EP4544668A1 - Maschine zum einsetzen von gebogenen stableitern, mit einem gemeinsamen einsetzer-betätigungsantrieb für mehrere einsetzer-werkzeuge und einem einsetzer-wechselantrieb - Google Patents

Maschine zum einsetzen von gebogenen stableitern, mit einem gemeinsamen einsetzer-betätigungsantrieb für mehrere einsetzer-werkzeuge und einem einsetzer-wechselantrieb

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Publication number
EP4544668A1
EP4544668A1 EP23734501.2A EP23734501A EP4544668A1 EP 4544668 A1 EP4544668 A1 EP 4544668A1 EP 23734501 A EP23734501 A EP 23734501A EP 4544668 A1 EP4544668 A1 EP 4544668A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inserter
machine
tools
drive
setting device
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
EP23734501.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian FUNDIS
Jürgen Peschina
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.)
Felsomat GmbH and Co KG
Original Assignee
Felsomat GmbH and Co KG
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 Felsomat GmbH and Co KG filed Critical Felsomat GmbH and Co KG
Publication of EP4544668A1 publication Critical patent/EP4544668A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in the machines
    • H02K15/062—Windings in slots; Salient pole windings
    • H02K15/064—Windings consisting of separate segments

Definitions

  • Machine for inserting curved rod ladders, with a common inserter actuation drive for several inserter tools and an inserter change drive
  • the invention relates to a machine for inserting curved rod conductors into a setting device, comprising
  • curved rod conductors can be used to produce the stator of the electrodynamic machine.
  • these curved rod ladders also known as “hairpins”
  • These curved rod ladders are inserted into a setting device.
  • the ends of the curved rod ladders are then interlocked at the ends according to a winding scheme.
  • This interlocked package of curved rod ladders (also called hairpin basket) is then inserted into the stator.
  • adjacent, curved rod conductors are contacted with one another according to a circuit diagram, for example by welding the rod conductor ends.
  • the package of mutually interlocked, curved rod conductors in the stator consists of a large number of differently shaped and / or different lengths of individual, curved rod conductors (in total often between approximately 200 to 400 curved rod conductors).
  • this large number of individual, curved rod conductors must be inserted into the setting device in as short a time as possible.
  • the aforementioned US 7,721,413 B2 proposes using an assembly for inserting curved rod conductors into a molding device with a large number of pockets (setting device).
  • the assembly includes an inserter arrangement (inserter tool) to which curved rod conductors are fed.
  • an actuator device inserter actuation drive
  • the bent rod conductors are then individually inserted from the inserter arrangement into the molding device.
  • the inserter arrangement is only designed for a specific type (in particular with a specific shape and/or a specific size and/or a specific length) of curved rod conductors. Since several different types of curved rod conductors are usually to be inserted into the molding device, either the inserter arrangement removed and a different inserter arrangement installed, or the molding device must be moved to another machine with a different inserter arrangement. However, this is very complex.
  • an inserter change drive for moving the inserter tools relative to the inserter actuation drive, so that the inserter actuation drive can selectively interact with each of the inserter tools.
  • the invention therefore proposes equipping the machine with at least one additional inserter tool and an inserter change drive.
  • the at least one further inserter tool is typically designed so that it can grasp and insert curved rod conductors of a different type than the first inserter tool.
  • at least two, preferably at least three or at least four, different types of rod ladders can be grasped and inserted with the insertion tools of the machine according to the invention.
  • each insertion tool of the machine is designed to grasp and insert a different type of curved rod ladder.
  • the different types of curved rod ladders differ for example in length, size or shape.
  • For inserting the curved rod conductors into the setting device a large number of curved rod conductors of different types can be provided in a single machine and inserted into the setting device. This shortens the insertion process because there is no need for a lengthy exchange of the inserter tool or a transfer of the insertion device to another machine for inserting curved rod conductors.
  • the inserter tools are moved relative to the inserter actuation drive using the inserter change drive.
  • the inserter tools are usually moved on the machine using the inserter change drive.
  • the method is carried out in such a way that each of the inserter tools can be moved into a position (setting position) in which it can be actuated by the inserter actuation drive and insert its rod conductors into the setting device. Due to the inserter changing drive and the associated possibility of relative displacement of the inserter tools, all that is required is a single inserter actuation drive with which all inserter tools can be actuated (individually one after the other). There is no need for additional inserter actuation drives, which enables the machine to be constructed more simply.
  • a respective inserter tool typically includes a stamp (inserter tool stamp) which can engage a curved rod conductor to be inserted and can insert the curved rod conductor into rod conductor receptacles of the setting device, the stamp being in one Stamp guide of the inserter tool is guided, for example suitable backdrops.
  • the stamp is moved by the inserter actuation drive, which acts directly or indirectly on the stamp.
  • the bent rod conductors can be, for example, insulated flat copper wires whose insulation has been removed at the ends in order to expose the flat copper wire there.
  • the ends of the exposed copper flat wires can then be connected to one another using laser welding once they have been inserted into the setting device and interlocked with one another.
  • the insulation material of the copper flat wires can be, for example, an insulation layer made of plastic.
  • the inserter tools are rigidly coupled to one another.
  • the inserter tools can be moved together along a common guide by means of the inserter change drive.
  • the inserter tools can be moved together particularly precisely along the guide. As far as the common guidance limits the degrees of freedom of the inserter tools, they are always correctly positioned, especially for interaction with the inserter actuation drive. Furthermore, the inserter change drive only has to specify or drive a drive movement in the direction of the common guide. An advantageous further development of this further training is characterized by the fact that the joint management runs horizontally.
  • the horizontal movement of the inserter tools is simple and requires little force.
  • the inserter actuation drive whose actuation mechanism typically acts perpendicular to the horizontally extending common guide, can interact well with each of the inserter tools. There is no need for complicated and time-consuming (vertical) alignment of the inserter tools or the inserter actuation drive.
  • the inserter tools can be changed and used quickly.
  • the inserter tools on the machine are individually replaceable, in particular in which the inserter tools are reversibly coupled to one another.
  • the inserter actuation drive is designed to be stationary on the machine.
  • inserter change drive is designed to be stationary on the machine.
  • the inserter change drive comprises a motor-driven shaft with a coupling element, in particular a gear, which engages in a toothed rail which is composed of toothed rail sections on the inserter tools.
  • This structure is particularly robust and can be easily maintained.
  • the movement of the motor-driven shaft can be transmitted to the toothed rail via the gear.
  • a particularly precise movement (moving) of the inserter tools is also possible.
  • the toothed rail is particularly easy to set up and can be formed modularly using the individual toothed rail sections on the inserter tools. So no separate toothed splint is necessary, and the resulting toothed splint is always sufficiently long.
  • inserter tools are each designed with their own magazine for curved rod conductors.
  • the associated rod conductors can then be stored in the magazine of the respective inserter tool and are immediately available for a quick sequence of insertion processes. In particular, there is no need to wait for individual, just-produced bar conductors to be handed over from an upstream bending machine. If one of the magazines is empty, it can simply be filled up on the machine or replaced with a full magazine, and the insertion of curved rod ladders into the setting device can then continue. Typically, magazines are filled or replaced while the machine is at a standstill. However, it is also possible in special embodiments to refill curved rod conductors into a magazine during ongoing operation (while filling a setting device). In a preferred development of this embodiment, a respective magazine has a bearing rail for rod conductors that runs obliquely to the direction of gravity and obliquely to the horizontal.
  • the bar ladders can slide automatically on the bar ladder bearing rail when a front bar ladder has been removed from the magazine and inserted into the setting device. Furthermore, the oblique orientation of the storage rail for rod conductors facilitates the feeding of rod conductors into the insertion device by means of a feeding mechanism, since the feeding is additionally supported by gravity.
  • a respective magazine further has its own feed mechanism, with which a frontmost rod conductor of the magazine is conveyed or biased into a position suitable for interaction with the inserter tool for insertion into the setting device, in particular where the respective own feed mechanism comprises a spring or a pneumatic actuation or a hydraulic actuation or an electric drive.
  • bent rod conductors and in particular the foremost rod conductor
  • the feed mechanisms mentioned can be easily implemented and have proven particularly useful in practice.
  • An alternative development is also preferred, which is characterized in that the machine has a common feed mechanism, which interacts with the inserter tool, which is selected for interaction with the inserter actuation drive and moved accordingly, and that in the selected inserter tool with the common feed mechanism, the foremost bar conductor of the magazine is conveyed or biased into a position suitable for cooperation with the inserter tool for insertion into the setting device, in particular wherein the common feed mechanism has a pneumatic actuation or a hydraulic actuation or includes an electric drive. Using just one common feed mechanism reduces the structural effort and often also the space required by the machine.
  • bent rod conductors and in particular the foremost rod conductor
  • the common feed mechanism so that they can be easily inserted into the setting device by the inserter tool and the inserter actuation drive.
  • the feed mechanisms mentioned can be easily implemented and have proven particularly useful in practice.
  • a further particularly preferred embodiment provides that the inserter tools are designed for inserting different types of curved rod conductors.
  • the curved rod conductors can be manufactured and inserted particularly quickly into the setting device, since the inserter tools can already use different types of hairpins and often fewer or no conversion processes are required for inserter tools (exchanging/replacing/adding inserter tools). of the machine) are necessary. As a rule, no modifications are made to the inserter tools on the machine while a setting device is being filled. Alternatively, it is also possible to provide two or more inserter tools for inserting the same type of curved rod conductors, for example if a particularly large number of rod conductors of this type are to be inserted into the setting device.
  • the machine further comprises a rotary holder for the setting device, on which the setting device can be held and with which the setting device can be rotated about a setting device axis.
  • the setting device can be placed and secured on the rotary holder. Due to the rotatability of the setting device about the setting device rotation axis, a large number of different positions of the setting device for inserting the rod ladder can be achieved.
  • a preferred development of this embodiment is characterized in that by rotating the rotary holder, different rod conductor receptacles of the setting device can be positioned under the inserter tool that interacts with the inserter actuation drive.
  • Predetermined positions on the setting device, corresponding to the different rod conductor receptacles, can thus be made accessible in a simple manner by rotating the rotary holder for the curved rod conductors, in particular quickly one after the other.
  • the rod ladders can then be easily inserted into the present rod ladder receptacle by the inserter actuation drive, which interacts with the corresponding inserter tool. There is no need to move or move the machine.
  • Fig. la shows a perspective view diagonally from the front of a first embodiment of a machine according to the invention, with several inserter tools, an inserter actuation drive and a setting device;
  • Fig. lb shows an enlarged section of the area of the machine according to the invention from Fig. la, in which the inserter actuation drive and the first inserter tool interact;
  • Fig. 2a shows a perspective view obliquely from behind of a second embodiment of a machine according to the invention, with several inserter tools, an inserter actuation drive, an inserter change drive and a setting device;
  • Fig. 2b shows an enlarged section of the area of the machine according to the invention from Fig. 2a, in which inserter tools can be inserted into or removed from the machine;
  • Fig. 3 shows a detail of a front view of a third embodiment of a machine according to the invention, with three insertion tools which are partially connected to one another;
  • FIG. 4 shows schematically a section of a side view of a fourth embodiment of a machine according to the invention, where the insertion of curved rod conductors into a setting device is explained in more detail;
  • FIG. 5a shows a schematic top view of a fifth embodiment of a machine according to the invention, with three different inserter tools, each of which includes its own magazine and each has its own feed mechanism;
  • FIG. 5b shows a schematic top view of a sixth embodiment of a machine according to the invention, with three similar inserter tools, each of which includes its own magazine and has a common feed mechanism;
  • Fig. 6a shows schematically in a front view a curved rod conductor as it can be used in the machine according to the invention;
  • Fig. 6b shows a schematic side view of the curved rod conductor from Fig. 6a.
  • Fig. la shows a first embodiment of a machine 1 according to the invention for inserting curved rod conductors 2 into a setting device 3.
  • a front side 4 of the machine 1 is shown in a perspective view.
  • the machine 1 comprises a machine frame 5.
  • a first inserter tool 6 and five further inserter tools 6a-6e (inserter tool modules) are arranged on the machine frame 5.
  • An inserter actuation drive 7 is firmly connected to the machine frame 5.
  • an inserter change drive (covered by the machine frame 5) is firmly connected to the machine frame 5.
  • each of the inserter tools 6, 6a-6e has its own magazine 8, each of which is filled with curved rod ladders 2.
  • the magazines of the inserter tools 6a-6e are covered by the inserter tools 6, 6a-6e and the machine frame 5 in the perspective shown here.
  • the bar ladders 6 are stored in the magazine 8 on a bearing rail 9.
  • the bearing rail 9 runs obliquely to the direction RG of gravity and obliquely to a horizontal HO.
  • the curved rod conductors 2 can be fed to the respective inserter tool 6, 6a-6e via the respective magazine 8.
  • the curved rod conductors 2 can be fed to the corresponding inserter tool 6, 6a-6e by gravity alone and brought into a position in which the corresponding inserter tool 6, 6a-6e can be connected to the inserter tool. Actuating drive 7 interacts and as a result the curved rod conductor 2 is inserted into the setting device 3.
  • rollers 10 are attached to the top of the inserter tools 6, 6a-6e.
  • the inserter tools 6, 6a-6e are suspended on the top of the machine frame 5 in a guide rail 11.
  • the rollers 10 rest on the guide rail 11. With the rollers 10, a movement of the inserter tools 6, 6a-6e along the guide rail 11 (and parallel to the horizontal HO) can be simplified.
  • the inserter tools 6, 6a - 6e are lined up linearly and rigidly coupled to one another.
  • the first inserter tool 6 is in the setting position.
  • the first inserter tool 6 is arranged so that the inserter actuation drive 7 can interact with the first inserter tool 6.
  • the inserter actuation drive 7 is actuated, a bent rod conductor 2 is inserted from the first inserter tool 6 into the setting device 3.
  • a further curved rod conductor 2 can then be fed from the magazine 8 to the first inserter tool 6 and positioned so that the further curved rod conductor 2 can then be inserted into the setting device 3 again. If the magazine 8 of the first inserter tool 6 is emptied or if another type of curved rod ladder 2 is necessary, the desired additional inserter tool 6a-6e can be moved into the setting position using the inserter change drive.
  • the setting device 3 is arranged on a rotary holder 12.
  • the rotary holder 12 holds the setting device 3 firmly.
  • the rotary holder can be rotated 360°.
  • the setting device 3 can be rotated about a setting device axis SVA. So if a bent rod conductor 2 is inserted into a free rod conductor receptacle of the setting device 3, the setting device 3 is rotated with the rotary holder 12, so that a further bent rod conductor 2 can be inserted into a next free rod conductor receptacle of the setting device 3. It is not necessary to move the machine frame 5 of the machine 1 in order to insert additional curved rod conductors 2 into the setting device 3.
  • Fig. lb shows an enlarged section of the machine 1 according to the invention from Fig. la in the area between the first inserter tool 6 and the inserter actuation drive 7.
  • the inserter tools 6, 6a, 6b are suspended in the guide rail 11.
  • the rollers 10 of the inserter tools 6, 6a, 6b rest on the guide rail 11.
  • the first inserter tool 6 and the inserter actuation drive 7 lie directly above one another.
  • a clamping element 13 (hold-down device) of the inserter actuation drive 7 rests on the roller 10 of the first inserter tool 6.
  • the guide rail 11 has a movable rail segment 15.
  • the movable rail segment 15 is moved downwards when the actuating part 14 moves downwards.
  • the roller 10 of the first inserter tool is clamped without play between the clamping element 13 and the movable rail segment 15 so that the roller 10 does not lift off during the downward movement.
  • Fig. 2a shows a second embodiment of a machine 1 according to the invention.
  • a rear side 16 of the machine 1 is shown in a perspective view. Since the embodiment of machine 1 shown here is similar to the embodiment in Fig. la, only the essential differences will be explained in more detail here.
  • the machine 1 includes the machine frame 5 (which is only partially shown in Fig. 2a), the inserter tools 6, 6a-6e, the inserter actuation drive 7 which is firmly connected to the machine 1 and the inserter actuation drive 7 which is permanently connected to the Machine 1 connected inserter change drive 17.
  • each of the inserter tools 6, 6a-6e has its own magazine 8, 8a-8e, which is each filled with curved rod conductors 2.
  • the inserter tools 6, 6a-6d are arranged here on two common guides 19 via guide handle elements 18.
  • the common guides 19 run horizontally (i.e. parallel to the horizontal HO).
  • the inserter tools 6, 6a-6d are arranged linearly on the common guides 19 and lined up.
  • toothed rail sections 20 teethed rail segments
  • the toothed rail sections 20 form a toothed rail 21 as shown here.
  • the teeth of the toothed rail 21 are shown here only at the ends of the toothed rail sections 20.
  • the inserter change drive 17 here includes a protective cover 22 and a motor-driven shaft with a gear (shaft and gear are covered here by the protective cover 22). By means of the inserter changing drive 17, the inserter tools 6, 6a-6d can be moved along the common guides
  • Fig. 2b shows an enlarged section of the machine 1 according to the invention from Fig. 2a in the area in which the further inserter tool 6e is inserted into the machine 1.
  • an inserter tool is currently being replaced.
  • An inserter tool was previously removed from the machine 1 (not shown in detail).
  • the inserter tool 6e is currently being inserted into the machine 1.
  • the guide handle elements 18 on the inserter tool 6e are pushed into the common guides 19.
  • the inserter tools 6d, 6e can be connected to one another (rigidly coupled) via tabs 23.
  • the connection between the inserter tools 6d, 6e is reversible.
  • the toothed rail section 20 of the inserter tool 6e forms the toothed rail 21 together with the toothed rail sections 20 of the further inserter tools 6c, 6d.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a machine 1 according to the invention. A section of the machine 1 is shown in a frontal view with several insertion tools 6c-6e.
  • the inserter tools 6c, 6d are already rigidly coupled to one another.
  • the inserter tools 6d, 6e are not yet coupled to one another.
  • the inserter tool 6d includes the tab 23 for coupling the inserter tool 6e.
  • Inserter tool 6e has a counterpart 24 for coupling the tab 23 of inserter tool 6d.
  • the inserter tools 6d, 6e are brought together and coupled to the tab 23 and the counterpart 24 by screw connections.
  • the coupling is reversible, so that the inserter tools 6c-6e can be coupled to one another or decoupled from one another as desired.
  • FIG. 4 shows schematically a fourth embodiment of a machine 1 according to the invention.
  • a section of the machine 1 is shown in a side view in the area of the inserter tool 6a and the setting device 3.
  • the inserter tool 6a here includes the magazine 8a.
  • the magazine 8a is partially covered by a column element 25 of the inserter tool 6a.
  • a large number of curved rod ladders 2 are arranged in the magazine 8a.
  • the bent rod conductors 2 are conveyed by means of a feed mechanism 26a specific to the inserter tool 6a, here an electric drive 36 (represented in simplified form by the lightning symbol), into a position in which the inserter tool 6a inserts a frontmost (curved) rod conductor 2a into the setting device 3 can use.
  • Four curved rod conductors 2 are already inserted into the setting device 3.
  • the fork tool 29 is lifted off (for example by a cam control, not shown in detail), so that the frontmost rod conductor 2a is no longer gripped under by the fork tool 29 and is then completely inserted into the rod conductor receptacle 30 can be used.
  • the inserter tool stamp 27 and the fork tool 29 then return to the starting position.
  • a further curved rod conductor 2 can then be moved from the magazine 8a by means of the feed mechanism 26 into the position in which the further curved rod conductor 2 can be used for insertion into the setting device 3.
  • the setting device 3 is rotated in order to position the next free rod conductor receptacle 30 so that the further curved rod conductor 2 can be inserted into the free rod conductor receptacle 30.
  • FIG. 5a shows schematically a fifth embodiment of a machine 1 according to the invention.
  • the machine 1 is shown in a top view.
  • the machine 1 includes the machine frame 5, the first inserter tool 6, the further inserter tools 6a, 6b, the inserter actuation drive 7 and the inserter change drive 17.
  • the insertion tools 6, 6a, 6b are all designed here for different types of curved rod conductors (illustrated here by the different sizes). Accordingly, the magazines 8, 8a, 8b are also adapted to the different types of curved rod ladders.
  • the magazines 8, 8a, 8b each have their own feed mechanism 26a, here a spring 37.
  • the inserter change drive 17 has already moved the inserter tools 6, 6a, 6b, so that the inserter actuation drive 7 can interact with the inserter tool 6 in order to insert curved rod conductors into the setting device 3.
  • FIG. 5b shows schematically a sixth embodiment of a machine 1 according to the invention.
  • the machine 1 is shown in a top view.
  • the machine 1 includes the machine frame 5, the first inserter tool 6, the further inserter tools 6a, 6b, the inserter actuation drive 7 and the inserter change drive 17.
  • the magazines 8, 8a, 8b have a common feed mechanism 26b.
  • the common feed mechanism 26b With the common feed mechanism 26b, the rod conductors of the magazine of the inserter tool, which also interacts with the inserter actuation drive 7, can be pre-tensioned.
  • the common feed mechanism 26b acts here on the magazine 8 of the first inserter tool 6.
  • Fig. 6a shows schematically a curved rod conductor 2 as it can be used in the machine according to the invention.
  • the curved rod conductor 2 is shown in a frontal view.
  • the rod conductor 2 is clearly bent in a U-shape, clearly visible in the front view.
  • the curved rod conductor 2 comprises an insulated rod conductor part 31 (dotted area) with an insulating layer 32 and two stripped rod conductor parts 33 (white area), each of which has a core 34 of the curved rod conductor 2 exposed. Stripping can be done using cutting tools or a laser beam.
  • the stripped rod conductor parts 33 have slightly smaller dimensions than the insulated rod conductor part 31.
  • the curved rod conductor 2 can be made, for example, from an insulated flat copper wire.
  • the core 34 would then be a copper core.
  • the insulation layer 32 can be made of plastic, for example.
  • Fig. 6b shows schematically the curved rod conductor 2 from Fig. 6a in a side view.
  • the curved rod conductor 2 has a bend in its upper part in the insulated rod conductor part 31, which is here inclined by approximately 30° relative to the lower part. In the side view, a narrow side 35 of the rod conductor 2 is also clearly visible.

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Abstract

Eine Maschine (1) zum Einsetzen von gebogenen Stableitern (2) in eine Setzvor- richtung (3), umfassend - ein erstes Einsetzer-Werkzeug (6); - einen Einsetzer-Betätigungsantrieb (7); ist dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) weiterhin umfasst - wenigstens ein weiteres Einsetzer-Werkzeug (6a-6e); - und einen Einsetzer-Wechselantrieb (17) zum Verfahren der Einsetzer-Werk- zeuge (6, 6a-6e) relativ zum Einsetzer-Betätigungsantrieb (7), so dass der Ein- setzer-Betätigungsantrieb (7) wahlweise mit jedem der Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) Zusammenwirken kann. Mit der einfach aufgebauten Maschine können ge- bogene Stableiter unterschiedlicher Art schnell und unkompliziert in die Setzvor- richtung eingesetzt werden.

Description

Maschine zum Einsetzen von gebogenen Stableitern, mit einem gemeinsamen Einsetzer-Betätigungsantrieb für mehrere Einsetzer-Werkzeuge und einem Einsetzer-Wechselantrieb
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Einsetzen von gebogenen Stableitern in eine Setzvorrichtung, umfassend
- ein erstes Einsetzer-Werkzeug;
- einen Einsetzer-Betätigungsantrieb.
Eine solche Maschine ist aus der US 7,721,413 B2 bekannt geworden.
Bei die Fertigung elektrodynamischer Maschinen, wie elektrischer Motoren oder elektrischer Generatoren, können für die Herstellung des Stators der elektrodynamischen Maschine kupferhaltige, gebogene Stableiter verwendet werden. Dazu werden diese gebogenen Stableiter (auch als „Hairpins" bezeichnet) in eine Setzvorrichtung eingeschoben. Die Enden der gebogenen Stableiter werden dann gemäß eines Wickelschemas an den Enden gegeneinander verschränkt. Dieses verschränkte Paket von gebogenen Stableitern (auch Hairpin-Korb genannt), wird dann in den Stator eingesetzt. Anschließend werden benachbarte, gebogene Stableiter entsprechend eines Schaltplans miteinander kontaktiert, beispielsweise durch Verschweißen der Stableiterenden.
Typischerweise besteht das Paket der gegeneinander verschränkten, gebogenen Stableiter im Stator aus einer Vielzahl verschieden geformter und/oder verschieden langer einzelner, gebogenen Stableiter (in Summe oftmals zwischen ungefähr 200 bis 400 gebogene Stableiter). Für eine effiziente Herstellung des Stators muss diese Vielzahl einzelner, gebogener Stableiter in möglichst kurzer Zeit in die Setzvorrichtung eingeschoben werden.
Die eingangs genannte US 7,721,413 B2 schlägt vor, eine Baugruppe zum Einführen gebogener Stableiter in eine Formvorrichtung mit einer Vielzahl von Taschen (Setzvorrichtung) zu verwenden. Die Baugruppe umfasst eine Einsetzer-Anordnung (Einsetzer-Werkzeug), welcher gebogene Stableiter zugeführt werden. Mittels einer Stellantriebsvorrichtung (Einsetzer-Betätigungsantrieb) werden dann die gebogenen Stableiter aus der Einsetzer-Anordnung in die Formvorrichtung einzeln eingeführt.
Nachteilig hieran ist jedoch, dass die Einsetzer-Anordnung nur für eine bestimmte Art (insbesondere mit einer bestimmten Form und/oder einer bestimmten Größe und/oder einer bestimmten Länge) von gebogenen Stableitern ausgelegt ist. Da in der Regel mehrere unterschiedliche Arten von gebogenen Stableitern in die Formvorrichtung eingesetzt werden sollen, muss entweder die Einsetzer-Anordnung ausgebaut und eine andere Einsetzer-Anordnung eingebaut werden, oder die Formvorrichtung muss in eine andere Maschine mit einer anderen Einsetzer-Anordnung verbracht werden. Dies ist jedoch sehr aufwändig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Maschine zum Einsetzen von gebogenen Stableitern in eine Setzvorrichtung bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist und mit der gebogene Stableiter unterschiedlicher Art schnell und unkompliziert in die Setzvorrichtung eingesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Maschine der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Maschine weiterhin umfasst
- wenigstens ein weiteres Einsetzer-Werkzeug;
- und einen Einsetzer-Wechselantrieb zum Verfahren der Einsetzer-Werkzeuge relativ zum Einsetzer-Betätigungsantrieb, so dass der Einsetzer-Betätigungsantrieb wahlweise mit jedem der Einsetzer-Werkzeuge Zusammenwirken kann.
Die Erfindung schlägt also vor, die Maschine mit wenigstens einem weiteren Einsetzer-Werkzeug und einem Einsetzer-Wechselantrieb zu bestücken.
Das wenigstens eine weitere Einsetzer-Werkzeug ist typischerweise so ausgebildet, dass es gebogene Stableiter eines anderen Typs als das erste Einsetzer-Werkzeug fassen und einsetzen kann. In der Regel können mit den Einsetzer-Werkzeugen der erfindungsgemäßen Maschine wenigstens zwei, bevorzugt wenigstens drei oder wenigstens vier, verschiedene Typen von Stableitern gefasst und eingesetzt werden. Typischerweise ist jedes Einsetzer-Werkzeug der Maschine dazu ausgebildet, einen unterschiedlichen Typ von gebogenen Stableitern zu fassen und einzusetzen. Die unterschiedlichen Typen von gebogenen Stableitern unterscheiden sich beispielsweise in Länge, Größe oder Form. Für das Einsetzen der gebogenen Stableiter in die Setzvorrichtung können so eine Vielzahl gebogener Stableiter unterschiedlicher Art in einer einzigen Maschine bereitgestellt und in die Setzvorrichtung eingesetzt werden. Hierdurch verkürzt sich der Einsetzvorgang, da ein langwieriges Austauschen des Einsetzer-Werkzeugs oder ein Umsetzen der Setzvorrichtung in eine andere Maschine zum Einsetzen von gebogenen Stableitern entfallen kann.
Die Einsetzer-Werkzeuge werden mit dem Einsetzer-Wechselantrieb relativ zum Einsetzer-Betätigungsantrieb verfahren. Meist werden dafür mit dem Einsetzer- Wechselantrieb die Einsetzer-Werkzeuge auf der Maschine verfahren. Das Verfahren erfolgt dabei auf die Weise, dass jedes der Einsetzer-Werkzeuge in eine Position (Setzposition) verfahren werden kann, in der es vom Einsetzer-Betätigungsantrieb betätig werden und seine Stableiter in die Setzvorrichtung einsetzen kann. Durch den Einsetzer-Wechselantrieb und die damit einhergehende Möglichkeit des relativen Verschiebens der Einsetzer-Werkzeuge bedarf es also lediglich eines einzigen Einsetzer-Betätigungsantriebs, mit dem alle Einsetzer-Werkzeuge (nacheinander einzeln) betätigt werden können. Der Bedarf für weitere Einsetzer-Betätigungsantriebe entfällt also, wodurch ein einfacher Aufbau der Maschine ermöglicht wird.
Durch Nutzung der Erfindung ist es nicht nötig, mehrere Maschinen zum Einsetzen von gebogenen Stableitern in die Setzvorrichtung oder einen komplizierten und sperrigen Aufbau der Maschine zu verwenden. Stattdessen können auf einfache Art und Weise eine Vielzahl gebogener Stableiter unterschiedlicher Art über eine einzige, einfach aufgebaute Maschine schnell und unkompliziert in die Setzvorrichtung eingesetzt werden.
Ein jeweiliges Einsetzer-Werkzeug (auch „Tacker-Werkzeug" genannt) umfasst typischerweise einen Stempel (Einsetzer-Werkzeug-Stempel), der an einem einzusetzenden gebogenen Stableiter angreifen kann und den gebogenen Stableiter in Stableiteraufnahmen der Setzvorrichtung einschieben kann, wobei der Stempel in einer Stempelführung des Einsetzer-Werkzeugs geführt ist, beispielsweise durch geeignete Kulissen. Der Stempel wird dabei vom Einsetzer-Betätigungsantrieb, welcher direkt oder indirekt am Stempel angreift, verfahren.
Bei den gebogenen Stableitern kann es sich beispielsweise um isolierte Kupferflachdrähte handeln, deren Isolation an den Enden entfernt wurde, um dort den Kupferflachdraht freizulegen. Die Enden der freiliegenden Kupferflachdrähte können dann, wenn sie in die Setzvorrichtung eingesetzt und gegeneinander verschränkt wurden, mittels Laserschweißens miteinander verbunden werden. Beim Isolationsmaterial der Kupferflachdrähte kann es sich beispielsweise um eine Isolationsschicht aus Kunststoff handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist vorgesehen, dass die Einsetzer-Werkzeuge starr miteinander gekoppelt sind.
Hierdurch können die Einsetzer-Werkzeuge gemeinsam mittels des Einsetzer- Wechselantriebs auf einfache Weise verfahren (bewegt) werden. Insbesondere sind keine weiteren Einsetzer-Wechselantriebe erforderlich, um die Einsetzer- Werkzeuge einzeln zu verfahren. Baulich lässt sich die starre Kopplung zwischen den Einsetzer-Werkzeugen einfach umsetzen.
In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die Einsetzer- Werkzeuge gemeinsam mittels des Einsetzer-Wechselantriebs entlang einer gemeinsamen Führung verfahrbar.
Die Einsetzer-Werkzeuge können gemeinsam besonders präzise entlang der Führung verfahren werden. Soweit die gemeinsame Führung die Freiheitsgrade der Einsetzer-Werkzeuge begrenzt, sind sie stets korrekt positioniert, insbesondere für ein Zusammenwirken mit dem Einsetzer-Betätigungsantrieb. Weiterhin muss der Einsetzer-Wechselantrieb nur eine Antriebsbewegung in Richtung der gemeinsamen Führung vorgeben bzw. antreiben. Eine vorteilhafte Weiterentwicklung dieser Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Führung horizontal verläuft.
Das horizontale Verfahren der Einsetzer-Werkzeuge ist einfach und mit geringer Kraft möglich. Zudem kann der Einsetzer-Betätigungsantrieb, dessen Betätigungsmechanismus typischerweise senkrecht zur horizontal verlaufenden gemeinsamen Führung wirkt, mit jedem der Einsetzer-Werkzeuge gut Zusammenwirken. Ein kompliziertes und aufwändiges (vertikales) Ausrichten der Einsetzer-Werkzeuge oder des Einsetzer-Betätigungsantriebs entfällt. Die Einsetzer-Werkzeuge können schnell gewechselt und verwendet werden.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der die Einsetzer-Werkzeuge linear aufgereiht sind.
Dies vereinfacht den mechanischen Aufbau.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher die Einsetzer-Werkzeuge an der Maschine einzeln austauschbar sind, insbesondere wobei die Einsetzer-Werkzeuge reversibel miteinander gekoppelt sind.
Dadurch kann die Maschine leicht an unterschiedliche Fertigungsaufgaben angepasst werden, für die jeweils ein unterschiedliches Set von gebogenen Stableitern benötigt wird, das durch unterschiedliche Einsetzer-Werkzeuge zusammengestellt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Einsetzer-Betätigungsantrieb ortsfest an der Maschine ausgebildet.
Dieser Aufbau ist besonders einfach. Zudem kann auch der Einsetzvorgang unabhängig davon, welches Einsetz-Werkzeug ausgewählt ist, immer am selben Ort in der Maschine stattfinden, was die Ausrichtung der Setzvorrichtung in der Maschine erleichtert.
Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Einsetzer-Wechselantrieb ortsfest an der Maschine ausgebildet ist.
Dieser Aufbau ist besonders einfach. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Einsetzer-Wechselantrieb eine motorisch angetriebene Welle mit einem Kopplungselement, insbesondere einem Zahnrad, umfasst, welches in eine Zahnschiene eingreift, die durch Zahnschienenabschnitte an den Einsetzer-Werkzeugen zusammengesetzt ist.
Dieser Aufbau ist besonders robust und kann auf einfache Weise gewartet werden. Über das Zahnrad kann die Bewegung der motorisch angetriebenen Welle auf die Zahnschiene übertragen werden. Es ist weiterhin ein besonders präzises Verfahren (Bewegen) der Einsetzer-Werkzeuge möglich. Die Zahnschiene lässt sich besonders gut einrichten und kann modular durch die einzelnen Zahnschienenabschnitte an den Einsetzer-Werkzeugen gebildet werden. Es ist also keine separate Zahnschiene nötig, und die sich ergebende Zahnschiene ist stets ausreichend lang. In anderen Ausführungsformen ist es beispielsweise auch möglich, den Einsetzer- Wechselantrieb an das erste Einsetzer-Werkzeug zu koppeln, und alle weiteren Einsetzer-Werkzeuge wiederum (einem Zug ähnlich) an das erste Einsetzer-Werkzeug direkt oder indirekt anzukoppeln; in einem solchen Fall kann der Antrieb auch über einen Zahnriemen oder einen Gewindetrieb erfolgen.
Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der die Einsetzer-Werkzeuge jeweils mit einem eigenen Magazin für gebogene Stableiter ausgebildet sind.
Am jeweiligen Einsetzer-Werkzeug können dann die zugehörigen Stableiter im Magazin bevorratet werden, und stehen für eine schnelle Abfolge von Einsetzprozessen unmittelbar zur Verfügung. Es muss insbesondere keine Übergabe einzelner, gerade produzierte Stableiter aus einer vorgelagerten Biegemaschine abgewartet werden. Sollte eines der Magazine leer sein, kann dieses an der Maschine einfach aufgefüllt oder durch ein volles Magazin ersetzt werden, und das Einsetzen von gebogenen Stableitern in die Setzvorrichtung kann anschließend fortgeführt werden. Typischerweise erfolgt ein Auffüllen oder Ersetzen von Magazinen während eines Stillstands der Maschine. Es ist allerdings auch bei besonderen Ausführungsformen möglich, gebogene Stableiter in ein Magazin im laufenden Betrieb (während des Befüllens einer Setzvorrichtung) nachzufüllen. In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform weist ein jeweiliges Magazin eine schräg zur Richtung der Gravitation und schräg zur Horizontalen verlaufende Lagerschiene für Stableiter auf.
Durch die Gravitation getrieben können die Stableiter so von selbst auf der Lagerschiene für Stableiter nachrutschen, wenn ein vorderster Stableiter aus dem Magazin entnommen und in die Setzvorrichtung eingesetzt wurde. Weiterhin erleichtert die schräge Ausrichtung der Lagerschiene für Stableiter das Zuführen von Stableitern in die Einsetzvorrichtung mittels eines Zuführungsmechanismus, da das Zuführen durch die Gravitation zusätzlich unterstützt wird.
Ebenso bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der ein jeweiliges Magazin weiterhin einen eigenen Zuführungsmechanismus aufweist, mit welchem ein jeweils vorderster Stableiter des Magazins in eine für die Zusammenwirkung mit dem Einsetzer- Werkzeug für das Einsetzen in die Setzvorrichtung geeignete Position befördert oder vorgespannt wird, insbesondere wobei der jeweilige eigene Zuführungsmechanismus eine Feder oder eine Pneumatikbetätigung oder eine Hydraulikbetätigung oder einen elektrischen Antrieb umfasst.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die gebogenen Stableiter (und insbesondere der vorderste Stableiter) zuverlässig in einer korrekten Position vorliegen, sodass sie problemlos durch das Einsetzer-Werkzeug und den Einsetzer- Betätigungsantrieb in die Setzvorrichtung eingesetzt werden können. Die genannten Zuführungsmechanismen können einfach umgesetzt werden und haben sich in der Praxis besonders bewährt.
Bevorzugt ist auch eine alternative Weiterbildung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Maschine einen gemeinsamen Zuführungsmechanismus aufweist, der jeweils mit dem Einsetzer-Werkzeug, das für ein Zusammenwirken mit dem Einsetzer-Betätigungsantrieb ausgewählt und entsprechend verfahren ist, zusammenwirkt, und dass bei dem ausgewählten Einsetzer-Werkzeug mit dem gemeinsamen Zuführungsmechanismus der vorderste Stableiter des Magazins in eine für die Zusammenwirkung mit dem Einsetzer-Werkzeug für das Einsetzen in die Setzvorrichtung geeignete Position befördert oder vorgespannt wird, insbesondere wobei der gemeinsame Zuführungsmechanismus eine Pneumatikbetätigung oder eine Hydraulikbetätigung oder einen elektrischen Antrieb umfasst. Die Nutzung lediglich eines gemeinsamen Zuführungsmechanismus verringert den baulichen Aufwand und oft auch den Platzbedarf der Maschine. Weiterhin kann sichergestellt werden, dass die gebogenen Stableiter (und insbesondere der vorderste Stableiter) durch den gemeinsamen Zuführungsmechanismus zuverlässig in eine korrekten Position verbracht werden, sodass sie problemlos durch das Einsetzer-Werkzeug und den Einsetzer-Betätigungsantrieb in die Setzvorrichtung eingesetzt werden können. Die genannten Zuführungsmechanismen können einfach umgesetzt werden und haben sich in der Praxis besonders bewährt.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Einsetzer- Werkzeuge für das Einsetzen von unterschiedlichen Typen von gebogenen Stableitern ausgebildet sind.
Hierdurch kann eine besonders schnelle Fertigung und Einsetzen der gebogenen Stableiter in die Setzvorrichtung erfolgen, da die Einsetzer-Werkzeuge bereits unterschiedliche Typen von Hairpins einsetzen können und oft weniger oder gar keine Umbauvorgänge von Einsetzer-Werkzeugen (Austauschen/Ersetzen/Ergänzen von Einsetzer-Werkzeugen an der Maschine) nötig sind. In der Regel erfolgen während der Befüllung einer Setzvorrichtung keine Umbauvorgänge an den Einsetzer-Werkzeugen an der Maschine. Es ist alternativ auch möglich, zwei oder mehr Einsetzer- Werkzeuge für das Einsetzen desselben Typs von gebogenen Stableitern vorzusehen, etwa wenn besonders viele Stableiter diesen Typs in die Setzvorrichtung eingesetzt werden sollen.
Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der die Maschine weiterhin einen Drehhalter für die Setzvorrichtung umfasst, auf welchem die Setzvorrichtung gehalten werden kann und mit welchem die Setzvorrichtung um eine Setzvorrichtungsachse gedreht werden kann. Die Setzvorrichtung kann auf dem Drehhalter platziert und befestigt werden. Durch die Drehbarkeit der Setzvorrichtung um die Setzvorrichtungsdrehachse können eine Vielzahl unterschiedlicher Positionen der Setzvorrichtung zum Einsetzen für die Stableiter erreicht werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehen des Drehhalters unterschiedliche Stableiteraufnahmen der Setzvorrichtung unter das mit dem Einsetzer-Betätigungsantrieb zusammenwirkende Einsetzer-Werkzeug positioniert werden können.
Es können somit auf einfache Weise vorbestimmte Positionen auf der Setzvorrichtung, entsprechend der unterschiedlichen Stableiteraufnahmen, durch Drehen des Drehhalters für die gebogenen Stableiter zugänglich gemacht werden, insbesondere schnell nacheinander. Die Stableiter können dann auf einfache Weise durch den Einsetzer-Betätigungsantrieb, der mit dem entsprechenden Einsetzer-Werkzeug zusammenwirkt, in die vorliegende Stableiteraufnahme eingeführt werden. Ein Verfahren oder verschieben der Maschine entfällt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
Fig. la zeigt in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine, mit mehreren Einsetzer-Werkzeugen, einem Einsetzer-Betätigungsantrieb und einer Setzvorrichtung; Fig. lb zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs der erfindungsgemäßen Maschine aus Fig. la, in dem der Einsetzer-Betätigungsantrieb und das erste Einsetzer-Werkzeug Zusammenwirken;
Fig. 2a zeigt in einer perspektivischen Ansicht von schräg hinten eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine, mit mehreren Einsetzer-Werkzeugen, einem Einsetzer-Betätigungsantrieb, einem Einsetzer- Wechselantrieb und einer Setzvorrichtung;
Fig. 2b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs der erfindungsgemäßen Maschine aus Fig. 2a, in dem Einsetzer-Werkzeuge in die Maschine eingesetzt oder aus ihr entnommen werden können;
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Frontalansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine, mit drei Einsetzer-Werkzeugen, die teilweise miteinander verbunden sind;
Fig. 4 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Seitenansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine, wobei das Einsetzen gebogener Stableiter in eine Setzvorrichtung näher erläutert wird;
Fig. 5a zeigt schematisch in einer Aufsicht eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine, mit drei unterschiedlichen Einsetzer-Werkzeugen, die jeweils ein eigenes Magazin umfassen und jeweils einen eigenen Zuführungsmechanismus aufweisen;
Fig. 5b zeigt schematisch in einer Aufsicht eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine, mit drei gleichartigen Einsetzer-Werkzeugen, die jeweils ein eigenes Magazin umfassen und einen gemeinsamen Zuführungsmechanismus aufweisen; Fig. 6a zeigt schematisch in einer Frontalansicht einen gebogenen Stableiter, wie er in der erfindungsgemäßen Maschine verwendet werden kann;
Fig. 6b zeigt schematisch in einer Seitenansicht den gebogenen Stableiter aus Fig. 6a.
Fig. la zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1 zum Einsetzen von gebogenen Stableitern 2 in eine Setzvorrichtung 3. Von der Maschine 1 ist eine Vorderseite 4 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Die Maschine 1 umfasst in der hier gezeigten Ausführungsform ein Maschinengestell 5. Ein erstes Einsetzer-Werkzeug 6 sowie fünf weitere Einsetzer-Werkzeuge 6a-6e (Einsetzer-Werkzeug-Module) sind am Maschinengestell 5 angeordnet. Ein Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 ist fest mit dem Maschinengestell 5 verbunden. Ebenso ist ein Einsetzer-Wechselantrieb (vom Maschinengestell 5 verdeckt) fest mit dem Maschinengestell 5 verbunden.
Jedes der Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a-6e hat in der hier gezeigten Ausführungsform jeweils ein eigenes Magazin 8, welche jeweils mit gebogenen Stableitern 2 befüllt sind. Die Magazine der Einsetzer-Werkzeuge 6a-6e werden in der hier gezeigten Perspektive von den Einsetzer-Werkzeugen 6, 6a-6e und dem Maschinengestell 5 verdeckt. Die Stableiter 6 sind im Magazin 8 auf einer Lagerschiene 9 gelagert. Die Lagerschiene 9 verläuft hier schräg zur Richtung RG der Gravitation und schräg zu einer Horizontalen HO. Über das jeweilige Magazin 8 können dem jeweiligen Einsetzer-Werkzeug 6, 6a-6e die gebogenen Stableiter 2 zugeführt werden. Durch die schräg verlaufende Lagerschiene 9 können die gebogenen Stableiter 2 hier alleine durch die Gravitation dem entsprechenden Einsetzer-Werkzeug 6, 6a-6e zugeführt und in eine Position verbracht werden, in der das entsprechende Einsetzer-Werkzeug 6, 6a-6e mit dem Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 zusammenwirkt und hierdurch der gebogene Stableiter 2 in die Setzvorrichtung 3 eingesetzt wird. In der hier gezeigten Ausführungsform sind an der Oberseite der Einsetzer- Werkzeuge 6, 6a-6e Rollen 10 angebracht. Die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a-6e sind an der Oberseite des Maschinengestells 5 in eine Führungsschiene 11 eingehängt. Die Rollen 10 liegen auf der Führungsschiene 11 auf. Mit den Rollen 10 kann ein Verfahren der Einsetzer-Werkezuge 6, 6a-6e entlang der Führungsschiene 11 (und parallel zur Horizontalen HO) vereinfacht werden. Die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a- 6e sind linear aufgereiht und starr miteinander gekoppelt.
Das erste Einsetzer-Werkzeug 6 ist in der Setzposition. Mit anderen Worten ist das erste Einsetzer-Werkzeug 6 so angeordnet, dass der Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 mit dem ersten Einsetzer-Werkzeug 6 Zusammenwirken kann. Wenn der Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 betätigt wird, wird aus dem ersten Einsetzer-Werkzeug 6 ein gebogener Stableiter 2 in die Setzvorrichtung 3 eingesetzt. Ein weiterer gebogener Stableiter 2 kann anschließend aus dem Magazin 8 dem ersten Einsetzer- Werkzeug 6 zugeführt und so positioniert werden, dass der weitere gebogene Stableiter 2 dann wieder in die Setzvorrichtung 3 eingesetzt werden kann. Wenn das Magazin 8 des ersten Einsetzer-Werkzeugs 6 geleert ist oder wenn ein anderer Typ von gebogenen Stableitern 2 notwendig ist, kann das gewünschte weitere Einsetzer-Werkzeug 6a-6e mittels des Einsetzer-Wechselantriebs in die Setzposition verfahren werden.
In der hier gezeigten Ausführungsform ist die Setzvorrichtung 3 auf einem Drehhalter 12 angeordnet. Der Drehhalter 12 hält die Setzvorrichtung 3 fest. Der Drehhalter ist um 360° drehbar. Mittels des Drehhalters 12 kann die Setzvorrichtung 3 um eine Setzvorrichtungsachse SVA gedreht werden. Wird also ein gebogener Stableiter 2 in eine freie Stableiteraufnahme der Setzvorrichtung 3 eingesetzt, wird die Setzvorrichtung 3 mit dem Drehhalter 12 gedreht, sodass ein weiterer gebogener Stableiter 2 in eine nächste freie Stableiteraufnahme der Setzvorrichtung 3 eingesetzt werden kann. Es ist nicht nötig, das Maschinengestell 5 der Maschine 1 zu verfahren, um weitere gebogene Stableiter 2 in die Setzvorrichtung 3 einzuset- zen. Fig. lb zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Maschine 1 aus Fig. la im Bereich zwischen dem erstem Einsetzer- Werkzeug 6 und dem Einsetzer-Betätigungsantrieb 7.
Die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a, 6b sind in die Führungsschiene 11 eingehängt. Die Rollen 10 der Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a, 6b liegen auf der Führungsschiene 11 auf. Das erste Einsetzer-Werkzeug 6 und der Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 liegen direkt übereinander. Ein Klemmelement 13 (Niederhalter) des Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 liegt auf der Rolle 10 des ersten Einsetzer-Werkzeugs 6 auf.
Wenn der Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 betätigt wird, um mit dem ersten Einsetzer-Werkzeug 6 zusammenzuwirken, wird ein Betätigungsteil 14 des Einsetzer- Betätigungsantriebs 7 abwärts bewegt (hier in Richtung RG der Gravitation). Die Führungsschiene 11 weist ein verfahrbares Schienensegment 15 auf. Das verfahrbare Schienensegment 15 wird bei der Abwärtsbewegung des Betätigungsteils 14 mit nach unten bewegt. Die Rolle 10 des ersten Einsetzer-Werkzeugs ist spielfrei zwischen dem Klemmelement 13 und dem verfahrbaren Schienensegment 15 verklemmt, damit die Rolle 10 bei der Abwärtsbewegung nicht abhebt.
Fig. 2a zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1. Von der Maschine 1 ist eine Rückseite 16 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Da die hier gezeigte Ausführungsform von Maschine 1 ähnlich zur Ausführungsform in Fig. la ist, werden hier nur die wesentlichen Unterschiede näher erläutert.
Die Maschine 1 umfasst in der hier gezeigten Ausführungsform das Maschinengestell 5 (welches in Fig. 2a nur teilweise dargestellt ist), die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a-6e, den fest mit der Maschine 1 verbundenen Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 und den fest mit der Maschine 1 verbundenen Einsetzer-Wechselantrieb 17.
Jedes der Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a-6e hat in der hier gezeigten Ausführungsform jeweils ein eigenes Magazin 8, 8a-8e, welches jeweils mit gebogenen Stableitern 2 gefüllt ist. Die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a-6d sind hier über Führungsgriffelemente 18 an zwei gemeinsamen Führungen 19 angeordnet. Die gemeinsamen Führungen 19 verlaufen horizontal (also parallel zur Horizontalen HO). Die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a-6d sind linear auf den gemeinsamen Führungen 19 angeordnet und aufgereiht. An den Einsetzer-Werkzeugen sind jeweils Zahnschienenabschnitte 20 (Zahnschienensegmente) im Bereich zwischen den zwei Führungsgriffelementen
18 ausgebildet. Werden die Einsetzer-Werkzeuge miteinander verbunden, bilden die Zahnschienenabschnitte 20 wie hier gezeigt eine Zahnschiene 21 aus. Der Übersichtlichkeit halber sind hier nur an den Enden der Zahnschienenabschnitte 20 die Zähne der Zahnschiene 21 dargestellt.
Der Einsetzer-Wechselantrieb 17 umfasst hier eine Schutzabdeckung 22 und eine motorisch angetriebene Welle mit einem Zahnrad (Welle und Zahnrad werden hier von der Schutzabdeckung 22 verdeckt). Mittels des Einsetzer-Wechselantriebs 17 können die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a-6d entlang der gemeinsamen Führungen
19 verfahren werden. Dazu greift das Zahnrad des Einsetzer-Wechselantriebs 17 in die Zahnschiene 21 ein.
Fig. 2b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Maschine 1 aus Fig. 2a in dem Bereich, in dem das weitere Einsetzer-Werkzeug 6e in die Maschine 1 eingeführt wird.
In der hier gezeigten Ausführungsform wird gerade ein Austausch eines Einsetzer- Werkzeugs vorgenommen. Zuvor wurde ein Einsetzer-Werkzeug aus der Maschine 1 entnommen (nicht näher dargestellt). Aktuell wird das Einsetzer-Werkzeug 6e in die Maschine 1 eingesetzt. Beim Einsetzen werden die Führungsgriffelemente 18 an Einsetzer-Werkzeug 6e in die gemeinsamen Führungen 19 eingeschoben. Über Laschen 23 können die Einsetzer-Werkzeuge 6d, 6e miteinander verbunden (starr gekoppelt) werden. Die Verbindung zwischen den Einsetzer-Werkzeugen 6d, 6e ist reversibel. Der Zahnschienenabschnitt 20 des Einsetzer-Werkzeugs 6e bildet nach dem Koppeln gemeinsam mit den Zahnschienenabschnitten 20 der weiteren Einsetzer-Werkzeuge 6c, 6d die Zahnschiene 21. Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1. Von der Maschine 1 ist in einer Frontalansicht ein Ausschnitt mit mehreren Einsetzer-Werkzeugen 6c-6e gezeigt.
In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Einsetzer-Werkzeuge 6c, 6d bereits starr miteinander gekoppelt. Die Einsetzer-Werkzeuge 6d, 6e sind noch nicht miteinander gekoppelt. Das Einsetzer-Werkzeug 6d umfasst die Lasche 23 zum Ankoppeln von Einsetzer-Werkzeug 6e. Einsetzer-Werkzeug 6e weist ein Gegenstück 24 zum Ankoppeln der Lasche 23 von Einsetzer-Werkzeug 6d auf. Zum Koppeln werden die Einsetzer-Werkzeuge 6d, 6e zusammengeführt und an der Lasche 23 und dem Gegenstück 24 durch Schraubverbindungen gekoppelt. Die Kopplung ist reversibel, sodass die Einsetzer-Werkzeuge 6c-6e beliebig miteinander gekoppelt oder voneinander entkoppelt werden können.
Fig. 4 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1. Von der Maschine 1 ist in einer Seitenansicht ein Ausschnitt im Bereich des Einsetzer-Werkzeugs 6a und der Setzvorrichtung 3 gezeigt.
Das Einsetzer-Werkzeug 6a umfasst hier das Magazin 8a. Das Magazin 8a ist teilweise von einem Säulenelement 25 des Einsetzer-Werkzeugs 6a verdeckt. Im Magazin 8a sind eine Vielzahl von gebogenen Stableitern 2 angeordnet. Die gebogenen Stableiter 2 werden mittels eines für das Einsetzerwerkzeug 6a eigenen Zuführungsmechanismus 26a, hier eines elektrischen Antriebs 36 (vereinfacht durch das Blitzsymbol dargestellt) in eine Position befördert, in der das Einsetzer-Werkzeug 6a einen vordersten (gebogenen) Stableiter 2a in die Setzvorrichtung 3 einsetzen kann. In der Setzvorrichtung 3 sind hier bereits vier gebogene Stableiter 2 eingesetzt.
Wenn der Einsetzer-Betätigungsantrieb (nicht näher dargestellt) mit dem Einsetzer-Werkzeug 6a zusammenwirkt, wird ein Einsetzer-Werkzeug-Stempel 27 des Einsetzer-Werkzeugs 6a nach unten verschoben. Dabei wird der vorderste Stableiter 2a ebenfalls nach unten durch eine Stableiterführung 28 verschoben. Damit der vorderste Stableiter 2a nicht im freien Fall die Stableiterführung 28 durchquert und möglicherweise beschädigt wird, ist am Einsetzer-Werkzeug 6a ein Gabelwerkzeug 29 ausgebildet, welches den vordersten Stableiter 2a untergreift. Der vorderste Stableiter 2a kann dann durch die Stableiterführung 28 hindurchgeführt werden, wobei der Stableiter über einen Großteil des Weges von oben (durch den Einsetzer-Werkzeug-Stempel 27) und von unten (durch das Gabelwerkzeug 29) gehalten ist. Kurz vor dem Ende des Einsetzens des vordersten Stableiters 2a in die Stableiteraufnahme 30 wird das Gabelwerkzeug 29 abgehoben (beispielsweise durch eine Kurvensteuerung, nicht näher dargestellt), sodass der vorderste Stableiter 2a nicht mehr durch das Gabelwerkzeug 29 Untergriffen wird und sodann vollständig in die Stableiteraufnahme 30 eingesetzt werden kann.
Danach kehren der Einsetzer-Werkzeug-Stempel 27 und das Gabelwerkzeug 29 wieder in die Ausgangsposition zurück. Ein weiterer gebogener Stableiter 2 kann dann aus dem Magazin 8a mittels des Zuführungsmechanismus 26 in die Position verschoben werden, in welcher der weitere gebogene Stableiter 2 für ein Einsetzen in die Setzvorrichtung 3 genutzt werden kann. Zuvor wird jedoch die Setzvorrichtung 3 gedreht, um somit die nächste freie Stableiteraufnahme 30 so zu positionieren, dass der weitere gebogene Stableiter 2 in die freie Stableiteraufnahme 30 eingesetzt werden kann.
Fig. 5a zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1. Die Maschine 1 ist in einer Aufsicht gezeigt.
Die Maschine 1 umfasst das Maschinengestell 5, das erste Einsetzer-Werkzeug 6, die weiteren Einsetzer-Werkzeuge 6a, 6b, den Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 und den Einsetzer-Wechselantrieb 17.
Die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a, 6b sind hier alle für unterschiedliche Typen von gebogenen Stableitern ausgebildet (hier verdeutlicht durch die unterschiedlichen Größen). Entsprechend sind die Magazine 8, 8a, 8b auch auf die unterschiedlichen Typen von gebogenen Stableitern angepasst. Die Magazine 8, 8a, 8b weisen jedes einen eigenen Zuführungsmechanismus 26a, hier eine Feder 37, auf. Mit dem Einsetzer-Wechselantrieb 17 wurden die Einsetzer-Werkzeuge 6, 6a, 6b bereits verfahren, sodass der Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 mit dem Einsetzer- Werkzeug 6 Zusammenwirken kann, um gebogene Stableiter in die Setzvorrichtung 3 einzusetzen.
Fig. 5b zeigt schematisch eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1. Die Maschine 1 ist in einer Aufsicht gezeigt.
Die Maschine 1 umfasst das Maschinengestell 5, das erste Einsetzer-Werkzeug 6, die weiteren Einsetzer-Werkzeuge 6a, 6b, den Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 und den Einsetzer-Wechselantrieb 17.
Die Magazine 8, 8a, 8b weisen in der hier gezeigten Ausführungsform einen gemeinsamen Zuführungsmechanismus 26b auf. Mit dem gemeinsamen Zuführungsmechanismus 26b können jeweils die Stableiter des Magazins des Einsetzer- Werkzeugs, das auch mit dem Einsetzer-Betätigungsantrieb 7 zusammenwirkt, vorgespannt werden. Der gemeinsame Zuführungsmechanismus 26b wirkt hier auf das Magazin 8 des ersten Einsetzer-Werkzeugs 6.
Fig. 6a zeigt schematisch einen gebogenen Stableiter 2 wie er bei der erfindungsgemäßen Maschine verwendet werden kann. Der gebogene Stableiter 2 ist in einer Frontalansicht gezeigt. Der Stableiter 2 ist in der Frontalansicht gut erkennbar im Wesentlichen U-förmig gebogen.
Der gebogene Stableiter 2 umfasst einen isolierten Stableiterteil 31 (gepunktete Fläche) mit einer Isolationsschicht 32 und zwei abisolierten Stableiterteilen 33 (weiße Fläche), bei denen jeweils ein Kern 34 des gebogenen Stableiters 2 freiliegt. Die Abisolation kann mittels Schneidwerkzeugen oder mittels eines Laserstrahls vorgenommen werden. Die abisolierten Stableiterteile 33 haben etwas kleinere Abmessungen als der isolierte Stableiterteil 31. Der gebogene Stableiter 2 kann beispielsweise aus einem isolierten Kupferflachdraht gefertigt werden. Entsprechend wäre dann der Kern 34 ein Kupferkern. Die Isolationsschicht 32 kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Fig. 6b zeigt schematisch den gebogenen Stableiter 2 aus Fig. 6a in einer Seitenansicht.
Der gebogene Stableiter 2 weist im isolierten Stableiterteil 31 eine Biegung in seinem oberen Teil auf, der hier um ca. 30° gegenüber dem unteren Teil geneigt ist. In der Seitenansicht ist zudem eine schmale Seite 35 des Stableiters 2 gut erkennbar.
Man beachte, dass es eine Vielzahl von Typen von Stableitern gibt, die unterschiedlich gebogen und unterschiedlich groß (lang) sein können. Der hier gezeigte gebogene Stableiter 2 und die weiteren, in den Figuren gezeigten gebogenen Stableiter haben beispielhaften Charakter und sollen nicht als abschließende Aufzählung verstanden werden. iste
1 Maschine
2 gebogener Stableiter
2a vorderster (gebogener) Stableiter
3 Setzvorrichtung
4 Vorderseite (der Maschine)
5 Maschinengestell
6 erstes Einsetzer-Werkzeug
6a-6e weiteres Einsetzer-Werkzeug
7 Einsetzer-Betätigungsantrieb
8 Magazin (des ersten Einsetzer-Werkzeugs)
8a-8e Magazin (der weiteren Einsetzer-Werkzeuge)
9 Lagerschiene
10 Rollen
11 Führungsschiene
12 Drehhalter 13 Klemmelement
14 Betätigungsteil
15 Schienensegment
16 Rückseite (der Maschine)
17 Einsetzer-Wechselantrieb
18 Führungsgriffelement
19 gemeinsame Führung
20 Zahnschienenabschnitt
21 Zahnschiene
22 Schutzabdeckung
23 Laschen
24 Gegenstück
25 Säulenelement
26a eigener Zuführungsmechanismus
26b gemeinsamer Zuführungsmechanismus
27 Einsetzer-Werkzeug-Stempel
28 Stableiterführung
29 Gabelwerkzeug
30 Stableiteraufnahme
31 isolierter Stableiterteil
32 Isolationsschicht
33 abisolierter Stableiterteil
34 Kern
35 schmale Seite (des gebogenen Stableiters)
36 elektrischer Antrieb
37 Feder
HO Horizontale
RG Richtung (der Gravitation)
SVA Setzvorrichtungsachse

Claims

Patentansprüche Maschine (1) zum Einsetzen von gebogenen Stableitern (2) in eine Setzvorrichtung (3), umfassend
- ein erstes Einsetzer- Werkzeug (6);
- einen Einsetzer-Betätigungsantrieb (7); dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) weiterhin umfasst
- wenigstens ein weiteres Einsetzer-Werkzeug (6a-6e);
- und einen Einsetzer-Wechselantrieb (17) zum Verfahren der Einsetzer- Werkzeuge (6, 6a-6e) relativ zum Einsetzer-Betätigungsantrieb (7), so dass der Einsetzer-Betätigungsantrieb (7) wahlweise mit jedem der Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) Zusammenwirken kann. Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) starr miteinander gekoppelt sind. Maschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) gemeinsam mittels des Einsetzer-Wechselantriebs (17) entlang einer gemeinsamen Führung (19) verfahrbar sind. Maschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Führung (19) horizontal verläuft. Maschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) linear aufgereiht sind.
6. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) an der Maschine
(1) einzeln austauschbar sind, insbesondere wobei die Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) reversibel miteinander gekoppelt sind.
7. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzer-Betätigungsantrieb (7) ortsfest an der Maschine (1) ausgebildet ist.
8. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzer-Wechselantrieb (17) ortsfest an der Maschine (1) ausgebildet ist.
9. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzer-Wechselantrieb (17) eine motorisch angetriebene Welle mit einem Kopplungselement, insbesondere einem Zahnrad, umfasst, welches in eine Zahnschiene (21) eingreift, die durch Zahnschienenabschnitte (20) an den Einsetzer-Werkzeugen (6, 6a-6e) zusammengesetzt ist.
10. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) jeweils mit einem eigenen Magazin (8, 8a-8e) für gebogene Stableiter (2) ausgebildet sind.
11. Maschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Magazin (8, 8a-8e) eine schräg zur Richtung (RG) der Gravitation und schräg zur Horizontalen (HO) verlaufende Lagerschiene (9) für Stableiter
(2) aufweist.
12. Maschine (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Magazin (8, 8a 8b) weiterhin einen eigenen Zuführungsmechanismus (26a) aufweist, mit welchem ein jeweils vorderster Stableiter (2a) des Magazins (8, 8a, 8b) in eine für die Zusammenwirkung mit dem Einsetzer-Werkzeug (6, 6a, 6b) für das Einsetzen in die Setzvorrichtung (3) geeignete Position befördert oder vorgespannt wird, insbesondere wobei der jeweilige eigene Zuführungsmechanismus eine Feder (37) oder eine Pneumatikbetätigung oder eine Hydraulikbetätigung o- der einen elektrischen Antrieb umfasst.
13. Maschine (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine einen (1) gemeinsamen Zuführungsmechanismus (26b) aufweist, der jeweils mit dem Einsetzer-Werkzeug (6, 6a-6e), das für ein Zusammenwirken mit dem Einsetzer-Betätigungsantrieb (7) ausgewählt und entsprechend verfahren ist, zusammenwirkt, und dass bei dem ausgewählten Einsetzer-Werkzeug (6, 6a-6e) mit dem gemeinsamen Zuführungsmechanismus (26b) der vorderste Stableiter (2a) des Magazins (8) in eine für die Zusammenwirkung mit dem Einsetzer- Werkzeug (6) für das Einsetzen in die Setzvorrichtung (3) geeignete Position befördert oder vorgespannt wird, insbesondere wobei der gemeinsame Zuführungsmechanismus (26b) eine Pneumatikbetätigung oder eine Hydraulikbetätigung oder einen elektrischen Antrieb (36) umfasst.
14. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzer-Werkzeuge (6, 6a-6e) für das Einsetzen von unterschiedlichen Typen von gebogenen Stableitern (2) ausgebildet sind.
15. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) weiterhin einen Drehhalter (12) für die Setzvorrichtung (3) umfasst, auf welchem die Setzvorrichtung (3) gehalten werden kann und mit welchem die Setzvorrichtung (3) um eine Setzvorrichtungsachse (SVA) gedreht werden kann. Maschine (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehen des Drehhalters (12) unterschiedliche Stableiteraufnahmen (30) der Setzvorrichtung (3) unter das mit dem Einsetzer-Betätigungsantrieb (7) zusammenwirkende Einsetzer-Werkzeug (6, 6a-6e) positioniert werden können.
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