EP3850736A2 - Verfahren zum bereitstellen von haarnadel-elementen für wicklungen elektrischer maschinen - Google Patents

Verfahren zum bereitstellen von haarnadel-elementen für wicklungen elektrischer maschinen

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EP3850736A2
EP3850736A2 EP19790419.6A EP19790419A EP3850736A2 EP 3850736 A2 EP3850736 A2 EP 3850736A2 EP 19790419 A EP19790419 A EP 19790419A EP 3850736 A2 EP3850736 A2 EP 3850736A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blanks
shaped
shaped bar
roller pair
conductor wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19790419.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Falkner
Mladen-Mateo PRIMORAC
Gerhard EHGARTNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miba Automation Systems GmbH
Original Assignee
Miba Automation Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miba Automation Systems GmbH filed Critical Miba Automation Systems GmbH
Publication of EP3850736A2 publication Critical patent/EP3850736A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines
    • H02K15/0414—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines the windings consisting of separate elements, e.g. bars, segments or half coils
    • H02K15/0421—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines the windings consisting of separate elements, e.g. bars, segments or half coils and consisting of single conductors, e.g. hairpins
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K15/0428—Processes or apparatus for simultaneously twisting two or more hairpins
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings

Definitions

  • the invention relates to a method for providing shaped bars for use in electrical machines, comprising the steps of preparing shaped bar blanks and shaping the shaped bar blanks.
  • the invention also relates to a method for providing shaped bar blanks for the production of shaped bars for use in electrical machines, the shaped bar blanks being produced from a fader wire, for which purpose the fader wire is conveyed with a wire conveying device to a separating device.
  • the invention further relates to a production system for providing shaped rods for use in electrical machines, the production system having a forming station for forming shaped rod blanks.
  • the invention relates to a production system for providing shaped bar blanks for the production of shaped bars for use in electrical machines, comprising a wire feed device and a separating device.
  • the object of the present invention is to be able to produce shaped rods for the windings of electrical machines more efficiently.
  • This object of the invention is achieved with the method mentioned at the outset in that a plurality of shaped bars are positioned and fixed on a goods carrier before the shaping and are reshaped together on the goods carrier.
  • the object is further achieved with the method for providing shaped rod blanks, according to which it is provided that the fader wire is provided with notches in front of the separating device, for which purpose the feiter wire is conveyed by at least one vertical notch roller pair and at least one horizontal notch roller pair.
  • the object of the invention is achieved with the above-mentioned production system, in which the production system further comprises at least one product carrier on which a plurality of blank blanks can be arranged, and on which the blank blanks can be reshaped identically.
  • the object of the invention is achieved with the aforementioned production system for providing shaped bar blanks, which has at least one vertical notch roller pair and at least one horizontal notch roller pair.
  • the advantage here is that it is possible with the arrangement of the blank blanks on a product carrier to at least partially decouple the preparation of the blank blanks procedurally from the shaping, ie that these processes can be carried out in parallel or simultaneously.
  • Decoupling means that slower processes can be decoupled from faster processes, making bottle neck problems more manageable in production.
  • a shortening of the cycle time for the manufacture of a shaped rod can be achieved.
  • a further acceleration of the process can be achieved by the simultaneous forming of several blank blanks. In total, cycle times for the production of a shaped rod which are in the tenths of a second range can be achieved.
  • the output of electrical machines can be correspondingly high, which makes the production of electric motors economically more interesting for e-mobility.
  • blank blanks can be produced at high speed, which further supports the high-volume manufacture of the shaped rods.
  • the shaped bar blanks are formed with the product carrier as a tool.
  • the goods carrier is designed as a forming tool for the blank blanks, whereby according to one embodiment variant it can be provided that the goods carrier is formed at least in two parts, at least two parts being connected to one another via a common pivot axis , and that receiving areas for the shaped bar blanks are formed on both parts.
  • the “goods carrier” tool has a simple design, which can also increase its service life.
  • the plurality of shaped bars located on the product carrier are at least partially stripped of the who. This also makes it possible to further shorten the cycle time by avoiding additional manipulation effort.
  • the shaped bar blanks are preferably stripped in a stripping station which is arranged in the production direction in front of the forming station, since the shaped bar blanks are thus still present and the stripping can be carried out more quickly.
  • the stripping station can be designed to receive the product carrier with the plurality of shaped blanks located thereon, with the result that a further reduction in the cycle time can be achieved. If necessary, it can also be used to process several shaped blanks at the same time.
  • the stripping station has at least one rotating device for rotating the product carrier, since only one insulation stripping tool is required for stripping from both ends of the shaped blanks.
  • the product carrier has depressions, wherein a recess is formed for receiving a blank blank.
  • the vertical notch roller pair and / or the horizontal notched roller pair contacts the conductor wire only in the region of a pressure angle of 5 0 to 20 0 and during the associated time period synchronously moved together with the conductor wire.
  • the precision of the notching can be improved by only briefly touching the notch roller (s) with the conductor wire.
  • the vertical notch roller pair and / or the horizontal notch roller pair is / are moved more slowly or more quickly outside the period in which the latter is / are moved in synchronism with the conductor wire.
  • the vertical notch roller pair and / or the horizontal notch roller pair can have their own drive device. This makes it possible to produce Lormstab blanks with different lengths at high speed using the same process and in particular with the same production system.
  • the notches are rounded. Lying of the Lorm rods in the stator laminated core can thus be facilitated, in particular damage to the insulation paper can thus be avoided better.
  • the insulation paper can thus be avoided better.
  • later applying insulation to the wire ends, e.g. B. by soaking or powder sinter thin spots in the insulation layer on sharp edges can also be avoided. Due to the rounded edges, the layer thickness remains almost constant. This makes it easier to avoid blowouts at high voltages.
  • the vertical notch roller pair and / or the horizontal notch roller pair can be provided with only one blade and the further roller only have a supporting function.
  • a distance that the conductor wire travels is determined.
  • the production system can be equipped with an encoder friction wheel.
  • Figure 1 is a diagram for a manufacturing plant for processing molded bar blanks. 2 shows an embodiment variant of a shaped rod;
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of a shaped rod
  • FIG. 5 shows a further embodiment variant of a goods carrier
  • FIG. 6 shows another embodiment variant of a goods carrier
  • FIG. 7 shows a detail of an embodiment variant of the forming station of the production system; 8 shows a goods carrier;
  • FIG. 12 shows the forming tool according to FIG. 11 in a second forming position
  • Fig. 13 shows a section of another forming tool in an oblique view of the
  • Page shows a detail from the further forming tool in a view from above;
  • Fig. 16 is a schematic representation of an apparatus for producing mold
  • Fig. 17 two interconnected molded rods in plan view.
  • FIGS. 2 and 3 show a schematic illustration of a production system 1 for providing or producing shaped bars 2 for use in electrical machines, such as electric motors or generators. Examples of such shaped bars 2 are shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 2 and 3 show a schematic illustration of a production system 1 for providing or producing shaped bars 2 for use in electrical machines, such as electric motors or generators. Examples of such shaped bars 2 are shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 2 and 3 shows a schematic illustration of a production system 1 for providing or producing shaped bars 2 for use in electrical machines, such as electric motors or generators. Examples of such shaped bars 2 are shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 2 and 3 shows a schematic illustration of a production system 1 for providing or producing shaped bars 2 for use in electrical machines, such as electric motors or generators. Examples of such shaped bars 2 are shown in FIGS. 2 and 3.
  • the forms shown are not restrictive of the invention. Rather, other forms are known from the relevant prior art
  • the production system 1 can be part of an overall system for the production of assemblies for such electrical machines, for example for the production of stators, as shown in FIG. 1.
  • the manufacturing system 1 comprises a preparation station 3 and a forming station 4.
  • the preparation station 3 the preparation of shaped blanks 5 is carried out for further processing.
  • the preparation station has several processing zones.
  • the raw material for the production of the shaped rods 2 is usually unwound or drawn off from a roll 6 in the form of an already coated (lacquered) conductor wire 7 and fed to the preparation station via a roller 8.
  • lacquered already coated conductor wire
  • the conductor wire 7 itself preferably has a rectangular or square cross-sectional shape, but other cross-sectional shapes, such as a circular or oval or tra peziform, can be used.
  • the conductor wire 7 can be fed to a straightening zone 9 in a first step.
  • the straightening zone 9 for example, the cross-sectional shape can be corrected and / or the conductor wire 7 can be straightened.
  • the conductor wire 7 can be inserted further into an embossing zone 10, in particular at the straightening zone 9 (directly).
  • a cutting zone 11 is arranged in the production direction after (in particular immediately after) the embossing zone 10, in which the conductor wire 7 is cut to length to the shaped bar blanks 5.
  • shaped rod blanks 5 of a certain length. These shaped blanks 5 are fed to the forming station 4. For this purpose, several of the shaped bar blanks 5 are arranged on a goods carrier 12, for example pushed on by means of a slide.
  • the above-mentioned decoupling of the slower from the faster process steps is also preferably formed at this transfer zone of the shaped bar blanks 5 from the preparation station 3 to the carrier 12.
  • the merchandise support 12 With the merchandise support 12, several of the shaped bar blanks 5 can now be fed to the further processing in the forming station 4 together.
  • rotation of the shape of rod blanks are carried out at 90 0 5 in the plane, as is indicated in Fig. 1 on the basis of the rotational arrow 13.
  • FIG. 1 Since a preferred embodiment variant of the production system 1 is shown in FIG. 1, there is a stripping station 14 in front of the forming station 4 in the production direction.
  • the at least partial stripping of the shaped bar blanks 5 is necessary for contacting the shaped bars 2.
  • This stripping can, in principle, follow it in a known manner, in that each shaped blank 5 is fed individually to the stripping station.
  • a plurality of shaped bar blanks 5, which are located on the goods carrier 12 are jointly supplied to the stripping station 14, as shown in FIG. 1.
  • each shaped rod blank 5 is stripped, i.e. freed from the paint layer mentioned above.
  • the known tools can be used, which are described, for example, in the relevant prior art technology, to which reference is made in this connection.
  • the at least partial stripping of the shaped bar blanks 5 is preferably carried out using a laser.
  • the stripping station 14 is designed accordingly for receiving the goods carrier 12, for example equipped with a corresponding conveyor device on which the goods carrier is transported.
  • the stripping station 14 has at least one rotary device 15 for rotating the product carrier 12.
  • the goods carrier 12 (on the underside) can also have a rotating device, so that, if necessary, further turning devices for rotating the shaped bar blanks 5 or the goods carrier 12 can be dispensed with in the production system 1.
  • a plurality of shaped rod blanks 5, which are located on the goods carrier 12 are transferred to the forming station 4.
  • shaped bar blanks 5 are formed, for example into the U-shape as shown in FIG. 2 or into another known shape or hairpin shape.
  • the shaped bar blanks 5 remain on the goods carrier 12, so that several shaped bar blanks 5 are formed at the same time.
  • the goods carrier 12 itself is used as a forming tool.
  • the goods carrier 12 can, for example, be made in two parts, as shown in FIG. 4, which shows a goods carrier 12 in a side view. Accordingly, a first goods carrier part 16 can be connected to a second goods carrier part 17 via a joint 18.
  • Each of the shaped rod blanks 5 is arranged both on the first and on the second goods carrier part 16, 17.
  • both goods carrier parts 16, 17 can also be pivoted, as is indicated in FIG. 4 with the dashed arrow 19.
  • all the shaped bar blanks 5 located on the goods carrier 12 are reshaped simultaneously.
  • the article carrier 12 is opened again by the opposite movement (ie “the book is opened again”).
  • the two goods carrier parts 16, 17 can be of the same size. But there is also a different division of the product carrier 12, i.e. the area on which the shaped bar blanks 5 are arranged, possible.
  • the goods carrier is divided into more than two parts 16, 17 which can be pivoted relative to one another.
  • Fig. 5 in which a three-part goods carrier 12 is shown in plan view.
  • the goods carrier 12 here comprises those for the goods carrier parts 16, 17, each of which is connected to a further goods carrier part 20 via a joint 18 (only shown).
  • the middle, further goods carrier part 20 is made narrower than the other two goods carrier parts 16, 17.
  • this middle, further goods carrier part 20 can optionally be left at rest and only the two other goods carrier parts 16, 17 are pivoted.
  • each of the shaped bar blanks 5 is arranged on each of the goods carrier parts 16, 17, 20, provided that only one row of shaped bar blanks 5 is formed together. This is not the case with more than one row of shaped rod blanks 5 on the goods carrier 12.
  • the shaped bar blanks 5 are arranged lying on the goods carrier 12. But it is also a different one, e.g. standing arrangement of the shaped blanks 5 possible, as shown in Fig. 6, which for the sake of simplicity also shows only a two-part Wa rêt 12.
  • the product carrier part 16 has depressions in which the shaped bar blanks 5 are arranged upright.
  • the shaped bar blanks 5 are longer than the depressions, so that s protrude beyond the merchandise support part 16 and thus can be formed with the merchandise support part 17 by giving it around the joint 18.
  • the forming station 4 has corresponding movement devices, such as e.g. Actuators or motors, etc., which are not shown in the figures.
  • the common shaping of the shaped bar blanks 5 can also take place with other methods in which the goods carrier only functions as such and not as a shaping tool per se.
  • a die 21 is shown in FIG. 7 as an example of this.
  • the goods carrier 12 serves here only as a storage and holder for the shaped bar blanks 5.
  • the latter are placed on the goods carrier 5 and between the die parts of the die 21 and formed by the closing movement of the die 21. So that the goods carrier can also carry out the forming movement, it is again formed in several parts, for example with the goods carrier lines 16, 17, 20 connected via joints 18.
  • the shaped bar blanks 5 are gripped with a manipulator and fixed on the goods carrier 12 by the movement of the manipulator.
  • the shaped bar blanks 5 are fixed on the goods carrier 12 at least during the shaping and, if appropriate, the stripping. Preferably, the shaped bar blanks 5 are fixed to the sem during the entire time that they are on the goods carrier 12.
  • Conventional fixation means can be provided for fixation, such as (spring-loaded) locking plates or rods, etc.
  • the goods carrier 12 has recesses 22, each one recess 22 being designed for receiving a shaped bar blank 5, as shown in FIG 5 is shown.
  • the depressions 22 can have a shape and size (cross-sectional area viewed in plan view) which corresponds to the shape and size of the shaped bar blanks 5 (viewed in the same direction). They can also have a depth that is dimensioned such that the shaped bar blanks are arranged flush with the rest of the surface of the product carrier 12, in which the depressions 22 are formed.
  • molded bars 2 can thus be provided for use in electrical machines, which were produced by a process from blank blanks 5, the method comprising the steps of preparing blank blanks 5 and forming the shaped bar blanks 5 according to the above explanations.
  • the method comprising the steps of preparing blank blanks 5 and forming the shaped bar blanks 5 according to the above explanations.
  • the goods carrier 12 itself can be used according to a process variant.
  • the production plant 1 for providing the shaped bars 2 can be part of an overall system with which parts of electrical machines using the shaped bars 2, e.g. Stators.
  • shaped rods 2 can, if necessary, be rotated in order to obtain the desired hairpin shape, which is hinted at in FIG. 3, for example.
  • the shaped bars 2 can then be put together in a basket forming station 23 to form a shaped bar basket, for which purpose a plurality of transfer plates 24 can be arranged in the basket forming station 23, each forming the shaped bar basket by pivoting 180 °.
  • the shaped rod basket is then inserted into grooves in a laminated core 25, which, if appropriate, has previously been fed to a groove insulation station 26.
  • shaped rods 2 with a special shape are required for the formation of the shaped rod basket.
  • these can be treated separately and separated from the insulation and fed to the basket forming station 23 on a separate article carrier 12 (shown in broken lines in FIG. 1).
  • an embodiment variant of a product carrier 12 with a forming tool 27 is shown (sometimes only as a section).
  • the forming tool 27 is preferably part of the product carrier 12.
  • the goods carrier 12 can have two lateral holding elements 28, 29, with which several shaped bar blanks 5 can be held.
  • the holding elements 28, 29 can be designed in the form of strips. But they can also have a different shape.
  • the shaping tool 27 for shaping the shaped bar blank 5 likewise has at least one holding element 30 and / or fixing element per shaped bar blank 5, as can be seen better from FIGS. 9 and 10.
  • these holding elements 30 and / or fixing elements are of hook-shaped or L-shaped design and are pivotably mounted. The pivotability is at least between an open position and a closed position. In the open position, which is shown in FIG. 9, the shaped bar blanks 5 can be placed in the forming tool 27 for processing. In the closed position, which is shown in FIG. 10, the holding elements 30 and / or fixing elements are preferably at least partially in contact with the shaped bar blanks 5 for their processing, in particular forming, in the production system 1 (FIG. 1). The holding elements 30 and / or fixing elements can thus be pivoted between a receptacle 31 for the mold bar blanks 5 releasing position (FIG. 9) and a position 31 closing this receptacle (FIG. 10).
  • the holding elements 30 and / or fixing elements for the shaped bar blanks 5 can also be designed differently, for example as clamping jaws, etc.
  • the forming tool 27 is arranged centrally between the two holding elements 28, 29 of the goods carrier 12. Depending on the shaping to be carried out, the shaping tool 27 can also be placed differently. There is also the possibility that more than one forming tool 27 is provided or arranged.
  • the article carrier 12 is placed in such a way that the shaped bar blanks 5 accordingly engage in the forming tool 27 for the forming, as shown in the figures.
  • a first shaping can be carried out on the latter, which is shown in FIG. 11. Since the shaped blanks 5 are bent (in the middle) by the ends of the shaped blanks being brought upward, for example (for example, with the two holding elements 28, 29 (FIG. 8) of the product carrier 12).
  • the shaped blanks 5 are shown in FIG 11 represents both in the straight initial state and around the deformed state, whereby the deformation takes place by bending the shaped bar blanks 5 via the holding elements 30 and / or fixing elements.
  • FIG. A further shaping step for producing the hair pins is shown in FIG. Whoever bent the ends of the shaped bar blanks 5 each upwards, so that the shaped bar blanks 5 obtained approximately the appearance of hairpins. Again, the initial situation as it is after the first forming according to FIG. 11 and the final state after this second forming is shown.
  • the shaping tool 27 (or, if appropriate, a separate, further shaping tool) can be provided with pivotable flaps 32.
  • the Formklap pen 32 are articulated on holding flaps 33.
  • the flaps 32 preferably have a slot-shaped receptacle 34 for each blank bar 5, which can be better seen in FIG. 11.
  • the shaped bar blanks 5 are formed by pivoting the flaps 33 (upwards).
  • the shaped bar blanks 5 get into the preferably arranged slot-shaped receptacles 34, as a result of which the shaped bar blanks 5 are supported during the shaping.
  • the slot-shaped receptacles 34 extend from a side edge over a partial area of the width of the flaps 33, as can be seen from FIG. 11.
  • forming tool 27 is shown in sections. This forming tool 27 can also be part of the product carrier 12 if necessary.
  • the forming tool 27 preferably also has the holding elements 30 and / or fixie elements for holding and / or fixing the shaped bar blanks 5. Additionally points the forming tool 27 comb-like forming elements 35 which are displaceable in the direction of a longitudinal axis 35. By shifting at least one of these shaping elements 35 in the direction of the longitudinal axis 36, the shaped bar blanks 5 are formed by prongs 37 of the shaping element 35 (or the shaping elements 35), as a result of which the shaped bar blanks 5 are shaped in an S-shape (S-stroke), as in Fig. 14 can be seen.
  • S-stroke S-shape
  • This forming tool 27 can also include the above-described variants of the forming tool 27, in particular the holding elements 30 and / or fixing elements and / or the comb-shaped forming elements 35 and / or the flaps 32 and the holding flaps 33.
  • the shaped blanks 5 can generally be held on the goods carrier 12 with such articulated gripping elements 38.
  • FIG. 16 schematically shows the production of shaped rod blanks 5 from a conductor wire 7 in a preferred embodiment variant of the production system 1. It can be shaped rods 2 (or generally wire pieces) from the endless, in particular rectangular, Lei terdraht be produced at high speed and with a variable length. So that the shaped bars 2 have rounded edges at both ends, they are provided with a (possibly all-round) notch at the cutting point before cutting.
  • the manufacturing system 1 can have a feed device for the conductor wire 7 (unwinding the coil, not shown) and a buffer section (loop pit, not shown) in front of a straightening station 40 in which the conductor wire 7 is directed.
  • the straightening station can be provided with a plurality of straightening rollers 41.
  • a wire conveying device 43 is provided in a direction of conveyance 42 of the conductor wire 7 through the manufacturing system 1, preferably arranged after the straightening station 40.
  • the wire conveyor 43 is preferably designed as a belt conveyor drive, but can also be formed by other Antriebsein directions. With the wire conveyor 43, the conductor wire is continuously conveyed / moved through the manufacturing plant 1.
  • a vertical notch roller pair 44 and a horizontal notch roller pair 45 Downstream of the wire conveying device 43 in the conveying direction 42 is a vertical notch roller pair 44 and a horizontal notch roller pair 45.
  • the order can also be reversed, that is to say the horizontal notch roller pair 45 is arranged in front of the vertical notch roller pair 44.
  • more than one vertical notch roller pair 44 and / or more than one horizontal notch roller pair 45 can be arranged, although this is not the preferred embodiment variant of the production system 1.
  • notch rollers 46 are arranged lying with their axis of rotation.
  • notch rollers 47 are accordingly arranged with their axis of rotation.
  • the notch roller pairs 44, 45 downstream in the conveying direction 42 is a Trenneinrich device 48 with cutting rollers 49 (cutting wheels).
  • the machining of the conductor wire is thus effected substantially in three steps: one notch or pushing on both sides, push offset by 90 0 notch, cut to length conductor wire. 7
  • blank blanks 5 for the production of shaped bars for use in electrical machines can be produced, the blank blanks being produced from the conductor wire 7, for which purpose the conductor wire 7 is conveyed to the separating device 48 with the wire conveyor 43, the conductor wire 7 in front the Trenneinrich device 48 is provided with notches, for which the conductor wire 7 is conveyed by at least one vertical notch roller pair 44 and at least one horizontal notch roller pair 45.
  • the vertical notch roller pair 44 and / or the horizontal notch roller pair 45 touch the conductor wire 7 only briefly.
  • the scoring rolls 46 and / or 47 only in the rich Be a pressure angle of 5 0 to 20 °, in particular from 5 0 to 10 ° touch.
  • the pressure angle is a complete rotation of 360 0 of the scoring rolls 46 and / or 47 related.
  • the notch rollers 46 and / or 47 are moved synchronously (at the same speed) with the conductor wire 7 (rotated).
  • the notch rollers 46 and / or 47 can be operated at a faster or a slower speed. This in turn can be used to produce shorter or longer shaped bar blanks 5.
  • the production system 1 can thus be used for the production of shaped rod blanks 5 with variable catches, namely in a continuous manufacturing process for shaped rod blanks 5.
  • the vertical notch roller pair 44 and / or the horizontal notch roller pair 45 can (each) have its own drive device (not shown).
  • the cutting roller diameter (cutting wheel diameter) is matched to the catches of the shaped rod blanks 5 to be produced.
  • the shortest shaped bars 2 can currently be about 160 mm long with a small electric motor.
  • the cutting roller must then be driven with accelerated or decelerated speed in the area where it is not in engagement, and must be coupled to the belt speed during the engagement.
  • the mold bar lengths vary from 400 mm to 700 mm, which then results in a cutting roller diameter of 175 mm.
  • All side edges of the shaped rod blank 5 can be rounded, so that notches with a radius are generated.
  • FIG. 17 shows a simplified plan view of two shaped bars 2 welded together.
  • the vertical notch roller pair and / or the horizontal notch roller pair can be provided with only one blade roller and the other roller only have a supporting function.
  • the blades for producing the notches can also be movable and can be activated or deactivated as required. This gives the additional degree of freedom to be able to arrange the notches as desired.
  • the wire conveyor device 43 in particular the belt conveyor drive, conveys the conductor wire 7 with relatively little slip. Additionally or alternatively, the conductor wire preferably moves at a constant speed in order to rule out dynamic effects. Dynamic is then only the acceleration or deceleration of the notch rollers 46, 47 and cutting rollers 49, which are not in engagement with the wire at this time.
  • an encoder friction wheel or generally a displacement measuring device or a speed measuring device can be additionally arranged in the production system 1. A distance that the conductor wire 7 has to travel can thus be determined.
  • All or several drives can be coupled with each other using a CNC control with high-resolution incremental encoders.
  • the production system 1 has the advantage that the length of the shaped bar blanks 5 is variable and can be set separately for each shaped bar 2.
  • the form rod blanks 5 can be continuously produced with rotary tools.
  • four pairs of rollers can be provided, namely a pair of drive rollers, two pairs of notched rollers 44, 45 and a pair of separating rollers.
  • the pair of drive rollers preferably runs at constant speed (the speed can also be variable, e.g. to adapt to the subsequent processes if they do not run completely continuously) and generate a constant feed rate of the conductor wire 7.
  • the notched roller pair 44 with a horizontal taler Axis presses a notch in the conductor wire 7 on one or both sides.
  • the second notch pair of rollers 45 with a vertical axis also presses a notch in the conductor wire 7 on one or both sides.
  • three sides of the molded blank 5 are rounded on both sides and the fourth side (almost) Leave sharp-edged to facilitate the joining of the shaped bars 2 into the stator and later to get no thin insulation points on sharp edges during coating. With the separating roller pair, the shaped rod blank 5 is separated from the conductor wire 7.
  • the two notched roller pairs 44, 45 and the separating roller pair move preferably only during the engagement synchronously with the conductor wire 7, in between slower or faster, depending on the desired shaped rod length. This means that each shaped rod2 can be given a different length, despite the high processing speed.
  • the coordination can take place as follows, for example:
  • a molding rod 2 is provided in the preparation station 3 every 0.25 sec.
  • the goods carriers 12 then cycle with a cycle time of 2 seconds.
  • the distance between the shaped rods 2 is such that all 8 rod ends are reached by the laser scanner in the laser stripping station and can be processed in one pass. Depending on requirements, several such stations can be arranged one after the other, if necessary with intermediate turning stations in which all eight shaped bars 2 are turned simultaneously by 90 ° or 180 °.
  • the indicated cycle times and the number of shaped bar blanks 5 / shaped bars 2 per product carrier 12 are only exemplary. However, the product carriers 12 preferably cycle at eight times the cycle time of the provision of the shaped rod.
  • the die 21 can be segmented out. While the goods carrier 12 cycles, the individual segments can be adjusted differently and then fixed. This makes it possible to create an egg bending form for each individual rod.
  • the exemplary embodiments show or describe possible design variants of the production system 1, it being noted at this point that combinations of the individual design variants with one another are also possible.
  • Molded bar blank 35 Um form element roll 36 longitudinal axis
  • Goods carrier 42 conveying direction of rotation arrow 43 wire conveyor device stripping station 44 notched roller pair rotating device 45 notched roller pair goods carrier part 46 notched roller

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Formstäben (2) aus Formstabrohlingen (5) für den Einsatz in elektrischen Maschinen umfassend die Schritte Vorbereiten der Formstabrohlinge (5) und Umformung der Formstabrohlinge (5), wobei mehrere Formstabrohlinge (5) vor der Umformung auf einem Warenträger (12) positioniert und fixiert werden und auf dem Warenträger (12) sich befindend gemeinsam bearbeitet werden.

Description

VERFAHREN ZUM BEREITSTEFFEN VON FORMSTÄBEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Formstäben für den Einsatz in elektrischen Maschinen umfassend die Schritte Vorbereiten von Formstabrohlingen und Um formung der Formstabrohlinge.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bereitstellen von Formstabrohlingen für die Herstellung von Formstäben für den Einsatz in elektrischen Maschinen, wobei die Form stabrohlinge aus einem Feiterdraht hergestellt werden, wozu der Feiterdraht mit einer Draht fördereinrichtung zu einer Trenneinrichtung gefördert wird.
Weiter betrifft die Erfindung eine Fertigungsanlage zum Bereitstellen von Formstäben für den Einsatz in elektrischen Maschinen, wobei die Fertigungsanlage eine Umformungsstation für die Umformung von Formstabrohlingen aufweist.
Zudem betrifft die Erfindung eine Fertigungsanlage zum Bereitstellen von Formstabrohlingen für die Herstellung von Formstäben für den Einsatz in elektrischen Maschinen, umfassend eine Drahtfördereinrichtung und eine Trenneinrichtung.
Bekanntlich weisen elektrische Maschinen, wie Motoren oder Generatoren, Wicklungen auf. Neben herkömmlichen Spulen aus Runddraht gibt es auch die sogenannte Flachdraht Wellen wickeltechnik und die Hairpin-Technologie bei denen anstellte eines Endlosdrahtes auch Formstäbe zum Einsatz kommen. Derzeit werden die dafür verwendeten Formstäbe einzeln aus Endlosmaterial hergestellt, wobei die einzelnen Formstabrohlinge nacheinander die Ferti gungsstraße durchlaufen. Damit verbunden sind entsprechend hohe Taktzeiten und die damit einhergehenden Nachteile.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formstäbe für die Wicklungen von elektrische Maschinen effizienter herstellen zu können. Diese Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass mehrere Formstäbe vor der Umformung auf einem Warenträger positioniert und fixiert werden und auf dem Warenträger sich befindend gemeinsam umgeformt werden.
Weiter wird die Aufgabe mit dem Verfahren zum Bereitstellen von Formstabrohlingen gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass der Feiterdraht vor der Trenneinrichtung mit Kerben versehen wird, wozu der Feiterdraht durch zumindest ein vertikales Kerbwalzenpaar und zumindest ein horizontales Kerbwalzenpaar gefördert wird.
Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit der eingangs genannten Fertigungsanlage gelöst, bei der die Fertigungsanlage weiter zumindest einen Warenträger aufweist, auf dem mehrere Formstabrohlinge angeordnet werden können, und auf dem die Formstabrohlinge sich befin dend gleichzeigt umgeformt werden können.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit der genannten Fertigungsanlage zum Bereitstellen von Formstabrohlingen gelöst, die zumindest ein vertikales Kerbwalzenpaar und zumindest ein horizontales Kerbwalzenpaar aufweist.
Von Vorteil ist dabei, dass es mit der Anordnung der Formstabrohlinge auf einem Warenträ ger möglich wird, die Vorbereitung der Formstabrohlinge zumindest teilweise von der Umfor mung verfahrenstechnisch zu entkoppeln, d.h. dass diese Prozesse parallel bzw. gleichzeitig durchgeführt werden können. Durch die Entkopplung können also langsamere von schnelle ren Prozessen entkoppelt werden, wodurch die Flaschenhalsproblematik in der Fertigung bes ser beherrschbar wird. In der Folge kann damit eine Verkürzung der Taktzeit für die Herstel lung von einem Formstab erreicht werden. Eine weitere Beschleunigung des Prozesses kann durch die gleichzeitige Umformung mehrere Formstabrohlinge erreicht werden. Es können damit in Summe Taktzeiten für die Herstellung eines Formstabes erreicht werden, die im Zehntelsekundenbereich liegen. Dementsprechend hoch kann folglich auch der Output von elektrischen Maschinen sein, wodurch die Produktion von Elektromotoren für die E-Mobility wirtschaftlich interessanter wird. Mit dem Verfahren zur Herstellung der Formstabrohlinge bzw. der Fertigung sanlage hierfür, können Formstabrohlinge in hoher Geschwindigkeit herge stellt werden, wodurch die hochvolumige Herstellung der Formstäbe weiter unterstützt wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Formstabrohlinge mit dem Warenträger als Werkzeug umgeformt werden. Dazu kann gemäß einer Ausführungsvariante der Fertigungsanlage vorgesehen sein, dass der Warenträger als Umformwerkzeug für die Formstabrohlinge ausgebildet ist, wobei gemäß einer Ausführungs variante dazu vorgesehen sein kann, dass der Warenträger zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei zumindest zwei Teile über eine gemeinsame Schwenkachse miteinander verbunden sind, und dass Aufnahmebereiche für die Formstabrohlinge jeweils auf beiden Teilen ausge bildet sind. Mit diesen Ausführungsvarianten ist eine weitere Vereinfachung der Herstellung der Formstäbe erreichbar, da die Formstabrohlinge nicht zusätzlich für die Umformung mani puliert werden müssen. Zudem ist das Werkzeug„Warenträger“ einfach ausgebildet, wodurch auch dessen Standzeit erhöht werden kann.
Es kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die mehreren Formstäbe auf dem Warenträger sich befindend zumindest teilweise abisoliert wer den. Auch damit ist eine weitere Verkürzung der Taktzeit durch Vermeidung von zusätzli chem Manipulationsaufwand erreichbar.
Bevorzugt erfolgt die Abisolierung der Formstabrohlinge in einer Abisolierstation, die in Pro duktionsrichtung vor der Umformungsstation angeordnet ist, da damit die Formstabrohlinge noch gerade vorliegen und die Abisolierung schneller durchgeführt werden kann.
Die Abisolierstation kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Fertigungsanlage zur Aufnahme des Warenträgers mit den mehreren darauf befindlichen Formstabrohlingen ausgebildet sein, womit eine weitere Verkürzung der Taktzeit erreicht werden kann. Gegebe nenfalls können damit auch mehrere Formstabrohlinge gleichzeitig bearbeitet werden.
Es ist dabei von Vorteil, wenn nach einer Ausführungsvariante dazu die Abisolierstation zu mindest eine Drehvorrichtung zum Drehen des Warenträgers aufweist, da damit nur ein Ab isolierwerkzeug zum Abisolieren von beiden Enden der Formstabrohlinge erforderlich ist.
Zur schnelleren Positionierung der Formstabrohlinge kann nach einer anderen Ausführungs variante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Warenträger Vertiefungen aufweist, wobei jeweils eine Vertiefung für die Aufnahme jeweils eines Formstabrohlings ausgebildet ist. Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann weiter vorgesehen sein, dass das vertikales Kerbwalzenpaar und/oder das horizontales Kerbwalzenpaar den Leiterdraht nur im Bereich eines Eingriffswinkels von 5 0 bis 20 0 berührt und während der damit verbundenen Zeitspanne synchron mit dem Leiterdraht mitbewegt wird. Durch die nur kurze Berührung der kerbwalze(n) mit dem Leiterdraht die Präzision der Kerbung verbessert werden.
Es kann dabei gemäß einer Ausführungsvariante auch vorgesehen sein, dass das vertikale Kerbwalzenpaar und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar außerhalb der Zeitspanne, in der dieses/ diese synchron mit dem Leiterdraht mitbewegt wird/werden, langsamer oder schneller bewegt wird/werden. Das vertikale Kerbwalzenpaar und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar kann/können dazu eine eigene Antriebseinrichtung aufweisen. Es wird damit ermöglicht, dass mit hoher Geschwindigkeit nach demselben Verfahren und insbesondere mit derselben Lerti- gungsanlage Lormstabrohlinge mit unterschiedlicher Länge hergestellt werden können.
Vorzugsweise kann nach einer anderen Ausführungsvariante vorgesehen werden, dass die Kerben gerundet ausgeführt. Es kann damit das Lügen der Lormstäbe in das Statorblechpaket erleichtert werden, insbesondere kann damit die Beschädigung des Isolationspapiers besser vermieden werden. Beim späteren Aufbringen einer Isolierung an den Drahtenden, z. B. durch Tränken oder Pulversintem, können zudem dünne Stellen in der Isolationsschicht an scharfen Kanten vermieden werden. Durch die abgerundeten Kanten bleibt die Schichtdicke annähernd konstant. Damit können bei hohen Spannungen Lunkendurchschläge besser vermieden wer den.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist es aber auch möglich, dass zwei nebeneinander ausgebildete Seitenkanten der Lormstabrohlinge scharfkantig belassen werden, wodurch das Verschweißen der Lormstäbe verbesset werden kann. Das vertikale Kerbwalzenpaar und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar kann dazu mit nur einer Klinge versehen sein und die weitere Walze nur eine Stützfunktion aufweisen.
Zur Verringerung der Toleranzen kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfin dung vorgesehen sein, dass eine Strecke, die der Leiterdraht zurücklegt, bestimmt wird. Die Lertigungsanlage kann dazu mit einem Encoder-Reibrad ausgestattet sein. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 ein Schema für eine Fertigungsanlage zum Bearbeiten von Formstabrohlingen; Fig. 2 eine Ausführungsvariante eines Formstabs;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante eines Formstabs;
Fig. 4 eine Ausführungsvariante eines Warenträgers;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante eines Warenträgers;
Fig. 6 eine andere Ausführungsvariante eines Warenträgers;
Fig. 7 ein Detail einer Ausführungsvariante der Umformstation der Fertigung sanlage; Fig. 8 einen Warenträger;
Fig. 9 einen Ausschnitt aus einem Umformwerkzeug im geöffneten Zustand;
Fig. 10 den Ausschnitt aus dem Umformwerkzeugt im geschlossenen Zustand;
Fig. 11 ein Umformwerkzeug in einer ersten Umformstellung;
Fig. 12 das Umformwerkzeug nach Fig. 11 in einer zweiten Umformstellung;
Fig. 13 einen Ausschnitt aus einem weiteren Umformwerkzeug in Schrägansicht von der
Seite; Fig. 14 einen Ausschnitt aus dem weiteren Umformwerkzeug in Ansicht von oben;
Fig. 15 einen Ausschnitt aus einem anderen Umformwerkzeug;
Fig. 16 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Form
stabrohlingen;
Fig. 17 zwei miteinander verbundene Formstäbe in Draufsicht.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fertigungsanlage 1 zum Bereitstellen bzw. Herstellen von Formstäben 2 für den Einsatz in elektrischen Maschinen, wie Elektromotoren oder Generatoren. Beispiele derartiger Formstäbe 2 sind in den Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die dargestellten Formen keinen die Erfindung einschrän kenden Charakter haben. Vielmehr sind aus dem einschlägigen Stand der Technik weitere Formen bekannt, auf die hier verwiesen sei.
Die Fertigung sanlage 1 kann Teil einer Gesamtanlage für die Herstellung von Baugruppen für derartige elektrische Maschinen sein, beispielsweise zur Herstellung von Statoren, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Fertigung sanlage 1 umfasst eine Vorbereitungsstation 3 und eine Umformungsstation 4.
In der Vorbereitungsstation 3 erfolgt die Vorbereitung von Formstabrohlingen 5 für die wei tere Bearbeitung. Dazu weist die Vorbereitungsstation mehrere Bearbeitungszonen auf. Das Rohmaterial für die Herstellung der Formstäbe 2 wird üblicherweise von einer Rolle 6 in Form eines bereits beschichteten (lackierten) Leiterdrahtes 7 abgewickelt bzw. abgezogen und über eine Walze 8 der Vorbereitungsstation zugeführt. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungen von Zuführungen des Leiterdrahtes 7 möglich.
Der Leiterdraht 7 an sich hat bevorzugt eine rechteckförmige oder quadratische Querschnitts form, wobei auch andere Querschnittsformen, wie z.B. eine kreisförmige oder ovale oder tra pezförmige, einsetzbar sind.
In der Vorbereitungsstation kann der Leiterdraht 7 in einem ersten Schritt einer Richtzone 9 zugeführt werden. In der Richtzone 9 kann beispielsweise eine Korrektur der Querschnitts form und/oder eine Begradigung des Leiterdrahtes 7 erfolgen.
Der Leiterdraht 7 kann weiter in eine, insbesondere an die Richtzone 9 (unmittelbar) anschlie ßende Prägezone 10 eingeführt werden.
In Produktionsrichtung nach (insbesondere unmittelbar nach) der Prägezone 10 ist ein Schneidzone 11 angeordnet, in der der Leiterdraht 7 zu den Formstabrohlingen 5 abgelängt wird.
Da diese Art der Vorbereitung der Formstabrohlinge 5 an sich aus dem Stand der Technik be kannt ist, sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf diesen Stand der Technik verwiesen.
Am Ende der Vorbereitungs Station liegen also Formstabrohlinge 5 einer bestimmten Länge vor. Diese Formstabrohlinge 5 werden der Umformung s Station 4 zugeführt. Dazu werden mehrere der Formstabrohlinge 5 auf einen Warenträger 12 angeordnet, beispielsweise mittels eines Schiebers aufgeschoben.
An dieser Übergabezone der Formstabrohlinge 5 von der Vorbereitungs Station 3 auf den Wa renträger 12 ist auch bevorzugt die voranstehend genannte Entkopplung der langsameren von den schnelleren Prozessschritten ausgebildet. Mit dem Warenträger 12 können nun mehrere der Formstabrohlinge 5 der weiteren Bearbei tung in der Umformstation 4 gemeinsam zugeführt werden. Gegebenenfalls kann vorher noch eine Drehung der Formstabrohlinge 5 in der Ebene um 90 0 durchgeführt werden, wie dies in Fig. 1 anhand des Drehpfeils 13 angedeutet ist.
Da in Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsvariante der Fertigungsanlage 1 dargestellt ist, ist in Produktionsrichtung vor der Umformungsstation 4 noch eine Abisolierstation 14.
Das zumindest teilweise Abisolieren der Formstabrohlinge 5 ist für die Kontaktierung der Formstäbe 2 erforderlich. Dieses Abisolieren kann prinzipiell auf bekannte Art und Weise er folgen, indem jeder Formstabrohling 5 einzeln der Abisolierstation zugeführt wird. Im Rah men der Erfindung werden aber auch hier mehrere Formstabrohlinge 5 sich auf dem Waren träger 12 befindend gemeinsam der Abisolierstation 14 zugeführt, wie diese in Fig. 1 darge stellt ist.
In der Abisolierstation 14 werden zumindest die beiden Endbereiche jedes Formstabrohlings 5 abisoliert, d.h. von der voranstehend erwähnten Lackschicht befreit. Es können hierfür die bekannten Werkzeuge eingesetzt werden, die beispielsweise im einschlägigen Stand der Tech nik beschrieben sind, auf den in diesem Zusammenhang verwiesen sei.
Bevorzugt wird die zumindest teilweise Abisolierung der Formstabrohlinge 5 mit einem Laser durchgeführt.
Nachdem die Formstabrohlinge 5 bevorzugt auch in der Abisolierstation 14 bereits auf dem Warenträger 12 sich befindend bearbeitet werden, ist die Abisolierstation 14 entsprechend für die Aufnahme des Warenträgers 12 ausgebildet, beispielswiese mit einer entsprechenden För dereinrichtung ausgestattet, auf der der Warenträger transportiert wird.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass in der Abisolierstation 14 zumindest eine Drehvorrich tung 15 zum Drehen des Warenträgers 12 aufweist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann aber auch der Warenträger 12 (an der Unterseite) eine Drehvorrichtung aufweisen, sodass gegebe nenfalls in der Fertigung sanlage 1 auf weitere Drehvorrichtungen zum Drehen der Form stabrohlinge 5 bzw. des Warenträgers 12 verzichtet werden kann. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Fertigungsanlage 1 werden mehrere Form stabrohlinge 5 sich auf dem Warenträger 12 befindend an die Umformstation 4 übergeben.
In der Umformstation 4 werden Formstabrohlinge 5 umgeformt, beispielsweise in die U-Form wie in Fig. 2 gezeigt oder in eine andere bekannte Form bzw. Hairpin-Form. Für die Umfor mung verbleiben die Formstabrohlinge 5 auf dem Warenträger 12, sodass mehrere Form stabrohlinge 5 gleichzeitig umgeformt werden.
Dabei kann bevorzugt nach einer Ausführungsvariante der Fertigungsanlage 1 vorgesehen sein, dass der Warenträger 12 selbst als Umformwerkzeug eingesetzt wird. Der Warenträger 12 kann dazu beispielsweise zweigeteilt ausgeführt sein, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, die einen Warenträger 12 in Seitenansicht zeigt. Demnach kann ein erster Warenträgerteil 16 mit einem zweiten Warenträgerteil 17 über ein Gelenk 18 verbunden sein. Jeder der Formstabroh linge 5 ist sowohl auf dem ersten als auch auf dem zweiten Warenträgerteil 16, 17 angeordnet. Für die Umformung wird zumindest einer der beiden Warenträgerteile 16, 17 relativ zum an deren Warenträgerteil 17, 16 gemäß Pfeil 19 ver schwenkt, die beiden Warenträgerteile 16, 17 also in Art eines Buches zugeklappt. Es können hierfür auch beide Warenträgerteile 16, 17 verschwenkt werden, wie dies in Fig. 4 anhand des strichlierten Pfeiles 19 angedeutet ist. Durch das„Zuklappen“ werden folglich sämtliche auf dem Warenträger 12 sich befindenden Formstabrohlinge 5 gleichzeitig umgeformt. Nach der Umformung wird der Warenträger 12 durch die entgegengesetzte Bewegung wieder geöffnet (also„das Buch wieder aufgeklappt“).
Die beiden Warenträgerteile 16, 17 können gleich groß ausgeführt sein. Es ist aber auch eine andere Aufteilung des Warenträgers 12, d.h. der Fläche, auf der die Formstabrohlinge 5 ange ordnet sind, möglich.
Es ist weiter möglich, dass der Warenträger in mehr als zwei zueinander verschwenkbare Wa renträgerteile 16, 17 aufgeteilt ist. Dies soll mit Fig. 5 angedeutet werden, in der ein dreige teilter Warenträger 12 in Draufsicht dargestellt ist. Die Warenträger 12 umfasst hier die bei den Warenträgerteile 16, 17, die jeweils über ein Gelenk 18 (nur angedeutet dargestellt) mit einem weiteren Warenträgerteil 20 verbunden sind. Der mittlere, weitere Warenträgerteil 20 ist dabei schmäler ausgeführt als die beiden anderen Warenträgereile 16, 17. Für die Umfor mung der Formstabrohlinge 5 kann dieser mittlere, weitere Warenträgerteil 20 gegebenenfalls ruhend belassen werden und nur die beiden anderen Warenträgerteile 16, 17 verschwenkt werden.
Generell gilt, dass jeder der Formstabrohlinge 5 auf jedem der Warenträgerteile 16, 17, 20 an geordnet ist, sofern nur eine Reihe an Formstabrohlingen 5 gemeinsam umgeformt wird. Bei mehr als einer Reihe an Formstabrohlingen 5 auf dem Warenträger 12 ist dies nicht der Fall.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei den Darstellungen des Warenträgers 12 in den Fig. 4 und 5 lediglich um Beispiele handelt. Andere Ausführungen des Warenträgers 12 sind im Rahmen der Erfindung möglich.
In den Fig. 4 und 5 sind die Formstabrohlinge 5 auf dem Warenträger 12 liegend angeordnet. Es ist aber auch eine andere, z.B. stehende Anordnung der Formstabrohlinge 5 möglich, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, die der Einfachheit halber ebenfalls einen nur zweigeteilten Wa renträger 12 zeigt. Bei dieser Ausführungsvariante des Warenträgers 12 weist das Warenträ gerteil 16 Vertiefungen auf, in denen die Formstabrohlinge 5 stehend angeordnet sind. Die Formstabrohlinge 5 sind aber länger als die Vertiefungen, sodas s die über den Warenträgerteil 16 vorragen und damit mit dem Warenträgerteil 17 durch Verschenken um das Gelenk 18 um geformt werden können.
Für die Bewegung der einzelnen Warenträgerteile 16, 17, 20 weist die Umformstation 4 ent sprechende Bewegungseinrichtungen, wie z.B. Aktoren bzw. Motoren, etc., auf, die in den Fi guren allerdings nicht dargestellt sind.
Prinzipiell kann die gemeinsame Umformung der Formstabrohlinge 5 auch mit anderen Me thoden erfolgen, bei denen der Warenträger nur als solcher und nicht als Umformwerkzeug an sich fungiert. Als Beispiel hierfür ist in Fig. 7 ein Gesenk 21 dargestellt. Der Warenträger 12 dient hier nur als Ablage und Halterung für die Formstabrohlinge 5. Letztere werden auf dem Warenträger 5 sich befindend in zwischen die Gesenkteile des Gesenks 21 eingebracht und durch die Schließbewegung des Gesenks 21 umgeformt. Damit der Warenträger die Umform bewegung ebenfalls mit ausführen kann, ist dieser wieder mehrteilig ausgebildet, beispiels weise mit den über Gelenke 18 verbundenen Warenträgereilen 16, 17, 20 versehen.
Es ist aber auch möglich, dass die Formstabrohlinge 5 mit einem Manipulator ergriffen wer den und auf dem Warenträger 12 fixiert durch die Bewegung des Manipulators umgeformt werden.
Generell sind die Formstabrohlinge 5 zumindest während der Umformung und gegebenenfalls der Abisolierung auf dem Warenträger 12 fixiert. Vorzugsweise sind die Formstabrohlinge 5 jedoch während der gesamten Zeit, in der sie sich auf dem Warenträger 12 befinden auf die sem fixiert. Zur Fixierung können übliche Fixierungsmittel vorgesehen werden, wie beispiels weise (federbelastet) Arretierbleche oder -Stäbe, etc.
Zur Fixierung und/oder Positionierung der Formstabrohlinge 5 kann nach einer weiteren Aus führungsvariante der Fertigungsanlage 1 vorgesehen sein, dass der Warenträger 12 Vertiefun gen 22 aufweist, wobei jeweils eine Vertiefung 22 für die Aufnahme jeweils eines Form stabrohlings 5 ausgebildet ist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die Vertiefungen 22 können eine Form und Größe (Querschnittsfläche in Draufsicht betrachtet) aufweisen, die der Form und Größe der Formstabrohlinge 5 (in gleicher Richtung betrachtet) entspricht. Sie können weiter eine Tiefe aufweisen, die so bemessen ist, dass die Formstabrohlinge flächenbündig mit der restlichen Oberfläche des Warenträgers 12, in der die Vertiefungen 22 ausgebildet sind, angeordnet sind.
Nach der Umformung de Formstabrohlinge 5 können diese die Fertigungsanlage 1 verlassen und von dem Warenträger 12 entfernt werden.
Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass sich in der Fertigungsanlage 1 mehrere Waren träger 12 mit darauf sich befindenden Formstabrohlingen 5 gleichzeitig befinden können.
Mit der Fertigungsanlage 1 können somit Formstäbe 2 für den Einsatz in elektrischen Maschi nen bereitgestellt werden, die nach einem Verfahren aus Formstabrohlingen 5 hergestellt wur den, wobei das Verfahren die Schritte Vorbereiten der Formstabrohlinge 5 und Umformung der Formstabrohlinge 5 entsprechend den voranstehenden Ausführungen umfasst. Dabei wer den mehrere Formstabrohlinge 5 vor der Umformung auf einem Warenträger 12 positioniert und fixiert und auf dem Warenträger 12 sich befindend gemeinsam umgeformt.
Als Werkzeug für die Umformung der Formstabrohlinge 5 kann gemäß einer Verfahrens Vari ante der Warenträger 12 selbst verwendet werden.
Es kann weiter nach einer anderen Verfahrens Variante vorgesehen sein, dass mehrere Form stabrohlinge 5 auf dem Warenträger 12 sich befindend zumindest teilweise abisoliert werden.
Wie bereits voranstehend ausgeführt, kann die Fertigungsanlage 1 zur Bereitstellung der Formstäbe 2 Teil einer Gesamtanlage sein, mit der Teile von elektrischen Maschinen unter Verwendung der Formstäbe 2, wie z.B. Statoren, hergestellt werden. Dazu können Formstäbe 2 gegebenenfalls noch verdreht werden um die gewünschte Hairpin-Form zu erhalten, die bei spielsweise in Fig. 3 andeutungsweise dargestellt ist.
Die Formstäbe 2 können dann in einer Korbbildungs Station 23 zu einem Formstabkorb zu sammengefügt werden, wofür in der Korbbildungsstation 23 mehrere Übergabeteller 24 ange ordnet sein können, die durch jeweils ein 180° Schwenken den Formstabkorb bilden.
Der Formstabkorb wird anschließend in Nuten eines Blechpakets 25 eingeführt, das vorher gegebenenfalls einer Nutisolierungsstation 26 zugeführt wurde.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass Formstäbe 2 mit einer Sonderform für die Bildung des Formstabkorbes erforderlich sind. Dazu können diese gesondert behandelt und nach der Ab isolierung abgesondert werden und auf einem eigenen Warenträger 12 (in Fig. 1 strichliert dargestellt) der Korbbildungs Station 23 zugeführt werden.
In den Fig. 9 bis 11 ist eine Ausführungsvariante eines Warenträgers 12 mit einem Umform werkzeug 27 dargestellt (teilweise nur als Ausschnitt). Das Umformwerkzeug 27 ist vorzugs weise Teil des Warenträgers 12. Der Warenträger 12 kann zwei seitliche Halteelemente 28, 29 aufweisen, mit denen mehrere Formstabrohlinge 5 gehalten werden können. Die Halteelemente 28, 29 können leistenförmig ausgebildet sein. Sie können aber auch eine andere Form aufweisen.
Das Umformwerkzeug 27 zur Umformung der Formstabrohling 5 weist ebenfalls pro Form stabrohling 5 zumindest ein Halteelement 30 und/oder Fixierelement auf, wie dies besser aus den Figuren 9 und 10 ersichtlich ist. Diese Halteelemente 30 und/oder Fixierelemente sind in der dargestellten Ausführungsvariante des Umformwerkzeuges 27 hakenförmig bzw. L-för- mig ausgeführt und verschwenkbar gelagert. Die Verschwenkbarkeit ist zumindest zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung gegeben. In der Offenstellung, die in Fig. 9 gezeigt ist, können die Formstabrohlinge 5 im Umformwerkzeug 27 für die Bearbeitung plat ziert werden. In der Geschlossenstellung, die in Fig. 10 gezeigt ist, liegen die Halteelemente 30 und/oder Fixierelemente an den Formstabrohlingen 5 für deren Bearbeitung, insbesondere Umformung, in der Fertigungsanlage 1 (Fig. 1) vorzugsweise zumindest teilweise an. Die Halteelemente 30 und/oder Fixierelemente können also zwischen einer Aufnahmen 31 für die Formstabrohlinge 5 freigebenden Stellung (Fig. 9) und einer diese Aufnahmen 31 verschlie ßenden Stellung (Fig. 10) verschwenkt werden.
Die Halteelemente 30 und/oder Fixierelemente für die Formstabrohlinge 5 können auch an ders ausgeführt sein, beispielsweise als Spannbacken, etc..
In der dargestellten Ausführung des Warenträgers 12 ist das Umformwerkzeug 27 mittig zwi schen den beiden Halteelementen 28, 29 des Warenträgers 12 angeordnet. Je nach durchzu führender Umformung kann das Umformwerkzeug 27 aber auch anders platziert sein. Weiter besteht die Möglichkeit, dass mehr als ein Umformwerkzeug 27 vorgesehen bzw. angeordnet ist.
Falls das zumindest eine Umformwerkzeug 27 nicht Teil des Warenträgers 12 ist, wird der Warenträger 12 derart platziert, dass die Formstabrohlinge 5 entsprechend in das Umform werkzeug 27 für das Umformen eingreifen, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Durch die Halterung bzw. Fixierung der Formstabrohlinge 5 mit dem Umformwerkzeug 27 kann an diesen eine erste Umformung durchgeführt werden, die in Fig. 11 dargestellt ist. Da bei werden die Formstabrohlinge 5 (mittig) umgebogen, indem die Enden der Formstabroh ling z.B. nach oben verbracht werden (beispielsweise mit den beiden Haltelementen 28, 29 (Fig. 8) des Warenträgers 12. Zur Verdeutlichung der Umformung sind die Formstabrohlinge 5 in Fig. 11 sowohl im geraden Ausgangszustand als auch um umgeformten Zustand darge stellt. Die Umformung erfolgt dabei durch Biegung der Formstabrohlinge 5 über die Halteele mente 30 und/oder Fixierelemente.
In Fig. 12 ist ein weiterer Umformschritt zur Herstellung der Hair-Pins dargestellt. Dabei wer den die Enden der Formstabrohlinge 5 jeweils nach oben gebogen, sodass die Formstabroh linge 5 in etwa das Aussehen von Haarnadeln erhalten. Wiederum ist die Ausgangssituation, wie sie nach dem ersten Umformen gemäß Fig. 11 vorliegt, und der Endzustand nach dieser zweiten Umformung dargestellt.
Für diese Umformung kann das Umformwerkzeug 27 (oder gegebenenfalls ein gesondertes, weiteres Umformwerkzeug) mit schwenkbaren Formklappen 32 versehen sein. Die Formklap pen 32 sind gelenkig an Halteklappen 33 angeordnet. Bevorzugt weisen die Formklappen 32 pro Formstabrohling 5 eine schlitzförmige Aufnahme 34 auf, die besser aus Fig. 11 zu erse hen sind. Die Formstabrohlinge 5 werden durch das Verschwenken der Formklappen 33 (nach oben) umgeformt. Dabei gelangen die Formstabrohlinge 5 in die bevorzugt angeordneten schlitzförmigen Aufnahmen 34, wodurch die Formstabrohlinge 5 beim Umformen abgestützt werden.
Die schlitzförmigen Aufnahmen 34 erstrecken sich ausgehend von einer Seitenkante über ei nen Teilbereich der Breite der Formklappen 33, wie dies aus Fig. 11 ersichtlich ist.
In den Fig. 13 und 14 ist ausschnittsweise eine weitere Ausführungsvariante des Umform werkzeuges 27 dargestellt. Auch dieses Umformwerkzeug 27 kann gegebenenfalls Teil des Warenträgers 12 sein.
Das Umformwerkzeug 27 weist vorzugsweise ebenfalls die Halteelemente 30 und/oder Fixie relemente für die Halterung und/oder Fixierung der Formstabrohlinge 5 auf. Zusätzlich weist das Umformwerkzeug 27 kammartige Umformelemente 35 auf, die in Richtung einer Längs achse 35 verschiebbar sind. Durch die Verschiebung zumindest eines dieser Umformelemente 35 in Richtung der Längsachse 36 werden die Formstabrohlinge 5 von Zinken 37 des Umfor melementes 35 (oder der Umformelemente 35) umgeformt, wodurch die Formstabrohlinge 5 S-förmig umgeformt werden (S-Stroke), wie dies aus Fig. 14 ersichtlich ist.
Fig. 15 zeigt einen Ausschnitt aus einer weiteren Ausführungsvariante des Umformwerkzeugs 27 gezeigt. Auch dieses Umformwerkzeug 27 kann die voranstehend beschriebenen Ausfüh rungsvarianten des Umformwerkzeuges 27 mitumfassen, also insbesondere die Halteelemente 30 und/oder Fixierelemente und/oder die kammförmigen Umformelemente 35 und/oder die Formklappen 32 bzw. die Halteklappen 33.
Das Umformwerkzeug 27 nach Fig. 15 weist gelenkig bzw. verschwenkbar gelagerte Grei felemente 38, mit den die Formstabrohlinge 5 ergriffen und bogenförmig umgeformt werden können. Dazu sind diese Greifelemente 38 auf Umformleisten 39 angeordnet. Die Umform leisten 39 können in Richtung der Längsachse 36 verschoben werden.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Formstabrohlinge 5 generell auf dem Warenträger 12 mit derartigen gelenkig gelagerten Greif elementen 38 gehalten werden können.
In Fig. 16 ist schematisch die Herstellung von Formstabrohlingen 5 aus einem Leiterdraht 7 in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Fertigungsanlage 1 dargestellt. Es können damit Formstäbe 2 (bzw. generell Drahtstücke) aus dem endlosem, insbesondere rechteckigen, Lei terdraht in hoher Geschwindigkeit und mit variabler Länge hergestellt werden. Damit die Formstäbe 2 an beiden Enden abgerundete Kanten haben, werden sie vor dem Abschneiden an der Abschneidestelle mit einer (gegebenenfalls allseitigen) Kerbe versehen.
Die Fertigung sanlage 1 kann eine Zuführeinrichtung für den Leiterdraht 7 (Coil abspulen, nicht dargestellt) und eine Pufferstrecke (Schlaufengrube, nicht dargestellt) vor einer Richtsta tion 40, in der der Leiterdraht 7 gerichtet wird, aufweisen. Die Richtstation kann dem Stand der Technik entsprechend mit mehreren Richtwalzen 41 versehen sein. In einer Förderrich tung 42 des Leiterdrahts 7 durch die Fertigungsanlage 1 bevorzugt nach der Richtstation 40 angeordnet ist eine Drahtfördereinrichtung 43 vorgesehen. Die Drahtfördereinrichtung 43 ist vorzugsweise als Bandförderantrieb ausgebildet, kann aber auch durch andere Antriebsein richtungen gebildet sein. Mit der Drahtfördereinrichtung 43 wird der Leiterdraht kontinuier lich durch die Fertigungsanlage 1 gefördert/bewegt.
Der Drahtfördereinrichtung 43 in der Förderrichtung 42 nachgeordnet ist ein vertikales Kerb walzenpaar 44 und ein horizontales Kerbwalzenpaar 45. Die Reihenfolge kann auch umge kehrt sein, dass also das horizontale Kerbwalzenpaar 45 vor dem vertikalen Kerbwalzenpaar 44 angeordnet ist. Zudem kann mehr als ein vertikales Kerbwalzenpaar 44 und/oder mehr als ein horizontales Kerbwalzenpaar 45 angeordnet sein, wenngleich dies nicht die bevorzugte Ausführungsvariante der Fertigungsanlage 1 ist.
Im vertikalen Kerbwalzenpaar sind Kerbwalzen 46 mit ihrer Drehachse liegend angeordnet. Im horizontalen Kerbwalzenpaar 45 sind dementsprechend Kerbwalzen 47 mit ihrer Dreh achse stehend angeordnet.
Den Kerbwalzenpaaren 44, 45 in der Förderrichtung 42 nachgeordnet ist eine Trenneinrich tung 48 mit Schneidwalzen 49 (Schneidrädern) angeordnet.
Die Bearbeitung des Leiterdrahtes erfolgt also im Wesentlichen in drei Schritten: Kerbe ein- oder beidseitig eindrücken, Kerbe um 90 0 versetzt eindrücken, Leiterdraht 7 ablängen.
Mit dieser Fertigungsanlage können Formstabrohlinge 5 für die Herstellung von Formstäben für den Einsatz in elektrischen Maschinen hergestellt werden, wobei die Formstabrohlinge aus dem Leiterdraht 7 hergestellt werden, wozu der Leiterdraht 7 mit der Drahtfördereinrichtung 43 zu der Trenneinrichtung 48 gefördert wird, wobei der Leiterdraht 7 vor der Trenneinrich tung 48 mit Kerben versehen wird, wozu der Leiterdraht 7 durch zumindest ein vertikales Kerbwalzenpaar 44 und zumindest ein horizontales Kerbwalzenpaar 45 gefördert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das vertikale Kerbwalzenpaar 44 und/oder das horizontales Kerbwalzenpaar 45 den Leiterdraht 7 nur kurz berühren. Mit nur kurz ist gemeint, dass die Kerbwalzen 46 und/oder 47 nur im Be reich eines Eingriffswinkels von 5 0 bis 20 °, insbesondere von 5 0 bis 10 °, berühren. Der Eingriffswinkel ist auf eine vollständige Umdrehung von 360 0 der Kerbwalzen 46 und/oder 47 bezogen. Während der damit verbundenen Zeitspanne werden die Kerbwalzen 46 und/oder 47 synchron (mit gleicher Geschwindigkeit) mit dem Leiterdraht 7 mitbewegt (gedreht).
Den Rest des Umfanges der Kerbwalzen 46 und/oder 47 (also im Bereich von 340 0 bis 355 °), liegen die Kerbwalzen 46 und/oder 47 bevorzugt nicht am Leiterdraht 7 an. Somit können die Kerbwalzen 46 und/oder 47 nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung mit einer schnelleren oder einer langsameren Geschwindigkeit betrieben werden. Dies wiederum kann dazu ausgenützt werden, um kürzere oder längere Formstabrohlinge 5 herzustellen. Die Fertigungsanlage 1 kann damit zur Herstellung von Formstabrohlingen 5 mit variabler Fänge eingesetzt werden, und zwar in einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren für Form stabrohlinge 5.
Das vertikale Kerbwalzenpaar 44 und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar 45 können dazu (jeweils) eine eigene Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) aufweisen.
Zur Einsparung von Motorleistung kann vorgesehen sein, dass der Schneidwalzendurchmes ser (Schneidraddurchmesser) auf die Fänge der herzu stellenden Formstabrohlinge 5 abge stimmt wird. Beispielsweise können die kürzesten Formstäbe 2 bei einem kleinen Elektromo tor aktuell ca. 160 mm lang sein. Innerhalb einer Fertigungsanlage 1 differiert die Formstab länge ca. um den Faktor 2, also bis ca. 320 mm. Nimmt man den Mittelwert, also 240 mm, ergibt das einen Schneidwalzendurchmesser von 240/p= 76,4 mm. Die Schneidwalze muss dann in dem Bereich, wo es nicht im Eingriff ist, mit beschleunigter bzw. verzögerter Dreh zahl angetrieben werden und sich während des Eingriffs auf die Bandgeschwindigkeit aufkop peln.
Bei einem anderen, größeren Motor variieren die Formstablängen von 400 mm bis 700 mm, wobei sich dann ein Schneidwalzendurchmesser von 175 mm ergibt.
Mit einem Schneidwalzendurchmesser abgestimmt auf den Mittelwert der Formstablängen kann daher Motorleistung eingespart werden, da die Beschleunigungs- und Verzögerungspha sen reduziert werden können. Sämtliche Seitenkanten des Formstabrohlings 5 können gerundet ausgeführt sein, sodass also Kerben mit einem Radius erzeugt werden. Es kann aber nach einer weiteren Ausführungsvari ante der Erfindung vorgesehen sein, dass zwei nebeneinander ausgebildete Seitenkanten 51,
52 der Formstabrohlinge 5 scharfkantig belassen werden, wie dies in Fig. 17 dargesteht ist, die vereinfacht eine Draufsicht auf zwei miteinander verschweißten Formstäben 2 zeigt. Beim Schweißen, insbesondere Laserschweißen, kann es nämlich vorteilhaft sein, wenn die Enden an den anliegenden Stehen scharfkantig sind. Zur Realisierung dieser Ausführungsvariante das vertikale Kerbwalzenpaar und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar nur mit einer Klin- genwalze versehen sein und die weitere Walze nur eine Stützfunktion aufweisen.
Nach einer Ausführungsvariante dazu können die Klingen zur Herstellung der Kerben auch beweglich sein und je nach Erfordernis aktiviert oder deaktiviert werden. Damit erhält man den zusätzlichen Freiheitsgrad, die Kerben beliebig anordnen zu können.
Um die Toleranzen der Längen der Formstabrohlinge 5 möglichst gering zu halten, kann vor gesehen werden, dass die Drahtfördereinrichtung 43, insbesondere der Bandförderantrieb, den Leiterdraht 7 relativ schlupfarm fördert. Zusätzlich oder alternativ dazu bewegt sich der Lei terdraht vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit, um dynamische Effekte auszuschlie- ßen. Dynamisch ist dann nur mehr das Beschleunigen bzw. Verzögern der Kerbwalzen 46, 47 und Schneidwalzen 49, welche aber zu diesem Zeitpunkt nicht mit dem Draht im Eingriff sind.
Zur weiteren Verbesserung von Längentoleranzen kann vorgesehen sein, dass in der Ferti gungsanlage 1 zusätzlich ein Encoder-Reibrad bzw. generell ein Wegmessgerät oder ein Ge schwindigkeitsmessgerät angeordnet ist. Es kann damit eine Strecke, die der Leiterdraht 7 zu rücklegt, bestimmt werden.
Weiter kann eine geringe Leiterdrahtlängung beim Einbringen der Kerben durch Parametrie rung in einer Software kompensiert werden.
Sämtliche oder mehrere Antriebe können mit einer CNC-Steuerung mit hochauflösenden In krementalgebern miteinander gekoppelt werden. Zusammenfassend hat die Fertigung sanlage 1 den Vorteil, dass die Länge der Formstabroh linge 5 variabel ist und für jeden Formstab 2 separat eingestellt werden kann. Die Form stabrohlinge 5 können kontinuierlich mit Rotationswerkzeugen hergestellt werden. Dazu kön nen vier Walzenpaare vorgesehen werden, nämlich ein Antriebswalzenpaar, zwei Kerbwal zenpaare 44, 45 und ein Trennwalzenpaar. Das Antriebswalzenpaar läuft bevorzugt mit kon stanter Drehzahl (die Geschwindigkeit kann eventuell auch variabel sein, z. B. zur Anpassung an die nachfolgenden Prozesse, wenn diese nicht ganz kontinuierlich laufen) und erzeugt eine konstante Vorschubgeschwindigkeit des Leiterdrahtes 7. Das Kerbwalzenpaar 44 mit horizon taler Achse drückt einseitig oder beidseitig eine Kerbe in den Leiterdraht 7. Das zweite Kerb walzenpaar 45 mit vertikaler Achse drückt ebenfalls einseitig oder beidseitig eine Kerbe in den Leiterdraht 7. Vorzugsweise werden drei Seiten des Formstabrohlings 5 beidseitig verrun- det und die vierte Seite (nahezu) scharfkantig belassen, um das Fügen der Formstäbe 2 in den Stator zu erleichtern und später beim Beschichten keine dünnen Isolations stellen an scharfen Kanten zu bekommen. Mit dem Trennwalzenpaar erfolgt die Abtrennung des Formstabroh lings 5 vom Leiterdraht 7. Die beiden Kerbwalzenpaare 44, 45 und das Trennwalzenpaar fah ren bevorzugt nur während des Eingriffes synchron mit dem Leiterdraht 7, dazwischen lang samer oder schneller, je nach gewünschter Formstablänge. Damit kann jeder Formstab2 indi viduell eine andere Länge erhalten, trotz hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit.
Die Abstimmung kann beispielhaft wie folgt erfolgen:
1. In der Vorbereitungsstation 3 wird alle 0,25 sec ein Formstab 2 bereitgestellt.
2. Es werden nacheinander 8 Formstäbe 2 auf einen Warenträger 12 aufgesetzt.
3. Im Folgenden takten die Warenträger 12 mit einer Taktzeit von 2 Sekunden.
4. Der Abstand der Formstäbe 2 ist so bemessen, dass in der Laserentlackungs-station alle 8 Stabenden vom Laserscanner erreicht werden und in einem Durch-gang bearbeitet werden können. Je nach Erfordernis können mehrere solche Stationen nacheinander angeordnet werden, gege benenfalls mit zwischengeschalteten Wendestationen, in denen alle acht Formstäbe 2 gleich zeitig um 90° bzw. 180° gewendet werden.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die angegebenen Taktzeiten und die Anzahl der Form stabrohlinge 5/Formstäbe 2 pro Warenträger 12 nur bei-spielhaft sind. Vorzugsweise takten die Warenträger 12 jedoch mit der achtfachen Taktzeit der Formstab-Bereitstellung.
Trotz der sehr kurzen Taktzeiten kann für jeden Stab eine eigene Fänge erzeugt werden
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann das Gesenk 21 segmentiert ausge führt sein. Während der Warenträger 12 taktet können die einzelnen Segmente unterschiedlich verstellt und dann fixiert werden. Damit ist es möglich, auch für jeden einzelnen Stab eine ei gene Biegeform zu erzeugen.
Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten der Ferti gungsanlage 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Fertigungsanlage 1 bzw. des Warenträgers 12 diese nicht zwingenderweise maß stäblich dargestellt sind.
Bezugszeichenaufstellung Fertigungsanlage 31 Aufnahme
Formstab 32 Formklappe
Vorbereitungsstation 33 Halteklappe
Umformungsstation 34 Aufnahme
Formstabrohling 35 U mf ormelement Rolle 36 Längsachse
Leiterdraht 37 Zinke
Walze 38 Greifelement
Richtzone 39 Umformleiste
Prägezone 40 Richtstation
Schneidzone 41 Richtwalze
Warenträger 42 Förderrichtung Drehpfeil 43 Drahtfördereinrichtung Abisolierstation 44 Kerbwalzenpaar Drehvorrichtung 45 Kerbwalzenpaar Warenträgerteil 46 Kerbwalze
Warenträgerteil 47 Kerbwalze
Gelenk 48 Trenneinrichtung Pfeil 49 Schneidwalze
Warenträgerteil 50 Seitenkante
Gesenk 51 Seitenkante
Vertiefung
Korbbildungsstation
Übergabeteller
Blechpaket
Nutisolierungsstation
Umformwerkzeug
Halteelement
Halteelement
Halteelement

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Bereitstellen von Formstäben (2) aus Formstabrohlingen (5) für den Einsatz in elektrischen Maschinen umfassend die Schritte:
Vorbereiten der Formstabrohlinge (5);
Umformung der Formstabrohlinge (5),
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Formstabrohlinge (5) vor der Umformung auf einem Warenträger (12) positioniert und fixiert werden und auf dem Warenträger (12) sich befin dend gemeinsam bearbeitet, insbesondere umgeformt, werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstabrohlinge (5) mit dem Warenträger (12) als Werkzeug umgeformt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Formstabrohlinge (5) auf dem Warenträger (12) sich befindend zumindest teilweise abisoliert werden.
4. Verfahren zum Bereitstellen von Formstabrohlingen (5) für die Herstellung von Formstäben (2) für den Einsatz in elektrischen Maschinen, wobei die Formstabrohlinge aus einem Leiterdraht (5) hergestellt werden, wozu der Leiterdraht mit einer Drahtfördereinrich tung zu einer Trenneinrichtung gefördert wird, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterdraht vor der Trenneinrichtung mit Kerben verse hen wird, wozu der Leiterdraht durch zumindest ein vertikales Kerbwalzenpaar und zumin dest ein horizontales Kerbwalzenpaar gefördert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikales Kerb walzenpaar und/oder das horizontales Kerbwalzenpaar den Leiterdraht nur im Bereich eines Eingriffswinkels von 5 0 bis 20 0 berührt und während der damit verbundenen Zeitspanne syn chron mit dem Leiterdraht mitbewegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikale Kerb walzenpaar und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar außerhalb der Zeitspanne, in der die ses/diese synchron mit dem Leiterdraht mitbewegt wird/werden, langsamer oder schneller be wegt wird/werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben ge rundet ausgeführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nebeneinander ausgebildete Seitenkanten der Formstabrohlinge scharfkantig belassen werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strecke, die der Leiterdraht zurücklegt, bestimmt wird.
10. Fertigungsanlage (1) zum Bereitstellen von Formstäben (2) für den Einsatz in elektrischen Maschinen, wobei die Fertigungsanlage (1) eine Umformungsstation (4) für die Umformung von Formstabrohlingen (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferti gungsanlage (1) weiter zumindest einen Formträger (12) aufweist, auf dem mehrere Form stabrohlinge (5) angeordnet werden können, und auf dem die Formstabrohlinge (5) sich befin dend gleichzeigt umgeformt werden können.
11. Fertigungsanlage (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wa renträger (12) als Umformwerkzeug für die Formstabrohlinge (5) ausgebildet ist.
12. Fertigungsanlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wa renträger (12) zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei zumindest zwei Warenträgerteile (16, 17) über eine gemeinsame Schwenkachse miteinander verbunden sind, und dass Aufnah mebereiche für die Formstabrohlinge (5) jeweils auf beiden Warenträgerteilen (16, 17) ausge bildet sind.
13. Fertigungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeich net, dass der Warenträger (12) Vertiefungen (22) aufweist, wobei jeweils eine Vertiefung (22) für die Aufnahme jeweils eines Formstabrohlings (5) ausgebildet ist.
14. Fertigungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeich net, dass diese weiter eine Abisolierstation (14) umfasst, und dass die Abisolierstation (14) zur Aufnahme des Warenträgers (12) mit den mehreren darauf befindlichen Formstabrohlin gen (5) ausgebildet ist.
15. Fertigungsanlage (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab isolierstation (14) zumindest eine Drehvorrichtung (15) zum Drehen des Warenträgers (12) aufweist.
16. Fertigungsanlage (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abisolierstation (14) in Produktionsrichtung vor der Umformungsstation (4) angeordnet ist.
17. Fertigungsanlage (1) zum Bereitstellen von Formstabrohlingen (5) für die Her stellung von Formstäben (2) für den Einsatz in elektrischen Maschinen, insbesondere nach ei nem der Ansprüche 10 bis 16, umfassend eine Drahtfördereinrichtung und eine Trenneinrich tung, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigung sanlage (1) weiter zumindest ein vertikales Kerbwalzenpaar und zumindest ein horizontales Kerbwalzenpaar aufweist.
18. Fertigungsanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikale Kerbwalzenpaar und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar eine eigene Antriebseinrichtung aufweisen.
19. Fertigungsanlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das vertikale Kerbwalzenpaar und/oder das horizontale Kerbwalzenpaar nur mit einer Klinge ver sehen ist und die weitere Walze nur eine Stützfunktion hat.
20. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Encoder-Reibrad angeordnet ist.
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