WO2025008024A1 - Werkzeug zur verkürzung von wickelköpfen einer wickelmatte für einen stator, verfahren zur verkürzung von wickelköpfen einer wickelmatte - Google Patents

Werkzeug zur verkürzung von wickelköpfen einer wickelmatte für einen stator, verfahren zur verkürzung von wickelköpfen einer wickelmatte Download PDF

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WO2025008024A1
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WO
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winding
mat
jaws
wire
tool
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Dirk Strassburger
Matthias Friedmann
Stephan Popp
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines
    • H02K15/043—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines winding flat conductive wires or sheets
    • H02K15/0432—Distributed windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/20—Shaping or compacting conductors or winding heads after the installation of the winding in the cores or machines; Applying fastening means on winding heads
    • H02K15/22—Shaping or compacting conductors in slots or around salient poles

Definitions

  • the invention relates to a tool for machining a winding mat which is intended for conducting current in a stator of an electric machine.
  • a winding mat made by flat wire wave winding has straight sections that are designed with a winding head on both sides. These straight sections of the winding mat are then positioned in the stator package.
  • the height of the winding head depends on the one hand on the slot spacing in the stator and on the other hand on the thickness of the wire from which the winding mat is wound.
  • the object of the present invention is to ensure an adaptation of the winding mat with respect to the height of the winding heads.
  • the tool has two jaws/strips/plates that can be removed from one another, each of which has a large number of projections/pins/tenons extending in the same direction for engaging in the winding mat constructed by a wire, with a spacing mechanism between the jaws in order to cause an elongation of straight sections of the wire of the winding mat with increasing spacing of the jaws and a corresponding shortening of the two winding heads on the winding mat side.
  • the tool makes it easier to process the winding mat, since the less complex structure of the tool enables efficient and less error-prone processing and adjustment of the winding mat.
  • the jaws/plates are guided using guide rails. This makes it easier to space the jaws apart.
  • the two jaws can be part of a linear magazine. This simplifies the processing of the winding mat with the jaws.
  • the spacing mechanism is preferably formed from at least one or more mechanical elements that can be pushed apart, preferably a cylinder arrangement.
  • a screw arrangement is also conceivable.
  • the screw arrangement is particularly preferably a plurality of clamping screws.
  • the spacing mechanism ensures that the jaws are moved in opposite directions and allows the jaws/plates to move evenly.
  • a control and/or regulation system can be present that is prepared to cause/cause the jaws to move apart, taking into account/mutually compensating for stretch extensions and stretch contractions of the wire of the winding mat. This makes it possible to automate the tool, which makes processing easier.
  • the tool additionally has a stop for each of the jaws, whereby the stop serves as an (additional) compaction element for the winding heads.
  • the stop serves as an (additional) compaction element for the winding heads. This promotes shortening/compacting of the winding head, since the winding head is actively moved against a side surface of the stop.
  • the stop can be made of different materials, preferably from a plastic, particularly preferably from a natural PET, in order to protect the changing mat from damage when it comes into contact with the stop.
  • the invention also relates to a method for processing a winding mat made of a wire for conducting current in a stator, wherein the winding mat is first wound from a wire and then first sections of the wire are specifically lengthened and/or bent and second sections of the wire are arranged and/or bent closer to one another in order to lengthen a middle section of the winding mat between two winding heads and to condense/shorten the winding heads.
  • the prefabricated winding mat is inserted into projections of a first jaw of a tool, preferably according to a previously described tool, and is inserted into projections of a second jaw of the tool and the two jaws are then linearly separated from each other.
  • the winding mat is held on the tool by means of the projections and the projections also enable the winding heads to be shortened while the middle section is lengthened at the same time. This means that two processing steps can be combined in one step, which is implemented with the linear removal of the jaws. This provides an efficient and time-saving process.
  • the projections are preferably arranged/formed on an upper side of the jaw.
  • the projections particularly preferably have a circular shape in cross-section so that the winding mat can be positioned more easily, as this prevents it from jamming with the straight sections.
  • Other shapes in cross-section are also conceivable. It is advantageous if the large number of projections are arranged in at least one row, preferably two rows. This makes positioning the winding mat easier and lengthening the straight sections and shortening the winding heads is less prone to errors.
  • the prefabricated winding mat is created using a winding blade.
  • the wire used to wind the winding mat is moved at an angle on the winding blade until the first sections of the wire almost touch each other.
  • the winding head is created by folding the winding blade with the wire on it. The winding blade enables even winding and easy production of the winding mat.
  • the winding heads protrude evenly from the sides of a linear magazine containing the jaws. This makes positioning the winding mat easier.
  • the bending angle and/or bending radius of the wire is specifically changed when moving/relocating/removing the jaws. This makes it easier to shorten the winding heads, as the movement process as part of the spacing of the two jaws and the arrangement of the winding mat on the projections means that the wire is arranged closer together in the second sections.
  • the bending angle and/or the bending radius is smaller after spacing, so that the second section of the wire at the winding head becomes more tightly meshed.
  • the invention relates to a method in which a winding mat is produced with a winding blade, the winding mat is then placed in a linear magazine, then jaws of the linear magazine are displaced so that straight sections of the winding mat are lengthened and winding heads of the winding mat are shortened accordingly, and straight sections are reduced during production of the winding mat by the amount by which they were lengthened during stretching.
  • winding heads can be pushed against a stop in order to compress the winding head and shorten the winding heads and then fix this position using screws.
  • Fig. 1 is a plan view of a tool for processing a winding mat in a stationary state
  • Fig. 2 a top view of the tool for processing the winding mat in a moving state
  • Fig. 3 a top view of the tool for processing the winding mat in a stationary state with the winding mat positioned
  • Fig. 4 a top view of the tool for processing the winding mat in a moving state with the winding mat positioned
  • Fig. 5 a section of the positioned changing mat in the stationary state
  • Fig. 6 a section of the positioned changing mat in the moving state
  • Fig. 7 shows a second, alternative embodiment of the tool in a plan view.
  • Figures 1 to 4 show a tool 1 according to the invention for processing a winding mat 2 (shown in Figures 3 and 4) which is provided for conducting current in a stator (not shown) of an electric machine (not shown), wherein the tool 1 has two jaws 3 which can be removed from one another and each has a plurality of projections 4 for engaging in the winding mat 2 constructed by a wire 5, wherein a spacing mechanism 6 is present between the jaws 3 in order to cause an elongation of straight sections 7 of the wire 5 of the winding mat 2 with increasing spacing of the jaws 3 and corresponding shortening of the two winding heads 8 on the winding mat side.
  • FIGs. 1 and 2 the basic structure of the tool 1 is shown in a first embodiment without winding mat 2. To clarify the structure, an axial direction 9 and a radial direction 10 are shown. In Figs. 3 and 4, the tool 1 is subsequently supplemented by the winding mat 2. The tool 1 is shown in a plan view.
  • the tool 1 has two jaws 3 spaced apart from one another, a first jaw 26 and a second jaw 27, which are coupled to one another in the radial direction 10 via the spacing mechanism 6.
  • the jaws 3 extend in the form of strips in the axial direction 9 and each have a plurality of projections 4 on an upper side 11.
  • the projections 4 are arranged in two rows in the radial direction 10, and a plurality of projections 4 are then positioned at a uniform distance from one another in the axial direction 9.
  • the projections 4 are positioned on the upper side 11 such that they are oriented towards an edge 12, with the edges 12 of the respective jaws 3 lying opposite one another.
  • the projections 4 have an elevation/extension in a transverse direction 13 to the axial direction 9.
  • the spacing mechanism 6 is implemented using two cylinder arrangements, a first cylinder arrangement 14 and a second cylinder arrangement 15.
  • the cylinder arrangements 14, 15 are each coupled to the jaws 3, positioned extending in the radial direction 10 and arranged next to one another offset from one another along the axial direction 9 and carry out a linear movement in the radial direction 10.
  • a distance 16 in the radial direction 10 is defined between the pin 4 of the first jaw 26 and the second jaw 27. This stationary state describes the state before the jaws 3 are spaced apart from one another.
  • Fig. 2 the tool 2 is now shown in a moving state.
  • the distance 16 has changed in the radial direction 10.
  • the spacing mechanism 6 By activating the spacing mechanism 6, the distance 16 is larger compared to the stationary state in Fig. 1.
  • a first direction of movement 17 and a second direction of movement 30 are defined, which are positioned oriented according to the radial direction 10 and the first direction of movement 17 indicates the movement of the first jaw 26 and the second direction of movement 30 indicates the movement of the second jaw 27.
  • Figs. 3 and 4 now show the tool 1 with the winding mat 2.
  • Fig. 3 shows the stationary state
  • Fig. 4 shows the moving state and a spacing of the jaws 3 has taken place.
  • the winding mat 2 is now positioned on the tool 1.
  • the winding mat 2 has a central section 18 which is defined by straight sections 7 in a first section 19 of the wire 5.
  • the winding mat 2 has a winding head 8 in a second section 23 on each side of the central section 18.
  • the straight sections 7 of the wire 5 extend in the radial direction 10.
  • the winding mat 2 is wound in such a way that there are a plurality of straight sections 7 which are spaced apart from one another in the axial direction 9.
  • the winding mat 2 is positioned on the tool 1 such that the projections 4 engage in the winding mat 2 in the transverse direction 13.
  • the winding mat 2 is oriented such that the winding head 8 is spaced apart from the edge 12 in the radial direction 10, so that a first side 20 of the winding head 8 is oriented in the radial direction 10 to the side facing away from the edge 12.
  • the winding mat 2 has a length 21, 22 in the radial direction 10 for the middle section 18 and the winding heads 8, which is changed by the spacing. By spacing, the length 22 of the winding head 8 is reduced, while the length 21 of the middle section 18 is increased. This difference is shown in the comparison of Fig. 3 to Fig. 4.
  • Figs. 5 and 6 a section of the winding mat 2 on the tool 1 with focus on the winding head 8 is shown, in Fig. 5 in the stationary state and in Fig. 6 in the moving state.
  • the enlarged detail shows the design of the wire 5 in the transition from the first sections 19 to the second sections 23.
  • the wire 5 has a bending radius 24 and a bending angle 25 in this transition. Spacing by the spacing mechanism 6 reduces the bending radius 24 and the bending angle 25. This also reduces the length 22 of the winding head 8 and increases the length 21 of the middle section 18. The winding head 8 becomes more tightly meshed in the second section 23.
  • a second embodiment of the tool 1 according to the invention is shown in a top view.
  • this embodiment has a spacing mechanism 6 in the form of clamping screws 28, 29, wherein each of the jaws 3 is designed with two clamping screws 28, 29, a first clamping screw 28 and a second clamping screw 29.
  • the jaws 3 are designed in the form of a tension plate.
  • the first jaw 26 is moved in the radial direction 10 in the direction of a first stop 31 and the second jaw 27 is moved in the radial direction 10 in the direction of a second stop 32. Due to the pulling apart of the winding mat 2, the winding heads 8 are moved in the radial direction 10 in the direction of the stops 31, 32. The winding heads 8 are pressed with a second side 33, which is defined on the outside in the radial direction 10, against a side surface 34 of the respective stop 31, 32.
  • the tool has two guide rails 35, 36, which ensure that the jaws 3, in the form of the tension plates, are guided. list of reference symbols
  • Winding head Axial direction Radial direction Top side

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Wickelmatte (2), die zum Stromleiten in einem Stator einer Elektromaschine vorgesehen ist, wobei das Werkzeug (1 ) zwei voneinander entfernbare Backen (3) besitzt, die jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen (4) zum Eingreifen in die durch einen Draht (5) aufgebaute Wickelmatte (2) besitzt, wobei ein Beabstandungsmechanismus (6) zwischen den Backen (3) vorhanden ist, um bei zunehmender Beabstandung der Backen (3) eine Längung gerader Strecken (7) des Drahtes (5) der Wickelmatte (2) bei entsprechenden Verkürzungen der beiden Wickelmattenseitigen Wickelköpfe (8) zu verursachen. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten einer Wickelmatte (2) aus einem Draht (5) zum Strom leiten in einem Stator, wobei die Wickelmatte (2) zuerst aus einem Draht (5) gewickelt wird und danach gezielt erste Abschnitte (19) des Drahtes (5) gelängt und/oder verbogen werden und zweite Abschnitte (23) des Drahtes (5) enger zueinander angeordnet und/oder verbogen werden, um einen mittleren Abschnitt (18) der Wickelmatte (2) zwischen zwei Wickelköpfen (8) zu längen und die Wickelköpfe (8) zu verkürzen.

Description

Werkzeug zur Verkürzung von Wickelköpfen einer Wickelmatte für einen Stator, Verfahren zur Verkürzung von Wickelköpfen einer Wickelmatte
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten einer Wickelmatte, die zum Stromleiten in einem Stator einer Elektromaschine vorgesehen ist.
Bei Statoren für Elektromaschinen ist es notwendig, den ohnehin geringen Bauraum optimal auszunutzen. Vor allem steht dabei im Fokus, den Bauraum möglichst klein zu halten, ohne jedoch Leistung zu verlieren. Eine Wickelmatte, die durch Flachdraht- Wellenwickeln hergestellt ist, weist gerade Strecken auf, die beidseitig mit einem Wickelkopf ausgestaltet ist. Diese geraden Strecken der Wickelmatte sind dann im Statorpaket positioniert.
Im Stand der Technik ist die Höhe des Wickelkopfes zum einen abhängig von dem Nutabstand im Stator und zum anderen von der Dicke des Drahtes, aus dem die Wickelmatte gewickelt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anpassung der Wickelmatte in Bezug auf die Höhe der Wickelköpfe zu gewährleisten.
Dies wird bei einem vorliegenden Werkzeug dadurch gelöst, dass das Werkzeug zwei voneinander entfernbare Backen / Leisten / Platten besitzt, die jeweils eine Vielzahl von in die gleiche Richtung ragenden Vorsprüngen / Stiften / Zapfen zum Eingreifen in die durch einen Draht aufgebaute Wickelmatte besitzt, wobei ein Beabstandungsme- chanismus zwischen den Backen vorhanden ist, um bei zunehmender Beabstandung der Backen eine Längung gerader Strecken des Drahtes der Wickelmatte bei entsprechender Verkürzung der beiden Wickelmattenseitigen Wickelköpfe zu verursachen. Mithilfe des Werkzeugs ist eine Bearbeitung der Wickelmatte erleichtert, da durch einen weniger komplexen Aufbau des Werkzeugs eine effiziente und weniger fehleranfällige Bearbeitung und Anpassung der Wickelmatte möglich ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
Bevorzugt sind die Backen / Platten mithilfe von Führungsschienen geführt. Dies erleichtert das Beabstanden der Backen.
Außerdem können die beiden Backen Teil eines Linearmagazins sein. Dies vereinfacht die Bearbeitung der Wickelmatte mit den Backen.
Bevorzugt ist der Beabstandungsmechanismus aus zumindest einem oder mehreren mechanischen auseinander schiebbaren Elementen, bevorzugt einer Zylinderanordnung, gebildet. Alternativ zu dieser Zylinderanordnung ist auch eine Schraubenanordnung denkbar. Bei der Schraubenanordnung handelt es sich besonders bevorzugt um eine Vielzahl von Spannschrauben. Der Beabstandungsmechanismus sorgt dafür, dass die Backen in voneinander entgegengesetzte Richtungen bewegt werden und lässt ein gleichmäßiges Bewegen der Backen / Platten zu.
Des Weiteren können eine Steuerung und/oder Regelung vorhanden sein, die vorbereitet sind, ein Entfernen der Backen voneinander unter Berücksichtigung / gegenseitiger Kompensation von Streckverlängerungen und Streckverkürzungen des Drahtes der Wickelmatte zu bedingen / zu verursachen. Damit ist eine Automatisierung des Werkzeugs umsetzbar, wodurch die Bearbeitung erleichtert ist.
In einer alternativen Ausführungsform weist das Werkzeug zusätzlich für jeweils eine der Backen einen Anschlag auf, wobei der Anschlag für die Wickelköpfe als ein (zusätzliches) Verdichtungselement dient. Damit wird ein Verkürzen / Verdichten des Wickelkopfes begünstigt, da der Wickelkopf aktiv gegen eine Seitenfläche des Anschlags bewegt ist. Der Anschlag kann dabei aus verschiedenen Materialien gebildet sein, vorzugsweise aus einem Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem PET natur, um die Wickelmatte beim Kontakt mit dem Anschlag vor Beschädigungen zu schützen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bearbeiten einer Wickelmatte aus einem Draht zum Strom leiten in einem Stator, wobei die Wickelmatte zuerst aus einem Draht gewickelt wird und danach gezielt erste Abschnitte des Drahtes gelängt und/oder verbogen werden und zweite Abschnitte des Drahtes enger zueinander angeordnet und/oder verbogen werden, um einen mittleren Abschnitt der Wickelmatte zwischen zwei Wickelköpfen zu längen und die Wickelköpfe zu verdichten / verkürzen. Mithilfe des Verfahrens ist eine effiziente Lösung geschaffen, in einfachster Weise die Wickelmatte und vor allem die Wickelköpfe so anzupassen, dass insgesamt der Bauraum für die Wickelmatte reduziert wird, dass die Leistung des Stators erhöht wird, das Gewicht eingespart wird und das die Verlustleistung reduziert wird.
Von Vorteil ist, wenn die vorgefertigte Wickelmatte in Vorsprünge einer ersten Backe eines Werkzeugs, vorzugsweise nach einem zuvor beschriebenen Werkzeug, eingelegt wird und in Vorsprünge einer zweiten Backe des Werkzeugs eingelegt wird und die beiden Backen danach voneinander linear entfernt werden. Mittels der Vorsprünge ist die Wickelmatte an dem Werkzeug gehalten und die Vorsprünge ermöglichen zusätzlich das Verkürzen der Wickelköpfe bei gleichzeitiger Längung des mittleren Abschnitts. Somit können zwei Bearbeitungsschritte in einem Schritt zusammengefasst werden, die mit der linearen Entfernung der Backen umgesetzt ist. Damit ist ein effizientes und zeitsparendes Verfahren gegeben. Bevorzugt sind die Vorsprünge an einer Oberseite der Backe angeordnet / gebildet. Besonders bevorzugt weisen die Vorsprünge im Querschnitt eine Kreisform auf, damit die Wickelmatte einfacher positioniert werden kann, da ein Verkanten mit den geraden Strecken damit verhindert ist. Es sind aber auch andere Formen im Querschnitt denkbar. Von Vorteil ist, wenn die Vielzahl an Vorsprüngen zumindest in einer Reihe, vorteilhaft zwei Reihen, angeordnet sind. Damit ist eine Positionierung der Wickelmatte erleichtert und das Längen der geraden Strecken und Verkürzen der Wickelköpfe weniger fehleranfällig umgesetzt.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn jeweils ein Wickelkopf (zusätzlich) gegen einen Anschlag gedrückt wird, um das Verdichten / Verkürzen der Wickelköpfe zu fördern.
Vorteilhaft ist, wenn die vorgefertigte Wickelmatte mittels eines Wickelschwertes geschaffen wird. Dabei wird der Draht, mit dem die Wickelmatte gewickelt wird, unter einem Winkel auf dem Wickelschwert so verschoben, bis sich erste Abschnitte des Drahtes fast selbst berühren. Durch Umschlagen des Wickelschwertes mit dem darauf befindlichen Draht entsteht der Wickelkopf. Das Wickelschwert ermöglicht eine gleichmäßige Wicklung und eine einfache Herstellung der Wickelmatte.
Es ist zweckmäßig, wenn das Entfernen / Verlagern der Backen voneinander unter Berücksichtigung von Streckverlängerungen einerseits und Verdichtungen / Verkürzungen andererseits stattfindet. Damit das die Streckverlängerungen und die Verkürzungen gleichzeitig durchgeführt werden, ist eine Regelmäßigkeit / Gleichheit der Ergebnisse in Bezug auf die Streckverlängerungen und Verkürzungen gegeben, wodurch Bearbeitungsfehler reduziert sind und die Bearbeitungsdauer verkürzt ist.
Vorzugsweise stehen die Wickelköpfe seitlich gleichmäßig aus einem der Backen beinhaltenden Linearmagazins heraus. Damit ist eine Positionierung der Wickelmatte erleichtert.
Von Vorteil ist, wenn gezielt Biegewinkel und/oder Biegeradius des Drahtes beim Verfahren / Verlagern / Entfernen der Backen verändert wird/werden. Dies erleichtert das Verkürzen der Wickelköpfe, da aufgrund des Bewegungsvorgangs im Rahmen der Beabstandung der zwei Backen und der Anordnung der Wickelmatte an den Vorsprüngen, der Draht in den zweiten Abschnitten enger zueinander angeordnet wird. Bevorzugt ist der Biegewinkel und/oder der Biegeradius nach dem Beabstanden kleiner, so dass der zweite Abschnitt des Drahtes am Wickelkopf engmaschiger wird.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Vorfertigung der Wickelmatte auf die Längungen beim Verfahren der Backen genau abgestimmt ist. Damit ist sichergestellt, dass die geraden Strecken des Drahts im ersten Abschnitt der notwendigen Länge entsprechen, die die Länge ohne Bearbeitung der Wickelmatte ursprünglich aufgewiesen hat.
In anderen Worten betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem eine Wickelmatte mit einem Wickelschwert hergestellt wird, anschließend die Wickelmatte in ein Linearmagazin eingelegt wird, darauffolgend Backen des Linearmagazins verlagert werden, so dass sich gerade Strecken der Wickelmatte verlängern und Wickelköpfe der Wickelmatte sich entsprechend verkürzen sowie geraden Strecken beim Herstellen der Wickelmatte um den Wert verringert werden, um den Wert sie beim Strecken verlängert wurden.
Zusätzlich können die Wickelköpfe gegen einen Anschlag geschoben werden, um den Wickelkopf zu verdichten und die Wickelköpfe zu verkürzen und anschließend diese Position mittels Schrauben zu fixieren.
Verschiedene vorteilbehaftete Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung mit Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Werkzeugs zum Bearbeiten einer Wickelmatte in einem unbewegten Zustand,
Fig. 2 eine Draufsicht des Werkzeugs zum Bearbeiten der Wickelmatte in einem bewegten Zustand, Fig. 3 eine Draufsicht des Werkzeugs zum Bearbeiten der Wickelmatte in einem unbewegten Zustand mit positionierter Wickelmatte,
Fig. 4 eine Draufsicht des Werkzeugs zum Bearbeiten der Wickelmatte in einem bewegten Zustand mit positionierter Wickelmatte,
Fig. 5 ein Ausschnitt der positionierten Wickelmatte im unbewegten Zustand,
Fig. 6 ein Ausschnitt der positionierten Wickelmatte im bewegten Zustand,
Fig. 7 eine zweite, alternative Ausführungsform des Werkzeugs in einer Draufsicht.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsformen lassen sich untereinander austauschen und alternativ / kumulativ einsetzen.
Die Fign. 1 bis 4 zeigen ein erfindungsgemäßes Werkzeug 1 zum Bearbeiten einer Wickelmatte 2 (dargestellt in Fign. 3 und 4) , die zum Strom leiten in einem Stator (nicht dargestellt) einer Elektromaschine (nicht dargestellt) vorgesehen ist, wobei das Werkzeug 1 zwei voneinander entfernbare Backen 3 besitzt, die jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen 4 zum Eingreifen in die durch einen Draht 5 aufgebaute Wickelmatte 2 besitzt, wobei ein Beabstandungsmechanismus 6 zwischen den Backen 3 vorhanden ist, um bei zunehmender Beabstandung der Backen 3 eine Längung gerader Strecken 7 des Drahtes 5 der Wickelmatte 2 bei entsprechenden Verkürzungen der beiden Wickelmattenseitigen Wickelköpfe 8 zu verursachen.
In Fign. 1 und 2 ist der grundsätzliche Aufbau des Werkzeugs 1 in einer ersten Ausführungsform ohne Wickelmatte 2 dargestellt. Zur Verdeutlichung des Aufbaus ist eine Axialrichtung 9 und eine Radialrichtung 10. In Fign. 3 und 4 das das Werkzeug 1 anschließend um die Wickelmatte 2 ergänzt. Das Werkzeug 1 ist in einer Draufsicht dargestellt. Das Werkzeug 1 weist die zwei zueinander beabstandeten Backen 3 auf, eine erste Backe 26 und eine zweite Backe 27, die über den Beabstandungsmechanismus 6 in der Radialrichtung 10 miteinander gekoppelt sind. Die Backen 3 erstrecken sich leistenförmig in der Axialrichtung 9 und weisen jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen 4 an einer Oberseite 11 auf. Die Vorsprünge 4 sind in Radialrichtung 10 zweireihig angeordnet, in Axialrichtung 9 sind dann eine Vielzahl an Vorsprüngen 4 mit einem gleichmäßigen Abstand zueinander positioniert. Die Vorsprünge 4 sind an der Oberseite 11 so positioniert, dass sie zu einer Kante 12 orientiert sind, wobei die Kanten 12 der jeweiligen Backen 3 gegenüberliegen. Die Vorsprünge 4 weisen eine Erhebung / Erstreckung in einer Querrichtung 13 zu der Axialrichtung 9 auf.
Der Beabstandungsmechanismus 6 ist mithilfe zweier Zylinderanordnungen, einer ersten Zylinderanordnung 14 und einer zweiten Zylinderanordnung 15 umgesetzt. Die Zylinderanordnungen 14, 15 sind jeweils mit den Backen 3 gekoppelt, in Radialrichtung 10 erstreckend positioniert und nebeneinander entlang der Axialrichtung 9 zueinander versetzt angeordnet und führen eine lineare Bewegung in Radialrichtung 10 aus. In einem unbewegten Zustand des Werkezugs 1 ist ein Abstand 16 in Radialrichtung 10 zwischen Zapfen 4 der ersten Backe 26 und der zweiten Backe 27 definiert. Dieser unbewegte Zustand beschreibt den Zustand vor dem Beabstanden der Backen 3 zueinander.
In Fig. 2 ist das Werkzeug 2 nun in einem bewegten Zustand dargestellt. Der Abstand 16 hat sich in Radialrichtung 10 verändert. Durch das Betätigen des Beabstandungsmechanismus 6 ist der Abstand 16 größer im Vergleich zu dem unbewegten Zustand in Fig. 1. Zur besseren Verdeutlichung ist eine erste Bewegungsrichtung 17 und eine zweite Bewegungsrichtung 30 definiert, die gemäß der Radialrichtung 10 orientiert positioniert sind und die erste Bewegungsrichtung 17 die Bewegung der ersten Backe 26 und die zweite Bewegungsrichtung 30 die Bewegung der zweiten Backe 27 andeutet. Die Fign. 3 und 4 stellen nun das Werkzeug 1 mit der Wickelmatte 2 dar. In Fig. 3 ist der unbewegte Zustand dargestellt, während in Fig. 4 der bewegte Zustand dargestellt ist und eine Beabstandung der Backen 3 stattgefunden hat.
In Fig. 3 ist die Wickelmatte 2 nun an dem Werkzeug 1 positioniert. Die Wickelmatte 2 weist einen mittleren Abschnitt 18 auf, der durch gerade Strecken 7 in einem ersten Abschnitt 19 des Drahtes 5 definiert ist. Die Wickelmatte 2 weist pro Seite des mittleren Abschnitts 18 jeweils einen Wickelkopf 8 in einem zweiten Abschnitt 23 auf. Die geraden Strecken 7 des Drahtes 5 erstrecken sich in Radialrichtung 10. Die Wickelmatte 2 ist so gewickelt, dass eine Vielzahl von geraden Strecken 7 vorhanden ist, die in Axialrichtung 9 zueinander beabstandet sind.
Die Wickelmatte 2 ist an dem Werkzeug 1 so positioniert, so dass die Vorsprünge 4 in die Wickelmatte 2 in der Querrichtung 13 eingreifen. Die Wickelmatte 2 ist dabei so orientiert, dass der Wickelkopf 8 in Radialrichtung 10 von der Kante 12 beabstandet ist, so dass eine erste Seite 20 des Wickelkopfes 8 in der Radialrichtung 10 zu der abgewandten Seite der Kante 12 orientiert ist.
Die Wickelmatte 2 weist für den mittleren Abschnitt 18 und die Wickelköpfe 8 jeweils eine Länge 21 , 22 in der Radialrichtung 10 auf, die durch die Beabstandung verändert wird. Durch das Beabstanden wird die Länge 22 des Wickelkopfes 8 jeweils verkleinert, während die Länge 21 des mittleren Abschnitt 18 vergrößert wird. Dieser Unterschied ist im Vergleich von Fig. 3 zu Fig. 4 dargestellt.
In den Fign 5 und 6 ist ein Ausschnitt der Wickelmatte 2 an dem Werkzeug 1 mit Fokus auf den Wickelkopf 8 dargestellt, in Fig. 5 im unbewegten Zustand und in Fig. 6 im bewegten Zustand.
In dem vergrößerten Ausschnitt ist die Gestaltung des Drahtes 5 im Übergang von den ersten Abschnitten 19 in die zweiten Abschnitte 23 dargestellt. Der Draht 5 weist in diesem Übergang einen Biegeradius 24 und einen Biegewinkel 25 auf. Durch die Beabstandung durch den Beabstandungsmechanismus 6 verringern sich der Biegeradius 24 und der Biegewinkel 25. Dadurch verringert sich ebenfalls die Länge 22 des Wickelkopfes 8 und die Länge 21 des mittelem Abschnitts 18 vergrößert sich. Der Wickelkopf 8 wird jeweils im zweiten Abschnitt 23 engmaschiger.
In Fig. 7 ist nun eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 in einer Draufsicht dargestellt. Im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 6 weist diese Ausführungsform einen Beabstandungsmechanismus 6 in Form von Spannschrauben 28, 29 auf, wobei jede der Backen 3 mit jeweils zwei Spannschrauben 28, 29, einer ersten Spannschraube 28 und einer zweiten Spannschraube 29, ausgeführt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Backen 3 in Form einer Zugplatte ausgebildet. Durch ein Anziehen der Spannschrauben 28, 29 werden die Backen 3 in Radialrichtung 10 bewegt, so dass die Wickelmatte 2, die an den Vorsprüngen 4 positioniert ist, in Radialrichtung 10 auseinandergezogen wird, wobei die geraden Strecken 7 verlängert werden und die Wickelköpfe 8 verkürzt werden. Dieser Bewegungsvorgang ist mit der ersten Bewegungsrichtung 17 der ersten Backe 26 und der zweiten Bewegungsrichtung 30 der zweiten Backe 27 dargestellt.
Die erste Backe 26 ist in Radialrichtung 10 in Richtung eines ersten Anschlag 31 und die zweite Backe 27 ist in Radialrichtung 10 in Richtung eines zweiten Anschlags 32 bewegt. Aufgrund des Auseinanderziehens der Wickelmatte 2 sind die Wickelköpfe 8 in der Radialrichtung 10 in Richtung der Anschläge 31 , 32 bewegt. Dabei sind die Wickelköpfe 8 mit einer zweiten Seite 33, die in der Radialrichtung 10 außenseitig definiert ist, an eine Seitenfläche 34 des jeweiligen Anschlags 31 , 32 gedrückt. Das Werkzeug weist zwei Führungsschienen 35, 36 auf, die dafür sorgen, dass die Backen 3, in Form der Zugplatten, geführt werden. Bezuqszeichenliste
Werkzeug
Wicke I matte
Backen
Vorsprung
Draht
Beabstandungsmechanismus gerade Strecke
Wickelkopf Axialrichtung Radialrichtung Oberseite
Kante
Querrichtung erster Zylinderanordnung zweiter Zylinderanordnung Abstand erste Bewegungsrichtung mittlerer Abschnitt erste Abschnitt erste Seite
Länge
Länge zweite Abschnitt
Biegeradius Biegewinkel erste Backe zweite Backe erste Spannschraube zweite Spannschraube zweite Bewegungsrichtung erster Anschlag zweiter Anschlag zweite Seite Seitenfläche erste Führungsschiene zweite Führungsschiene

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeug (1 ) zum Bearbeiten einer Wickelmatte (2), die zum Stromleiten in einem Stator einer Elektromaschine vorgesehen ist, wobei das Werkzeug (1 ) zwei voneinander entfernbare Backen (3) besitzt, die jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen (4) zum Eingreifen in die durch einen Draht (5) aufgebaute Wickelmatte (2) besitzt, wobei ein Beabstandungsmechanismus (6) zwischen den Backen (3) vorhanden ist, um bei zunehmender Beabstandung der Backen (3) eine Längung gerader Strecken (7) des Drahtes (5) der Wickelmatte (2) bei entsprechenden Verkürzungen der beiden Wickelmattenseitigen Wickelköpfe (8) zu verursachen.
2. Werkzeug (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Backen (3) Teil eines Linearmagazins sind.
3. Werkzeug (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung oder Regelung vorhanden ist, die vorbereitet ist ein Entfernen der Backen voneinander unter Berücksichtigung von Streckverlängerungen und Streckverkürzungen des Drahtes (5) der Wickelmatte (2) zu bedingen.
4. Verfahren zum Bearbeiten einer Wickelmatte (2) aus einem Draht (5) zum Strom leiten in einem Stator, wobei die Wickelmatte (2) zuerst aus einem Draht (5) gewickelt wird und danach gezielt erste Abschnitte (19) des Drahtes (5) gelängt und/oder verbogen werden und zweite Abschnitte (23) des Drahtes (5) enger zueinander angeordnet und/oder verbogen werden, um einen mittleren Abschnitt (18) der Wickelmatte (2) zwischen zwei Wickelköpfen (8) zu längen und die Wickelköpfe (8) zu verdichten / verkürzen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gefertigte Wickelmatte (2) in Vorsprünge (4) einer ersten Backe (26) eines Werkzeugs (1 ) eingelegt wird und in Vorsprünge (4) einer zweiten Backe (27) des Werkzeugs (1 ) eingelegt wird und die beiden Backen (26, 27) danach voneinander entfernt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Wickelkopf (8) gegen einen Anschlag (31 , 32) gedrückt wird, um das Verdichten / Verkürzen zu fördern.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Backen (3) voneinander unter Berücksichtigung von Streckverlängerungen einerseits und Verdichtungen / Verkürzungen andererseits stattfindet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelköpfe seitlich gleichmäßig aus einem die Backen (3) beinhaltenden Linearmagazin herausstehen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass gezielt ein Biegewinkel (25) und/oder ein Biegeradius (24) des Drahtes (5) beim Verfahren / Verlagern / Entfernen der Backen (3) verändert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigung der Wickelmatte (2) auf die Längung beim Verfahren der Backen (3) abgestimmt ist.
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