a distance from their free ends, while the straightening device 7 is arranged sandwich-like above the clamping device 6 and is designed to straighten the free ends of the wire ends 3 .
  • the clamping device 6 and the straightening device 7 thus lie in two levels one above the other and each have two actuators 8 - 11 for driving clamping elements 12, 13 and straightening elements 14, 15.
  • the actuators 8, 9 of the clamping device 6 are in Figure 3 visible in a top view.
  • the actuators 8 - 11 are designed as double-acting pneumatic cylinders and enable the clamping elements 12, 13 of the clamping device 6 and the straightening elements 14, 15 of the straightening device 7 to move towards one another.
  • the actuators 8 - 11 designed as pneumatic cylinders enable the clamping elements 12, 13 or the directional elements 14, 15 to be actively moved away from one another and actively moved towards one another transversely to the in Figure 1 shown axes of the wire ends 3.
  • the wire ends 3 are thus held in a non-positive manner in a defined position when the clamping elements 12, 13 move towards one another and can be directed into the desired shape by the straightening elements 14, 15. Subsequently, straightening elements 14, 15 and clamping elements 12, 13 are moved away from each other and the coil arrangement 2 can be removed from the straightening tool with the straightened wire ends 3.
  • Figure 3 shows a top view of the device 1 Figure 1 that in the straightening device 7, the actuator 10 close to the straightening elements 14, 15 is connected directly to one of the straightening elements 14, while the actuator 11 far from the straightening elements 14, 15 is connected to the second straightening element 15 via tie rods 16.
  • the directional elements 14, 15 are prism-shaped and releasably attached to the straightening device 7. This means that the straightening device 7 can be converted, for example, to straighten a single wire end 3 or three wire ends 3 by replacing the straightening elements 14, 15.
  • Figure 4 shows in a side view of the device 1 that the clamping device 6 is constructed analogously to the straightening device 7 and also has tie rods 17 for connecting the one actuator 9 to the one clamping element 13. Furthermore, the clamping device 6 and the straightening device 7 each have adjusting screws 18, 19 for adjusting stops (not shown) of the clamping element 13 and straightening element 15 connected to the tie rods 16, 17.
  • Figure 5 shows a central sectional view through the device 1 Figure 3 along the line V - V. It can be seen here that the straightening elements 14, 15 mesh with one another like a comb. This means that the wire ends 3 are guided into the intended shape.
  • the clamping elements 12, 13 have small dimensions compared to the straightening elements 14,15.
  • Figure 6 shows a side sectional view through the device 1 for clarity Figure 3 along line VI - VI in the area of tie rods 16, 17.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Richten von abstehenden Drahtenden von Kupferlackdrähten einer Spulenanordnung von Elektromotoren.
  • Insbesondere bei Kleinmotoren, wie sie häufig in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, werden zur Erstellung einer Motorbaugruppe Spulen mit abstehenden Drahtenden für einen Spritzgussvorgang in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt. Weil sich verbogene Drahtenden nicht in das Spritzgusswerkzeug einlegen lassen, wird von Hand ein glockenförmiges Bauteil über die Drahtenden geschoben. Dieses glockenförmige Bauteil richtet die Drahtenden und hält diese in einer vorgesehenen Position. Nachteilig hierbei ist, dass das glockenförmige Bauteil ein zusätzlich zu fertigendes Bauteil ist und einen eigenen Montageschritt erfordert.
  • Man könnte daran denken, die Drahtenden mittels einer Zange zu richten. Dies würde jedoch zu Beschädigungen der Drahtenden, insbesondere des Lacks bei Kupferlackdrähten führen.
  • Aus der JP S61 33725 A ist eine Vorrichtung zur Einführung von Kabelenden in Platinen bekannt geworden, bei der ein parallel zur Achsrichtung des Kabelendes verschiebbarer Greifer das Kabelende an einer Isolation hält und ein zangenartiges Richtwerkzeug die nicht isolierte Spitze des Kabelendes richtet. Anschließend bewegt sich das zangenartige Richtwerkzeug auseinander und das Kabel wird von dem Greifer in die Platine geführt. Das Richten von abstehenden Drahtenden von Kupferlackdrähten ist mit einem parallel zur Achsrichtung des Drahtendes verschieblichen Greifers nicht möglich.
  • Die JP S 61 22236 U offenbart eine Vorrichtung zur Verlötung eines Bauelementes auf einer Platine.
  • Die gattungsgemäße JP S60 255224 A offenbart einen Schieber mit einer schlitzartigen Ausnehmung zur Abstützung eines Drahtendes einer Spule. Der Schieber wird mit der schlitzartigen Ausnehmung über das Drahtende geschoben und anschließend eine Formplatte in die Ausnehmung geführt, um das Drahtende zu formen. Diese Vorrichtung ist nur für sehr steife Drahtenden geeignet, bei welchen ein Wegbiegen bei der Bewegung des Schiebers ausgeschlossen ist.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein zusätzlich zu montierendes Bauteil vermieden wird und mit welchem eine Beschädigung der Drahtenden vermieden werden kann.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Klemmvorrichtung zum Klemmen der Drahtenden mit Abstand zu deren freien Enden und eine Richtvorrichtung zum Richten der über der Klemmvorrichtung überstehenden freien Enden der Drahtenden.
  • Durch diese Gestaltung werden die Drahtenden mit Abstand zu deren freien Enden von der Klemmeinrichtung zunächst gehalten. Durch eine entsprechende Gestaltung der Klemmeinrichtung werden Beschädigungen insbesondere bei Kupferlackdrähten vermieden. Anschließend lassen sich die freien Enden der Drahtenden von der Richteinrichtung richten und damit in eine vorgesehene Form bringen. Damit werden ohne Einsatz von weiteren Bauteilen die Drahtenden auf eine vorgesehene Form gebracht. Die die Spulenanordnung aufweisende Motorbaugruppe lässt sich anschließend in das Spritzgusswerkzeug einsetzen. Die Vorrichtung gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kompakt, wenn die Klemmvorrichtung und die Richtvorrichtung in zwei übereinander liegenden Ebenen angeordnet sind.
  • Meist hat ein Elektromotor zumindest zwei Drahtenden, welche gerichtet werden müssen. Die Vorrichtung ermöglicht gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine schnelle Bearbeitung mehrerer Drahtenden, wenn die Klemmvorrichtung und die Richtvorrichtung zum gleichzeitigen Klemmen und Richten von mehreren Drahtenden ausgebildet sind.
  • Eine Fixierung der Drähte beim Richten der Drahtenden gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn die Klemmvorrichtung zwei zwischen einer Klemmstellung und einer Freigabestellung relativ zueinander verfahrbare Klemmelemente hat und dass in der Klemmstellung eingelegte Drahtenden kraftschlüssig gehalten sind und in der Freigabestellung ein Kraftschluss mit eingelegten Drahtenden gelöst ist.
  • Ein gleichmäßiges Einklemmen der Drahtenden lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sicherstellen, wenn die Klemmelemente jeweils mit einem Aktor verbunden sind und quer zur Achse der Drahtenden verfahrbar sind. Das Richten der Drahtenden gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn die Richtvorrichtung zwei zwischen einer Richtstellung zur Biegung oder zum Richten der Drahtenden und einer Freigabestellung relativ zueinander verfahrbare Richtelemente hat. Zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Drahtenden können die Richtelemente entsprechend geformt sein.
  • Im konstruktiv einfachsten Fall könnte eines der Richtelemente feststehend und das andere der Richtelemente verfahrbar sein. Dies kann jedoch zu einer unerwünschten Belastung der Drahtenden führen. Die Belastung der Drahtenden lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die beiden Richtelemente jeweils mit einem Aktor verbunden und quer zur Achse der Drahtenden verfahrbar sind. Durch diese Gestaltung bewegen sich die Richtelemente aufeinander zu und richten das vorzugsweise mittig von der Klemmvorrichtung gehaltene Drahtende.
  • Ein seitliches Abknicken der Drahtenden beim Richten lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Richtelemente prismenförmig gestaltet sind. Durch diese Gestaltung wird das Drahtende in die vorgesehene Form geführt.
  • Die Vorrichtung lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung einfach für mehrere Drahtenden, unterschiedliche Formen oder für unterschiedliche Querschnitte der Drahtenden umrüsten, wenn die Richtelemente lösbar in der Richtvorrichtung befestigt sind. Diese Gestaltung ermöglicht das Auswechseln der Richtelemente und damit die Anpassung der Richtvorrichtung auf die Anzahl, die zu richtende Form und den Querschnitt der Drahtenden. Zur lösbaren Befestigung eignet sich insbesondere eine Verschraubung.
  • Die Aktoren zum Antrieb der Richtelemente und der Klemmelemente lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auf einer Seite anordnen, wenn eines der Richtelemente und eines der Klemmelemente über Zugstangen mit dem jeweiligen Aktor verbunden sind. Durch diese Gestaltung überragt die Vorrichtung die Spulenanordnung seitlich, so dass bei mehreren zu richtenden Drahtenden mehrere Vorrichtungen miteinander gekoppelt werden können. Die Vorrichtung gestaltet sich hierdurch zudem besonders kompakt.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
    • Fig.1
    eine perspektivische Darstellung eines Richtwerkzeuges mit drei Vorrichtungen zum Richten von Drahtenden,
    Fig.2
    eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer der Vorrichtungen aus Figur 1,
    Fig.3
    eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus Figur 1,
    Fig.4
    eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Figur 1,
    Fig.5
    eine Schnittdarstellung der Vorrichtung aus Figur 3 entlang der Linie V - V,
    Fig.6
    eine Schnittdarstellung der Vorrichtung aus Figur 3 entlang der Linie VI - VI.
  • Figur 1 zeigt ein Richtwerkzeug mit drei miteinander verbundenen Vorrichtungen 1 und eine Spulenanordnung 2. Die Vorrichtungen dienen zum Richten von Drahtenden 3 der Spulenanordnung 2 vor dem Einlegen der Spulenanordnung 2 in ein Spritzgusswerkzeug. Die Vorrichtungen 1 sind über einen Ringträger 4 miteinander verbunden und lassen sich entlang mehrerer vertikaler Führungssäulen 5 auf die von der Spulenanordnung 2 abstehenden Drahtenden 3 schieben, so dass jede der Vorrichtungen 1 zwei Drahtenden 3 aufnimmt. Die Vorrichtungen 1 dienen jeweils zum gleichzeitigen Klemmen und Richten zweier Drahtenden 3. Die Spulenanordnung 2 ist Teil eines Stators eines nicht dargestellten elektrischen Kleinmotors, welcher als Stellmotor in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt wird.
  • Figur 2 zeigt eine der Vorrichtungen 1 aus Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Vorrichtung 1 hat eine Klemmvorrichtung 6 und eine Richtvorrichtung 7. Die Klemmvorrichtung 6 dient zum Klemmen der Drahtenden 3 mit Abstand zu deren freien Enden, während die Richtvorrichtung 7 sandwichartig über der Klemmvorrichtung 6 angeordnet ist und zum Richten der freien Enden der Drahtenden 3 ausgebildet ist. Die Klemmvorrichtung 6 und die Richtvorrichtung 7 liegen damit in zwei übereinander liegenden Ebenen und weisen jeweils zwei Aktoren 8 - 11 zum Antrieb von Klemmelementen 12, 13 und Richtelementen 14, 15 auf. Die Aktoren 8, 9 der Klemmvorrichtung 6 sind in Figur 3 in einer Draufsicht zu erkennen. Die Aktoren 8 - 11 sind als doppelt wirkende Pneumatikzylinder ausgebildet und ermöglichen eine Bewegung der Klemmelemente 12, 13 der Klemmvorrichtung 6 und der Richtelemente 14, 15 der Richtvorrichtung 7 aufeinander zu.
  • Die als Pneumatikzylinder ausgebildeten Aktoren 8 - 11 ermöglichen ein aktives voneinander weg Bewegen und aktives aufeinander zu Bewegen der Klemmelemente 12, 13 oder der Richtelemente 14, 15 quer zur in Figur 1 dargestellten Achsen der Drahtenden 3. Damit werden die Drahtenden 3 bei aufeinander zu bewegten Klemmelementen 12, 13 kraftschlüssig in einer definierten Position gehalten und können von den Richtelementen 14, 15 in die gewünschte Form gerichtet werden. Anschließend werden Richtelemente 14, 15 und Klemmelemente 12, 13 voneinander wegbewegt und die Spulenanordnung 2 kann mit den gerichteten Drahtenden 3 aus dem Richtwerkzeug entnommen werden.
  • Figur 3 zeigt in einer Draufsicht auf die Vorrichtung 1 aus Figur 1, dass bei der Richtvorrichtung 7 der die den Richtelementen 14, 15 nahe Aktor 10 unmittelbar mit einem der Richtelemente 14 verbunden ist, während der den Richtelementen 14, 15 ferne Aktor 11 über Zugstangen 16 mit dem zweiten Richtelement 15 verbunden ist. Die Richtelemente 14, 15 sind prismenförmig gestaltet und lösbar in der Richtvorrichtung 7 befestigt. Damit kann die Richtvorrichtung 7 durch Auswechseln der Richtelemente 14, 15 beispielsweise zum Richten eines einzelnen Drahtendes 3 oder dreier Drahtenden 3 umgerüstet werden.
  • Figur 4 zeigt in einer Seitenansicht der Vorrichtung 1, dass die Klemmvorrichtung 6 analog wie die Richtvorrichtung 7 aufgebaut ist und ebenfalls Zugstangen 17 hat zur Verbindung des einen Aktors 9 mit dem einen Klemmelement 13 hat. Weiterhin haben die Klemmvorrichtung 6 und die Richtvorrichtung 7 jeweils Stellschrauben 18, 19 zur Einstellung von nicht näher dargestellten Anschlägen der mit den Zugstangen 16, 17 verbundenen Klemmelementes 13 und Richtelementes 15.
  • Figur 5 zeigt eine mittige Schnittdarstellung durch die Vorrichtung 1 aus Figur 3 entlang der Linie V - V. Hierbei ist zu erkennen, dass die Richtelemente 14, 15 kammartig ineinander greifen. Damit werden die Drahtenden 3 in die vorgesehene Form geführt. Die Klemmelemente 12, 13 weisen im Vergleich zu den Richtelementen 14,1 5 kleine Abmessungen auf.
  • Figur 6 zeigt zur Verdeutlichung eine seitliche Schnittdarstellung durch die Vorrichtung 1 aus Figur 3 entlang der Linie VI - VI im Bereich der Zugstangen 16, 17.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zum Richten von abstehenden Drahtenden (3) von Kupferlackdrähten einer Spulenanordnung (2) von Elektromotoren, gekennzeichnet durch eine Klemmvorrichtung (6) zum Klemmen der Drahtenden (3) mit Abstand zu deren freien Enden und eine Richtvorrichtung (7) zum Richten der über der Klemmvorrichtung (6) überstehenden freien Enden der Drahtenden (3).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (6) und die Richtvorrichtung (7) in zwei übereinander liegenden Ebenen angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (6) und die Richtvorrichtung (7) zum gleichzeitigen Klemmen und Richten von mehreren Drahtenden (3) ausgebildet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (6) zwei zwischen einer Klemmstellung und einer Freigabestellung relativ zueinander verfahrbare Klemmelemente (12, 13) hat und dass in der Klemmstellung eingelegte Drahtenden (3) kraftschlüssig gehalten sind und in der Freigabestellung ein Kraftschluss mit eingelegten Drahtenden (3) gelöst ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (12, 13) jeweils mit einem Aktor (8, 9) verbunden sind und quer zur Achse der Drahtenden (3) verfahrbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtvorrichtung (7) zwei zwischen einer Richtstellung zur Biegung oder zum Richten der Drahtenden (3) und einer Freigabestellung relativ zueinander verfahrbare Richtelemente (14, 15) hat.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Richtelemente (14, 15) jeweils mit einem Aktor (10, 11) verbunden und quer zur Achse der Drahtenden eine Klemmvorrichtung zum Klemmen der Drahtenden und eine Richtvorrichtung zum Richten der über der Klemmvorrichtung überstehenden Drahtenden (3) verfahrbar sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtelemente (14, 15) prismenförmig gestaltet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtelemente (14, 15) lösbar in der Richtvorrichtung (7) befestigt sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Richtelemente (15) und eines der Klemmelemente (13) über Zugstangen (16, 17) mit dem jeweiligen Aktor (9, 11) verbunden sind.
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