EP3782269A1 - Vorrichtung und verfahren zur ausrichtung einer hairpinwicklung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur ausrichtung einer hairpinwicklung

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EP3782269A1
EP3782269A1 EP19718122.5A EP19718122A EP3782269A1 EP 3782269 A1 EP3782269 A1 EP 3782269A1 EP 19718122 A EP19718122 A EP 19718122A EP 3782269 A1 EP3782269 A1 EP 3782269A1
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EP
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gripper
contact
pair
grippers
pairs
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Pending
Application number
EP19718122.5A
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English (en)
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Inventor
Matthias Ebert
Bernhard BYZIO
Erhard WEHNER
Jürgen Tröster
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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    • H02K15/0421—Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils consisting of single conductors, e.g. hairpins

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for Ausrich device, in particular the guarantee of a radial distance, the hairpin ends to be joined together in the production of Hairpinwicklept for an electrical cal machine.
  • Object of the present invention is to provide a device which also allows accurate positioning of the contact ends, is easy to put down and provides a high process reliability.
  • a device for aligning the contact ends of Hair pins a Hairpinwicklung, wherein the contact ends of Hairpinwicklung in the circumferential direction extending double layers and a number of slots corresponding number of radially extending rows are arranged, wherein at least two double layers are IN ANY, and wherein two in a double layer of a Form row adjacent contact ends form a contact pair, characterized in that a gripper is provided, that the gripper has at least one side part, that the gripper has a partition, which is connected to the side part and at least partially tan gential between the contact pairs extending around the contact pair gripping positively, and that at least one operation is provided, by which the gripping fer radially movable to deform the at least one pair of contacts in the radial direction.
  • U-shaped bent conductor elements are used, which are inserted in the slots of a stator or rotor of an electrical machine, that their open ends, which represent the contact ends, arranged at one axial end, and all closed turning portions at the other axial end are.
  • the hairpins are arranged in several layers, wherein the two legs of a U-shaped conductor element are each arranged in different positions.
  • the contact ends are substantially formed per ply in different tangential directions per layer, so-called twists, to approximate contact of circumferentially spaced hairpins, thereby enabling electrically conductive bonding and thus formation of a coil of a plurality of hairpins.
  • connection takes place in each case between two adjacent contact ends of different layers, which thus form a contact pair and are combined to form double layers.
  • the double layers are preferably arranged in one of the number of slots corresponding number of radial rows, wherein the number of slots corresponds to the number of slots for receiving the conductor elements in the stator or rotor.
  • the contact ends of a pair of contacts In order to produce a usually made by welding electrically conductive connec tion between contact ends of a double layer or a pair of contacts, the contact ends of a pair of contacts must be aligned with each other. In particular, the pairs of contacts must have a stand from each other to have an insulation against each other and to allow better accessibility for further manufacturing steps, such as welding. A distance in the tangential direction is given by the grooves and the BE BEING through these grooves intervals. In the radial direction, however, in a preferred use of similar hairpins, the contact ends are block-shaped, whereby no sufficient distance is given. For this purpose, the device has at least one gripper, which is designed to be movable.
  • the gripper comprises at least one side part and a partition, which miteinan of, preferably integrally, are connected.
  • the partition wall is formed between the Kon contact pairs inserted in the axial direction.
  • the partition has a small width in the radial direction and / or is at the hairpin winding facing side provided with an inlet slope.
  • the side member transmits the radial movement to the bulkhead and includes means for operative connection with the actuation.
  • a single side member extends before given in the axial direction above the contact pairs in the radial direction to achieve a uniform force distribution across the width of the contact pair. It is also possible a lateral arrangement between adjacent rows. In an arrangement between the rows, at least two side parts are preferably provided on both sides of the contact pair, whereby the introduction of force is distributed more uniformly and a more stable gripper is present.
  • the radial movement of the gripper takes place by an actuation, which cooperates with the at least one side part.
  • a device for aligning the contact ends of Hairpins a Hairpinwicklung wherein the contact ends of the Hairpinwicklung circumferentially extending double layers and a number of slots corresponding to number radially extending rows are arranged, wherein at least two Doppella conditions are present, and two in a double layer of a Form row adjacent contact ends form a contact pair, characterized in that a gripper is seen before, that the gripper has two side parts with which it at least partially encloses at least a pair of contacts laterally that the side parts are relatively zuei nander movable to the contact pair at least non-positively grab, and that at least one actuation is provided, through which the gripper is radially be wegbar, to deform the at least one pair of contacts in the radial direction.
  • two side parts are arranged in the tangential direction relative to each other movable on both sides of the contact pair and thus can perform a gripping movement.
  • the side parts extend in the radial direction between the rows and cover at least a portion of the contact pair, in particular the rear in the direction of movement of the gripper contact end of the contact pair.
  • the contact pair is through the Side parts which have been moved towards each other and acted upon by a corresponding force, held in a force-locking manner in the manner of a pair of pliers.
  • a radial loading movement of the gripper with the frictionally held contact pair thereby leads to a deformation of the contact pair in the radial direction to achieve a distance from the adjacent in the row contact pair.
  • the gripper is also moved here by an operation in the radial direction. The movement and holding force of the side parts to each other can be done via a separate drive or integrated into the operation.
  • Preferred embodiments with mutually movable side parts fiction are characterized in that the gripper has at least one partition wall, which is connected to a side part and extends teilwei se tangentially between the contact pairs.
  • the contact pair can be additionally held positively, whereby the process reliability is increased.
  • Inventive embodiments of the device are characterized in net that the operation of a cam, a lever or an actuator to summarizes.
  • the actuator comprises at least one driven component for moving the gripper in the radial direction.
  • the operation may for example be formed as curves disc, with corresponding sliding or running surfaces on the gripper as a means for operative connection with the operation.
  • By rotating or axial displacement of the cam with respect to the gripper ent speaking movement of the gripper can take place in the radial direction.
  • a similar effect can be achieved by using a lever that is coupled to the gripper.
  • the radial movement of the gripper can also be done by Aktua factors, such as hydraulic or pneumatic pistons, screw drives, gears or electromagnetic drives, which are operatively connected to the gripper.
  • devices according to the invention have a restoring device, by means of which the gripper is automatically returned to a starting position.
  • Such reset devices can in particular be executed by elastic components such as springs and the like, but also be carried out for example by a forced operation of the actuator, which thus alternates between different switching positions.
  • An actuation can also be used simultaneously for several grippers.
  • a cam can extend over a circumference around the hairpin winding to be produced and be operatively connected to a plurality of grippers distributed over the circumference for a same double layer.
  • a lever as an actuation multiple, different double layers of a row associated, gripper be operatively connected, whereby they can be moved with a corresponding arrangement on the lever at the same time in the radial direction, but with different length of the track, be.
  • a gripper for example, by the operation in addition to the radial movement and the gripping motion of the side parts and the holding force can be generated.
  • first the gripping movement is performed and the holding force applied and then in a second section bezie as a second direction of movement of the cam or lever, the radial movement of the gripper are made.
  • Embodiments of a device are characterized in that a plurality of grippers are arranged radially adjacent to different pairs of contacts.
  • a plurality, preferably all, to be deformed Kon contact pairs one row can be transformed in one process step, which reduces the time required.
  • a plurality of grippers are provided in which, for example, the side parts of the plurality of grippers in the axial and / or tangener tialer direction adjacent or overlap are arranged to allow a different radial extent.
  • the adjacent arrangement may, for example, telescopically with nested side parts with correspondingly different sized cross sections or different lengths of the legs in, for example, L-shaped grippers, wherein the cross section may be the same.
  • the multiple grippers can be moved via a common operation in the radial direction or also correspondingly have a plurality of separate operations.
  • the different radial distances of the gripper for example, in addition to correspondingly differently shaped means for operative connection on the gripper, as different Lich shaped treads and the like, also, especially in a lever, un ferent contact positions of the means for operative connection to the Be provided actuation.
  • Device are characterized in that a plurality of grippers for contact pairs of different rows are arranged adjacent in the circumferential direction. This also reduces the time required to produce the hairpin winding.
  • the plurality of grippers are assigned in the circumferential direction of the same double position, whereby more preferably a common joint operation extending over the corresponding region of the circumference can be provided.
  • Such embodiments in combination with the above-mentioned embodiments of several, radially adjacent grippers, save the greatest amount of time since, correspondingly, all the contact pairs to be reshaped can be deformed simultaneously, whereby the device becomes correspondingly more complex.
  • Preferred embodiments of a device according to the invention are characterized in that the plurality of grippers have a common operation by which the plurality of grippers are movable. As already stated embodiments of the above, preferably several grippers are moved with a common operation in the radial direction, whereby the number of components ge can be kept ring and a uniform movement is ensured.
  • Embodiments of the device according to the invention are alternative to a common operation characterized in that the plurality of grippers each one have separate operation, by which the plurality of grippers are movable.
  • the device is more flexible and it may optionally be cheaper standard components, as instead of specially designed and to be manufactured components, such as cams, for example, actuators Ak as movement thread, hydraulic or pneumatic pistons are used.
  • a further aspect of the invention is a method for aligning the contact ends of hairpins of a hairpin winding with a device according to the invention, wel Ches is characterized by the steps that the gripper is adjacent to the Kon contact pairs positioned that at least one pair of contacts by the gripper force and / or positively gripped, and that the gripper is moved in the radial direction, so that the gripped contact pair is deformed in the radial direction.
  • a method for a device according to the invention reference is also made to the above description of the device.
  • the device is first positioned on the Hairpinwicklung carrying part, for example stator, the electrical Maschi ne, so that the gripper is arranged according to be deformed on the contact pair be adjacent.
  • the gripper engages at least the verfor to mating contact pair non-positively and / or positively.
  • the gripper is moved by the actuation in the radial direction, whereby the held contact pair is deformed in the radial direction to space adjacent pairs of contacts in the radial direction.
  • methods according to the invention are characterized in that different contact pairs are gripped by a plurality of grippers at the same time, and that the grippers are moved at a uniform speed. If a plurality of grippers are used, for example, to grasp different contact pairs of a row and, correspondingly differently far, to deform radially outwards, the grippers can be moved by the actuation or actuations at a uniform speed. This uniform process conditions for the contact pairs are achieved and it is possible, for example, operations and grippers staggered execute, in which first all gripper by a first operation and then each one reduced by a gripper number is moved by a further operation in the radial direction.
  • Another aspect of the invention is an electric machine with a Hairpinwick- ment, which is characterized in that the contact pairs are arranged spaced apart by a method according to the invention in the radial direction.
  • Preferred embodiments of electrical machines according to the invention are characterized in that the contact ends of the hairpins have phases or bevels at least in the radial direction. Through these phases or bevels, the axial insertion of the partitions (4) of the gripper (2) is facilitated.
  • Fig. 1 shows a partial section through elements of a Vorrich device according to the invention.
  • Fig. 2 shows schematically a gripper device according to another Vorrich invention in the axial direction.
  • FIG. 3 shows schematic parts of another device according to the invention.
  • Fig. 4 shows a schematic operation of another invention before direction.
  • Fig. 1 shows a part of the elements of an embodiment according to the invention, where are shown in sections cut.
  • a stator (S) is shown schematically, only the example of the plane lying in the sectional conductor elements (P) of the hairpins are shown.
  • the stator (S) in the Vorrich device (1) is inserted or the device (1) mounted on the stator (S) and the radially outer pair of contacts (K) by the gripper (2) gripped, but not reshaped ,
  • the device (1) comprises in this embodiment a plurality of grippers (2), which are distributed over the circumference, each associated with a row of a same double layer.
  • the grippers (2) have at their front, here radially inside lying, the end of two side parts (3), which extend in the radial direction and are tangentially spaced from each other.
  • the side parts (3) are connected at their front end by a partition wall (4), whereby an enclosed space in the axial direction is formed, in which at least one contact pair (K) of a hairpin winding can be accommodated.
  • the partition (4) is pushed between two radially adjacent pairs of contacts (K), whereby the pair of contacts (K) in the clearance formed with the side parts (3) is positively gripped in the radial direction.
  • the means for operative connection (6) are provided, wel che in the example shown as axial projections with a curved cross-section are executed.
  • the means for operative connection (6) contact a Actuate supply (5).
  • the actuator (5) is in the example shown as an annular curves disc with radially outward curved surface, all grippers (2) via their means for operative connection (6) with the same actuator (5) are connected. There is thus provided a common operation (5) for all grippers (2).
  • the gripper (2) via its means for operative connection (6) are moved in the radial direction.
  • the gripper (2) in a support plate (7) are arranged.
  • the support plate (7) has in the example shown radially inwardly and outwardly each have a circumferential annular region, which elements by a plurality of mecanicsele (1 1) are connected.
  • the guide elements (1 1) are formed in the manner of ribs BE relationship spokes and each between two adjacent guide elements (1 1) form a space for receiving a gripper (2).
  • the space is longer than the gripper (2) designed to allow on the one hand the radial movement of the gripper (2) and on the other hand the passage of not by the gripper (2) held pairs of contacts (K).
  • the arrangement between the guide elements (1 1), the gripper (2) are guided.
  • the support plate (7) in the region of the rear ends of the gripper (2) recesses (9) in order to also make room for the movement of the gripper (2).
  • the example shown in Fig. 1 also has a cover plate (8).
  • the cover plate (8) is likewise of annular design and connected to the carrier plate (7), for example by means of screw connections.
  • the cover plate (8) so well covers the gripper (2) and the actuator (5) partially, whereby they are secured in the axial direction.
  • the gripper (2) in the axially opposite direction against failing can also be on the opposite side ent speaking cover plate (8) or corresponding tangential projections on the Füh approximately elements (1 1) are provided.
  • Fig. 2 shows a gripper (2) similar to Fig. 1, which at its front end also has two side parts (3) and a partition wall (4) through which a contact pair (K) can be enclosed.
  • the means for operative connection (6) with the actuator (5) is designed as an axially projecting shoulder.
  • the actuator (5) is designed as a fleece for a single gripper (2).
  • the operation (5) is rotatably mounted about an axially aligned lever axis (19) and comprises a lever arm (18).
  • the lever axis (19) can, as shown, be arranged next to the gripper (2) or else axially above the gripper (2), whereby space in the circumferential direction, in particular in the case of several grippers (2), is saved.
  • the lever arm (18) is bent to reach as uniform as possible contact largely center on the means for operative connection (6) to reach it when the actuator (5) is rotated.
  • the central contact improves the power flow and the distribution of force.
  • the contact surface of the agent for operative connection can be used
  • the lever arm (18) and / or the means for operative connection (6) bezie bent over a relationship as contact surface to have in a rotation about the lever axis (19) to achieve a radial movement of the gripper (2).
  • the lever axis (19) dre, the example shown coaxially to the lever axis a square on.
  • FIG. 3 parts of another embodiment of a device (1) according to the invention are shown.
  • This has three adjacent in the radial direction gripper (2), which can each receive a pair of contacts (K), which is why the device (1) is particularly suitable for Hairpinwicklitch ge with three or preferably four double layers.
  • the grippers (2) are arranged axially one above the other and have different lengths.
  • the front end of the lower gripper (2) is in this case formed largely analogous to the embodiment shown in FIG.
  • the two overlying gripper (2) are L-shaped, wherein they are respectively longer at the end of the prede Ren end and the side parts (3) are also formed in the axial direction Rich longer, so that the side parts (3) terminate at a same height ,
  • the grippers (2) in this example have a different cross-sectional shape.
  • the grippers (2) are arranged in the axial direction between a support plate (7) and a cover plate (8), wherein additionally laterally next to the grippers (2) Füh approximately elements (1 1) between the support plate (7) and the cover plate (8) intended are to guide the gripper (2).
  • a measuring device (10) in the form of a scale parallel to the grippers (2) provided, whereby simply the distance of the radial movement of the gripper (2) can be checked.
  • the support plate (7) with the grippers (2) is ver with a positioning device (12) connected by which the gripper (2) in the axial direction on the contact pairs (K) placed or more their partitions between the Kunststoffpaa Ren (K) positioned becomes.
  • a positioning device (12) connected by which the gripper (2) in the axial direction on the contact pairs (K) placed or more their partitions between the Kunststoffpaa Ren (K) positioned becomes.
  • the support plate (7) and cover plate (8) with La gerettin (13) of the positioning device (12) are connected and along these La geremia (13) displaceable in the axial direction.
  • the carrier plate (7) is connected to the positioning device (12) via a positioning drive (14).
  • the support plate (7) and thus the gripper (2) can be positioned in the axial direction.
  • spring elements (15) between the support plate (7) and the positioning device (12) is provided which at least part of the weight of Support plate (7) and carried by the support plate (7) parts, such as gripper (2), cover plate (8) and guide elements (1 1) wear.
  • the positioning device (12) is received via pins (not shown) in pin holes (17) of a base plate (16) and directed to a component with a Hairpinwicklung. Distributed over the circumference of the base plate (16), several corre sponding devices (1) can be arranged.
  • Fig. 4 shows the rear portion of axially superposed grippers (2) with a schematic operation (5).
  • the means for the operative connection (6) are in the radial direction to the rear and have contact points for contact with a designed as a lever actuator (5).
  • the lever axis (19) of the actuator (5) is arranged in the axial direction above the gripper (5) and the actuator (5) has a, here straight, lever arm (18).
  • the approximately equally protruding means for Wirkverbin tion (6) are moved differently far in the radial direction, whereby the non shown, the front ends of the gripper (2) held pairs of contacts (K) accordingly transformed differently far and thus be spaced from each other.
  • the lever axis (19) is in line with the means for Wirkverbin extension (6) or against the direction of movement of the gripper (2) offset from this, in order to avoid a collision of the gripper (2).
  • the lever arm (18) is fork-shaped with pa rallelen arms to comprise the means for operative connection (6) in the radial direction on both sides, whereby the lever arm (18) and thus the actuator (5) at the same time as a restoring device can serve.
  • the means for operative connection (6) may also be connected to the lever arm (18), said Ver connection preferably along the lever arm (18) is designed to be movable or with an additional joint to a relative axial movement between actuation (5) and To allow means for the active compound (6).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Ausrichten der Kontaktenden von Hairpins einer Hairpinwicklung, wobei die Kontaktenden der Hairpinwicklung in Umfangsrichtung verlaufenden Doppellagen und einer Nutzahl entsprechenden Anzahl radial verlaufender Reihen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Doppellagen vorhanden sind, und wobei zwei in einer Doppellage einer Reihe benachbarte Kontaktenden ein Kontaktpaar bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer vorgesehen ist, dass der Greifer zumindest ein Seitenteil aufweist, dass der Greifer eine Trennwand aufweist, welche mit dem Seitenteil verbunden ist und sich zumindest teilweise tangential zwischen die Kontaktpaare erstreckt um das Kontaktpaar formschlüssig zu greifen, und dass zumindest eine Betätigung vorgesehen ist, durch welche der Greifer radial bewegbar ist, um das zumindest eine Kontaktpaar in radialer Richtung zu verformen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Ausrichtung einer Hairpinwicklunq
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie eine Verfahren zur Ausrich tung, insbesondere der Gewährleistung eines radialen Abstands, der miteinander zu verbindenden Hairpinenden bei Herstellung von Hairpinwicklungen für eine elektri sche Maschine.
Im Stand der Technik ist beispielsweise aus DE 10 2011 002 173 A1 bekannt, dass bei unterschiedlich geformte Hairpins nacheinander in die Nuten eingebracht werden, wodurch ein radialer Abstand zwischen den Kontaktenden aufgrund der unterschied lichen vorgeformten Hairpins vorgenommen wird.
Probleme des Standes der Technik liegen unter anderem in der Vielzahl unterschied lich vorzuformender Hairpins, was einen hohen Fertigungsaufwand zur Folge hat, sowie dem hohen Montageaufwand.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung, welche ebenfalls eine genaue Positionierung der Kontaktenden ermöglicht, einfach herzu stellen ist sowie eine hohe Prozesssicherheit bietet.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unab hängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Ausrichten der Kontaktenden von Hair pins einer Hairpinwicklung, wobei die Kontaktenden der Hairpinwicklung in Umfangs richtung verlaufenden Doppellagen und einer Nutzahl entsprechenden Anzahl radial verlaufender Reihen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Doppellagen vorhan den sind, und wobei zwei in einer Doppellage einer Reihe benachbarte Kontaktenden ein Kontaktpaar bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer vorgesehen ist, dass der Greifer zumindest ein Seitenteil aufweist, dass der Greifer eine Trennwand aufweist, welche mit dem Seitenteil verbunden ist und sich zumindest teilweise tan gential zwischen die Kontaktpaare erstreckt um das Kontaktpaar formschlüssig zu greifen, und dass zumindest eine Betätigung vorgesehen ist, durch welche der Grei- fer radial bewegbar ist, um das zumindest eine Kontaktpaar in radialer Richtung zu verformen.
Bei einer Hairpinwicklung werden U-förmig gebogene Leiterelemente verwendet, welche derart in den Nuten eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine eingesetzt werden, dass ihre offenen Enden, welche die Kontaktenden darstellen, an einem axialen Ende, und alle geschlossenen Wendebereiche am anderen axialen Ende angeordnet sind. Die Hairpins sind in mehreren Lagen angeordnet, wobei die beiden Schenkel eines U-förmigen Leiterelements jeweils in unterschiedlichen Lagen angeordnet sind. Die Kontaktenden werden pro Lage im Wesentlichen pro Lage in unterschiedliche tangentiale Richtungen umgeformt, sogenanntes twisten, um Kon taktenden von in Umfangsrichtung beabstandeter Hairpins einander anzunähern, wodurch eine elektrisch leitende Kontaktierung und somit eine Bildung einer Spule aus einer Vielzahl von Hairpins ermöglicht wird. Die Verbindung erfolgt jeweils zwi schen zwei benachbarten Kontaktenden unterschiedlicher Lagen, welche somit ein Kontaktpaar bilden und zu Doppellagen zusammengefasst werden. Die Doppellagen werden bevorzugt in einer der Nutzahl entsprechenden Anzahl radiale Reihen ange ordnet, wobei die Nutzahl der Anzahl der Nuten zur Aufnahme der Leiterelemente im Stator oder Rotor entspricht.
Um eine üblicherweise durch Schweißen vorgenommene elektrisch leitende Verbin dung zwischen Kontaktenden einer Doppellage beziehungsweise einem Kontaktpaar hersteilen zu können, müssen die Kontaktenden eines Kontaktpaars zueinander ausgerichtet werden. Insbesondere müssen die Kontaktpaare zueinander einen Ab stand aufweisen, um eine Isolierung gegeneinander aufzuweisen und eine bessere Zugänglichkeit für weitere Fertigungsschritte, wie Verschweißen, zu ermöglichen. Ein Abstand in tangentialer Richtung ist durch die Nuten und den durch diese Nuten be dingten Abstände gegeben. In radialer Richtung sind jedoch bei einer bevorzugten Verwendung gleichartiger Hairpins die Kontaktenden blockartig positioniert, wodurch kein ausreichender Abstand gegeben ist. Hierfür weißt die Vorrichtung zumindest einen Greifer auf, welcher bewegbar ausgeführt ist.
Der Greifer umfasst zumindest ein Seitenteil und eine Trennwand, welche miteinan der, vorzugsweise einstückig, verbunden sind. Die Trennwand ist zwischen die Kon taktpaare in axialer Richtung einschiebbar ausgebildet. Hierfür weist die Trennwand eine geringe Breite in radialer Richtung auf und/oder ist an ihrer der Hairpinwicklung zugewandten Seite mit einer Einlaufschräge versehen. Durch die Trennwand wird das Kontaktpaar bei einer radialen Bewegung des Greifers formschlüssig gehalten und dadurch in radialer Richtung verformt, um einen Abstand zu dem in der Reihe benachbarten Kontaktpaar zu erreichen.
Das Seitenteil überträgt die radiale Bewegung auf die Trennwand und umfasst Mittel zur Wirkverbindung mit der Betätigung. Ein einzelnes Seitenteil erstreckt sich bevor zugt in axialer Richtung oberhalb der Kontaktpaare in radialer Richtung, um eine gleichmäßige Kraftverteilung über die Breite des Kontaktpaars zu erreichen. Es ist ebenfalls eine seitliche Anordnung zwischen benachbarten Reihen möglich. Bei einer Anordnung zwischen den Reihen sind bevorzugt mindestens zwei Seitenteile beid seitig des Kontaktpaars vorgesehen, wodurch die Krafteinleitung gleichmäßiger ver teilt ist und ein stabilerer Greifer vorliegt. Es sind auch Ausführungen mit drei Seiten teilen möglich, wobei das Kontaktpaar von drei Seiten überdeckt ist.
Die radiale Bewegung des Greifers erfolgt durch eine Betätigung, welche mit dem zumindest einen Seitenteil zusammenwirkt.
Außerdem ist ein Vorrichtung zum Ausrichten der Kontaktenden von Hairpins einer Hairpinwicklung erfindungsgemäß, wobei die Kontaktenden der Hairpinwicklung in Umfangsrichtung verlaufenden Doppellagen und einer Nutzahl entsprechenden An zahl radial verlaufender Reihen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Doppella gen vorhanden sind, und wobei zwei in einer Doppellage einer Reihe benachbarte Kontaktenden ein Kontaktpaar bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer vor gesehen ist, dass der Greifer zwei Seitenteile aufweist, mit denen er zumindest ein Kontaktpaar zumindest teilweise seitlich umschließt, dass die Seitenteile relativ zuei nander bewegbar sind, um das Kontaktpaar zumindest kraftschlüssig zu greifen, und dass zumindest eine Betätigung vorgesehen ist, durch welche der Greifer radial be wegbar ist, um das zumindest eine Kontaktpaar in radialer Richtung zu verformen.
Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsformen sind hierbei zwei Seitenteile in tangentialer Richtung relativ zueinander beweglich auf beiden Seiten des Kontakt paars angeordnet und können somit eine Greifbewegung ausführen. Die Seitenteile erstrecken sich in radialer Richtung zwischen den Reihen und überdecken zumindest einen Teilbereich des Kontaktpaars, insbesondere das in Bewegungsrichtung des Greifers hintere Kontaktende des Kontaktpaars. Das Kontaktpaar wird durch die Seitenteile, welche aufeinander zu bewegt wurden und mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt sind, kraftschlüssig in Art einer Zange gehalten. Eine radiale Be wegung des Greifers mit dem kraftschlüssig gehalten Kontaktpaar führt dadurch zu einer Verformung des Kontaktpaars in radialer Richtung, um einen Abstand zu dem in der Reihe benachbarten Kontaktpaar zu erreichen. Der Greifer wird auch hier durch eine Betätigung in radialer Richtung bewegt. Die Bewegung sowie Haltekraft der Seitenteile zueinander kann über einen separaten Antrieb erfolgen oder in die Betätigung integriert sein.
Bevorzugte Ausführungsformen mit zueinander beweglichen Seitenteilen erfindungs gemäßer Vorrichtungen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer zumindest eine Trennwand aufweist, welche mit einem Seitenteil verbunden ist und sich teilwei se tangential zwischen die Kontaktpaare erstreckt. Durch eine derartige Ausführung kann das Kontaktpaar zusätzlich formschlüssig gehalten werden, wodurch die Pro zesssicherheit erhöht wird.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen der Vorrichtung sind dadurch gekennzeich net, dass die Betätigung eine Kurvenscheibe, einen Hebel oder einen Aktuator um fasst. Die Betätigung umfasst zumindest ein angetriebenes Bauteil, um den Greifer in radialer Richtung zu bewegen. Dabei kann die Betätigung beispielsweise als Kurven scheibe ausgebildet sein, mit entsprechenden Gleit- beziehungsweise Laufflächen am Greifer als Mittel zur Wirkverbindung mit der Betätigung. Durch ein Verdrehen oder axiales Verschieben der Kurvenscheibe in Bezug auf den Greifer kann eine ent sprechende Bewegung des Greifers in radialer Richtung erfolgen. Eine gleiche Wir kung kann durch die Verwendung eines Hebels erreicht werden, der mit dem Greifer gekoppelt ist. Alternativ kann die radiale Bewegung des Greifers auch durch Aktua toren, wie hydraulisch oder pneumatische Kolben, Gewindetriebe, Verzahnungen oder elektromagnetische Antriebe erfolgen, welche mit dem Greifer wirkverbunden sind.
Bei bevorzugten Ausführungsformen weisen erfindungsgemäße Vorrichtungen eine Rückstelleinrichtung auf, durch welche der Greifer automatisch in eine Ausgangspo sition zurückgeführt wird. Derartige Rückstelleinrichtungen können insbesondere durch elastischen Bauteile wie Federn und dergleichen ausgeführt sein, aber auch beispielsweise durch eine Zwangsführung der Betätigung ausgeführt sein, welche somit zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen wechselt.
Eine Betätigung kann auch gleichzeitig für mehrere Greifer verwendet werden. Bei spielsweise kann sich eine Kurvenscheibe über einen Umfang um die zu fertigenden Hairpinwicklung erstrecken und mit mehreren über den Umfang verteilten Greifern für eine gleiche Doppellage wirkverbunden sein. Auch können zum Beispiel durch einen Hebel als Betätigung mehrere, verschiedenen Doppellagen einer Reihe zugeordnete, Greifer wirkverbunden sein, wodurch diese bei entsprechender Anordnung am Hebel gleichzeitig in radialer Richtung, jedoch mit unterschiedlicher Länge der Strecke, be wegt werden können.
Bei Ausführungsformen mit zueinander beweglichen Seitenteilen eines Greifers kann beispielsweise durch die Betätigung neben der radialen Bewegung auch die Greif bewegung der Seitenteile sowie die Haltekraft erzeugt werden. Beispielsweise kann in einem ersten Abschnitt beziehungsweise einer ersten Bewegungsrichtung einer Kurvenscheibe oder eines Hebels zunächst die Greifbewegung ausgeführt und die Haltekraft aufgebracht werden und anschließend in einem zweiten Abschnitt bezie hungsweise einer zweiten Bewegungsrichtung der Kurvenscheibe oder Hebels die radiale Bewegung des Greifers vorgenommen werden.
Ausführungsformen einer Vorrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Greifer für verschiedene Kontaktpaare radial benachbart angeordnet sind. Durch derartige Ausführungsformen können mehrere, bevorzugt alle, zu verformenden Kon taktpaare eine Reihe in einem Prozessschritt umgeformt werden, was die benötigte Zeit verringert. Hierfür sind entsprechend mehrere Greifer vorgesehen, bei denen sich beispielsweise die Seitenteile der mehreren Greifer in axialer und/oder tangen tialer Richtung benachbart beziehungsweise überlappen angeordnet sind, um eine unterschiedliche radiale Erstreckung zu ermöglichen. Die benachbarte Anordnung kann beispielsweise teleskopartig mit ineinander verschachtelten Seitenteilen mit entsprechend unterschiedlich dimensionierten Querschnitten oder unterschiedlichen Längen der Schenkel bei zum Beispiel L-förmigen Greifern, wobei der Querschnitt gleich sein kann. Die mehreren Greifer können dabei über eine gemeinsame Betätigung in radialer Richtung bewegt werden oder auch entsprechend mehrere separate Betätigungen aufweisen. Um bei einer gemeinsamen Betätigung die unterschiedlichen radialen Strecken der Greifer zu ermöglichen, können beispielsweise neben entsprechend unterschiedlich ausgebildeten Mittel zur Wirkverbindung am Greifer, wie unterschied lich geformte Laufflächen und dergleichen, auch, insbesondere bei einem Hebel, un terschiedliche Kontaktpositionen der Mittel zur Wirkverbindung an der Betätigung vorgesehen sein.
Vorrichtung gemäß erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind dadurch gekenn zeichnet, dass mehrere Greifer für Kontaktpaare verschiedener Reihen in Umfangs richtung benachbart angeordnet sind. Hierdurch wird ebenfalls die benötigte Zeit für die Fertigung der Hairpinwicklung reduziert. Bevorzugt sind die mehreren Greifer in Umfangsrichtung der gleichen Doppellage zugeordnet, wodurch weiter bevorzugt eine gemeinsame sich über den entsprechenden Bereich des Umfangs erstreckende gemeinsame Betätigung vorgesehen werden kann.
Derartige Ausführungsformen reduzieren in Kombination mit den vorgenannten Aus führungsformen mehrerer, radial benachbarter Greifer die größte Zeitersparnis, da entsprechend alle umzuformenden Kontaktpaare gleichzeitig umgeformt werden können, wobei die Vorrichtung entsprechend komplexer wird.
Bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Greifer eine gemeinsame Betätigung aufweisen, durch welche die mehreren Greifer bewegbar sind. Wie bereits zu den obigen Aus führungsformen ausgeführt, werden vorzugsweise mehrere Greifer mit einer gemein samen Betätigung in radialer Richtung bewegt, wodurch die Anzahl der Bauteile ge ringgehalten werden kann und eine gleichmäßige Bewegung gewährleistet wird.
Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtung sind alternativ zu einer gemein samen Betätigung dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Greifer jeweils eine separate Betätigung aufweisen, durch welche die mehreren Greifer bewegbar sind. Durch mehrere separate Betätigungen ist die Vorrichtung flexibler steuerbar und es können gegebenenfalls kostengünstigere Standardbauteile, da anstelle von speziell auszulegenden und zu fertigenden Bauteilen, wie Kurvenscheiben, zum Beispiel Ak tuatoren wie Bewegungsgewinde, Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben, verwendet werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausrichten der Kontaktenden von Hairpins einer Hairpinwicklung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wel ches durch die Schritte gekennzeichnet ist, dass der Greifer benachbart zu den Kon taktpaaren positioniert wird, dass zumindest ein Kontaktpaar durch den Greifer kraft schlüssig und/oder formschlüssig gegriffen wird, und dass der Greifer in radialer Richtung bewegt wird, damit das gegriffene Kontaktpaar in radialer Richtung verformt wird. Hinsichtlich eines Verfahrens für eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird auch auf die obige Beschreibung zur Vorrichtung verwiesen. Die Vorrichtung wird zunächst am die Hairpinwicklung tragenden Teil, zum Beispiel Stator, der elektrischen Maschi ne positioniert, damit der Greifer entsprechend am zu verformenden Kontaktpaar be nachbart angeordnet ist. Anschließend greift der Greifer zumindest das zu verfor mende Kontaktpaar kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Im folgenden Verfahrens schritt wird der Greifer durch die Betätigung in radialer Richtung bewegt, wodurch das gehaltene Kontaktpaar in radialer Richtung umgeformt wird, um benachbarte Kontaktpaare in radialer Richtung zu beabstanden.
Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer mit einer Trennwand in axialer Richtung zwischen die Kontaktpaare geschoben wird, um das Kontaktpaar formschlüssig zu greifen. In dem der Greifer mit seiner Trennwand aus axialer Richtung zwischen Kontaktpaar geschoben wird, umschließen Trennwand und Seitenteil das Kontaktpaar form schlüssig, wodurch das Kontaktpaar sicher gehalten wird. Weitere bevorzugt Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer in tangentialer Richtung beidseitig mit Sei tenteilen gegen das Kontaktpaar gepresst wird und/oder mit einer Trennwand in tan gentialer Richtung zwischen die Kontaktpaare geschoben wird, um das Kontaktpaar kraftschlüssig und/oder formschlüssig zu greifen. Zwischen den Reihen positionierte Seitenteile werden aufeinander zu bewegt, um ein dazwischenliegendes Kontaktpaar zu greifen und kraftschlüssig zu halten. Es ist ebenfalls kumulativ möglich, dass bei einer Greifbewegung auch eine an den Seitenteilen vorgesehene Trennwand bezie hungsweise Trennwände in tangentialer Richtung zwischen die Kontaktpaare ge schoben wird. Alternativ bevorzugt können auch nach einem axialen Einschieben der Trennwand beziehungsweise Trennwände die Seitenteile mit einer Greifbewegung zusammengefahren werden, wodurch der Greifer das Kontaktpaar sowohl form schlüssig als auch kraftschlüssig hält.
Erfindungsgemäße Verfahren sind in Ausführungsformen dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Kontaktpaare durch mehrere Greifer gleichzeitig gegriffen wer den, und dass die Greifer mit einer einheitlichen Geschwindigkeit bewegt werden. Werden mehrere Greifer verwendet, um beispielsweise verschiedene Kontaktpaare einer Reihe zu greifen und, entsprechend unterschiedlich weit, radial nach außen zu verformen, können die Greifer durch die Betätigung beziehungsweise Betätigungen mit einer einheitlichen Geschwindigkeit bewegt werden. Hierdurch werden einheitli che Umformbedingungen für die Kontaktpaare erreicht und es ist beispielsweise möglich Betätigungen sowie Greifer gestaffelt auszuführen, bei denen zunächst aller Greifer durch eine erste Betätigung und anschließend jeweils eine um einen Greifer reduzierte Anzahl von einer weiteren Betätigung in radialer Richtung bewegt wird.
Weitere erfindungsgemäße Verfahren sind in Ausführungsformen dadurch gekenn zeichnet, dass verschiedene Kontaktpaare durch mehrere Greifer gleichzeitig gegrif fen werden, und dass die Greifer mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden. Durch eine Bewegung der Greifer mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten kann bevorzugt erreicht werden, dass die verschieden langen Strecken der radialen Verformung in der gleichen Zeit erfolgen, wodurch die Taktzeiten entsprechend kür zer werden können.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Maschine mit einer Hairpinwick- lung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktpaare durch ein erfin dungsgemäßes Verfahren zueinander in radialer Richtung beabstandet angeordnet sind.
Bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer elektrischer Maschinen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktenden der Hairpins zumindest in radialer Richtung Phasen oder Schrägen aufweisen. Durch diese Phasen oder Schrägen wird das axiale Einschieben der Trennwände (4) der Greifer (2) erleichtert.
Die Ausführungsformen sind nicht auf die obigen Beispiele beschränkt und können durch weitere entsprechende Ausbildungen erreicht werden. Die Merkmale der Aus führungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrich tung.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Greifer einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrich tung in axialer Richtung.
Fig. 3 zeigt schematische Teile einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 4 zeigt eine schematische Betätigung einer weiteren erfindungsgemäßen Vor richtung.
Fig. 1 zeigt einen Teil der Elemente eine erfindungsgemäßen Ausführungsform, wo bei Bereiche geschnitten dargestellt sind. Neben der Vorrichtung (1 ) ist auch ein Teil eines Stators (S) schematisch dargestellt, wobei nur exemplarisch die in der Schnitt ebene liegenden Leiterelemente (P) der Hairpins gezeigt sind. Die Leiterelemente (P), hier sechs für entsprechende Ausführungsform mit sechs Lagen beziehungswei se drei Doppellagen, bilden jeweils mit einem benachbarten Leiterelement (P) ein Kontaktpaar (K). Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Stator (S) in die Vorrich tung (1 ) eingesetzt beziehungsweise die Vorrichtung (1 ) auf den Stator (S) aufgesetzt und das radial äußere Kontaktpaar (K) durch die Greifer (2) gegriffen, jedoch noch nicht umgeformt.
Die Vorrichtung (1 ) umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Greifern (2), welche über den Umfang verteilt, jeweils einer Reihe einer gleichen Doppellage zugeordnet sind. Die Greifer (2) weisen an Ihrem vorderen, hier radial innenliegen den, Ende zwei Seitenteile (3) auf, welche sich in radialer Richtung erstrecken und tangential voneinander beabstandet sind. Die Seitenteile (3) sind an ihrem vorderen Ende durch eine Trennwand (4) verbunden, wodurch ein umschlossener Freiraum in axialer Richtung gebildet wird, in den zumindest ein Kontaktpaar (K) einer Hairpin- wicklung aufgenommen werden kann. Die Trennwand (4) wird zwischen zwei radial benachbarte Kontaktpaare (K) geschoben, wodurch das Kontaktpaar (K) im mit den Seitenteilen (3) gebildeten Freiraum in radialer Richtung formschlüssig gegriffen wird. Am hinteren Ende der Greifer (2) sind Mittel zur Wirkverbindung (6) vorgesehen, wel che im dargestellten Beispiel als axiale Vorsprünge mit einem kurvenförmigen Quer schnitt ausgeführt sind. Die Mittel zur Wirkverbindung (6) kontaktieren eine Betäti gung (5). Die Betätigung (5) ist im dargestellten Beispiel als kreisringförmige Kurven scheibe mit radial außenliegender Kurvenfläche ausgeführt, wobei aller Greifer (2) über ihre Mittel zur Wirkverbindung (6) mit der gleichen Betätigung (5) verbunden sind. Es ist somit eine gemeinsame Betätigung (5) für alle Greifer (2) vorgesehen. Durch eine Drehbewegung der Betätigung (5) in tangentialer Richtung werden die Greifer (2) über ihre Mittel zur Wirkverbindung (6) in radialer Richtung bewegt. Zur besseren Flandhabung sind die Greifer (2) in einer Trägerplatte (7) angeordnet. Die Trägerplatte (7) weist im dargestellten Beispiel radial innen und außen jeweils einen umlaufenden Ringbereich auf, welche durch eine Vielzahl von Führungsele menten (1 1 ) verbunden sind. Die Führungselemente (1 1 ) sind in Art von Rippen be ziehungsweise Speichen ausgebildet und bilden jeweils zwischen zwei benachbarten Führungselementen (1 1 ) einen Zwischenraum für die Aufnahme eines Greifers (2) aus. Der Zwischenraum ist länger als der Greifer (2) ausgebildet, um zum einen die radiale Bewegung des Greifers (2) und zum anderen den Durchtritt von nicht durch den Greifer (2) gehaltene Kontaktpaare (K) zu ermöglichen. Durch die Anordnung zwischen den Führungselementen (1 1 ) sind die Greifer (2) geführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte (7) im Bereich der hinteren Enden der Greifer (2) Aussparungen (9) auf, um ebenfalls Raum für die Bewegung der Greifer (2) zu bilden. Des Weiteren sind in den Aussparungen (9) nicht dargestellte Rückstel leinrichtungen aufgenommen, die elastische federnd ausgebildet sind und sich zwi schen Trägerplatte (7) und Greifer (2) erstrecken. Die Rückstelleinrichtung dient da zu, den Greifer (2) oder genauer die Mittel zur Wirkverbindung (6) in Kontakt mit der Betätigung (5) zu halten und somit auch den Greifer (2) in seine Ausgangsposition zurückzuschieben.
Das in Fig. 1 dargestellte Beispiel weist außerdem noch eine Deckplatte (8) auf. Die Deckplatte (8) ist ebenfalls kreisringförmig ausgebildet und mit der Trägerplatte (7), zum Beispiel mittels Verschraubungen, verbunden. Die Deckplatte (8) überdeckt so wohl die Greifer (2) als auch die Betätigung (5) teilweise, wodurch diese in axialer Richtung gesichert sind. Um die Greifer (2) auch in axial entgegengesetzter Richtung gegen ausfallen zu sichern, kann auch auf der gegenüberliegenden Seite eine ent sprechende Deckplatte (8) oder entsprechende tangentiale Vorsprünge an den Füh rungselementen (1 1 ) vorgesehen werden.
Fig. 2 zeigt einen Greifer (2) ähnlich der Fig. 1 , welcher an seinem vorderen Ende ebenfalls zwei Seitenteile (3) sowie eine Trennwand (4) aufweist, durch welche ein Kontaktpaar (K) umschlossen werden kann. Auch das Mittel zu Wirkverbindung (6) mit der Betätigung (5) ist als axial vorstehender Absatz ausgebildet. Die Betätigung (5) ist hingegen als Flebel für einen einzelnen Greifer (2) ausgeführt. Die Betätigung (5) ist um eine axial ausgerichtete Hebelachse (19) drehbar gelagert und umfasst einen Hebelarm (18). Die Hebelachse (19) kann, wie gezeigt, neben dem Greifer (2) angeordnet sein oder auch axial oberhalb des Greifers (2), wodurch Bauraum in Um- fangsrichtung, insbesondere bei mehreren Greifern (2), eingespart wird. Im darge stellten Beispiel ist der Hebelarm (18) gebogen ausgeführt, um einen möglichst gleichmäßigen Kontakt weitestgehend mittig am Mittel zur Wirkverbindung (6) zu er reichen, wenn die Betätigung (5) gedreht wird. Durch den mittigen Kontakt wird der Kraftfluss sowie die Kraftverteilung verbessert. Alternativ oder kumulativ kann anstel le eines gebogenen Hebelarms (18) die Kontaktfläche des Mittels zur Wirkverbindung
(6) entsprechend gebogen ausgeführt sein. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen die Hebelachse (19) oberhalb des Greifers (2) liegt, muss der Hebelarm (18) und/oder das Mittel zur Wirkverbindung (6) einen gebogenen Verlauf bezie hungsweise Kontaktfläche aufweisen, um bei einer Drehung um die Hebelachse (19) eine radiale Bewegung des Greifers (2) zu erreichen. Um die Hebelachse (19) dre hen zu können, weist das dargestellte Beispiel koaxial zur Hebelachse einen Vier kant auf.
In Fig. 3 sind Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1 ) gezeigt. Dieses weist drei in radialer Richtung benachbarte Greifer (2) auf, welche jeweils ein Kontaktpaar (K) aufnehmen können, weshalb die Vorrichtung (1 ) insbesondere für Hairpinwicklungen mit drei oder bevorzugt vier Doppellagen ge eignet ist. Die Greifer (2) sind axial übereinander angeordnet und weisen unter schiedliche Längen auf. Das vordere Ende des unteren Greifers (2) ist hierbei weit gehend analog zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ausgebildet. Die beiden darüber liegenden Greifer (2) sind L-förmig ausgebildet, wobei sie jeweils am vorde ren Ende entsprechend länger sind und die Seitenteile (3) ebenfalls in axialer Rich tung länger ausgebildet sind, damit die Seitenteile (3) auf einer gleichen Höhe enden. Am hinteren Ende im Bereich der Mittel zur Wirkverbindung (6) weisen die Greifer (2) in diesem Beispiel eine andere Querschnittsform auf.
Die Greifer (2) sind in axialer Richtung zwischen einer Trägerplatte (7) und einer Deckplatte (8) angeordnet, wobei zusätzlich seitlich neben den Greifern (2) Füh rungselemente (1 1 ) zwischen der Trägerplatte (7) und der Deckplatte (8) vorgesehen sind, um die Greifer (2) zu führen. An der Trägerplatte (7) ist im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel zusätzlich eine Messeinrichtung (10) in Form einer Skala parallel zu den Greifern (2) vorgesehen, wodurch einfach die Strecke der radialen Bewegung der Greifer (2) überprüft werden kann.
Die Trägerplatte (7) mit den Greifern (2) ist mit einer Positioniereinrichtung (12) ver bunden, durch welche die Greifer (2) in axialer Richtung auf die Kontaktpaare (K) aufgesetzt beziehungsweise genauer deren Trennwände zwischen den Kontaktpaa ren (K) positioniert wird. Hierfür sind die Trägerplatte (7) und Deckplatte (8) mit La gerelementen (13) der Positioniereinrichtung (12) verbunden und entlang dieser La gerelemente (13) in axialer Richtung verschiebbar. Zusätzlich ist die Trägerplatte (7) über einen Positionierantrieb (14) mit der Positioniereinrichtung (12) verbunden.
Durch den Positionierantrieb (14), zum Beispiel in Form eines Gewindetriebs, kann die Trägerplatte (7) und damit die Greifer (2) in axialer Richtung positioniert werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zur Entlastung beziehungsweise der Reduzie rung der benötigten Kraft des Positionierantriebs (14) koaxial zu den Lagerelementen (13) Federelemente (15) zwischen der Trägerplatte (7) und der Positioniereinrichtung (12) vorgesehen, welche zumindest einen Teil der Gewichtskraft der Trägerplatte (7) sowie der von der Trägerplatte (7) getragenen Teile, wie Greifer (2), Deckplatte (8) und Führungselemente (1 1 ) tragen.
Die Positioniereinrichtung (12) ist über nicht dargestellte Stifte in Stiftlöcher (17) einer Grundplatte (16) aufgenommen und zu einem Bauteil mit einer Hairpinwicklung aus gerichtet. Über den Umfang der Grundplatte (16) verteilt, können mehrere entspre chende Vorrichtungen (1 ) angeordnet sein.
Fig. 4 zeigt den hinteren Bereich von axial übereinander angeordneten Greifern (2) mit einer schematischen Betätigung (5). Die Mittel zur Wirkverbindung (6) stehen in radialer Richtung nach hinten vor und weisen Anlagepunkte zum Kontakt mit einer als Hebel ausgeführten Betätigung (5) auf. Die Hebelachse (19) der Betätigung (5) ist in axialer Richtung oberhalb der Greifer (5) angeordnet und die Betätigung (5) weist einen, hier geraden, Hebelarm (18) auf. Bei einer Drehung der Betätigung (5) um die Hebelachse (19) werden die in etwa gleich weit vorstehenden Mittel zur Wirkverbin dung (6) unterschiedlich weit in radialer Richtung bewegt, wodurch die von den nicht gezeigten, vorderen Enden der Greifer (2) gehaltenen Kontaktpaare (K) entspre chend unterschiedlich weit umgeformt und somit voneinander beabstandet werden. Bevorzugt liegt die Hebelachse (19) auf einer Linie mit den Mitteln zur Wirkverbin dung (6) oder entgegen der Bewegungsrichtung der Greifer (2) versetzt zu dieser, um eine Kollision der Greifer (2) zu vermeiden.
In weiter bevorzugten Ausführungsformen ist der Hebelarm (18) gabelförmig mit pa rallelen Armen ausgeführt, um die Mittel zur Wirkverbindung (6) in radialer Richtung auf beiden Seiten zu umfassen, wodurch der Hebelarm (18) und somit die Betätigung (5) gleichzeitig als Rückstelleinrichtung dienen kann. Alternativ können die Mittel zur Wirkverbindung (6) auch mit dem Hebelarm (18) verbunden sein, wobei diese Ver bindung bevorzugt entlang des Hebelarms (18) beweglich oder mit einem zusätzlich Gelenk ausgeführt ist, um eine relative axiale Bewegung zwischen Betätigung (5) und Mittel zur Wirkverbindung (6) zu ermöglichen.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungen eingeschränkt. Es können wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgese hen werden. Auch sind Ausführungsformen mit einer anderen Anzahl von Doppella gen (DL) und dergleichen möglich.
Bezuaszeichen
1 Vorrichtung
Greifer
Seitenteil
Trennwand
Betätigung
Mittel zur Wirkverbindung
Trägerplatte
Deckplatte
9 Aussparung
10 Messeinrichtung
1 1 Führungselement
12 Positioniereinrichtung
13 Lagerelement
14 Positionierantrieb
15 Federelement
16 Grundplatte
17 Stiftloch
18 Hebelarm
19 Hebelachse
S Stator
P Leiterelemente eines Hairpins
K Kontaktpaar

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1 ) zum Ausrichten der Kontaktenden von Hairpins einer Hairpinwick lung, wobei die Kontaktenden der Hairpinwicklung in Umfangsrichtung verlaufen den Doppellagen und einer Nutzahl entsprechenden Anzahl radial verlaufender Reihen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Doppellagen vorhanden sind, und wobei zwei in einer Doppellage einer Reihe benachbarte Kontaktenden ein Kontaktpaar (K) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (2) vorgesehen ist, dass der Greifer (2) zumindest ein Seitenteil (3) aufweist, dass der Greifer (2) eine Trennwand (4) aufweist, welche mit dem Seitenteil (3) verbunden ist und sich zumindest teilweise tangential zwischen die Kontaktpaare (K) erstreckt um das Kontaktpaar (K) formschlüssig zu greifen, und dass zumindest eine Betäti gung (5) vorgesehen ist, durch welche der Greifer (2) radial bewegbar ist, um das zumindest eine Kontaktpaar (K) in radialer Richtung zu verformen.
2. Vorrichtung (1 ) zum Ausrichten der Kontaktenden von Hairpins einer Hairpinwick- lung, wobei die Kontaktenden der Hairpinwicklung in Umfangsrichtung verlaufen den Doppellagen und einer Nutzahl entsprechenden Anzahl radial verlaufender Reihen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Doppellagen vorhanden sind, und wobei zwei in einer Doppellage einer Reihe benachbarte Kontaktenden ein Kontaktpaar (K) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (2) vorgesehen ist, dass der Greifer (2) zwei Seitenteile (3) aufweist, mit denen er zumindest ein Kontaktpaar (K) zumindest teilweise seitlich umschließt, dass die Seitenteile (3) relativ zueinander bewegbar sind, um das Kontaktpaar (K) zumindest kraft schlüssig zu greifen, und dass zumindest eine Betätigung (5) vorgesehen ist, durch welche der Greifer (2) radial bewegbar ist, um das zumindest eine Kon taktpaar (K) in radialer Richtung zu verformen.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (2) zumindest eine Trennwand (4) aufweist, welche mit einem Seitenteil (3) verbun den ist und sich teilweise tangential zwischen die Kontaktpaare (K) erstreckt.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Betätigung (5) eine Kurvenscheibe, einen Hebel oder einen Aktuator umfasst.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass mehrere Greifer (2) für verschiedene Kontaktpaare (K) radial be nachbart angeordnet sind.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass mehrere Greifer (2) für Kontaktpaare (K) verschiedener Reihen in Umfangsrichtung benachbart angeordnet sind.
7. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Greifer (2) eine gemeinsame Betätigung (5) aufweisen, durch welche die mehre ren Greifer (2) bewegbar sind.
8. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Greifer (2) jeweils eine separate Betätigung (5) aufweisen, durch welche die mehreren Greifer (2) bewegbar sind.
9. Verfahren zum Ausrichten der Kontaktenden von Hairpins einer Hairpinwicklung mit einer Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Schritte,
dass der Greifer (2) benachbart zu den Kontaktpaaren (K) positioniert wird, dass zumindest ein Kontaktpaar (K) durch den Greifer (2) kraftschlüssig und/oder formschlüssig gegriffen wird, und dass der Greifer (2) in radialer Richtung bewegt wird, damit das gegriffene Kontaktpaar (K) in radialer Richtung verformt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (2) mit einer Trennwand (4) in axialer Richtung zwischen die Kontaktpaare (K) gescho ben wird, um das Kontaktpaar (K) formschlüssig zu greifen.
1 1. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (2) in tangentialer Richtung beidseitig mit Seitenteilen (3) gegen das Kontaktpaar (K) gepresst wird und/oder mit einer Trennwand (4) in tangentialer Richtung zwi schen die Kontaktpaare (K) geschoben wird, um das Kontaktpaar (K) kraft schlüssig und/oder formschlüssig zu greifen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Kontaktpaare (K) durch mehrere Greifer (2) gleichzeitig gegriffen werden, und dass die Greifer (2) mit einer einheitlichen Geschwindigkeit bewegt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Kontaktpaare (K) durch mehrere Greifer (2) gleichzeitig gegriffen werden, und dass die Greifer (2) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten be wegt werden.
14. Elektrische Maschine mit einer Hairpinwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpaare (K) durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13 zueinander in radialer Richtung beabstandet angeordnet sind.
EP19718122.5A 2018-04-19 2019-04-11 Vorrichtung und verfahren zur ausrichtung einer hairpinwicklung Pending EP3782269A1 (de)

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