WO2015067678A2 - Verfahren und rotor zur herstellung eines kurzen wickelkopfes - Google Patents

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WO2015067678A2
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bending
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Wolfgang Sauer
Alexander Kudlek
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/10—Connectors or connections adapted for particular applications for dynamoelectric machines

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a short winding head according to the preamble of claim 1 and to a rotor for carrying out the method having the features of claim 9.
  • the conductors In order to produce a desired interconnection of the conductors into a winding, the conductors must be connected in a specific way to the commutator.
  • the protruding from the main body of the rotor ends of the individual conductors must be brought by cabinets and bending in a corresponding position in which they can then be electrically connected to the individual contact surfaces of the commutator. In this process, the heads of the top and top layers are simultaneously set and then bent.
  • the cabinets represent a limit for the winding head height. After this processing step, the conductors of the lower and upper layers are superimposed, a further cabinets of the conductors to achieve a smaller winding head is no longer possible.
  • these conventional bending methods in which the protruding from the main body of the rotor conductors are bent accordingly in the direction of the commutator, have the disadvantage that due to the above geometric limits in the cabinets, the conductors can not be aligned parallel or almost parallel to the end plate of the disk set. Rather, only a cone-shaped winding head can be produced by conventional bending process.
  • the conductors forming the rotor winding can be made with right angle bent pipe sections prior to assembly on the rotor. From DE 199 56 347 AI a rotor with prefabricated conductor elements is known. The prefabrication of right-angle bent conductor elements and then taking place in slots of the rotor require correspondingly complex assembly steps.
  • the inventive method for producing a short end winding on a rotor of an electric machine having the features of claim 1 has the advantage that the bent over a bending edge of an end face of the main body of the rotor bending ring, or directly over the end plate of the disk set bent conductor sections, in a at least approximately parallel alignment can be brought to the end face of the body.
  • This allows a short overall length for the winding head between the main body and the commutator can be achieved without the conductors which form the rotor winding, must be pre-bent in a special upstream Schränk compiler.
  • the bending operation preferably consists of superposed movements of the rotor and the respective line end of a conductor section to be bent. In the superimposed movement, the rotor is rotated by a corresponding angular position and simultaneously performs a stroke movement in the axial direction.
  • the bending process can alternatively be realized with the rotor stationary and correspondingly moving tool.
  • the distance between the conductor end of the end face of the body is thereby reduced and the angular position of the conductor end is changed so that it can be later soldered or welded to the corresponding contact surface of the commutator or otherwise electrically connected.
  • the respective conductor end is moved in the direction of the axis of rotation of the rotor.
  • the bending operation can be performed using a positioning tool which engages the conductor end of the respective conductor section to be bent.
  • the positioning tool preferably holds the conductor end in an axis-parallel alignment and shifts this to a smaller radial distance from the axis of rotation of the rotor and in a different angular position.
  • the movements of the rotor and of the positioning tool can be combined to carry out the bending operation, if this appears technically reasonable or advantageous.
  • the bending method can be adapted to existing boundary conditions here by an appropriate combination or selection of positioning and lifting movements.
  • the inner conductors can be bent over the bending ring and then the outer conductors bent over the already bent inner conductors.
  • the outer conductors can be brought by an over-bend over an angle of 90 ° in a parallel orientation to the front side of the body.
  • the bending process for the outer conductors proceeds with the same process steps as is the case with the inner conductors which are directly adjacent to the bending ring.
  • the same rotational and lifting movements or positioning movements as already described above, can also be carried out.
  • countersunk push tools can also be used, which simultaneously bend all conductors emerging from the main body of the rotor into a desired end position, so that their conductor ends can be electrically conductively connected to the contact surfaces of the commutator.
  • the simultaneous bending of all conductors has the advantage of shortening the manufacturing process, but this also requires a correspondingly complex handling tool.
  • the emerging from the main body of a rotor conductor or conductor sections are preferably U-shaped conductor segments, which are arranged with their two legs of the U-shape in different grooves in the main body of the rotor.
  • the rotor according to the invention with the features of claim 9 has the advantage that a bending ring, which is preferably formed as an insulating ring of an electrically insulating material, an optimal bending of the end faces on the main body of the rotor emerging conductor sections allows.
  • the bending ring has for this purpose a bending edge with a bending radius, which ensures that the bent conductor sections are not damaged and can be brought with a defined bending radius of the paraxial alignment in a direction parallel to the end face of the body.
  • the inner radius of the bending ring is preferably greater than the circumferential radius of the commutator.
  • FIG. 2 shows an enlarged section VI of the rotor of FIG. 1 partly in section
  • FIG. 3 shows the basic body of the rotor of FIG. 1 with frontally angled conductor sections
  • 4a to 7a each show a side view of the rotor for illustrating individual method steps when bending conductor sections
  • Figure 4b to Figure 7b respectively an end view of the main body of the rotor to illustrate the steps in the Anwinkein of conductor sections.
  • FIG. 1 the basic structure of a rotor, which can also be referred to as an armature or rotor, an electric machine shown z. B. can be used as a starter for an internal combustion engine.
  • the rotor 1 has a main body 2, which consists of a plurality of grooved slats, so that longitudinal grooves 3 for receiving electrical conductors, which form the winding of the rotor 1 result.
  • a main body 2 which consists of a plurality of grooved slats, so that longitudinal grooves 3 for receiving electrical conductors, which form the winding of the rotor 1 result.
  • At the right in the image on the front side 4 of the base body 2 is formed of a plurality of conductor sections 5 winding head 6, whose not visible conductor ends are inserted into a commutator 7, which is attached as well as the main body 2 on a common shaft 8 of the rotor 1.
  • the conductor ends of the conductor sections 5 are electrically conductively connected to contact surfaces 9 of the commutator 7.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of FIG. 1, which is denoted by VI there. The enlarged view shows the sake of clarity, only two conductor sections 51, 52 which are aligned
  • a bending ring 10 is attached to the front side 4, which is shown here in longitudinal section.
  • the bending ring 10 is made of an electrically insulating material and has at the edge facing the conductor portion 51 a bending edge 11 with a bending radius which corresponds approximately to the diameter of the conductor sections 51, 52.
  • the conductor sections 51, 52 protrude substantially parallel to the axis from the end face 4 of the main body 2. Then, first, the inner conductor sections, such as the inner conductor section 51 shown here, are brought to the bending edge 11 of the bending ring 10 in the orientation shown. As soon as all the inner conductor sections, which are distributed uniformly distributed on an inner circle on the front side 4, are correspondingly angled, the outer conductor sections, as shown here the outer conductor section 52, are brought via the inner conductor sections in the illustrated orientation.
  • the conductor sections 51, 52 are over-pressed or over-arched, that is to say they are angled beyond the 90 ° angle shown here, the regions 12 of the conductor sections 51, 52 leading to the commutator 7 being pressed at least slightly into the annular opening 13 of the bending ring 10 , The overbending of the conductor sections 51, 52 takes place to the extent that they come in the orientation shown due to the remaining elastic restoring force.
  • the conductor ends 14, 15 of the conductor sections 51, 52 are shown here with broken lines within the commutator 7.
  • the conductor ends 14, 15 are aligned axially parallel to the axis of rotation of the rotor 1 and preferably soldered or welded to the contact surfaces 9 of the commutator 7.
  • FIG. 3 shows the main body 2 of the rotor 1 of Figure 1, but without commutator 7 and without shaft 8 of Figure 1.
  • Figure 3 is the entangled Alignment of the conductor sections 5 and 51, 52 can be seen, thus resulting in a very flat end winding 6.
  • the conductor ends 14, 15 are, as shown in Figure 2, offset to smaller radii of radius inwards.
  • a rotor 1 is shown with a paraxial parallel to the front side 4 of the main body 2 projecting conductor portion 51.
  • the conductor end of the conductor portion 51 is received by a positioning tool 16.
  • the rotor 1 is mounted on a lifting rotary unit 17 which can lift the rotor 1 in the axial direction 18 and rotate by a desired angle.
  • the bending ring 10 At the front side 4 of the bending ring 10 is concentrically mounted and closes with its bending edge 11 (Figure 2) directly to the conductor portion 51 at.
  • the bending ring 10 is formed as shown in Figure 2 with a bending radius at its bending edge 11, so that the conductor portion 51 can be bent over this bending edge 11 with a corresponding bending radius in a position as shown in Figure 5 a.
  • FIG 4b the frontal view is shown to the arrangement shown in Figure 4a.
  • the mounted on the front side 4 bending ring 10 has a relatively narrow, visible here end face 19, which is bent in a next step, the conductor portion 51 in the alignment shown in Figure 5 a.
  • FIGS. 4a to 5b in each case only a single conductor section 51 is shown, in order to better illustrate the method for turning.
  • the bending of all conductor sections takes place in the same way as that of the illustrated conductor section 51 in order to obtain a flat winding head as a whole, as can be seen in FIGS. 7a and 7b.
  • FIGS. 6a and 6b now show all the conductor sections bent over the bending ring 10, whose conductor ends 14 project axially parallel to the axis of rotation 22.
  • FIGS. 6a and 6b show the conductor sections arranged on the inside, which are connected directly to the bending ring.
  • FIGS. 7a and 7b show how the outer conductor sections, bent over the inner conductor sections, are bent to form an overall flat winding head 6.
  • All upwardly projecting conductor ends 14, 15 are connected to contact surfaces of a commutator, not shown here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Rotor zur Herstellung eines kurzen Wickelkopfes (6), bei dem stirnseitig aus dem Grundkörper (2) eines Rotors (1) austretende Leiterabschnitte (5) einer Rotorwicklung in Richtung Kommutator (7) abgebogen werden, wobei die achsparallel ausgerichteten Leiterenden (14, 15) der Leiterabschnitte (51, 52) von einer ursprünglichen ersten äußeren Radialposition in eine zweite innere Radialposition gebracht werden, wobei zum Leiterende (14), führende Leiterabschnitte (51) über einen Biegerand (11) eines stirnseitig am Grundkörper (2) angebrachten Biegerings (10) gebogen und wenigstens annähernd parallel zur Stirnseite (4) des Grundkörpers (2) ausgerichtet werden.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Rotor zur Herstellung eines kurzen Wickelkopfes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kurzen Wickelkopfes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Rotor zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Stand der Technik
Um die Baulänge von elektrischen Maschinen, die einen Rotor mit einem Kommutator besitzen, mit einer möglichst geringen Baulänge realisieren zu können, wird angestrebt, die Wickelköpfe zwischen dem Lamellenpaket, welches den Grundkörper des Rotors bildet, und dem Kommutator möglichst flach auszubilden. Die aus dem Grundkörper stirnseitig austretenden Leiter der Rotorwicklung werden mit dem Kommutator, der auch als Stromwender bezeichnet wird, an den Leitungsenden verlötet oder verschweißt.
Um eine gewünschte Verschaltung der Leiter zu einer Wicklung herzustellen, müssen die Leiter in bestimmter Weise mit dem Kommutator verbunden werden. Die aus dem Grundkörper des Rotors herausragenden Enden der einzelnen Leiter, müssen durch Schränken und Biegen in eine entsprechende Position gebracht werden, in der diese mit den einzelnen Kontaktflächen des Kommutators dann elektrisch leitend verbunden werden können. Bei diesem Verfahren werden die Leiter der Unter-und Oberlage gleichzeitig geschränkt und danach gebogen.
Das Schränken stellt eine Grenze für die Wickelkopfhöhe dar. Nach diesem Verarbeitungsschritt liegen die Leiter der Unter-und Oberlage aufeinander, ein weiteres Schränken der Leiter zur Erreichung eines kleineren Wickelkopfes ist nicht mehr möglich. Die mit diesen herkömmlichen Biegeverfahren, bei denen die aus dem Grundkörper des Rotors herausragenden Leiter entsprechend in Richtung Kommutator gebogen werden, haben den Nachteil, dass aufgrund der genannten geometrischen Grenzen beim Schränken die Leiter nicht parallel oder beinahe parallel zur Endlamelle des Lamellenpaketes ausgerichtet werden können. Vielmehr kann nur ein kegelförmig ausgeprägter Wickelkopf durch herkömmliche Biegeverfahren hergestellt werden.
Um einen flachen Wickelkopf für den Rotor einer elektrischen Maschine zu erhalten, können die Leiter, die die Rotorwicklung bilden, vor der Montage am Rotor mit rechtwinklig abgebogenen Leitungsabschnitten hergestellt werden. Aus der DE 199 56 347 AI ist ein Rotor mit vorgefertigten Leiterelementen bekannt. Die Vorfertigung von rechtwinklig abgebogenen Leiterelementen und das danach erfolgende Einsetzen in Nuten des Rotors erfordern entsprechend aufwändige Montageschritte.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines kurzen Wickelkopfes an einem Rotor einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die über einen Biegerand eines stirnseitig am Grundkörper des Rotor angebrachten Biegerings, oder direkt über die Endlamelle des Lamellenpaketes gebogenen Leiterabschnitte, in eine zumindest annähernd parallele Ausrichtung zur Stirnfläche des Grundkörpers gebracht werden können. Damit kann eine kurze Baulänge für den Wickelkopf zwischen Grundkörper und Kommutator erreicht werden, ohne dass die Leiter, welche die Rotorwicklung bilden, in einem speziellen vorgeschalteten Schränkverfahren vorgebogen werden müssen. Damit ergibt sich für die elektrische Maschine, die vorzugsweise als Starterantrieb für eine Verbrennungsmaschine dient, eine entsprechend kurze Baulänge, was gerade im Fahrzeugbau einen besonders großen Vorteil darstellt. Durch die kürzere Baulänge ergibt sich für die elektrische Maschine auch ein geringeres Gewicht.
Beim Abbiegen der Leitungsabschnitte werden diese vorzugsweise über einen Winkel von 90° hinaus gebogen, sodass eine Überbiegung erfolgt. Damit wird erreicht, dass auch bei einem geringfügigen elastischen Rückfedern nach dem Biegevorgang der abgebogene Abschnitt parallel zur Stirnseite des Grundkörpers des Rotors verläuft und damit eine optimale Verkürzung der Baulänge im Bereich des Wickelkopfes erreicht wird. Der Abbiegevorgang besteht vorzugsweise aus überlagerten Bewegungen des Rotors und des jeweiligen Leitungsendes eines abzubiegenden Leiterabschnitts. In der überlagerten Bewegung wird der Rotor um eine entsprechende Winkelposition gedreht und führt gleichzeitig eine Hubbewegung in Axialrichtung aus. Der Biegevorgang kann alternativ bei stehendem Rotor und entsprechend bewegtem Werkzeug realisiert werden. Der Abstand des Leiterendes von der Stirnseite des Grundkörpers wird dadurch verringert und die Winkelposition des Leiterendes wird so verändert, dass dieses mit der entsprechenden Kontaktfläche des Kommutators später verlötet oder verschweißt oder in anderer Weise elektrisch leitend verbunden werden kann. Außerdem wird das jeweilige Leiterende in Richtung Rotationsachse des Rotors verschoben.
Durch eine kombinierte Dreh- und Hubbewegung mit überlagerter Verschiebebewegung ergibt sich eine sehr kurze Prozessdauer für das im Wesentlichen rechtwinklige Abbiegen der Leiterabschnitte. Der Prozessschritt Schränken kann somit entfallen.
Der Abbiegevorgang kann unter Verwendung eines Positionierwerkzeugs durchgeführt werden, welches am Leiterende des jeweils abzubiegenden Leiterabschnitts angreift. Das Positionierwerkzeug hält dabei das Leiterende bevorzugt in einer achsparallelen Ausrichtung und verschiebt dieses auf einen kleineren Radialabstand zur Rotationsachse des Rotors und in eine andere Winkelposition. Die Bewegungen des Rotors und des Positionierwerkzeugs können zur Durchführung des Abbiegevorganges kombiniert werden, wenn dies verfahrenstechnisch sinnvoll oder vorteilhaft erscheint. Je nach Anforderung an den Ablauf des Biegevorganges, kann hier durch eine entsprechende Kombination oder Auswahl von Positionier- und Hubbewegungen das Abbiegeverfahren an bestehende Randbedingungen angepasst werden.
Bei einem Rotor mit in geringem Radialabstand zueinander auf zwei unterschiedlichen Kreisradien verteilt angeordneten inneren und äußeren Leitern, die die Rotorwicklung bilden, können zuerst die inneren Leiter über den Biegering gebogen und dann die äußeren Leiter über die bereits gebogenen inneren Leiter gebogen werden. Auch hierbei besteht die Möglichkeit, dass die äußeren Leiter durch eine Überbiegung über einen Winkel von 90° in eine parallele Ausrichtung zur Stirnseite des Grundkörpers gebracht werden können. Somit läuft das Biegeverfahren für die äußeren Leiter mit den gleichen Verfahrensschritten ab, wie dies bei den inneren Leitern, die direkt an den Biegering angrenzen, der Fall ist. Zur Durchführung des Abbiegevorganges können dabei auch die gleichen Dreh- und Hubbewegungen beziehungsweise Positionierbewegungen, wie diese oben bereits beschrieben sind, durchgeführt werden.
Anstelle einzelner Positionierwerkzeuge für die einzelnen Leiterabschnitte und ihre Leiterenden, können auch Senk-Schiebewerkzeuge eingesetzt werden, die sämtliche aus dem Grundkörper des Rotors austretenden Leiter gleichzeitig in eine gewünschte Endposition biegen, sodass deren Leiterenden mit den Kontaktfiächen des Kommutators elektrisch leitend verbunden werden können. Das gleichzeitige Abbiegen sämtlicher Leiter hat den Vorteil einer Verkürzung des Herstellungsverfahrens, jedoch erfordert dies auch ein entsprechend komplexes Handhabungs Werkzeug. Die aus dem Grundkörper eines Rotors austretenden Leiter bzw. Leiterabschnitte sind vorzugsweise U-förmige Leitersegmente, die mit ihren beiden Schenkeln der U-Form in unterschiedlichen Nuten im Grundkörper des Rotors angeordnet sind.
Der erfindungsgemäße Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 9 hat den Vorteil, dass ein Biegering, der vorzugsweise als Isolierring aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist, ein optimales Abbiegen der stirnseitig am Grundkörper des Rotors austretenden Leiterabschnitte ermöglicht. Der Biegering besitzt zu diesem Zweck einen Biegerand mit einem Biegeradius, der sicherstellt, dass die an ihm gebogenen Leiterabschnitte nicht beschädigt werden und mit einem definierten Biegeradius von der achsparallelen Ausrichtung in eine parallel zur Stirnseite des Grundkörpers verlaufende Richtung gebracht werden können. Zu diesem Zweck ist der Innenradius des Biegerings vorzugsweise größer als der Umfangsradius des Kommutators. Damit ist es möglich, dass die Leiterenden, die in eine Position gebracht werden müssen, die eine elektrische Verbindung zum Kommutator ermöglicht, beim Biegevorgang in Axialrichtung in den inneren Ringraum hineingedrückt werden können, wodurch ein Überbiegen der abzubiegenden Leiterabschnitte über einen Winkel von 90° erfolgt. Dieses Überbiegen ergibt dann, wie bereits oben beschrieben, eine besonders kurze Bauform für den dem Kommutator zugewandten Wickelkopf. Ein Biegen der Leiter in die gewünschte Position kann grundsätzlich auch ohne den Biegering direkt über die Lamellenkanten ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Rotor einer elektrischen Maschine, vereinfacht dargestellt,
Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt VI des Rotors von Figur 1 teilweise im Schnitt,
Figur 3 den Grundkörper des Rotors von Figur 1 mit stirnseitig abgewinkelten Leiterabschnitten,
Figur 4a bis Figur 7a jeweils eine Seitenansicht des Rotors zur Veranschaulichung einzelner Verfahrensschritte beim Biegen von Leiterabschnitten,
Figur 4b bis Figur 7b jeweils eine stirnseitige Ansicht auf den Grundkörper des Rotors zur Veranschaulichung der Verfahrensschritte beim Abwinkein von Leiterabschnitten.
In Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau eines Rotors, der auch als Anker oder Läufer bezeichnet werden kann, einer elektrischen Maschine dargestellt, die z. B. als Starter für einen Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann.
Der Rotor 1 besitzt einen Grundkörper 2, der aus einer Vielzahl von genuteten Lamellen besteht, sodass sich Längsnuten 3 zur Aufnahme von elektrischen Leitern, die die Wicklung des Rotors 1 bilden, ergeben. An der im Bild rechten Stirnseite 4 des Grundkörpers 2 befindet sich ein aus mehreren Leiterabschnitten 5 gebildeter Wickelkopf 6, dessen hier nicht sichtbare Leiterenden in einen Kommutator 7 eingeführt sind, der ebenso wie der Grundkörper 2 auf einer gemeinsamen Welle 8 des Rotors 1 befestigt ist. Die Leiterenden der Leiterabschnitte 5 sind mit Kontaktflächen 9 des Kommutators 7 elektrisch leitend verbunden. In Figur 2 ist eine Detailansicht von Figur 1 vergrößert dargestellt, die dort mit VI bezeichnet ist. Die vergrößerte Darstellung zeigt der Übersichtlichkeit wegen nur zwei Leiterabschnitte 51, 52, die parallel zur Stirnseite 4 des Grundkörpers 2 ausgerichtet sind.
Direkt angrenzend an den inneren Leiterabschnitt 51 ist an der Stirnseite 4 ein Biegering 10 angebracht, der hier im Längsschnitt dargestellt ist. Der Biegering 10 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und besitzt an dem dem Leiterabschnitt 51 zugewandten Rand einen Biegerand 11 mit einem Biegeradius, der in etwa dem Durchmesser der Leiterabschnitte 51, 52 entspricht.
Bevor die Leiterabschnitte 51, 52 in die in Figur 2 dargestellte Ausrichtung gebracht wurden, ragen diese Leiterabschnitte im Wesentlichen achsparallel von der Stirnseite 4 des Grundkörpers 2 ab. Dann werden zunächst die inneren Leiterabschnitte, wie der hier dargestellte innere Leiterabschnitt 51, um den Biegerand 11 des Biegerings 10 in die dargestellte Ausrichtung gebracht. Sobald sämtliche inneren Leiterabschnitte, die sich gleichmäßig verteilt auf einem inneren Kreis an der Stirnseite 4 verteilen, entsprechend abgewinkelt sind, werden die äußeren Leiterabschnitte, wie hier der dargestellte äußere Leiterabschnitt 52, über die inneren Leiterabschnitte in die dargestellte Ausrichtung gebracht. Dabei werden die Leiterabschnitte 51, 52 überdrückt bzw. überbogen, das heißt sie werden über den hier dargestellten 90° Winkel hinaus abgewinkelt, wobei die zum Kommutator 7 führenden Bereiche 12 der Leiterabschnitte 51, 52 zumindest geringfügig in die Ringöffnung 13 des Biegerings 10 hineingedrückt werden. Die Überbiegung der Leiterabschnitte 51, 52 erfolgt dabei in dem Maße, dass diese aufgrund der noch verbleibenden elastischen Rückstellkraft in die dargestellte Ausrichtung kommen.
Die Leiterenden 14, 15 der Leiterabschnitte 51, 52 sind hier mit unterbrochenen Linien innerhalb des Kommutators 7 dargestellt. Die Leiterenden 14, 15 sind achsparallel zur Rotationsachse des Rotors 1 ausgerichtet und vorzugsweise mit den Kontaktflächen 9 des Kommutators 7 verlötet oder verschweißt.
Die perspektivische Darstellung von Figur 3 zeigt den Grundkörper 2 des Rotors 1 von Figur 1, jedoch ohne Kommutator 7 und ohne Welle 8 von Figur 1. In Figur 3 ist die verschränkte Ausrichtung der Leiterabschnitte 5 beziehungsweise 51, 52 ersichtlich, die somit einen sehr flachen Wickelkopf 6 ergeben. Die Leiterenden 14, 15 sind, wie in Figur 2 ersichtlich, auf kleinere Kreisradien nach innen versetzt.
In der Seitenansicht von Figur 4a ist ein Rotor 1 mit einem achsparallel an der Stirnseite 4 des Grundkörpers 2 abstehenden Leiterabschnitt 51 dargestellt. Das Leiterende des Leiterabschnitts 51 wird von einem Positionierwerkzeug 16 aufgenommen. Der Rotor 1 ist auf einer Hub-Dreheinheit 17 angebracht, die den Rotor 1 in Axialrichtung 18 anheben und um einen gewünschten Winkel drehen kann.
An der Stirnseite 4 ist der Biegering 10 konzentrisch befestigt und schließt mit seinem Biegerand 11 (Figur 2) direkt an den Leiterabschnitt 51 an. Der Biegering 10 ist wie in Figur 2 dargestellt mit einem Biegeradius an seinem Biegerand 11 ausgebildet, sodass der Leiterabschnitt 51 über diesen Biegerand 11 mit einem entsprechenden Biegeradius in eine Position gebogen werden kann, wie diese in Figur 5 a dargestellt ist.
In Figur 4b ist die stirnseitige Ansicht zu der in Figur 4a dargestellten Anordnung dargestellt. Der auf den Stirnseite 4 angebrachte Biegering 10 hat eine verhältnismäßig schmale, hier sichtbare Stirnfläche 19, über die in einem nächsten Verfahrensschritt der Leiterabschnitt 51 in die in Figur 5 a dargestellte Ausrichtung gebogen wird.
In den Figuren 4a bis 5b ist jeweils nur ein einziger Leiterabschnitt 51 dargestellt, um das Verfahren zum Abbiegen besser darstellen zu können. Das Abbiegen sämtlicher Leiterabschnitte erfolgt gleichermaßen wie diese von dem dargestellten Leiterabschnitt 51, um insgesamt einen flachen Wickelkopf zu erhalten, wie dieser in den Figuren 7a und 7b ersichtlich ist.
Um den Leiterabschnitt 51 in eine im Wesentlichen rechtwinklig gebogene Position zu bringen, wie diese in Figur 5a dargestellt ist, wird der Rotor 1 in Pfeilrichtung 18 gegenüber der Position von Figur 4a angehoben und gleichzeitig um einen Winkel α in Pfeilrichtung 20 gedreht, wie dies in der stirnseitigen Ansicht von Figur 5b ersichtlich ist. Überlagert zu dieser Hub-Drehbewegung, die die Hub-Dreheinheit 17 ausführt, wird das Positionierwerkzeug 16 in Pfeilrichtung 21 in Richtung der Rotationsachse 22 bewegt, sodass das Positionierwerkzeug 16 die in Figur 5 a und Figur 5b dargestellte Position erreicht.
In den Figuren 6a und 6b sind nun sämtliche über den Biegering 10 abgebogenen Leiterabschnitte dargestellt, deren Leiterenden 14 achsparallel zur Rotationsachse 22 abstehen. In den Figuren 6a und 6b sind die innen angeordneten Leiterabschnitte dargestellt, die sich direkt an den Biegering anschließen.
In Figur 7a und 7b ist ersichtlich, wie die äußeren Leiterabschnitte über die inneren Leiterabschnitte verschränkt zu einem insgesamt flachen Wickelkopf 6 abgebogen sind. Dabei bilden die äußeren Leiterabschnitte, von denen in Figur 2 ein Leiterabschnitt 52 dargestellt ist, eine so genannte Oberlage des Wickelkopfes 6, während die in Figur 6a ersichtlichen Leiterabschnitte eine so genannten Unterlage des Wickelkopfes 6 bilden. Sämtliche nach oben abstehenden Leiterenden 14, 15 werden an Kontaktflächen eines hier nicht dargestellten Kommutators angeschlossen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines kurzen Wickelkopfes (6), bei dem stirnseitig aus dem Grundkörper (2) eines Rotors (1) austretende Leiterabschnitte (5) einer Rotorwicklung in Richtung Kommutator (7) abgebogen werden, wobei die achsparallel ausgerichteten Leiterenden (14, 15) der Leiterabschnitte (51 , 52) von einer ursprünglichen ersten äußeren Radialposition in eine zweite innere Radialposition gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Grundkörper (2) eines Rotors (1) austretenden Leiterabschnitte (5) U- förmige Leitersegmente sind und zum Leiterende (14) führende Leiterabschnitte (51) über einen stirnseitig am Grundkörper (2) angebrachten Biegering (10) gebogen und wenigstens annähernd parallel zur Stirnseite (4) des Grundkörpers (2) ausgerichtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abbiegen der Leiterabschnitte (51, 52) jeweils eine über einen 90 Grad- Winkel hinausgehende Überbiegung der Leiterabschnitte (51, 52) erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abbiegens eines Leiterabschnitts (51, 52) die Winkelposition des Leiterendes (14, 15) in Bezug auf den Grundkörper (2) verändert und der Abstand des Leiterendes (14, 15) zur Stirnseite (4) des Grundkörpers (2) auf ein Minimum verringert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abbiegens eines Leiterabschnitts (51, 51) der Grundkörper (2) des Rotors (1) axial in Richtung der Leiterenden (14, 15) eine Hubbewegung ausführt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Biegens eines Leiterabschnitts (51, 52) ein Positionierwerkzeug (16) das Leiterende (14, 15) auf einen kleineren Radialabstand zur Rotationsachse (22) des Rotors (1) verschiebt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abbiegens eines Leiterabschnitts (51, 52) ein Positionierwerkzeug (16) das Leiterende (14, 15) in Richtung Stirnseite (4) des Grundkörpers (2) verschiebt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Rotor (1) mit in geringen Radialabständen zueinander auf zwei unterschiedlichen Kreisradien verteilt angeordneten inneren und äußeren Leitern, die stirnseitig aus dem Grundkörper (2) austretende Leiterabschnitte (51, 52) haben, zuerst die inneren Leiterabschnitte (51) über den Biegering (10) gebogen und dann die äußeren Leiterabschnitte (52) über die bereits abgebogenen inneren Leiterabschnitte (51) gebogen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtlich innere und äußere Leiterabschnitte (51, 52) mittels eines Senk-Schiebewerkzeugs in einem gemeinsamen Abbiegevorgang in die Endposition gebogen werden.
9. Rotor für eine elektrische Maschine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen Grundkörper (2) mit Nuten (3) zur Aufnahme von Rotorwicklungen und einen mit den Rotorwicklungen elektrisch leitend verbundenen Kommutator (7) hat, bei dem die einzelnen an der dem Kommutator (7) zugewandten Stirnseite (4) austretenden Leiterabschnitte (51, 52) in Richtung Kommutator (7) gebogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Biegering (10) sich direkt an die zur Rotationsachse (22) weisende Innenseite von aus der Stirnseite (4) des Grundkörpers (2) austretenden Leiterabschnitten (51, 52) mit einem Biegerand (11) anschließt.
10. Rotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegering (10) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
11. Rotor nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Biegerings (10) das 1- bis 2-fache des Durchmessers der Leiterabschnitte (51, 52) beträgt.
12. Rotor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegerand (11) im Querschnitt einen Viertelkreis bildet.
13. Rotor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Biegerings (10) größer ist als der Durchmesser des Kommutators (7).
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