WO2022184487A1 - Tool and method for separating wires - Google Patents

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WO2022184487A1
WO2022184487A1 PCT/EP2022/054248 EP2022054248W WO2022184487A1 WO 2022184487 A1 WO2022184487 A1 WO 2022184487A1 EP 2022054248 W EP2022054248 W EP 2022054248W WO 2022184487 A1 WO2022184487 A1 WO 2022184487A1
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WO
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wires
cone
separating
bending
wire
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Application number
PCT/EP2022/054248
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German (de)
French (fr)
Inventor
Florian Wagner
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN202280018557.0A priority Critical patent/CN116941168A/en
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0025—Shaping or compacting conductors or winding heads after the installation of the winding in the core or machine ; Applying fastening means on winding heads
    • H02K15/0037—Shaping or compacting winding heads

Definitions

  • the present invention relates to a tool and a method for separating a plurality of wires of an electrical machine which are arranged parallel next to one another. Furthermore, the invention relates to a method for producing a stator of an electrical machine and a use of separated wires in a stator of an electrical machine.
  • Stators of electrical machines with plug-in windings are known.
  • several straight wires which form windings of the electrical machine, are inserted into slots in the stator.
  • protruding parts of the wires are usually set, ie twisted together and then welded together.
  • the wires are separated from each other. This is done, for example, in a plucking process, in which individual wires or pairs of wires are gripped using a gripper and brought into a desired target position.
  • the tool according to the invention with the features of claim 1 is characterized in that a particularly simple and time-efficient process for separating wires of an electrical machine can be made possible.
  • a tool comprising at least one separating cone and a bending device.
  • the tool is set up to separate a plurality of wires arranged next to one another, each of which extends parallel to a wire direction.
  • a partial bending apart of the wires that were previously preferably directly adjacent to one another is considered.
  • the wires are expanded or widened here, in particular by reshaping a partial area of at least one part of the wires. That is, there is a predetermined distance between wire ends of the wires after the separation.
  • the required minimum clearances and creepage distances between electrically conductive parts can be maintained as a result.
  • the separating cone has a wedge-shaped cross section.
  • the separating cone is also displaceable along a cone direction.
  • the cone direction is preferably parallel to the wire direction, parallel to which all of the wires to be separated extend.
  • the separating cone can be inserted between two adjacent wires by moving it along the direction of the cone in order to separate the wires.
  • the wedge-shaped cross section of the separating cone is preferably designed to taper to a point, so that it can be easily inserted between the wires that are directly adjacent to one another.
  • the bending device can be displaced along a bending direction which is essentially perpendicular to the direction of the cone.
  • the bending device is set up to bend the wires lying on one side of the separating cone into a shape specified by the separating cone. This means that the bending device is set up to press at least part of the wires against the separating cone, so that the wires are bent into the shape predetermined by the separating cone.
  • the separating cone, in particular its shape, and the bending device are preferably designed and arranged in such a way that all wire ends of the wires are arranged parallel to the direction of the cone after separation.
  • the separating cone preferably has a contact surface against which the wire ends can be pressed by means of the bending device.
  • the contact surface is designed in such a way that the wire ends are bent over in such a way that after a partial elastic reshaping of the wires, the wire ends of the bent wires are aligned parallel to the direction of the cone.
  • the contact surface is preferably inclined at a predefined angle, preferably of at least 1°, in particular at most 9.5°, particularly preferably 2.5°, relative to the direction of the cone arranged. Alternatively, the contact surface can be essentially parallel to the direction of the cone.
  • the tool preferably also has a clamping device which is designed to clamp a plurality of wires.
  • the clamping preferably takes place parallel and/or perpendicular to the bending direction.
  • the clamping device can provide a defined bending edge.
  • the separating cone and the bending device can be moved in particular relative to the clamping device.
  • Wire areas of the wires that lie outside of the clamping device are preferably separated by means of the tool.
  • the clamping device enables the wires to be supported parallel and/or perpendicular to the direction of bending, as well as supporting insulation paper, within which a wire is arranged in each case. In particular, damage to the insulating papers caused by separating the wires can be avoided in this way.
  • the tool preferably has a counter bearing which is set up to prevent an axial displacement of the wires during separation.
  • the tool offers the advantage that wires of an electrical machine can be separated in a particularly cost-effective and time-efficient manner with a simple and cost-effective construction.
  • the wires can be separated using a particularly simple way of operating the tool, since the separation can be produced solely by the two degrees of freedom of the separating cone and the bending device, namely the displaceability of the separating cone along the direction of the cone and the bending device essentially perpendicular thereto.
  • the bending device can also be displaced parallel to the direction of the cone in order to be able to bend at different heights. Since the separation can also be carried out easily and quickly, a machine that includes the tool can be provided with a particularly short cycle time.
  • the tool allows the wires to be shaped gently, thus avoiding damage to the wires during separation.
  • the tool allows you to reshape partial areas of the wires in only one direction, namely in the direction of your target position. For example, a "back and forth bending" of the wires can be avoided, which makes the separation particularly gentle on the Wires themselves as well as for an enamel layer of the wires and for a connection from the copper of the wires to the enamel layer can be carried out.
  • the tool further comprises an abutment, which is arranged on a side of the separating cone opposite the bending device with respect to the direction of the cone, and which forms a contact point for the wires during bending by means of the bending device.
  • the abutment is located along the bending direction, along which the bending device can be displaced, on the opposite side of the separating cone from the bending device.
  • the abutment can be designed in many ways.
  • the abutment can be immovable relative to the wires.
  • the abutment is preferably displaceable along the direction of the cone, in particular so that the wires can be released by correspondingly displacing the abutment, ie the wires cannot bear against the abutment.
  • the contact point of the abutment can provide support for the wires during bending in a simple manner, in order to be able to bend the wires particularly precisely using the bending device.
  • the wires can thereby be pressed together against the abutment by means of the bending device in order to at least largely eliminate, for example, minor deformations and/or positional tolerances of the wires.
  • the separating cone can be approached particularly precisely to the wires that have been pushed together in order to precisely hit a parting plane between two wires.
  • the abutment is particularly preferably designed as an integral component together with the separating cone. This means that the abutment can be displaced along the direction of the cone together with the separating cone.
  • the abutment is also arranged at a fixed, predefined distance from the separating cone.
  • the abutment has a bending bevel, which is designed in such a way that when the separating cone is pushed in between the wires, one or more wires lying between the abutment and the separating cone are at least partially deformed in the direction of the separating cone.
  • the separating cone is in this case designed to Insertion between the wires to initially widen a wire end in the direction of the abutment, with further displacement along the cone direction the wire end being reshaped at least partially in the direction of the separating cone by means of the bending bevel.
  • the wires lying at the edge of a wire pack are formed into a target shape simply by moving the separating cone and abutment along the direction of the cone.
  • the separating cone preferably has two side edges arranged at an acute angle in a cross-sectional plane. These two side edges form the wedge-shaped cross section.
  • a first side edge is parallel to the cone direction.
  • the acute angle is preferably at least 2.5°, preferably at most 23°. That is, a second side edge is inclined at the acute angle against the cone direction.
  • the shape of the separating cone is designed such that the wires are present in a predefined S-shape after bending by means of the bending device and after a partial elastic recovery.
  • the shape of the separating cone is designed in such a way that the respective wire end regions of all bent wires are parallel to the direction of the cone after bending, ie in particular after elastic recovery.
  • the separating cone preferably has a third side edge adjoining the second side edge, which is arranged at an obtuse angle to the second side edge.
  • the separating cone has a tapering area adjoining the wedge-shaped area, in particular starting from a tip of the wedge-shaped area.
  • the tool comprises several, preferably at least two, preferably at least three, separating cones, which along the Bending direction are arranged at predefined intervals.
  • separating cones which along the Bending direction are arranged at predefined intervals.
  • a minimum distance between two separating cones is preferably twice the wire thickness of an individual wire of the wires to be separated.
  • the separating cones are arranged at such a distance from one another that two wires, ie wire pairs, are always separated from one another.
  • wires of an electric motor are to be separated by means of the tool, in which case two wires each form a winding of the electric motor.
  • individual wires can also be separated from other wires, for example by additionally providing a separating cone which is arranged at a minimum distance of exactly one wire thickness from an adjacent separating cone. It is particularly advantageous if the individual wires are separated with different increments or spacing distances, preferably in that they are widened to different extents during separation by means of correspondingly differently designed separating cones.
  • At least two separating cones are preferably arranged mirrored with respect to the direction of the cone. This means that at least two of the separating cones are rotated by 180° relative to one another with respect to the two side edges.
  • the wires lying between the two separating cones when viewed along the direction of the cone are not deformed by either of the two separating cones, whereas the wires lying outside in each case are bent outwards in opposite directions.
  • a particularly uniform reshaping of the wires in a wire bundle can be made possible, since, for example, there is no summation of the widening up to the outermost wires.
  • all the separating cones are aligned in the same way, which allows for a particularly simple construction of the tool. In this case, all wires are deformed in the same direction during separation.
  • the tool particularly preferably also comprises at least one auxiliary cone, which is arranged directly adjacent to at least one of the separating cones.
  • the auxiliary cone is, in particular, independent of the Separating cones, arranged to be movable along the direction of the cone.
  • the auxiliary cone is designed in such a way that it forms a predefined contact point for wires lying between the respective separating cone and the bending device.
  • the separating cone is designed in such a way that, after the wires have elastically deformed back after bending, they rest against a wire end area of the wire facing the separating cone.
  • the auxiliary cone forms a defined contact point in order to prevent the previously formed wires from yielding elastically when the separating cone is pushed in and/or when the next wires are bent, thereby enabling a particularly precise separation of all wires.
  • the separating cone is preferably designed in the shape of a circular ring.
  • the bending direction is arranged radially with respect to the annular shape of the separating cone.
  • wires arranged radially next to one another in a multiplicity of wire packets arranged on a circular ring can be separated.
  • the bending device is set up to be able to press radially on each of the wire bundles, distributed over the entire circumference of the circular ring.
  • a large number of wires stacked on a circular ring in the radial direction can be separated simultaneously or in a short time one after the other in a particularly simple, cost-effective and time-efficient manner.
  • the bending device can preferably be designed as an iris tool, which has a large number of bending elements arranged in the shape of a circular ring, which can be displaced in the radial direction in order to exert a bending force on the wires.
  • the iris tool is preferably arranged radially outside of the separating cone, so that the bending elements can be displaced radially inward.
  • the iris tool can also be arranged radially inside the at least one separating cone.
  • two iris tools can also be provided, both radially inwards and radially outwards, in order to press on the wires from both sides.
  • the invention leads to a method for separating a plurality of parallel and side-by-side wires of an electrical machine.
  • the procedure includes the steps:
  • separating the wires by inserting a separating cone with a wedge-shaped cross-section parallel to a cone direction between two adjacent wires, and - Bending wires lying on one side of the separating cone into a shape predetermined by the separating cone by means of a bending device that can be displaced essentially perpendicularly to the direction of the cone.
  • the method is preferably carried out using the tool described above.
  • the method can be carried out in a particularly simple and cost-effective manner and makes it possible to separate a large number of wires in a particularly short cycle time.
  • wires arranged in a wire bundle are preferably separated by several, preferably at least two, particularly preferably at least three, separating cones such that after the separation there are wire pairs that are separated from one another.
  • a wire pair is an arrangement of exactly two wires after separation, with these two wires touching or almost touching each other, in particular over their entire length, and with a predefined distance between the end regions of adjacent wire pairs.
  • At least two wires are particularly preferably bent in opposite directions with respect to a bending direction along which the wires are arranged next to one another.
  • parts of the wires of the wire bundle are preferably deformed in opposite directions with respect to a bending direction.
  • At least two separating cones are particularly preferably inserted between the wires of the wire bundle at the same time.
  • the two separating cones can be pushed in between the wires one after the other, with the first separating cone either remaining pushed in between the wires while the second separating cone is pushed in, or the first separating cone being pulled out to prevent the wires from being jammed before the second separating cone is pushed in becomes.
  • At least one of the wires remains unbent, preferably at least one of the wires lying between the two separating cones remains undeformed.
  • the wires can be separated with a particularly short cycle time.
  • a second separating cone is inserted between two wires at a different point of the wire pack. All separating cones are particularly preferably inserted between the wires of the wire pack one after the other, in particular after a previous bending.
  • the bending of the wires is performed in the form of overbending, such that after a partial elastic recovery of the wires, the bent wires have a predefined S-shape.
  • a desired predefined shape of the wires can be achieved in a particularly simple and targeted manner.
  • the method preferably also comprises the steps:
  • the wires are separated by moving the separating cone along the direction of the cone, starting from the separation point and after releasing the wires. This means that before the separating cone is inserted between the wires, the wires are pressed together by the bending device. As a result, the separating cone can be placed particularly precisely at the separation point, as a result of which the method can be carried out particularly precisely and reliably. It is also particularly advantageous if the wires are arranged in a stepped manner before the separation, that is to say they are designed in such a way that the wire ends end at different heights with respect to the cone direction. As a result, the approach of the separating cone can be carried out particularly easily and precisely, since For example, the steps can be used to hit the separating cone more precisely between the corresponding wires.
  • the method particularly preferably also includes the step:
  • auxiliary cone to one of the bent wires after bending.
  • the auxiliary cone is preferably approached against the wire directly adjacent to the separating cone, preferably in such a way that the wire is supported by the auxiliary cone. This enables a particularly precise separation of the wires that are still to be separated subsequently, since, for example, unwanted yielding, which can occur due to the free space otherwise present due to overbending of the wire, is prevented.
  • the invention leads to a method for producing a stator of an electrical machine, comprising the steps:
  • stators can be manufactured in an automated manner with a particularly short cycle time and thus cost-effectively.
  • the tool or method for separating allows a particularly low mechanical load on the wires and the insulating element when the wires are reshaped, as a result of which damage can be avoided.
  • the invention relates to the use of separated wires in a stator of an electrical machine.
  • the wires are preferably around copper wires, which each have an insulating lacquer layer on their outside.
  • the wires form windings of the stator. At least some of the wires are preferably separated by means of the tool described above and/or by means of the method described above.
  • the stator is produced using the method for producing a stator of an electrical machine described in the previous paragraph.
  • Figure 1 is a perspective view of unseparated wires of an electrical machine
  • FIG. 2 shows a detailed side view of wires from FIG. 1 after separation
  • FIG. 3 shows a simplified schematic detailed view of a tool for separating the wires according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 4 simplified schematic views of an implementation of the separation of the wires by means of the tool of FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a continuation of the implementation of the separation of the wires shown in FIG. 4,
  • FIG. 6 shows a continuation of the implementation of the separation of the wires shown in FIGS. 4 and 4,
  • FIG. 7 shows a simplified schematic view of how the wires are separated by means of a tool according to a second exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 8 simplified schematic views of how the wires are separated by means of a tool according to a third exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 9 shows a continuation of the implementation of the separation of the wires shown in FIG. 8,
  • Figure 10 is an alternative simplified schematic view of separated wires of an electrical machine.
  • FIG. 11 shows a simplified schematic detailed view of a tool according to a fourth exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a simplified perspective view of an electrical machine 100 with unseparated wires 2.
  • a stator 10 with a stator core 11 is shown, which has a large number of radial recesses 12 distributed around the circumference.
  • an insulating element 13 in particular in the form of insulating paper.
  • a wire pack 20 with a plurality of wires 2 is located within each insulating element 13 .
  • each wire pack 20 has exactly eight wires 2 . All wires 2 are arranged parallel to a wire direction 25 in the unseparated state.
  • the wires 2 of each wire bundle 20 are each arranged next to one another and immediately adjacent to one another along the radial direction of the stator core 11 .
  • Each wire 2 is formed of copper wire and has an insulating varnish layer 29 on the outside thereof to provide electrical insulation.
  • One wire end region 24 of each wire 2 is uninsulated.
  • each wire end area 24 has a bevel 28 in order to simplify the insertion of the wires 2 into the insulating elements 13 and in particular also to facilitate the separation described below.
  • the wires 2 are arranged in such a way that they are arranged in a staggered manner with respect to the wire direction 25, as can be seen, for example, in FIG. 4(a). That is, the Wires 2 each end higher along the wire direction 25, viewed from radially inside to the outside.
  • FIG. 1 shows an intermediate step in a manufacturing method for the stator 10.
  • the wires 2 are separated from one another in a next step.
  • FIG. 2 shows a single bundle of wires 20 after separation.
  • pairs of wires 21, each comprising two adjacent wires 2 are separated.
  • the individual wire pairs 21, which are preferably assigned to separate phases with regard to electrical power transmission during operation of the finished stator 10 can be handled more easily in subsequent method steps (not shown in the figures) of the manufacture of the stator 10, in particular with regard to maintaining a minimum required clearances and creepage distances.
  • the wire pairs 21 are set, ie twisted, after the separation and welded to one another after the setting.
  • one of the wire pairs 21 can emerge undeformed from the separation, i.e. the wires 2 of the wire pair 21 on the left in Figure 2, i.e. the radially innermost one, still extend parallel to the wire direction 25 even after the separation.
  • the wires 2 of the other wire pairs 21 are each formed into an S-shape, so that the part of each wire 2 located within the recess 12 and each wire end area 24 are parallel to the wire direction 25 .
  • the second pair of wires 21 with respect to the radial direction A can also remain undeformed, with the radially innermost pair of wires 21 being deformed radially inwards (cf. FIG. 5).
  • the tool 1 comprises three separating cones 31, 32, 33, a bending device 4 and an abutment 5 (cf. FIG. 4).
  • the separating cones 31, 32, 33 which are shown in detail in FIG. 3, are described in more detail. All three separating cones 31, 32, 33 can be displaced independently of one another and parallel to a cone direction 30, which is parallel to the wire direction 25 (cf. FIG. 4(a)).
  • Each separating cone 31, 32, 33 has a wedge-shaped area 39a, which is located at a lower end of the respective separating cone 31, 32, 33 along the cone direction 30.
  • each separating cone 31, 32, 33 has, in cross section, two side edges 34, 35 arranged at an acute angle a of approximately 10°.
  • a first side edge 34 of each separating cone 31, 32, 33 is parallel to the direction of the cone 30.
  • the first separating cone 31 is arranged as a mirror image of the second separating cone 32 with respect to the cone direction 30 . This means that the two first side edges 34 of the first separating cone 31 and of the second separating cone 32 face each other.
  • the second separating cone 32 and the third separating cone 33 are aligned in the same way.
  • the first separating cone 31 is arranged on the inside with respect to the radial direction A (indicated by the arrow A in FIGS. 1 to 4).
  • each separating cone 31, 32, 33 has an upwardly tapering area 39b with a third side edge 36 adjoining the first side edge 34.
  • the third side edge 36 is at an obtuse angle ⁇ to the second side edge 35 is arranged.
  • the three separating cones 31, 32, 33 are arranged in such a way that a minimum distance 37, which is measured perpendicularly to the cone direction 30, in particular parallel to the radial direction A, is twice the wire thickness 27 (cf.
  • the wires 2 of the wire bundle 20 are pressed against a contact point 51 of the abutment 5 by means of the bending device 4, as in Figure 4 (a) shown.
  • the bending device 4 can be displaced along a bending direction 40 which is perpendicular to the cone direction 30 and parallel to the radial direction A. Possible positional tolerances of the wires 2 or the like are compensated for by the radial compression of the wires 2 .
  • the first separating cone 31 and the second separating cone 32 are then simultaneously pushed downwards along the cone direction 30 until they rest against the wires 2, in particular at a respective separation point 8 between the wires 2 (cf. FIG. 4(b)).
  • the wires 2 are released (cf. FIG. 4(c)). That is, the bending device 4 is moved away from the wires 2 and the abutment 5 is moved upwards parallel to the cone direction 30, so that the contact point 51 is above the wire ends and instead there is a recess 52 of the abutment 5 in the area of the wires 2.
  • the first separating cone 31 and the second separating cone 32 are then pushed down between the wires 2 along the cone direction 30 (cf. FIG. 5(a)).
  • the wires 2 are pressed apart by the wedge-shaped areas 39a of the separating cones 31, 32, with the radially innermost pair of wires 21 radially inwards, to the left in FIG. 5, and the two radially outer pairs of wires 21 radially outwards, to the right in FIG. be pressed.
  • FIG. 1 The abutment 5 with the second contact point 51 is designed in such a way that the end regions 24 of the two radially inner wires 2 are bent radially outwards, ie towards the first separating cone 31, by moving the abutment 5 upwards.
  • the two radially outer wire pairs 21 are pressed by the bending device 4 and bent into a shape specified by the second separating cone 32 (cf. FIG. 5(b)). Because of the tapering In the region 39b of the separating cones 31, 32, 33, the end regions 24 of the wires 2 are overbent beyond a straight alignment parallel to the direction of the cone 30. After the wires 2 are subsequently released by moving the bending device 4 back (cf. FIG. 5(c)), the bent wires 2 undergo a partially elastic recovery.
  • the shape of the separating cones 31, 32, 33, in particular the angle ⁇ of the third side edge 36, is designed such that the end regions 24 of the wires 2 are parallel to the cone direction 30 or to the wire direction 25 after the elastic recovery.
  • the first two separating cones 31, 32 can remain between the wires 2.
  • the two separating cones 31, 32 can be pulled at least partially upwards out of the wires in order to avoid jamming.
  • the abutment 5 When separating the two radially outer pairs of wires 21, the abutment 5 always remains in the same position, thus always forming a contact point 51 for the wires 2.
  • the third separating cone 33 is moved to the next separating point 8. As shown in FIG. 6(a), the approach can be carried out without the wires 2 being pressed by means of the bending device 4 . Starting from the separation point 8 approached, the third separating cone 33 can be inserted directly between the wires 2, ie without moving the abutment 5 and/or the bending device 4 (cf. FIG. 6 (b)). The wires 2 are then bent by means of the bending device 4 by pressing in the direction of the separating cones 31, 32, 33 (cf. FIG. 6 (c)).
  • the separated wires 2 can then be completely released (not shown). That is, the separating cones 31, 32, 33 are pulled out from the wires 2, and the bender 4 and the abutment 5 are moved away from the wires 2.
  • FIG. 7 shows a simplified schematic view of how the wires 2 are separated by means of a tool 1 according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • the second embodiment corresponds to the Essentially the first exemplary embodiment of FIGS. 3 to 6 with the difference that all separating cones 31, 32, 33 are aligned in the same way and that all separating cones 31, 32, 33 are inserted between the wires 2 one after the other.
  • all of the wires 2, apart from the two wires 2 of the radially innermost pair of wires 20, which remain undeformed are deformed radially outward into a state as shown in FIG.
  • a particularly simple tool 1 can be provided, since no bending force has to be exerted on the wires 2 from radially inside.
  • the abutment 5 in particular can be designed in a particularly simple manner and only has to be movable in one direction, namely parallel to the cone direction 30 .
  • the abutment 5 can be in contact with the wires 2 at all times during the entire implementation of the separation in order to form the contact point 51 .
  • FIGS. 8 and 9 show a simplified schematic view of how the wires 2 are separated by means of a tool 1 according to a third exemplary embodiment of the invention.
  • the third exemplary embodiment essentially corresponds to the second exemplary embodiment in FIG. 7, with the difference that the tool 1 also has two auxiliary cones 6, 62, which can be displaced parallel to the cone direction 30 independently of one another and independently of the separating cones 31, 32, 33.
  • the auxiliary cones 6, 62 are set up to provide support for the wires 2 after bending, ie in particular after the wires 2 have been elastically deformed back.
  • a first auxiliary cone 6 is arranged between the first separating cone 31 and the second separating cone 32 and, after bending by means of the bending device 4, which is shown in Figure 8(a), is pushed down along the cone direction 30 after the wires 2 of of the bending device 4 are released (see FIG. 8(b)).
  • the auxiliary cone 6 is preferably designed in such a way that it fills the area in which the bent wires 2 spring back elastically.
  • the auxiliary cone 6 is designed in such a way that, together with its associated separating cone 31 , it forms a surface parallel to the direction of the cone 30 , against which the wires 2 can be pressed by means of the bending device 4 .
  • the wires 2 located between the separating cone 31 and the bending device 4 can be defined and be fully supported without being able to give way again to the elastically springed-back portion.
  • the wires 2 can be pressed particularly precisely in the direction of the abutment 5 by means of the bending device 4, while the next separating cone 32 approaches the wires 2.
  • FIG. 9 shows a state of the completely separated wires 2, with all separating cones 31, 32, 33 being inserted between the wires 2 and both auxiliary cones 6, 62 each resting against the wires 2 in order to support them.
  • FIG. 10 shows an alternative simplified schematic view of wires 2 of an electrical machine.
  • FIG. 10 shows the state that has already been separated.
  • the electrical machine shown can be the electrical machine in FIG. 1, with FIG. 10 showing the underside, which can be the wiring side, for example.
  • the stator core 11 of the stator 10 has a plurality of cutouts 12, 12' distributed around the circumference, in which different arrangements of wires 2 are present on this connection side.
  • the recesses 12, 12' which are in particular geometrically identical but filled differently, are referred to below as "normal recesses" 12, which each have identical arrangements of wires 2, each with eight wires 2, or as "special recesses” 12', which have an arrangement of wires 2 that deviates from the normal recesses 12.
  • additional special wires such as reversing connectors and/or connection wires, can be arranged in the special cutouts 12'.
  • the wires 2 in the special cutouts 12' can be handled separately from the wires 2 in the normal cutouts 12 when they are separated.
  • the wires 2 of the special recesses 12' can be left out during separation and then correspondingly formed in a separate process.
  • all wires 2 of Special cutouts 12' can be separated simultaneously with all other wires 2 of the normal cutouts 12 by means of the method described above, with the special wires also being able to be brought into the desired position in a subsequent separate step.
  • FIG. 11 shows a simplified schematic view of a tool 1 according to a fourth exemplary embodiment of the invention.
  • the fourth embodiment corresponds essentially to the first embodiment of Figures 3 to 6 with the difference of an alternative abutment 5.
  • the abutment 5 is together with the first
  • Separating cone 31 designed as an integral component. This means that the contact point 51 is arranged at a predefined distance 58 from the first separating cone 31 . Furthermore, the abutment 5 can be displaced integrally with the first separating cone 31 along the cone direction 30 . The abutment 5 also has a bending slope 55, which is designed so that those
  • Wires 2, which lie between the abutment 5 and the first separating cone 31 when the first separating cone 31 is inserted between the wires 2, are automatically reshaped by the bending bevel 55 in the direction of the first separating cone 31. This means that the bending bevel 55 automatically bends the two wires 2 of the first pair of wires 21 in the direction of the first separating cone

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Abstract

The invention relates to a tool (1) for separating a plurality of wires (2) of an electric machine which are arranged parallel and next to each other, comprising: - at least one separating cone (31), which has a wedge-shaped cross-section and which can be moved in a cone direction (30), for separating wires (2) by the insertion of the separating cone (31) between two adjacent wires (2); and - a bending device (4), which can be moved in a bending direction (40) substantially perpendicularly to the cone direction (30) and which is designed to bend wires (2) lying on one side of the separating cone (31) into a form defined by the separating cone (31).

Description

Beschreibung description
Titel title
Werkzeug und Verfahren zum Separieren von Drähten Tool and method for separating wires
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zum Separieren von mehreren parallel nebeneinander angeordneten Drähten einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stators einer elektrischen Maschine und eine Verwendung von separierten Drähten in einem Stator einer elektrischen Maschine. The present invention relates to a tool and a method for separating a plurality of wires of an electrical machine which are arranged parallel next to one another. Furthermore, the invention relates to a method for producing a stator of an electrical machine and a use of separated wires in a stator of an electrical machine.
Bekannt sind Statoren von elektrischen Maschinen mit Steckwicklungen. Beim Zusammenbau einer solchen elektrischen Maschine werden mehrere gerade Drähte, welche Wicklungen der elektrischen Maschine bilden, in Nuten des Stators eingesteckt. Anschließend werden überstehende Teile der Drähte üblicherweise geschränkt, das heißt miteinander verdrillt und anschließend miteinander verschweißt. Vor oder nach dem Schränken werden die Drähte voneinander separiert. Dies erfolgt beispielsweise in einem Zupfverfahren, in welchem einzelne Drähte oder Drahtpaare mittels eines Greifers gegriffen und in eine gewünschte Zielposition gebracht werden. Stators of electrical machines with plug-in windings are known. When assembling such an electrical machine, several straight wires, which form windings of the electrical machine, are inserted into slots in the stator. Subsequently, protruding parts of the wires are usually set, ie twisted together and then welded together. Before or after setting, the wires are separated from each other. This is done, for example, in a plucking process, in which individual wires or pairs of wires are gripped using a gripper and brought into a desired target position.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Das erfindungsgemäße Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass ein besonders einfacher und zeiteffizienter Prozess zum Separieren von Drähten einer elektrischen Maschine ermöglicht werden kann. Dies wird erreicht durch ein Werkzeug, umfassend zumindest einen Separierkonus und eine Biegevorrichtung. Das Werkzeug ist eingerichtet, um mehrere nebeneinander angeordnete Drähte, welche sich jeweils parallel zu einer Drahtrichtung erstrecken, zu separieren. Als Separieren wird dabei ein teilweises Auseinanderbiegen der zuvor vorzugsweise unmittelbar aneinander anliegenden Drähte angesehen. Mit anderen Worten werden die Drähte hierbei expandiert oder aufgeweitet, insbesondere durch Umformen jeweils eines Teilbereichs von zumindest einem Teil der Drähte. Das heißt, zwischen Drahtenden der Drähte liegt nach dem Separieren ein vorbestimmter Abstand vor. Insbesondere können dadurch erforderliche minimale Luft- und Kriechstrecken zwischen elektrisch leitenden Teilen eingehalten werden. The tool according to the invention with the features of claim 1 is characterized in that a particularly simple and time-efficient process for separating wires of an electrical machine can be made possible. This is achieved by a tool comprising at least one separating cone and a bending device. The tool is set up to separate a plurality of wires arranged next to one another, each of which extends parallel to a wire direction. As Separation a partial bending apart of the wires that were previously preferably directly adjacent to one another is considered. In other words, the wires are expanded or widened here, in particular by reshaping a partial area of at least one part of the wires. That is, there is a predetermined distance between wire ends of the wires after the separation. In particular, the required minimum clearances and creepage distances between electrically conductive parts can be maintained as a result.
Der Separierkonus weist dabei einen keilförmigen Querschnitt auf. Der Separierkonus ist zudem entlang einer Konusrichtung verschiebbar. Vorzugsweise ist die Konusrichtung parallel zur Drahtrichtung, parallel zu welcher sich sämtliche der zu separierenden Drähte erstrecken. Der Separierkonus kann durch Verschieben entlang der Konusrichtung zwischen zwei benachbarte Drähte eingeschoben werden, um die Drähte zu separieren. Der keilförmige Querschnitt des Separierkonus ist vorzugsweise spitz zulaufend ausgebildet, sodass dieser einfach zwischen die unmittelbar aneinandergrenzenden Drähte eingeschoben werden kann. Die Biegevorrichtung ist dabei entlang einer Biegerichtung, welche im Wesentlichen senkrecht zur Konusrichtung ist, verschiebbar. Zudem ist die Biegevorrichtung eingerichtet, um die auf einer Seite des Separierkonus liegenden Drähte in eine durch den Separierkonus vorgegebene Form zu biegen. Das heißt, die Biegevorrichtung ist eingerichtet, um zumindest einen Teil der Drähte gegen den Separierkonus zu drücken, sodass die Drähte in die durch den Separierkonus vorbestimmte Form gebogen werden. The separating cone has a wedge-shaped cross section. The separating cone is also displaceable along a cone direction. The cone direction is preferably parallel to the wire direction, parallel to which all of the wires to be separated extend. The separating cone can be inserted between two adjacent wires by moving it along the direction of the cone in order to separate the wires. The wedge-shaped cross section of the separating cone is preferably designed to taper to a point, so that it can be easily inserted between the wires that are directly adjacent to one another. The bending device can be displaced along a bending direction which is essentially perpendicular to the direction of the cone. In addition, the bending device is set up to bend the wires lying on one side of the separating cone into a shape specified by the separating cone. This means that the bending device is set up to press at least part of the wires against the separating cone, so that the wires are bent into the shape predetermined by the separating cone.
Vorzugsweise sind der Separierkonus, insbesondere dessen Formgebung, und die Biegevorrichtung so ausgebildet und angeordnet, dass sämtliche Drahtenden der Drähte nach dem Separieren parallel zur Konusrichtung angeordnet sind. Bevorzugt weist der Separierkonus dabei eine Anlagefläche auf, gegen welche die Drahtenden mittels der Biegevorrichtung gedrückt werden können. Insbesondere ist die Anlagefläche dabei so ausgebildet, dass die Drahtenden überbogen werden derart, dass nach einer teilweisen elastischen Rückverformung der Drähte die Drahtenden der gebogenen Drähte parallel zur Konusrichtung ausgerichtet sind. Vorzugsweise ist die Anlagefläche dabei in einen vordefinierten Winkel, bevorzugt von mindestens 1°, insbesondere maximal 9,5°, besonders bevorzugt 2,5°, gegen die Konusrichtung geneigt angeordnet. Alternativ kann die Anlagefläche im Wesentlichen parallel zur Konusrichtung sein. The separating cone, in particular its shape, and the bending device are preferably designed and arranged in such a way that all wire ends of the wires are arranged parallel to the direction of the cone after separation. The separating cone preferably has a contact surface against which the wire ends can be pressed by means of the bending device. In particular, the contact surface is designed in such a way that the wire ends are bent over in such a way that after a partial elastic reshaping of the wires, the wire ends of the bent wires are aligned parallel to the direction of the cone. The contact surface is preferably inclined at a predefined angle, preferably of at least 1°, in particular at most 9.5°, particularly preferably 2.5°, relative to the direction of the cone arranged. Alternatively, the contact surface can be essentially parallel to the direction of the cone.
Bevorzugt weist das Werkzeug ferner eine Einspannvorrichtung auf, welche ausgebildet ist, mehrere Drähte einzuspannen. Vorzugsweise erfolgt die Einspannung dabei parallel und/oder senkrecht zur Biegerichtung. Die Einspannvorrichtung kann dabei eine definierte Biegekante bereitstellen. Separierkonus und Biegevorrichtung sind insbesondere relativ zur Einspannvorrichtung bewegbar. Vorzugsweise werden mittels des Werkzeugs Drahtbereiche der Drähte separiert, welche außerhalb der Einspannvorrichtung liegen. Die Einspannvorrichtung ermöglicht dabei eine Abstützung der Drähte parallel und/oder senkrecht zur Biegerichtung, sowie eine Abstützung von Isolationspapier, innerhalb welchen jeweils ein Draht angeordnet ist. Insbesondere kann dadurch eine Beschädigung der Isolationspapiere durch das Separieren der Drähte vermieden werden. Vorzugsweise weist das Werkzeug alternativ oder zusätzlich ein Gegenlager auf, welches eingerichtet ist ein axiales Verschieben der Drähte beim Separieren zu verhindern. The tool preferably also has a clamping device which is designed to clamp a plurality of wires. The clamping preferably takes place parallel and/or perpendicular to the bending direction. The clamping device can provide a defined bending edge. The separating cone and the bending device can be moved in particular relative to the clamping device. Wire areas of the wires that lie outside of the clamping device are preferably separated by means of the tool. The clamping device enables the wires to be supported parallel and/or perpendicular to the direction of bending, as well as supporting insulation paper, within which a wire is arranged in each case. In particular, damage to the insulating papers caused by separating the wires can be avoided in this way. Alternatively or additionally, the tool preferably has a counter bearing which is set up to prevent an axial displacement of the wires during separation.
Das Werkzeug bietet dabei den Vorteil, dass mit einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion besonders kostengünstig und zeiteffizient Drähte einer elektrischen Maschine separiert werden können. Insbesondere können die Drähte mittels einer besonders einfachen Betriebsweise des Werkzeugs separiert werden, da das Separieren allein durch die beiden Freiheitsgrade von Separierkonus und Biegevorrichtung, nämlich die Verschiebbarkeit des Separierkonus entlang der Konusrichtung und der Biegevorrichtung im Wesentlichen senkrecht dazu, erzeugt werden kann. Dabei sei angemerkt, dass die Biegevorrichtung zusätzlich auch parallel zur Konusrichtung verschiebbar sein kann, um auf unterschiedlichen Höhen biegen zu können. Da das Separieren zudem einfach und schnell durchführbar ist, kann eine Maschine, welche das Werkzeug umfasst, mit einer besonders niedrigen Taktzeit bereitgestellt werden. Weiterhin erlaubt das Werkzeug eine schonende Umformung der Drähte und damit eine Vermeidung von Beschädigungen der Drähte beim Separieren. Insbesondere erlaubt das Werkzeug hierfür ein Umformen von Teilbereichen der Drähte in jeweils nur eine Richtung, nämlich in Richtung Ihrer Ziel-Position. Beispielsweise kann ein „Hin-und-Her-Biegen“ der Drähte vermieden werden, wodurch das Separieren besonders schonend für die Drähte selbst sowie für eine Lackschicht der Drähte und für eine Verbindung vom Kupfer der Drähte zu der Lackschicht durchgeführt werden kann. The tool offers the advantage that wires of an electrical machine can be separated in a particularly cost-effective and time-efficient manner with a simple and cost-effective construction. In particular, the wires can be separated using a particularly simple way of operating the tool, since the separation can be produced solely by the two degrees of freedom of the separating cone and the bending device, namely the displaceability of the separating cone along the direction of the cone and the bending device essentially perpendicular thereto. It should be noted that the bending device can also be displaced parallel to the direction of the cone in order to be able to bend at different heights. Since the separation can also be carried out easily and quickly, a machine that includes the tool can be provided with a particularly short cycle time. Furthermore, the tool allows the wires to be shaped gently, thus avoiding damage to the wires during separation. In particular, the tool allows you to reshape partial areas of the wires in only one direction, namely in the direction of your target position. For example, a "back and forth bending" of the wires can be avoided, which makes the separation particularly gentle on the Wires themselves as well as for an enamel layer of the wires and for a connection from the copper of the wires to the enamel layer can be carried out.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt. The dependent claims relate to preferred developments of the invention.
Bevorzugt umfasst das Werkzeug ferner ein Widerlager, welches bezüglich der Konusrichtung auf einer der Biegevorrichtung gegenüberliegenden Seite des Separierkonus angeordnet ist, und welches einen Anlagepunkt für die Drähte während des Biegens mittels der Biegevorrichtung bildet. Mit anderen Worten befindet sich das Widerlager entlang der Biegerichtung, entlang welcher die Biegevorrichtung verschiebbar ist, auf der der Biegevorrichtung gegenüberliegenden Seite des Separierkonus. Das Widerlager kann dabei vielfältig ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Widerlager relativ zu den Drähten unbeweglich sein. Alternativ ist das Widerlager bevorzugt entlang der Konusrichtung verschiebbar, insbesondere sodass durch entsprechendes Verschieben des Widerlagers die Drähte freigegeben werden können, also dass die Drähte nicht am Widerlager anliegen können. Durch den Anlagepunkt des Widerlagers kann dabei auf einfache Weise eine Abstützung der Drähte beim Biegen bereitgestellt werden, um die Drähte besonders präzise mittels der Biegevorrichtung biegen zu können. Darüber hinaus können die Drähte hierdurch mittels der Biegevorrichtung gegen das Widerlager zusammengedrückt werden, um beispielsweise geringfügige Verformungen und/oder Lagetoleranzen der Drähte zumindest weitgehend zu eliminieren. Dadurch kann der Separierkonus besonders präzise an die zusammengerückten Drähte angefahren werden, um genau eine Trennebene zwischen zwei Drähten zu treffen. Preferably, the tool further comprises an abutment, which is arranged on a side of the separating cone opposite the bending device with respect to the direction of the cone, and which forms a contact point for the wires during bending by means of the bending device. In other words, the abutment is located along the bending direction, along which the bending device can be displaced, on the opposite side of the separating cone from the bending device. The abutment can be designed in many ways. For example, the abutment can be immovable relative to the wires. Alternatively, the abutment is preferably displaceable along the direction of the cone, in particular so that the wires can be released by correspondingly displacing the abutment, ie the wires cannot bear against the abutment. The contact point of the abutment can provide support for the wires during bending in a simple manner, in order to be able to bend the wires particularly precisely using the bending device. In addition, the wires can thereby be pressed together against the abutment by means of the bending device in order to at least largely eliminate, for example, minor deformations and/or positional tolerances of the wires. As a result, the separating cone can be approached particularly precisely to the wires that have been pushed together in order to precisely hit a parting plane between two wires.
Besonders bevorzugt ist das Widerlager zusammen mit dem Separierkonus als ein integrales Bauteil ausgebildet. Das heißt, das Widerlager ist zusammen mit dem Separierkonus entlang der Konusrichtung verschiebbar. Insbesondere ist das Widerlager zudem in einem festen vordefinierten Abstand zum Separierkonus angeordnet. Das Widerlager weist dabei eine Biegeschräge auf, welche so ausgebildet ist, um beim Einschieben des Separierkonus zwischen die Drähte einen oder mehrere zwischen Widerlager und Separierkonus liegende Drähte zumindest teilweise in Richtung des Separierkonus umzuformen. Vorzugsweise ist der Separierkonus hierbei so ausgebildet, um beim Einschieben zwischen die Drähte ein Drahtende zunächst in Richtung des Widerlagers aufzuweiten, wobei beim weiteren Verschieben entlang der Konusrichtung das Drahtende mittels der Biegeschräge zumindest teilweise wieder in Richtung Separierkonus umgeformt wird. Dadurch kann auf besonders einfache Weise erreicht werden, dass die am Rand eines Drahtpakets liegenden Drähte allein durch das Verschieben von Separierkonus und Widerlager entlang der Konusrichtung in eine Zielform umgeformt werden. The abutment is particularly preferably designed as an integral component together with the separating cone. This means that the abutment can be displaced along the direction of the cone together with the separating cone. In particular, the abutment is also arranged at a fixed, predefined distance from the separating cone. The abutment has a bending bevel, which is designed in such a way that when the separating cone is pushed in between the wires, one or more wires lying between the abutment and the separating cone are at least partially deformed in the direction of the separating cone. Preferably, the separating cone is in this case designed to Insertion between the wires to initially widen a wire end in the direction of the abutment, with further displacement along the cone direction the wire end being reshaped at least partially in the direction of the separating cone by means of the bending bevel. As a result, it can be achieved in a particularly simple manner that the wires lying at the edge of a wire pack are formed into a target shape simply by moving the separating cone and abutment along the direction of the cone.
Vorzugsweise weist der Separierkonus in einer Querschnittsebene zwei in einem spitzen Winkel angeordnete Seitenkanten auf. Diese beiden Seitenkanten bilden dabei den keilförmigen Querschnitt. Eine erste Seitenkante ist dabei parallel zur Konusrichtung. Der spitze Winkel beträgt vorzugsweise mindestens 2,5°, bevorzugt maximal 23°. Das heißt, eine zweite Seitenkante ist in dem spitzen Winkel gegen die Konusrichtung geneigt angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass der Separierkonus beim Einschieben zwischen die Drähte nur die auf einer Seite liegenden Drähte umformt, also wegdrückt, wobei die auf der Seite der ersten Seitenkante liegenden Drähte vom Separierkonus nicht umgeformt werden. Dadurch kann ein besonders gezieltes und genaues Separieren der Drähte erreicht werden. The separating cone preferably has two side edges arranged at an acute angle in a cross-sectional plane. These two side edges form the wedge-shaped cross section. A first side edge is parallel to the cone direction. The acute angle is preferably at least 2.5°, preferably at most 23°. That is, a second side edge is inclined at the acute angle against the cone direction. The result of this is that the separating cone, when pushed in between the wires, only reshapes the wires lying on one side, ie pushes them away, with the wires lying on the side of the first side edge not being reshaped by the separating cone. As a result, a particularly targeted and precise separation of the wires can be achieved.
Weiter bevorzugt ist die Form des Separierkonus so ausgebildet, dass die Drähte nach dem Biegen mittels der Biegevorrichtung und nach einer teilweisen elastischen Rückverformung in einer vordefinierten S-Form vorliegen. Das heißt, der elastische Anteil der Umformung, welcher beim Biegen der Drähte auftritt, wird in der Form des Separierkonus berücksichtigt. Insbesondere ist die Form des Separierkonus so ausgebildet, dass jeweils Drahtendbereiche aller gebogenen Drähte nach dem Biegen, also insbesondere nach der elastischen Rückverformung, parallel zur Konusrichtung sind. Bevorzugt weist der Separierkonus hierfür eine an die zweite Seitenkante angrenzende dritte Seitenkante auf, welche in einem stumpfen Winkel zur zweiten Seitenkante angeordnet ist. Mit anderen Worten weist der Separierkonus, insbesondere ausgehend von einer Spitze des keilförmigen Bereichs, an den keilförmigen Bereich angrenzend einen sich verjüngenden Bereich auf. More preferably, the shape of the separating cone is designed such that the wires are present in a predefined S-shape after bending by means of the bending device and after a partial elastic recovery. This means that the elastic part of the deformation that occurs when the wires are bent is taken into account in the shape of the separating cone. In particular, the shape of the separating cone is designed in such a way that the respective wire end regions of all bent wires are parallel to the direction of the cone after bending, ie in particular after elastic recovery. For this purpose, the separating cone preferably has a third side edge adjoining the second side edge, which is arranged at an obtuse angle to the second side edge. In other words, the separating cone has a tapering area adjoining the wedge-shaped area, in particular starting from a tip of the wedge-shaped area.
Besonders bevorzugt umfasst das Werkzeug mehrere, vorzugsweise mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, Separierkonusse, welche entlang der Biegerichtung in vordefinierten Abständen angeordnet sind. Dadurch kann auf einfache und kostengünstige Weise eine größere Anzahl an Drähten entweder gleichzeitig oder nacheinander besonders zeiteffizient separiert werden. Particularly preferably, the tool comprises several, preferably at least two, preferably at least three, separating cones, which along the Bending direction are arranged at predefined intervals. As a result, a larger number of wires can be separated in a particularly time-efficient manner, either simultaneously or one after the other, in a simple and cost-effective manner.
Vorzugsweise beträgt ein Mindest-Abstand zwischen zwei Separierkonussen jeweils eine doppelte Drahtdicke eines einzelnen Drahtes der zu separierenden Drähte. Das heißt, die Separierkonusse sind in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, dass stets zwei Drähte, also Drahtpaare, voneinander separiert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn mittels des Werkzeugs Drähte eines Elektromotors separiert werden sollen, bei welchem jeweils zwei Drähte eine Wicklung des Elektromotors bilden. Zusätzlich können auch einzelne Drähte von anderen Drähten separiert werden, beispielsweise indem zusätzlich ein Separierkonus vorgesehen ist, welcher in einem Mindest-Abstand von genau einer Drahtdicke zu einem benachbarten Separierkonus angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Drähte mit jeweils unterschiedlichen Schrittweiten bzw. Sparierabständen separiert werden, vorzugsweise indem diese mittels entsprechend unterschiedlich ausgebildeter Separierkonusse beim Separieren unterschiedlich weit aufgeweitet werden. A minimum distance between two separating cones is preferably twice the wire thickness of an individual wire of the wires to be separated. This means that the separating cones are arranged at such a distance from one another that two wires, ie wire pairs, are always separated from one another. This is particularly advantageous if wires of an electric motor are to be separated by means of the tool, in which case two wires each form a winding of the electric motor. In addition, individual wires can also be separated from other wires, for example by additionally providing a separating cone which is arranged at a minimum distance of exactly one wire thickness from an adjacent separating cone. It is particularly advantageous if the individual wires are separated with different increments or spacing distances, preferably in that they are widened to different extents during separation by means of correspondingly differently designed separating cones.
Bevorzugt sind zumindest zwei Separierkonusse bezüglich der Konusrichtung gespiegelt angeordnet. Das heißt, zumindest zwei der Separierkonusse sind bezüglich der beiden Seitenkanten um 180° gegeneinander verdreht angeordnet. Dadurch werden die bei Betrachtung entlang der Konusrichtung zwischen den beiden Separierkonusse liegenden Drähte von keinem der beiden Separierkonusse umgeformt, wohingegen die jeweils außerhalb liegenden Drähte in entgegengesetzte Richtungen nach außen gebogen werden. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Umformung der Drähte eines Drahtpakets ermöglicht werden, da beispielsweise keine Summierung der Aufweitungen bis zu den am äußersten liegenden Drähten auftritt. Alternativ sind sämtliche Separierkonusse gleich ausgerichtet, wodurch eine besonders einfache Konstruktion des Werkzeugs möglich ist. In diesem Fall werden sämtliche Drähte beim Separieren in dieselbe Richtung umgeformt. At least two separating cones are preferably arranged mirrored with respect to the direction of the cone. This means that at least two of the separating cones are rotated by 180° relative to one another with respect to the two side edges. As a result, the wires lying between the two separating cones when viewed along the direction of the cone are not deformed by either of the two separating cones, whereas the wires lying outside in each case are bent outwards in opposite directions. As a result, a particularly uniform reshaping of the wires in a wire bundle can be made possible, since, for example, there is no summation of the widening up to the outermost wires. Alternatively, all the separating cones are aligned in the same way, which allows for a particularly simple construction of the tool. In this case, all wires are deformed in the same direction during separation.
Besonders bevorzugt umfasst das Werkzeug ferner zumindest einen Hilfskonus, welcher unmittelbar an zumindest einen der Separierkonusse angrenzend angeordnet ist. Der Hilfskonus ist, insbesondere unabhängig von den Separierkonussen, entlang der Konusrichtung verschiebbar angeordnet. Der Hilfskonus ist dabei so ausgebildet, um einen vordefinierten Anlagepunkt für zwischen dem jeweiligen Separierkonus und der Biegevorrichtung liegende Drähte zu bilden. Insbesondere ist der Separierkonus so ausgebildet, um nach der elastischen Rückverformung der Drähte nach dem Biegen an einem Drahtendbereich des dem Separierkonus zugewandten Drahts anzuliegen. Dadurch bildet der Hilfskonus einen definierten Anlagepunkt, um beim Einschieben des Separierkonus und/oder beim Biegen der nächsten Drähte ein elastisches Nachgeben der zuvor umgeformten Drähte zu vermeiden, und damit ein besonders präzises Separieren sämtlicher Drähte zu ermöglichen. The tool particularly preferably also comprises at least one auxiliary cone, which is arranged directly adjacent to at least one of the separating cones. The auxiliary cone is, in particular, independent of the Separating cones, arranged to be movable along the direction of the cone. The auxiliary cone is designed in such a way that it forms a predefined contact point for wires lying between the respective separating cone and the bending device. In particular, the separating cone is designed in such a way that, after the wires have elastically deformed back after bending, they rest against a wire end area of the wire facing the separating cone. As a result, the auxiliary cone forms a defined contact point in order to prevent the previously formed wires from yielding elastically when the separating cone is pushed in and/or when the next wires are bent, thereby enabling a particularly precise separation of all wires.
Vorzugsweise ist der Separierkonus kreisringförmig ausgebildet. Die Biegerichtung ist dabei radial bezüglich der Kreisringform des Separierkonus angeordnet. Dadurch können radial nebeneinander angeordnete Drähte einer Vielzahl von auf einem Kreisring angeordneten Drahtpaketen separiert werden. Insbesondere ist die Biegevorrichtung dabei eingerichtet, um über den gesamten Umfang des Kreisrings verteilt jeweils radial auf jedes der Drahtpakete drücken zu können. Dadurch können besonders einfach, kostengünstig und zeiteffizient eine Vielzahl an auf einem Kreisring in radialer Richtung gestapelter Drähte gleichzeitig oder in kurzer Zeit nacheinander separiert werden. Vorzugsweise kann die Biegevorrichtung hierbei als Iriswerkzeug ausgebildet sein, welches eine Vielzahl an kreisringförmig angeordneten Biegeelementen aufweisen, welche in radialer Richtung verschiebbar sind, um eine Biegekraft auf die Drähte auszuüben. Vorzugsweise ist das Iriswerkzeug hierbei radial außerhalb des Separierkonus angeordnet, sodass die Biegeelemente nach radial innen verschiebbar sind. Alternativ kann das Iriswerkzeug auch radial innerhalb des zumindest einen Separierkonus angeordnet sein. Vorzugsweise können auch zwei Iriswerkzeuge vorgesehen sein, sowohl radial innerhalb als auch radial außerhalb, um von beiden Seiten auf die Drähte zu drücken. The separating cone is preferably designed in the shape of a circular ring. The bending direction is arranged radially with respect to the annular shape of the separating cone. As a result, wires arranged radially next to one another in a multiplicity of wire packets arranged on a circular ring can be separated. In particular, the bending device is set up to be able to press radially on each of the wire bundles, distributed over the entire circumference of the circular ring. As a result, a large number of wires stacked on a circular ring in the radial direction can be separated simultaneously or in a short time one after the other in a particularly simple, cost-effective and time-efficient manner. The bending device can preferably be designed as an iris tool, which has a large number of bending elements arranged in the shape of a circular ring, which can be displaced in the radial direction in order to exert a bending force on the wires. In this case, the iris tool is preferably arranged radially outside of the separating cone, so that the bending elements can be displaced radially inward. Alternatively, the iris tool can also be arranged radially inside the at least one separating cone. Preferably, two iris tools can also be provided, both radially inwards and radially outwards, in order to press on the wires from both sides.
Weiterhin führt die Erfindung zu einem Verfahren zum Separieren von mehreren parallel und nebeneinander angeordneten Drähten einer elektrischen Maschine. Das Verfahren umfasst die Schritte: Furthermore, the invention leads to a method for separating a plurality of parallel and side-by-side wires of an electrical machine. The procedure includes the steps:
- Separieren der Drähte durch Einschieben eines Separierkonus mit einem keilförmigen Querschnitt parallel zu einer Konusrichtung zwischen zwei benachbarte Drähte, und - Biegen von auf einer Seite des Separierkonus liegenden Drähten in eine durch den Separierkonus vorgegebene Form mittels einer im Wesentlichen senkrecht zur Konusrichtung verschiebbaren Biegevorrichtung. - separating the wires by inserting a separating cone with a wedge-shaped cross-section parallel to a cone direction between two adjacent wires, and - Bending wires lying on one side of the separating cone into a shape predetermined by the separating cone by means of a bending device that can be displaced essentially perpendicularly to the direction of the cone.
Bevorzugt wird das Verfahren mittels des oben beschriebenen Werkzeugs durchgeführt. Das Verfahren kann dabei besonders einfach und kostengünstig durchgeführt werden und ermöglicht es, eine Vielzahl an Drähten in besonders kurzer Taktzeit zu Separieren. The method is preferably carried out using the tool described above. The method can be carried out in a particularly simple and cost-effective manner and makes it possible to separate a large number of wires in a particularly short cycle time.
Bevorzugt werden bei dem Verfahren mehrere, vorzugsweise mindestens sechs, besonders bevorzugt mindestens acht, in einem Drahtpaket angeordnete Drähte durch mehrere, vorzugsweise mindestens zwei, besonders bevorzugt mindestens drei, Separierkonusse separiert, derart, dass nach dem Separieren jeweils voneinander separierte Drahtpaare vorliegen. Als Drahtpaar wird dabei eine Anordnung von jeweils genau zwei Drähten nach dem Separieren angesehen, wobei sich diese beiden Drähte, insbesondere über dessen gesamte Länge, berühren oder annähernd berühren und wobei zwischen Endbereichen benachbarter Drahtpaare jeweils ein vordefinierter Abstand vorliegt. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anordnung der separierten Drähte bereitgestellt werden, um eine einfache Weiterverarbeitung der Drähte beispielsweise in nachfolgenden Prozessschritten zu ermöglichen. In the method, several, preferably at least six, particularly preferably at least eight, wires arranged in a wire bundle are preferably separated by several, preferably at least two, particularly preferably at least three, separating cones such that after the separation there are wire pairs that are separated from one another. A wire pair is an arrangement of exactly two wires after separation, with these two wires touching or almost touching each other, in particular over their entire length, and with a predefined distance between the end regions of adjacent wire pairs. As a result, a particularly advantageous arrangement of the separated wires can be provided in order to enable simple further processing of the wires, for example in subsequent process steps.
Besonders bevorzugt werden zumindest zwei Drähte in entgegengesetzte Richtungen bezüglich einer Biegerichtung, entlang welcher die Drähte nebeneinander angeordnet sind gebogen. Vorzugsweise werden hierbei Teile der Drähte des Drahtpakets in jeweils entgegengesetzte Richtungen bezüglich einer Biegerichtung verformt. Besonders bevorzugt werden zumindest zwei Separierkonusse gleichzeitig zwischen Drähte des Drahtpakets eingeschoben. Alternativ können die beiden Separierkonusse nacheinander zwischen die Drähte eingeschoben werden, wobei der erste Separierkonus entweder zwischen den Drähten eingeschoben bleiben kann, während der zweite Separierkonus eingeschoben wird, oder wobei der erste Separierkonus zur Vermeidung einer Klemmung der Drähte ausgezogen wird, bevor der zweite Separierkonus eingeschoben wird. Alternativ oder zusätzlich bleibt zumindest einer der Drähte ungebogen, vorzugsweise bleibt zumindest einer der zwischen den beiden Separierkonussen liegenden Drähte unverformt. Dadurch können die Drähte bei besonders geringer Taktzeit separiert werden. Zudem bietet sich der Vorteil, dass ein Gesamt-Verformungsbetrag aller Drähte des gesamten Drahtpakets gleichmäßig auf die Drähte aufgeteilt werden kann, wodurch Beschädigungen von beispielsweise besonders stark umgeformten Drähten vermieden oder reduziert werden können. At least two wires are particularly preferably bent in opposite directions with respect to a bending direction along which the wires are arranged next to one another. In this case, parts of the wires of the wire bundle are preferably deformed in opposite directions with respect to a bending direction. At least two separating cones are particularly preferably inserted between the wires of the wire bundle at the same time. Alternatively, the two separating cones can be pushed in between the wires one after the other, with the first separating cone either remaining pushed in between the wires while the second separating cone is pushed in, or the first separating cone being pulled out to prevent the wires from being jammed before the second separating cone is pushed in becomes. Alternatively or additionally, at least one of the wires remains unbent, preferably at least one of the wires lying between the two separating cones remains undeformed. As a result, the wires can be separated with a particularly short cycle time. In addition, there is the advantage that a total amount of deformation of all wires of the entire wire package can be divided evenly among the wires, as a result of which damage to wires that have been particularly strongly deformed, for example, can be avoided or reduced.
Vorzugsweise wird, während ein erster Separierkonus zwischen die Drähte eingeschoben ist und nach dem Biegen mittels der Biegevorrichtung, ein zweiter Separierkonus zwischen zwei Drähte an einer anderen Stelle des Drahtpakets eingeschoben. Besonders bevorzugt werden sämtliche Separierkonusse nacheinander, insbesondere jeweils nach einem vorherigen Biegen, zwischen die Drähte des Drahtpakets eingeschoben. Preferably, while a first separating cone is inserted between the wires and after bending by means of the bending device, a second separating cone is inserted between two wires at a different point of the wire pack. All separating cones are particularly preferably inserted between the wires of the wire pack one after the other, in particular after a previous bending.
Vorzugsweise wird das Biegen der Drähte in Form eines Überbiegens durchgeführt, derart, dass nach einer teilweisen elastischen Rückverformung der Drähte die gebogenen Drähte eine vordefinierte S-Form aufweisen. Dadurch kann besonders einfach und gezielt eine gewünschte vordefinierte Form der Drähte erzielt werden. Preferably, the bending of the wires is performed in the form of overbending, such that after a partial elastic recovery of the wires, the bent wires have a predefined S-shape. As a result, a desired predefined shape of the wires can be achieved in a particularly simple and targeted manner.
Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner die Schritte: The method preferably also comprises the steps:
- Andrücken sämtlicher Drähte mittels der Biegevorrichtung gegen ein Widerlager, - pressing all wires against an abutment using the bending device,
- Anfahren des Separierkonus an einen Trennpunkt zwischen den beiden zu separierenden Drähten während des Andrückens, und - Approaching the separating cone to a separation point between the two wires to be separated while pressing, and
- Freigeben der Drähte. - Release the wires.
Das Separieren der Drähte durch das Verschieben des Separierkonus entlang der Konusrichtung erfolgt dabei ausgehend vom Trennpunkt und nach dem Freigeben der Drähte. Das heißt, bevor der Separierkonus zwischen die Drähte eingeschoben wird, werden die Drähte von der Biegevorrichtung zusammengedrückt. Dadurch kann der Separierkonus besonders präzise am Trennpunkt platziert werden, wodurch das Verfahren besonders präzise und zuverlässig durchgeführt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Drähte vor dem Separieren gestuft angeordnet sind, das heißt, so ausgebildet sind, dass Drahtenden auf jeweils unterschiedlichen Höhen bezüglich der Konusrichtung enden. Dadurch kann das Anfahren des Separierkonus besonders einfach und präzise durchgeführt werden, da beispielsweise die Stufen genutzt werden können, um mit dem Separierkonus präziser zwischen die entsprechenden Drähte zu treffen. The wires are separated by moving the separating cone along the direction of the cone, starting from the separation point and after releasing the wires. This means that before the separating cone is inserted between the wires, the wires are pressed together by the bending device. As a result, the separating cone can be placed particularly precisely at the separation point, as a result of which the method can be carried out particularly precisely and reliably. It is also particularly advantageous if the wires are arranged in a stepped manner before the separation, that is to say they are designed in such a way that the wire ends end at different heights with respect to the cone direction. As a result, the approach of the separating cone can be carried out particularly easily and precisely, since For example, the steps can be used to hit the separating cone more precisely between the corresponding wires.
Besonders bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt: The method particularly preferably also includes the step:
- Anfahren eines Hilfskonus an einen der gebogenen Drähte nach dem Biegen. Vorzugsweise wird der Hilfskonus an den unmittelbar an den Separierkonus angrenzenden Draht angefahren, vorzugsweise derart, dass der Draht mittels des Hilfskonus abgestützt wird. Dadurch wird ein besonders präzises Separieren der nachfolgend noch zu separierenden Drähte ermöglicht, da beispielsweise ein ungewolltes Nachgeben, welches durch den ansonsten aufgrund des Überbiegens des Drahtes vorhandenen Freiraums auftreten kann, verhindert wird. - Approaching an auxiliary cone to one of the bent wires after bending. The auxiliary cone is preferably approached against the wire directly adjacent to the separating cone, preferably in such a way that the wire is supported by the auxiliary cone. This enables a particularly precise separation of the wires that are still to be separated subsequently, since, for example, unwanted yielding, which can occur due to the free space otherwise present due to overbending of the wire, is prevented.
Weiterhin führt die Erfindung zu einem Verfahren zum Herstellen eines Stators einer elektrischen Maschine, umfassend die Schritte: Furthermore, the invention leads to a method for producing a stator of an electrical machine, comprising the steps:
- Bereitstellen eines Statorkerns, welcher eine Vielzahl an radialen Aussparungen aufweist, - Providing a stator core which has a large number of radial recesses,
- Vorzugsweise Anordnen jeweils eines Isolierelements, insbesondere eines Isolierpapiers, in jeder Aussparung, - Preferably arranging an insulating element, in particular an insulating paper, in each recess,
- Anordnen jeweils eines Drahtpakets mit mehreren Drähten in jeder Aussparung,- arranging a wire package with several wires in each recess,
- Separieren von zumindest einem Teil der Drähte jedes Drahtpakets mittels des oben beschriebenen Werkzeugs und/oder mittels des oben beschriebenen Verfahrens, - separating at least part of the wires of each wire package using the tool described above and/or using the method described above,
- Schränken der separierten Drähte, und - cutting the separated wires, and
- Verschweißen der geschränkten Drähte. - Welding the set wires.
Als Schränken wird dabei ein weiteres Umbiegen der aus den Statorkern herausragenden Drahtenden, insbesondere in Form eines Verdrillens, angesehen. Mittels des Verfahrens können dabei Statoren automatisiert mit besonders geringer Taktzeit und somit kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere erlaubt das Werkzeug bzw. Verfahren zum Separieren dabei eine besonders geringe mechanische Belastung der Drähte und des Isolierelements beim Umformen der Drähte, wodurch Beschädigungen vermieden werden können. A further bending of the wire ends protruding from the stator core, in particular in the form of twisting, is regarded as bending. By means of the method, stators can be manufactured in an automated manner with a particularly short cycle time and thus cost-effectively. In particular, the tool or method for separating allows a particularly low mechanical load on the wires and the insulating element when the wires are reshaped, as a result of which damage can be avoided.
Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung von separierten Drähten in einem Stator einer elektrischen Maschine. Bei den Drähten handelt es sich vorzugsweise um Kupferdrähte, welche jeweils an Ihrer Außenseite eine Isolationslackschicht aufweisen. Die Drähte bilden dabei Wicklungen des Stators. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Drähte dabei mittels des oben beschriebenen Werkzeugs und/oder mittels des oben beschriebenen Verfahrens separiert. Alternativ oder zusätzlich ist der Stator mittels des im vorhergehenden Absatz beschriebenen Verfahren zum Herstellen eines Stators einer elektrischen Maschine hergestellt. Furthermore, the invention relates to the use of separated wires in a stator of an electrical machine. The wires are preferably around copper wires, which each have an insulating lacquer layer on their outside. The wires form windings of the stator. At least some of the wires are preferably separated by means of the tool described above and/or by means of the method described above. Alternatively or additionally, the stator is produced using the method for producing a stator of an electrical machine described in the previous paragraph.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt: The invention is described below using exemplary embodiments in conjunction with the figures. In the figures, components that are functionally the same are each identified by the same reference symbols. It shows:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht von unseparierten Drähten einer elektrischen Maschine, Figure 1 is a perspective view of unseparated wires of an electrical machine,
Figur 2 eine Detail-Seitenansicht von Drähten der Figur 1 nach dem Separieren, FIG. 2 shows a detailed side view of wires from FIG. 1 after separation,
Figur 3 eine vereinfachte schematische Detailansicht eines Werkzeugs zum Separieren der Drähte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 3 shows a simplified schematic detailed view of a tool for separating the wires according to a first exemplary embodiment of the invention,
Figur 4 vereinfachte schematische Ansichten einer Durchführung des Separierens der Drähte mittels des Werkzeugs der Figur 3, FIG. 4 simplified schematic views of an implementation of the separation of the wires by means of the tool of FIG. 3,
Figur 5 eine Fortsetzung der in Figur 4 dargestellten Durchführung des Separierens der Drähte, FIG. 5 shows a continuation of the implementation of the separation of the wires shown in FIG. 4,
Figur 6 eine Fortsetzung der in Figur 4 und dargestellten Durchführung des Separierens der Drähte, FIG. 6 shows a continuation of the implementation of the separation of the wires shown in FIGS. 4 and 4,
Figur 7 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Durchführung des Separierens der Drähte mittels eines Werkzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 8 vereinfachte schematische Ansichten einer Durchführung des Separierens der Drähte mittels eines Werkzeugs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 7 shows a simplified schematic view of how the wires are separated by means of a tool according to a second exemplary embodiment of the invention, FIG. 8 simplified schematic views of how the wires are separated by means of a tool according to a third exemplary embodiment of the invention,
Figur 9 eine Fortsetzung der in Figur 8 dargestellten Durchführung des Separierens der Drähte, FIG. 9 shows a continuation of the implementation of the separation of the wires shown in FIG. 8,
Figur 10 eine alternative vereinfachte schematische Ansicht von separierten Drähten einer elektrischen Maschine, und Figure 10 is an alternative simplified schematic view of separated wires of an electrical machine, and
Figur 11 eine vereinfachte schematische Detailansicht eines Werkzeugs gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. FIG. 11 shows a simplified schematic detailed view of a tool according to a fourth exemplary embodiment of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Preferred Embodiments of the Invention
Figur 1 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer elektrischen Maschine 100 mit unseparierten Drähten 2. Dargestellt ist dabei ein Stator 10 mit einem Statorkern 11, der eine Vielzahl an um den Umfang verteilten radialen Aussparungen 12 aufweist. In jeder der Aussparungen 12 befindet sich ein Isolierelement 13, insbesondere in Form eines Isolierpapiers. Innerhalb jedes Isolierelements 13 befindet sich ein Drahtpaket 20 mit mehreren Drähten 2. Im Detail weist jedes Drahtpaket 20 genau acht Drähte 2 auf. Sämtliche Drähte 2 sind im unseparierten Zustand parallel zu einer Drahtrichtung 25 angeordnet. Zudem sind die Drähte 2 jedes Drahtpakets 20 jeweils entlang der radialen Richtung des Statorkerns 11 nebeneinander und unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet. FIG. 1 shows a simplified perspective view of an electrical machine 100 with unseparated wires 2. A stator 10 with a stator core 11 is shown, which has a large number of radial recesses 12 distributed around the circumference. In each of the recesses 12 there is an insulating element 13, in particular in the form of insulating paper. A wire pack 20 with a plurality of wires 2 is located within each insulating element 13 . In detail, each wire pack 20 has exactly eight wires 2 . All wires 2 are arranged parallel to a wire direction 25 in the unseparated state. In addition, the wires 2 of each wire bundle 20 are each arranged next to one another and immediately adjacent to one another along the radial direction of the stator core 11 .
Jeder Draht 2 ist als Kupferdraht ausgebildet und weist eine Isolationslackschicht 29 auf dessen Außenseite auf, um eine elektrische Isolierung bereitzustellen. Jeweils ein Drahtendbereich 24 jedes Drahtes 2 ist dabei unisoliert ausgebildet. Ferner weist jeder Drahtendbereich 24 eine Fase 28 auf, um das Einschieben der Drähte 2 in die Isolierelemente 13 zu vereinfachen und insbesondere auch um das nachfolgend beschriebene Separieren zu erleichtern. Die Drähte 2 sind dabei so angeordnet, dass diese bezüglich der Drahtrichtung 25 gestaffelt angeordnet sind, wie beispielsweise in Figur 4 (a) zu erkennen. Das heißt, die Drähte 2 enden von radial innen nach außen betrachtet jeweils höher entlang der Drahtrichtung 25. Each wire 2 is formed of copper wire and has an insulating varnish layer 29 on the outside thereof to provide electrical insulation. One wire end region 24 of each wire 2 is uninsulated. Furthermore, each wire end area 24 has a bevel 28 in order to simplify the insertion of the wires 2 into the insulating elements 13 and in particular also to facilitate the separation described below. The wires 2 are arranged in such a way that they are arranged in a staggered manner with respect to the wire direction 25, as can be seen, for example, in FIG. 4(a). That is, the Wires 2 each end higher along the wire direction 25, viewed from radially inside to the outside.
Figur 1 zeigt einen Zwischenschritt eines Herstellungsverfahrens des Stators 10. Um den Stator 10 fertigstellen zu können, werden in einem nächsten Schritt die Drähte 2 voneinander separiert. FIG. 1 shows an intermediate step in a manufacturing method for the stator 10. In order to be able to finish the stator 10, the wires 2 are separated from one another in a next step.
Figur 2 zeigt dabei ein einzelnes Drahtpaket 20 nach dem Separieren. Dabei sind jeweils Drahtpaare 21, welche jeweils zwei nebeneinanderliegende Drähte 2 umfassen, separiert. Im Detail liegt zwischen den Endbereichen 24 von benachbarten Drahtpaaren 21 jeweils ein vordefinierter Abstand 26 vor. Dadurch können die einzelnen Drahtpaare 21, welche vorzugsweise separaten Phasen bezüglich einer elektrischen Stromübertragung im Betrieb des fertiggestellten Stators 10 zugeordnet sind, bei nachfolgenden (nicht in den Figuren dargestellten) Verfahrensschritten der Herstellung des Stators 10 einfacher gehandhabt werden, insbesondere in Bezug auf eine Einhaltung minimal erforderlicher Luft- und Kriechstrecken. Insbesondere werden die Drahtpaare 21 nach dem Separieren geschränkt, das heißt verdrillt, und nach dem Schränken miteinander verschweißt. FIG. 2 shows a single bundle of wires 20 after separation. In this case, pairs of wires 21, each comprising two adjacent wires 2, are separated. In detail, there is a predefined distance 26 in each case between the end regions 24 of adjacent pairs of wires 21 . As a result, the individual wire pairs 21, which are preferably assigned to separate phases with regard to electrical power transmission during operation of the finished stator 10, can be handled more easily in subsequent method steps (not shown in the figures) of the manufacture of the stator 10, in particular with regard to maintaining a minimum required clearances and creepage distances. In particular, the wire pairs 21 are set, ie twisted, after the separation and welded to one another after the setting.
Wie in der Figur 2 gezeigt, kann eines der Drahtpaare 21 unverformt aus dem Separieren hervorgehen, das heißt, die Drähte 2 des in der Figur 2 linken, also des radial innersten Drahtpaares 21, erstrecken sich auch nach dem Separieren noch parallel zur Drahtrichtung 25. Die Drähte 2 der weiteren Drahtpaare 21 sind jeweils in eine S-Form umgeformt, sodass der sich innerhalb der Aussparung 12 befindliche Teil jedes Drahtes 2 sowie jeder Drahtendbereich 24 parallel zur Drahtrichtung 25 ist. Alternativ kann auch das bezüglich der radialen Richtung A zweite Drahtpaar 21 unverformt bleiben, wobei das radial innerste Drahtpaar 21 nach radial innen umverformt wird (vgl. Figur 5). As shown in Figure 2, one of the wire pairs 21 can emerge undeformed from the separation, i.e. the wires 2 of the wire pair 21 on the left in Figure 2, i.e. the radially innermost one, still extend parallel to the wire direction 25 even after the separation. The wires 2 of the other wire pairs 21 are each formed into an S-shape, so that the part of each wire 2 located within the recess 12 and each wire end area 24 are parallel to the wire direction 25 . Alternatively, the second pair of wires 21 with respect to the radial direction A can also remain undeformed, with the radially innermost pair of wires 21 being deformed radially inwards (cf. FIG. 5).
Die Durchführung des Separierens mittels eines Werkzeugs 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf die Figuren 3 bis 6 näher beschrieben. Das Werkzeug 1 umfasst drei Separierkonusse 31, 32, 33, eine Biegevorrichtung 4 und ein Widerlager 5 (vgl. Figur 4). Zunächst werden die Separierkonusse 31, 32, 33 näher beschrieben, welche im Detail in Figur 3 dargestellt sind. Alle drei Separierkonusse 31, 32, 33 sind unabhängig voneinander und parallel zu einer Konusrichtung 30, welche parallel zur Drahtrichtung 25 ist (vgl. Figur 4 (a)) verschiebbar. Jeder Separierkonus 31 , 32, 33 weist einen keilförmigen Bereich 39a auf, welcher sich an einem entlang der Konusrichtung 30 unteren Ende des jeweiligen Separierkonus 31, 32, 33 befindet. Im keilförmigen Bereich 39a weist jeder Separierkonus 31, 32, 33 im Querschnitt zwei in einem spitzen Winkel a von etwa 10° angeordnete Seitenkanten 34, 35 auf. Eine erste Seitenkante 34 jedes Separierkonus 31 , 32, 33 ist dabei parallel zur Konusrichtung 30. The implementation of the separation using a tool 1 according to a first exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to FIGS. The tool 1 comprises three separating cones 31, 32, 33, a bending device 4 and an abutment 5 (cf. FIG. 4). First, the separating cones 31, 32, 33, which are shown in detail in FIG. 3, are described in more detail. All three separating cones 31, 32, 33 can be displaced independently of one another and parallel to a cone direction 30, which is parallel to the wire direction 25 (cf. FIG. 4(a)). Each separating cone 31, 32, 33 has a wedge-shaped area 39a, which is located at a lower end of the respective separating cone 31, 32, 33 along the cone direction 30. In the wedge-shaped area 39a, each separating cone 31, 32, 33 has, in cross section, two side edges 34, 35 arranged at an acute angle a of approximately 10°. A first side edge 34 of each separating cone 31, 32, 33 is parallel to the direction of the cone 30.
Der erste Separierkonus 31 ist dabei bezüglich der Konusrichtung 30 gespiegelt zum zweiten Separierkonus 32 angeordnet. Das heißt, die beiden ersten Seitenkanten 34 des ersten Separierkonus 31 und des zweiten Separierkonus 32 sind einander zugewandt. Der zweite Separierkonus 32 und der dritte Separierkonus 33 sind gleich ausgerichtet. Der erste Separierkonus 31 ist dabei bezüglich der radialen Richtung A (gekennzeichnet durch den Pfeil A in den Figuren 1 bis 4) innen angeordnet. The first separating cone 31 is arranged as a mirror image of the second separating cone 32 with respect to the cone direction 30 . This means that the two first side edges 34 of the first separating cone 31 and of the second separating cone 32 face each other. The second separating cone 32 and the third separating cone 33 are aligned in the same way. The first separating cone 31 is arranged on the inside with respect to the radial direction A (indicated by the arrow A in FIGS. 1 to 4).
Entlang der Konusrichtung 30 oberhalb an den keilförmigen Bereich 39a angrenzend weist jeder Separierkonus 31, 32, 33 einen sich nach oben hin verjüngenden Bereich 39b auf mit einer an die erste Seitenkante 34 angrenzende dritte Seitenkante 36. Die dritte Seitenkante 36 ist in einem stumpfen Winkel ß zur zweiten Seitenkante 35 angeordnet ist. Along the cone direction 30 above the wedge-shaped area 39a, each separating cone 31, 32, 33 has an upwardly tapering area 39b with a third side edge 36 adjoining the first side edge 34. The third side edge 36 is at an obtuse angle β to the second side edge 35 is arranged.
Die drei Separierkonusse 31, 32, 33 sind so angeordnet, dass ein Mindest- Abstand 37, welcher senkrecht zur Konusrichtung 30, insbesondere parallel zur radialen Richtung A, gemessen ist, jeweils eine doppelte Drahtdicke 27 (vgl.The three separating cones 31, 32, 33 are arranged in such a way that a minimum distance 37, which is measured perpendicularly to the cone direction 30, in particular parallel to the radial direction A, is twice the wire thickness 27 (cf.
Figur 2) eines einzelnen Drahtes 2 beträgt. Figure 2) of a single wire 2 is.
Die Durchführung des Separierens wird nachfolgend in Bezug auf die Figuren 4 bis 6 beschrieben, welche jeweils aufeinanderfolgende Verfahrensschritte zeigen. The implementation of the separation is described below with reference to FIGS. 4 to 6, which each show successive method steps.
Zunächst werden die Drähte 2 des Drahtpakets 20 mittels der Biegevorrichtung 4 gegen einen Anlagepunkt 51 des Widerlagers 5 angedrückt, wie in Figur 4 (a) gezeigt. Die Biegevorrichtung 4 ist hierbei entlang einer Biegerichtung 40, welche senkrecht zur Konusrichtung 30 und parallel zur radialen Richtung A ist, verschiebbar. Durch das radiale Zusammendrücken der Drähte 2 werden mögliche Lagetoleranzen der Drähte 2 oder dergleichen ausgeglichen. First, the wires 2 of the wire bundle 20 are pressed against a contact point 51 of the abutment 5 by means of the bending device 4, as in Figure 4 (a) shown. The bending device 4 can be displaced along a bending direction 40 which is perpendicular to the cone direction 30 and parallel to the radial direction A. Possible positional tolerances of the wires 2 or the like are compensated for by the radial compression of the wires 2 .
Anschließend werden gleichzeitig der erste Separierkonus 31 und der zweite Separierkonus 32 entlang der Konusrichtung 30 nach unten verschoben, bis diese an den Drähten 2, insbesondere an einem jeweiligen Trennpunkt 8 zwischen den Drähten 2, anliegen (vgl. Figur 4(b)). The first separating cone 31 and the second separating cone 32 are then simultaneously pushed downwards along the cone direction 30 until they rest against the wires 2, in particular at a respective separation point 8 between the wires 2 (cf. FIG. 4(b)).
Sobald der erste Separierkonus 31 und der zweite Separierkonus 32 an den Drähten 2 anliegen, werden die Drähte 2 freigegeben (vgl. Figur 4(c)). Das heißt, die Biegevorrichtung 4 wird von den Drähten 2 weg verschoben und das Widerlager 5 wird parallel zur Konusrichtung 30 nach oben verschoben, so dass der Anlagepunkt 51 oberhalb der Drahtenden liegt und stattdessen eine Aussparung 52 des Widerlagers 5 im Bereich der Drähte 2 liegt. As soon as the first separating cone 31 and the second separating cone 32 rest against the wires 2, the wires 2 are released (cf. FIG. 4(c)). That is, the bending device 4 is moved away from the wires 2 and the abutment 5 is moved upwards parallel to the cone direction 30, so that the contact point 51 is above the wire ends and instead there is a recess 52 of the abutment 5 in the area of the wires 2.
Anschließend werden der erste Separierkonus 31 und der zweite Separierkonus 32 entlang der Konusrichtung 30 nach unten zwischen die Drähte 2 eingeschoben (vgl. Figur 5(a)). Durch die keilförmigen Bereiche 39a der Separierkonusse 31 , 32 werden die Drähte 2 dabei auseinandergedrückt, wobei das radial innerste Drahtpaar 21 nach radial innen, in Figur 5 nach links, und die beiden radial äußeren Drahtpaare 21 nach radial außen, in Figur 5 nach rechts, gedrückt werden. Das entlang der Konusrichtung 30 zwischen dem ersten Separierkonus 31 und dem zweiten Separierkonus 32 liegende Drahtpaar 21, also das zweite Drahtpaar 21 von links, bleibt dabei unverformt. The first separating cone 31 and the second separating cone 32 are then pushed down between the wires 2 along the cone direction 30 (cf. FIG. 5(a)). The wires 2 are pressed apart by the wedge-shaped areas 39a of the separating cones 31, 32, with the radially innermost pair of wires 21 radially inwards, to the left in FIG. 5, and the two radially outer pairs of wires 21 radially outwards, to the right in FIG. be pressed. The wire pair 21 lying along the cone direction 30 between the first separating cone 31 and the second separating cone 32, ie the second wire pair 21 from the left, remains undeformed.
Danach wird das Widerlager 5 weiter nach oben verschoben, bis ein zweiter Anlagepunkt 51 an den Drähten 2 anliegt. Das Widerlager 5 mit dem zweiten Anlagepunkt 51 ist dabei so ausgebildet, dass die Endbereiche 24 der beiden radial inneren Drähte 2 nach radial außen, also zum ersten Separierkonus 31 hin, gebogen werden, durch das Verschieben des Widerlagers 5 nach oben. Thereafter, the abutment 5 is pushed further upwards until a second contact point 51 rests against the wires 2. FIG. The abutment 5 with the second contact point 51 is designed in such a way that the end regions 24 of the two radially inner wires 2 are bent radially outwards, ie towards the first separating cone 31, by moving the abutment 5 upwards.
Zudem werden die beiden radial außenliegenden Drahtpaare 21 von der Biegevorrichtung 4 angedrückt und in eine durch den zweiten Separierkonus 32 vorgegebene Form gebogen (vgl. Figur 5(b)). Aufgrund des sich verjüngenden Bereichs 39b der Separierkonusse 31, 32, 33 werden die Endbereiche 24 der Drähte 2 dabei über eine gerade, zur Konusrichtung 30 parallele, Ausrichtung hinaus überbogen. Nach einem anschließenden Freigeben der Drähte 2 durch Zurückverschieben der Biegevorrichtung 4 (vgl. Figur 5(c)), gehen die gebogenen Drähte 2 eine teilweise elastische Rückverformung ein. Die Form der Separierkonusse 31, 32, 33, insbesondere der Winkel ß der dritten Seitenkante 36, ist dabei so ausgebildet, dass die Endbereiche 24 der Drähte 2 nach der elastischen Rückverformung parallel zur Konusrichtung 30 bzw. zur Drahtrichtung 25 sind. In addition, the two radially outer wire pairs 21 are pressed by the bending device 4 and bent into a shape specified by the second separating cone 32 (cf. FIG. 5(b)). Because of the tapering In the region 39b of the separating cones 31, 32, 33, the end regions 24 of the wires 2 are overbent beyond a straight alignment parallel to the direction of the cone 30. After the wires 2 are subsequently released by moving the bending device 4 back (cf. FIG. 5(c)), the bent wires 2 undergo a partially elastic recovery. The shape of the separating cones 31, 32, 33, in particular the angle β of the third side edge 36, is designed such that the end regions 24 of the wires 2 are parallel to the cone direction 30 or to the wire direction 25 after the elastic recovery.
Anschließend werden noch die beiden radial äußeren Drahtpaare 21 separiert, wie in der Figur 6 dargestellt. Die ersten beiden Separierkonusse 31, 32 können dabei zwischen den Drähten 2 verbleiben. Alternativ können die beiden Separierkonusse 31, 32 zumindest teilweise nach oben aus den Drähten ausgezogen werden, um ein Verklemmen zu vermeiden. Then the two radially outer pairs of wires 21 are separated, as shown in FIG. The first two separating cones 31, 32 can remain between the wires 2. Alternatively, the two separating cones 31, 32 can be pulled at least partially upwards out of the wires in order to avoid jamming.
Beim Separieren der beiden radial äußeren Drahtpaare 21 bleibt das Widerlager 5 stets in derselben Position, also bildet stets einen Anlagepunkt 51 für die Drähte 2. Dabei wird zunächst der dritte Separierkonus 33 an den nächsten Trennpunkt 8 angefahren. Das Anfahren kann dabei, wie in Figur 6(a) dargestellt, durchgeführt werden, ohne dass die Drähte 2 mittels der Biegevorrichtung 4 angedrückt werden. Ausgehend vom angefahrenen Trennpunkt 8 kann der dritte Separierkonus 33 dabei unmittelbar, das heißt ohne ein Bewegen von Widerlager 5 und/oder Biegevorrichtung 4, zwischen die Drähte 2 eingeschoben werden (vgl. Figur 6 (b)). Anschließend erfolgt das Biegen der Drähte 2 mittels der Biegevorrichtung 4 durch Andrücken in Richtung der Separierkonusse 31, 32, 33 (vgl. Figur 6 (c)). When separating the two radially outer pairs of wires 21, the abutment 5 always remains in the same position, thus always forming a contact point 51 for the wires 2. First, the third separating cone 33 is moved to the next separating point 8. As shown in FIG. 6(a), the approach can be carried out without the wires 2 being pressed by means of the bending device 4 . Starting from the separation point 8 approached, the third separating cone 33 can be inserted directly between the wires 2, ie without moving the abutment 5 and/or the bending device 4 (cf. FIG. 6 (b)). The wires 2 are then bent by means of the bending device 4 by pressing in the direction of the separating cones 31, 32, 33 (cf. FIG. 6 (c)).
Anschließend können die separierten Drähte 2 vollständig freigegeben werden (nicht dargestellt). Das heißt, die Separierkonusse 31, 32, 33 werden aus den Drähten 2 herausgezogen, und die Biegevorrichtung 4 und das Wderlager 5 werden von den Drähten 2 weg bewegt. The separated wires 2 can then be completely released (not shown). That is, the separating cones 31, 32, 33 are pulled out from the wires 2, and the bender 4 and the abutment 5 are moved away from the wires 2.
Figur 7 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht einer Durchführung des Separierens der Drähte 2 mittels eines Werkzeugs 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 3 bis 6 mit dem Unterschied, dass sämtliche Separierkonusse 31, 32, 33 gleich ausgerichtet sind, und dass sämtliche Separierkonusse 31, 32, 33 nacheinander zwischen die Drähte 2 eingeschoben werden. Dadurch werden sämtliche Drähte 2, bis auf die beiden Drähte 2 des radial innersten Drahtpaares 20, welche unverformt bleiben, nach radial außen umgeformt in einen Zustand, wie er in der Figur 2 dargestellt ist. Dadurch kann ein besonders einfaches Werkzeug 1 bereitgestellt werden, da von radial Innen keine Biegekraft auf die Drähte 2 ausgeübt werden muss. Hierdurch kann insbesondere das Widerlager 5 besonders einfach ausgebildet sein und muss nur in eine Richtung, nämlich parallel zur Konusrichtung 30, beweglich sein. Beispielsweise kann das Widerlager 5 dabei während der gesamten Durchführung des Separierens jederzeit an den Drähten 2 anliegen, um den Anlagepunkt 51 zu bilden. FIG. 7 shows a simplified schematic view of how the wires 2 are separated by means of a tool 1 according to a second exemplary embodiment of the invention. The second embodiment corresponds to the Essentially the first exemplary embodiment of FIGS. 3 to 6 with the difference that all separating cones 31, 32, 33 are aligned in the same way and that all separating cones 31, 32, 33 are inserted between the wires 2 one after the other. As a result, all of the wires 2, apart from the two wires 2 of the radially innermost pair of wires 20, which remain undeformed, are deformed radially outward into a state as shown in FIG. As a result, a particularly simple tool 1 can be provided, since no bending force has to be exerted on the wires 2 from radially inside. As a result, the abutment 5 in particular can be designed in a particularly simple manner and only has to be movable in one direction, namely parallel to the cone direction 30 . For example, the abutment 5 can be in contact with the wires 2 at all times during the entire implementation of the separation in order to form the contact point 51 .
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine vereinfachte schematische Ansicht einer Durchführung des Separierens der Drähte 2 mittels eines Werkzeugs 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel der Figur 7 mit dem Unterschied, dass das Werkzeug 1 zusätzlich zwei Hilfskonusse 6, 62 aufweist, welche unabhängig voneinander und unabhängig von den Separierkonussen 31, 32, 33 parallel zur Konusrichtung 30 verschiebbar sind.FIGS. 8 and 9 show a simplified schematic view of how the wires 2 are separated by means of a tool 1 according to a third exemplary embodiment of the invention. The third exemplary embodiment essentially corresponds to the second exemplary embodiment in FIG. 7, with the difference that the tool 1 also has two auxiliary cones 6, 62, which can be displaced parallel to the cone direction 30 independently of one another and independently of the separating cones 31, 32, 33.
Die Hilfskonusse 6, 62 sind dabei eingerichtet, um eine Abstützung der Drähte 2 nach dem Biegen, also insbesondere nach der elastischen Rückverformung der Drähte 2, zu bieten. The auxiliary cones 6, 62 are set up to provide support for the wires 2 after bending, ie in particular after the wires 2 have been elastically deformed back.
Ein erster Hilfskonus 6 ist dabei zwischen dem ersten Separierkonus 31 und dem zweiten Separierkonus 32 angeordnet und wird nach dem Biegen mittels der Biegevorrichtung 4, welches in Figur 8(a) dargestellt ist, entlang der Konusrichtung 30 nach unten verschoben, nachdem die Drähte 2 von der Biegevorrichtung 4 freigegeben sind (vgl. Figur 8(b)). Vorzugsweise ist der Hilfskonus 6 dabei so ausgebildet, um den Bereich, welchen die gebogenen Drähte 2 elastisch zurückfedern, auszufüllen. Insbesondere ist der Hilfskonus 6 so ausgebildet, um zusammen mit seinem zugehörigen Separierkonus 31 eine zur Konusrichtung 30 parallele Fläche zu bilden, gegen welche die Drähte 2 mittels der Biegevorrichtung 4 angedrückt werden können. Dadurch können die zwischen Separierkonus 31 und Biegevorrichtung 4 liegenden Drähte 2 definiert und vollständig abgestützt werden, ohne dass diese den elastisch zurückgefederten Anteil erneut nachgeben können. Dadurch wird ermöglicht, dass die Drahtenden, insbesondere der radial äußeren Drähte 2, bestmöglich parallel zur Konusrichtung 30 ausgerichtet werden, um den nächsten Separierkonus 32 sauber anfahren zu können. Somit können die Drähte 2, wie in Figur 8(c) gezeigt, mittels der Biegevorrichtung 4 besonders präzise in Richtung des Widerlagers 5 angedrückt werden, während der nächste Separierkonus 32 an die Drähte 2 anfährt. Dadurch kann besonders zuverlässig sichergestellt werden, dass jeder Separierkonus 31, 32, 33 genau zwischen die jeweils zu separierenden Drähte 2 trifft und definiert eingeschoben werden kann. Figur 9 zeigt dabei einen Zustand der fertig separierten Drähte 2, wobei sämtliche Separierkonusse 31, 32, 33 zwischen die Drähte 2 eingeschoben sind und beide Hilfskonusse 6, 62 jeweils an den Drähten 2 anliegen, um diese abzustützen. A first auxiliary cone 6 is arranged between the first separating cone 31 and the second separating cone 32 and, after bending by means of the bending device 4, which is shown in Figure 8(a), is pushed down along the cone direction 30 after the wires 2 of of the bending device 4 are released (see FIG. 8(b)). The auxiliary cone 6 is preferably designed in such a way that it fills the area in which the bent wires 2 spring back elastically. In particular, the auxiliary cone 6 is designed in such a way that, together with its associated separating cone 31 , it forms a surface parallel to the direction of the cone 30 , against which the wires 2 can be pressed by means of the bending device 4 . As a result, the wires 2 located between the separating cone 31 and the bending device 4 can be defined and be fully supported without being able to give way again to the elastically springed-back portion. This makes it possible for the wire ends, in particular the radially outer wires 2, to be aligned in the best possible way parallel to the cone direction 30 in order to be able to approach the next separating cone 32 cleanly. Thus, as shown in FIG. 8(c), the wires 2 can be pressed particularly precisely in the direction of the abutment 5 by means of the bending device 4, while the next separating cone 32 approaches the wires 2. It can thereby be ensured in a particularly reliable manner that each separating cone 31, 32, 33 hits exactly between the wires 2 to be separated and can be inserted in a defined manner. FIG. 9 shows a state of the completely separated wires 2, with all separating cones 31, 32, 33 being inserted between the wires 2 and both auxiliary cones 6, 62 each resting against the wires 2 in order to support them.
Figur 10 zeigt eine alternative vereinfachte schematische Ansicht von Drähten 2 einer elektrischen Maschine. Figur 10 zeigt dabei den bereits separierten Zustand. Beispielsweise kann es sich bei der dargestellten elektrischen Maschine um die elektrische Maschine der Figur 1 handeln, wobei Figur 10 die Unterseite, welche beispielsweise die Verschaltseite sein kann, zeigt. Der Statorkern 11 des Stators 10 weist dabei um den Umfang verteilt mehrere Aussparungen 12, 12‘ auf, in welchen an dieser Verschaltseite jeweils unterschiedliche Anordnungen an Drähten 2 vorliegen. Zur Unterscheidung werden die, insbesondere geometrisch identischen, aber unterschiedlich gefüllten, Aussparungen 12, 12‘ nachfolgend als „normale Aussparungen“ 12, welche jeweils identische Anordnungen an Drähten 2 mit jeweils acht Drähten 2 aufweisen, oder als „Sonder-Aussparungen“ 12‘, welche eine von den normalen Aussparungen 12 abweichende Anordnung an Drähten 2 aufweisen, bezeichnet. Beispielsweise können in den Sonder-Aussparungen 12‘ zusätzliche Sonderdrähte, wie beispielsweise Umkehrverbinder und/oder Anschlussdrähte angeordnet sein. Figure 10 shows an alternative simplified schematic view of wires 2 of an electrical machine. FIG. 10 shows the state that has already been separated. For example, the electrical machine shown can be the electrical machine in FIG. 1, with FIG. 10 showing the underside, which can be the wiring side, for example. The stator core 11 of the stator 10 has a plurality of cutouts 12, 12' distributed around the circumference, in which different arrangements of wires 2 are present on this connection side. To distinguish between them, the recesses 12, 12', which are in particular geometrically identical but filled differently, are referred to below as "normal recesses" 12, which each have identical arrangements of wires 2, each with eight wires 2, or as "special recesses" 12', which have an arrangement of wires 2 that deviates from the normal recesses 12. For example, additional special wires, such as reversing connectors and/or connection wires, can be arranged in the special cutouts 12'.
Die Drähte 2 in den Sonder-Aussparungen 12‘ können beim Separieren separat zu den Drähten 2 der normalen Aussparungen 12 gehandhabt werden. Dafür können beispielsweise die Drähte 2 der Sonder-Aussparungen 12‘ beim Separieren ausgelassen werden und anschließend in einem separaten Verfahren entsprechend umgeformt werden. Alternativ können auch sämtliche Drähte 2 der Sonder-Aussparungen 12‘ mittels des oben beschriebenen Verfahrens gleichzeitig mit allen anderen Drähten 2 der normalen Aussparungen 12 separiert werden, wobei die Sonderdrähte zusätzlich in einem nachfolgenden separaten Schritt in die gewünschte Position gebracht werden können. The wires 2 in the special cutouts 12' can be handled separately from the wires 2 in the normal cutouts 12 when they are separated. For this purpose, for example, the wires 2 of the special recesses 12' can be left out during separation and then correspondingly formed in a separate process. Alternatively, all wires 2 of Special cutouts 12' can be separated simultaneously with all other wires 2 of the normal cutouts 12 by means of the method described above, with the special wires also being able to be brought into the desired position in a subsequent separate step.
Figur 11 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines Werkzeugs 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 3 bis 6 mit dem Unterschied eines alternativen Widerlagers 5. Im vierten Ausführungsbeispiel ist das Widerlager 5 zusammen mit dem erstenFIG. 11 shows a simplified schematic view of a tool 1 according to a fourth exemplary embodiment of the invention. The fourth embodiment corresponds essentially to the first embodiment of Figures 3 to 6 with the difference of an alternative abutment 5. In the fourth embodiment, the abutment 5 is together with the first
Separierkonus 31 als integrales Bauteil ausgebildet. Das heißt, der Anlagepunkt 51 ist in einem vordefinierten Abstand 58 zum ersten Separierkonus 31 angeordnet. Ferner ist das Widerlager 5 integral mit dem ersten Separierkonus 31 entlang der Konusrichtung 30 verschiebbar. Das Widerlager 5 weist dabei zudem eine Biegeschräge 55 auf, welche so ausgebildet ist, dass diejenigenSeparating cone 31 designed as an integral component. This means that the contact point 51 is arranged at a predefined distance 58 from the first separating cone 31 . Furthermore, the abutment 5 can be displaced integrally with the first separating cone 31 along the cone direction 30 . The abutment 5 also has a bending slope 55, which is designed so that those
Drähte 2, die zwischen Widerlager 5 und erstem Separierkonus 31 liegen, wenn der erste Separierkonus 31 zwischen die Drähte 2 eingeschoben wird, durch die Biegeschräge 55 automatisch in Richtung des ersten Separierkonus 31 umgeformt werden. Das heißt, die Biegeschräge 55 biegt die beiden Drähte 2 des ersten Drahtpaares 21 automatisch in Richtung des ersten SeparierkonusWires 2, which lie between the abutment 5 and the first separating cone 31 when the first separating cone 31 is inserted between the wires 2, are automatically reshaped by the bending bevel 55 in the direction of the first separating cone 31. This means that the bending bevel 55 automatically bends the two wires 2 of the first pair of wires 21 in the direction of the first separating cone
31, um die S-Form der Drähte 2 zu erzeugen. 31 to create the S-shape of the wires 2.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Werkzeug zum Separieren von mehreren parallel und nebeneinander angeordneten Drähten (2) einer elektrischen Maschine, umfassend: 1. A tool for separating a plurality of wires (2) arranged in parallel and next to one another in an electrical machine, comprising:
- zumindest einen Separierkonus (31), welcher einen keilförmigen Querschnitt aufweist, und welcher entlang einer Konusrichtung (30) verschiebbar ist, zum Separieren von Drähten (2) durch Einschieben des Separierkonus (31) zwischen zwei benachbarte Drähte (2), und - at least one separating cone (31), which has a wedge-shaped cross section and which can be displaced along a cone direction (30), for separating wires (2) by inserting the separating cone (31) between two adjacent wires (2), and
- eine Biegevorrichtung (4), welche entlang einer Biegerichtung (40) im Wesentlichen senkrecht zur Konusrichtung (30) verschiebbar ist, und welche eingerichtet ist, um auf einer Seite des Separierkonus (31) liegende Drähte (2) in eine durch den Separierkonus (31) vorgegebene Form zu biegen. - a bending device (4) which can be displaced along a bending direction (40) substantially perpendicular to the cone direction (30) and which is set up to convert wires (2) lying on one side of the separating cone (31) into a through-the separating cone ( 31) to bend given shape.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Widerlager (5), welches bezüglich der Konusrichtung (30) auf einer der Biegevorrichtung (4) gegenüberliegenden Seite des Separierkonus (31) angeordnet ist und einen Anlagepunkt (51) für die Drähte (2) bildet. 2. Tool according to claim 1, further comprising an abutment (5) which is arranged on a side of the separating cone (31) opposite the bending device (4) with respect to the cone direction (30) and a contact point (51) for the wires (2) forms.
3. Werkzeug nach Anspruch 2, wobei das Widerlager (5) zusammen mit dem Separierkonus (31) als integrales Bauteil ausgebildet ist, und wobei das Widerlager (5) eine Biegeschräge (55) aufweist, welche so ausgebildet ist, um beim Einschieben des Separierkonus (31) zwischen die Drähte (2) einen oder mehrere zwischen Widerlager (5) und Separierkonus (31) liegende Drähte (2) zumindest teilweise in Richtung Separierkonus (31) umzuformen. 3. Tool according to claim 2, wherein the abutment (5) is formed together with the separating cone (31) as an integral component, and wherein the abutment (5) has a bending slope (55) which is formed so that when the separating cone is inserted (31) between the wires (2) one or more wires (2) located between the abutment (5) and the separating cone (31) at least partially in the direction of the separating cone (31).
4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Separierkonus (31) in einer Querschnittebene zwei in einem spitzen Winkel (a) angeordnete Seitenkanten (34, 35) aufweist, wobei eine erste Seitenkante (34) parallel zur Konusrichtung (30) ist, insbesondere wobei der spitze Winkel (a) mindestens 2,5°, bevorzugt maximal 23°, beträgt. 4. Tool according to one of the preceding claims, wherein the separating cone (31) has two side edges (34, 35) arranged at an acute angle (a) in a cross-sectional plane, wherein a first side edge (34) is parallel to the cone direction (30), in particular where the acute angle (a) is at least 2.5°, preferably at most 23°.
5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Form des Separierkonus (31) so ausgebildet ist, dass die Drähte (2) nach dem Biegen mittels der Biegevorrichtung (4) und nach einer teilweisen elastischen Rückverformung in einer vordefinierten S-Form vorliegen. 5. Tool according to one of the preceding claims, wherein the shape of the separating cone (31) is designed such that the wires (2) are present in a predefined S-shape after bending by means of the bending device (4) and after partial elastic recovery.
6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere, vorzugsweise mindestens zwei, besonders bevorzugt mindestens drei, Separierkonusse (31, 32, 33), welche entlang der Biegerichtung (40) in vordefinierten Abständen (37, 38) angeordnet sind. 6. Tool according to one of the preceding claims, comprising several, preferably at least two, particularly preferably at least three, separating cones (31, 32, 33) which are arranged at predefined distances (37, 38) along the bending direction (40).
7. Werkzeug nach Anspruch 6, wobei ein Mindest-Abstand (37) zwischen zwei Separierkonussen (31, 32, 33) jeweils eine doppelte Drahtdicke (27) eines einzelnen Drahtes (2) der zu separierenden Drähte (2) beträgt. 7. Tool according to claim 6, wherein a minimum distance (37) between two separating cones (31, 32, 33) is twice the wire thickness (27) of an individual wire (2) of the wires (2) to be separated.
8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei zumindest zwei Separierkonusse (31, 32) bezüglich der Konusrichtung (30) gespiegelt angeordnet sind, oder wobei sämtliche Separierkonusse (31, 32, 33) gleich ausgerichtet sind. 8. Tool according to one of claims 6 or 7, wherein at least two separating cones (31, 32) are arranged mirrored with respect to the cone direction (30), or wherein all separating cones (31, 32, 33) are aligned in the same way.
9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend zumindest einen Hilfskonus (6), welcher unmittelbar an einen der Separierkonusse (31, 32, 33) angrenzend und entlang der Konusrichtung (30) verschiebbar angeordnet ist, und wobei der Hilfskonus (6) so ausgebildet ist, um einen vordefinierten Anlagepunkt für zwischen dem jeweiligen Separierkonus (31, 32, 33) und der Biegevorrichtung (4) liegende Drähte (2) zu bilden. 9. Tool according to one of claims 6 to 8, further comprising at least one auxiliary cone (6) which is arranged directly adjacent to one of the separating cones (31, 32, 33) and is displaceable along the cone direction (30), and wherein the auxiliary cone ( 6) is designed to form a predefined contact point for wires (2) lying between the respective separating cone (31, 32, 33) and the bending device (4).
10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Separierkonus (31) kreisringförmig ausgebildet ist, und wobei die Biegerichtung (40) radial angeordnet ist, um radial nebeneinander angeordnete Drähte (2) einer Vielzahl an auf einem Kreisring angeordneten Drahtpaketen (20) zu separieren. 10. Tool according to one of the preceding claims, wherein the separating cone (31) is circular in shape and the bending direction (40) is arranged radially in order to direct wires (2) arranged radially next to one another to a plurality of wire packages (20) arranged on a circular ring separate.
11. Verfahren zum Separieren von mehreren parallel und nebeneinander angeordneten Drähten (2) einer elektrischen Maschine, umfassend die Schritte: - Separieren der Drähte (2) durch Einschieben eines Separierkonus (31) mit einem keilförmigen Querschnitt parallel zu einer Konusrichtung (30) zwischen zwei benachbarte Drähte (2), und 11. A method for separating a plurality of wires (2) arranged in parallel and next to one another in an electrical machine, comprising the steps: - Separating the wires (2) by inserting a separating cone (31) with a wedge-shaped cross section parallel to a cone direction (30) between two adjacent wires (2), and
- Biegen von auf einer Seite des Separierkonus (31) liegenden Drähten (2) in eine durch den Separierkonus (31) vorgegebene Form mittels einer im Wesentlichen senkrecht zur Konusrichtung (30) verschiebbaren Biegevorrichtung (4). - Bending wires (2) lying on one side of the separating cone (31) into a shape predetermined by the separating cone (31) by means of a bending device (4) which can be displaced essentially perpendicularly to the direction of the cone (30).
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei mehrere, vorzugsweise mindestens sechs, besonders bevorzugt mindestens acht, in einem Drahtpaket (20) angeordnete Drähte (2) durch mehrere, vorzugsweise mindestens zwei, besonders bevorzugt mindestens drei, Separierkonusse (31, 32, 33) separiert werden, derart, dass nach dem Separieren und Biegen jeweils voneinander separierte Drahtpaare (21) vorliegen. 12. The method according to claim 11, wherein several, preferably at least six, particularly preferably at least eight, wires (2) arranged in a wire bundle (20) are separated by several, preferably at least two, particularly preferably at least three, separating cones (31, 32, 33) are separated in such a way that, after the separation and bending, wire pairs (21) are separated from one another.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zumindest zwei Drähte (2) in entgegengesetzte Richtungen bezüglich einer Biegerichtung (40), entlang welcher die Drähte (2) nebeneinander angeordnet sind, gebogen werden, und/oder wobei zumindest einer der Drähte (2) ungebogen bleibt, insbesondere wobei zumindest zwei Separierkonusse (31, 32, 33) gleichzeitig oder nacheinander zwischen Drähte (2) des Drahtpakets (20) eingeschoben werden. 13. The method according to claim 12, wherein at least two wires (2) are bent in opposite directions with respect to a bending direction (40) along which the wires (2) are arranged next to one another, and/or wherein at least one of the wires (2) is unbent remains, in particular with at least two separating cones (31, 32, 33) being inserted simultaneously or one after the other between wires (2) of the wire pack (20).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei während ein erster Separierkonus (31) zwischen die Drähte (2) eingeschoben ist und nach dem Biegen mittels der Biegevorrichtung (4) ein zweiter Separierkonus (32) zwischen zwei Drähte (2) an einer anderen Stelle des Drahtpaktes (20) eingeschoben wird. 14. The method according to any one of claims 12 or 13, wherein while a first separating cone (31) is inserted between the wires (2) and after bending by means of the bending device (4), a second separating cone (32) between two wires (2). is inserted at a different point in the bundle of wires (20).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, ferner umfassend die Schritte: 15. The method according to any one of claims 11 to 14, further comprising the steps of:
- Andrücken sämtlicher Drähte (2) mittels der Biegevorrichtung (4) gegen ein Widerlager (5), - pressing all wires (2) against an abutment (5) by means of the bending device (4),
- Anfahren des Separierkonus (31) an einen Trennpunkt (8) zwischen den beiden zu separierenden Drähten (2) während des Andrückens, und - Approaching the separating cone (31) to a separation point (8) between the two wires (2) to be separated while being pressed, and
- Freigeben der Drähte (2), wobei das Separieren der Drähte (2) durch Verschieben des Separierkonus (31) entlang der Konusrichtung (30) ausgehend vom Trennpunkt (8) und nach dem Freigeben der Drähte (2) durchgeführt wird. - releasing the wires (2), the wires (2) being separated by moving the separating cone (31) along the cone direction (30) starting from the separation point (8) and after releasing the wires (2).
16. Verfahren zum Herstellen eines Stators (10) einer elektrischen Maschine, umfassend die Schritte: 16. A method for producing a stator (10) of an electrical machine, comprising the steps:
- Bereitstellen eines Statorkerns (11), weicher eine Vielzahl an radialen Aussparungen (12) aufweist, - providing a stator core (11) having a plurality of radial recesses (12),
- Vorzugsweise Anordnen jeweils eines Isolierelements (13) in jeder Aussparung- Preferably arranging one insulating element (13) in each recess
(12), (12),
- Anordnen jeweils eines Drahtpakets (20) mit mehreren Drähten (2) in jeder Aussparung (12), - arranging a wire package (20) with a plurality of wires (2) in each recess (12),
- Separieren von zumindest einem Teil der Drähte (2) jedes Drahtpakets (20) mittels eines Werkzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 15, - separating at least part of the wires (2) of each wire bundle (20) by means of a tool (1) according to one of claims 1 to 10 and/or by means of a method according to one of claims 11 to 15,
- Schränken der separierten Drähte (2), und - cutting the separated wires (2), and
- Verschweißen der geschränkten Drähte (2). - Welding the set wires (2).
17. Verwendung von separierten Drähten (2) in einem Stator (10) einer elektrischen Maschine, 17. Use of separated wires (2) in a stator (10) of an electrical machine,
- wobei die Drähte (2) Wicklungen des Stators (10) bilden, und - the wires (2) forming windings of the stator (10), and
- wobei zumindest ein Teil der Drähte (2) mittels eines Werkzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 15 separiert sind, und/oder - wherein at least some of the wires (2) are separated by means of a tool (1) according to one of claims 1 to 10 and/or by means of a method according to one of claims 11 to 15, and/or
- wobei der Stator (10) mittels eines Verfahrens nach Anspruch 16 hergestellt ist. - wherein the stator (10) is manufactured by a method according to claim 16.
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