(19)
(11)EP 3 654 502 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
20.05.2020  Patentblatt  2020/21

(21)Anmeldenummer: 19208156.0

(22)Anmeldetag:  08.11.2019
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
H02K 15/06(2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(30)Priorität: 13.11.2018 DE 102018128436

(71)Anmelder: Aumann Espelkamp GmbH
32339 Espelkamp (DE)

(72)Erfinder:
  • WEIßE, Lando
    10717 Berlin (DE)
  • LÜTTGE, Wolfgang
    31787 Hameln (DE)
  • DUNKER, Alexander
    32351 Stemwede-Drohne (DE)
  • SELL-LE BLANC, Florian
    76185 Karlsruhe (DE)
  • HALWAS, Maximilian
    76131 Karlsruhe (DE)
  • FLEISCHER, Jürgen
    76228 Karlsruhe (DE)

(74)Vertreter: Bittner, Thomas L. 
Boehmert & Boehmert Anwaltspartnerschaft mbB Pettenkoferstrasse 22
80336 München
80336 München (DE)

  


(54)VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM HERSTELLEN EINER ANORDNUNG MIT EINEM GENUTETEN WICKLUNGSTRÄGER UND EINER SPULENWICKLUNG FÜR EINE ELEKTRISCHE MASCHINE


(57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger (2) und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine. Bei dem Verfahren ist Folgendes vorgesehen: Anordnen eines genuteten Wicklungsträgers (2) mit Nuten (3) zum jeweiligen Aufnehmen eines Spulenelementes (4) einer Spulenwicklung am genuteten Wicklungsträger (2) in einer Werkstückaufnahme (1) einer Fertigungsvorrichtung; Anordnen von Spulenelementen (4) in einer Ausgangsstellung vor einer jeweils zugeordneten Nut (3) des genuteten Wicklungsträgers (2), in welcher das Spulenelement (4) der Nut (3) in Radialrichtung gegenüberliegend angeordnet ist; und Verlagern der Spulenelemente (4) aus der Ausgangsstellung in eine montierte Stellung, in welcher das Spulenelement (4) in der jeweils zugeordneten Nut (3) angeordnet ist. Für die Spulelenelemente (4) hierbei weiterhin jeweils Folgendes vorgesehen ist: Zustellen einer Transfereinrichtung (6) auf das Spulenelement (4), derart, dass das Spulenelement (4) und eine Druckfläche der Transfereinrichtung (6) in einer sich in Axialrichtung des genuteten Wicklungsträgers (2) erstreckenden Kontaktfläche (5) flächig zur Anlage kommen; und Verlagern der Transfereinrichtung (6) mittels einer Betätigungseinrichtung (7), welche die Transfereinrichtung (6) unter Beibehaltung der flächigen Anlage in Radialrichtung verlagert, so dass das Spulenelement (4) in die zugeordnete Nut (3) verlagert wird. (Fig. 1)




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine.

Hintergrund



[0002] Statoren und Rotoren für elektrische Maschinen weisen üblicherweise einen genuteten Wicklungsträger auf, der auch als genutetes Blechpakt bezeichnet wird und regelmäßig eine zylindrische Form hat. An dem Wicklungsträger sind Nuten vorgesehen, die der Aufnahme von Spulenelementen für eine Spulenwicklung dienen. Bei der Fertigung einer solchen Anordnung mit genutetem Wicklungsträger werden Fertigungswerkzeuge genutzt, um die Spulenelemente in zugeordnete Nuten des genuteten Wicklungsträgers anzuordnen oder einzubringen.

[0003] Dokument DE 11 2016 000 461 T5 beschreibt ein Stator-Herstellungs-Gerät mit einem Einsetz-Werkzeug, einem Press-Werkzeug, einem Paar von Formungs-Werkzeugen und einer Formungs-Werkzeug-Bewegungseinheit. Das Press-Werkzeug wird zum Einbringen von Spulenelementen in den Nuten eines Statorkerns relativ zum genuteten Statorkern und zu den Spulenelementen in axialer Richtung verlagert. Das Press-Werkzeug weist plattenartige Drücker auf, die beim axialen Verlagern des Press-Werkzeugs gegen die Spulenelemente drücken, um diese in die Nuten des Statorkerns zu verlagern. Um mittels der Axialbewegung des Press-Werkzeugs diese Verlagerung zu erreichen, ist das Press-Werkzeug in der Spitze sich verjüngend ausgebildet, sodass hierdurch entstehende Schrägflächen auf den Spulenelementen entlanggleiten und so deren Verlagerung in Radialrichtung zu der zugeordneten Nut hin bewirken.

Zusammenfassung



[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine anzugeben, die einen verbesserten Fertigungsprozess hinsichtlich des Anordnens von Spulenelementen der Spulenwicklung in die Nuten des Wicklungsträgers ermöglichen. Zur Lösung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 12 geschaffen. Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.

[0005] Nach einem Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine geschaffen. Bei dem Verfahren wird ein genuteter Wicklungsträger mit Nuten zum jeweiligen Aufnehmen eines Spulenelementes einer Spulenwicklung am genuteten Wicklungsträger in einer Werkstückaufnahme einer Fertigungsvorrichtung angeordnet. Spulenelemente werden in einer Ausgangsstellung vor einer jeweils zugeordneten Nut des genuteten Wicklungsträgers angeordnet, in weicher das Spulenelement der Nut in Radialrichtung gegenüberliegend angeordnet ist. Die Spulenelemente werden aus der Ausgangsstellung in eine montierte Stellung verlagert, in welcher das Spulenelement in der jeweils zugeordneten Nut angeordnet ist, wobei für die Spulelenelemente hierbei jeweils Folgendes vorgesehen ist: Zustellen einer Transfereinrichtung auf das Spulelenelement, derart, dass das Spulenelement und eine Druckfläche der Transfereinrichtung in einer sich in Axialrichtung des genuteten Wicklungsträgers erstreckenden Kontaktfläche flächig zur Anlage kommen; und Verlagern der Transfereinrichtung mittels einer Betätigungseinrichtung, welche die Transfereinrichtung unter Beibehaltung der flächigen Anlage in Radialrichtung verlagert, so dass das Spulenelement in die zugeordnete Nut verlagert wird.

[0006] Nach einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine geschaffen. Die Vorrichtung weist Folgendes auf: eine Werkstückaufnahme, die eingerichtet ist, einen genuteten Wicklungsträger mit Nuten zum jeweiligen Aufnehmen eines Spulenelementes einer Spulenwicklung am genuteten Wicklungsträger aufzunehmen; und eine Zustelleinrichtung, die eingerichtet ist, Spulenelemente in einer Ausgangsstellung vor einer jeweils zugeordneten Nut des genuteten Wicklungsträgers anzuordnen, in welcher das Spulenelement der Nut in radialer Richtung gegenüberliegend angeordnet ist. Weiterhin ist eine Montageeinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, die Spulenelemente aus der Ausgangsstellung in eine montierte Stellung zu verlagern, in welcher das Spulenelement in der jeweils zugeordneten Nut angeordnet ist. Die Montageeinrichtung weist weiterhin Folgendes auf: eine Transfereinrichtung, die eingerichtet ist, auf das Spulelenelement zugestellt zu werden, derart, dass das Spulenelement und eine Druckfläche der Transfereinrichtung in einer sich in Axialrichtung des genuteten Wicklungsträgers erstreckenden Kontaktfläche flächig zur Anlage kommen; und eine Betätigungseinrichtung, die eingerichtet ist, die Transfereinrichtung unter Beibehaltung der flächigen Anlage in Radialrichtung zu verlagern, so dass das Spulenelement in die zugeordnete Nut verlagert wird.

[0007] Mithilfe der vorgeschlagenen Technologie, ist es auf einfache und effiziente Art und Weise ermöglicht, die Spulenelemente in die jeweils zugeordnete Nut hinein zu verlagern, sodass das Spulenelement zumindest abschnittsweise innerhalb der Nut angeordnet ist. Im Bereich der Nut ist der darin angeordnete Abschnitt des Spulenelements mittels einer Nutisolierung gegenüber dem genuteten Wicklungsträger elektrisch isoliert. Das Herstellen und das Ausbilden einer solchen Nutisolierung ist als solches in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise können die Spulenelemente bereits vor dem Einbringen in der zugeordneten Nut des genuteten Wicklungsträgers mit einer Nutisolierung versehen werden. Alternativ oder ergänzend kann das Einbringen einer Nutisolierung in der Nut vor dem Einbringen des Spulenelements vorgesehen sein. Die Aufrecht- oder Beibehaltung der flächigen Anlage zwischen dem Spulenelement und der Transfereinrichtung vermeidet ein Verkippen des Spulenelements beim Verlagern in die Nut und unterstützt so eine möglichst problemfreie Einbringung des Spulenelements in der Nut.

[0008] Ist die Axialrichtung des genuteten Wicklungsträgers vertikal ausgerichtet, so erstreckt sich die Kontaktfläche aufrecht stehend oder in vertikaler Richtung.

[0009] Beim Verlagern aus der Ausgangsstellung in die Nut hinein kann das Spulenelement nach dem Ausbilden der flächigen Anlage mit der Transfereinrichtung ausschließlich in Radialrichtung bewegt werden.

[0010] Die Transfereinrichtung bildet ein Zwischen- oder Übertragungswerkzeug zwischen dem zu verlagernden Spulenelement und der Betätigungseinrichtung. Die Betätigungseinrichtung kann zum Verlagern des Spulenelements in die Nut, also zunächst zum Ausbilden der flächigen Anlage, mit der Transfereinrichtung gekoppelt werden. Vorher können die Betätigungseinrichtung und die Transfereinrichtung voneinander entkoppelt sein. Eine solche Entkopplung kann auch (wieder) vorgesehen sein, nachdem das Verlagern des Spulenelements in die Nut abgeschlossen ist. Hierzu kann die Betätigungseinrichtung von der Transfereinrichtung entkoppelt und zurückgestellt werden. Die Betätigungseinrichtung kann eingerichtet sein, die Transfereinrichtung nach dem Einbringen des Spulenelements in der Nut wieder zurückzustellen, um die Transfereinrichtung von dem Spulenelement zu lösen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine solche Zurückstellung mittels eines Federmechanismus selbsttätig ausgeführt wird, gegen dessen Vorspannung die Transfereinrichtung beim Verlagern des Spulenelements in die Nut mittels der Betätigungseinrichtung bewegt wird. Der Federmechanismus kann das Zurückstellen der Transfereinrichtung mittels der Betätigungseinrichtung auch unterstützen.

[0011] Das Ausbilden Kontaktfläche zur flächigen Anlage der Transfereinrichtung an dem Spulenelement kann über einen Teil oder die Gesamtlänge eines Seitenarms des Spulenelements ausgebildet werden. In verschiedenen Ausführungsformen können die Spulenelemente als stabförmige Spulenelemente ausgeführt sein, bei denen stabförmige Seitenarme im Kopfbereich mittels eines U- oder V-förmigen Abschnitts verbunden sind. Die Spulenelemente können als sogenannte Hairpins, I-Pins oder ausgeführt sein.

[0012] Die Transfereinrichtung(en) können mit einem I-Schieber, einem T-Schieber oder einem Stufenschieber gebildet sein.

[0013] Die Anlagefläche kann zumindest teilweise im Bereich einer an der Transfereinrichtung vorgesehenen Führung ausgebildet werden, die wenigstens abschnittsweise auf der Druckfläche angeordnet ist. Der flächige Kontakt zwischen der Transfereinrichtung und dem Spulenelement kann teilweise oder ausschließlich im Bereich der Führung an der Transfereinrichtung ausgebildet sein. Die Führung an der Transfereinrichtung kann in Axialrichtung verlaufende Oberflächenstrukturierungen umfassen, beispielsweise eine Vertiefung, zum Beispiel in Form einer Rille, oder einen Vorsprung.

[0014] Die Transfereinrichtungen können für die Spulenelemente simultan betätigt werden, so dass die Spulenelemente simultan in die jeweils zugeordnete Nut verlagert werden. Auf diese Weise werden mehrere oder alle Spulenelemente gleichzeitig aus der jeweiligen Ausgangsstellung in die montierte Stellung verlagert, in welcher das Spulenelement ganz oder teilweise in der zugeordneten Nut des genuteten Wicklungsträgers angeordnet ist.

[0015] Die Spulenelemente können beim Anordnen in der Ausgangsstellung in einem Innenraum des genuteten Wicklungsträgers jeweils gegenüber einer innenliegenden Nut des genuteten Wicklungsträgers angeordnet werden. Der genutete Wicklungsträger kann eine zylindrische Form aufweisen. Die innenliegenden Nuten können umlaufend durchgehend und voneinander beabstandet ausgebildet sein. Das Einbringen eines oder mehrerer Spulenelemente in die zugeordneten Nuten kann simultan ausgeführt werden.

[0016] Die Betätigungseinrichtung kann zum Verlagern der Transfereinrichtung eine Rotationsbewegung ausführen. Zum Beispiel kann eine Drehscheibe oder ein Drehrad vorgesehen sein, dessen Drehbewegung dann über einen Kopplungsmechanismus in die Radialbewegung für die Transfereinrichtung und die Spulenelemente umgesetzt wird. Alternativ oder ergänzend kann ein Betätigungselement der Betätigungseinrichtung eine axiale Bewegung ausführen, die für die Transfereinrichtung und das hieran anliegende Spulenelement in die Radialbewegung umgesetzt wird. Bei diesen oder anderen Ausführungsformen kann die Betätigungseinrichtung bei einer Zustellbewegung auf die Transfereinrichtung, um die flächige Anlage auszubilden, eine Bewegung in Radial- und / oder Axialrichtung ausführen.

[0017] Die Betätigungseinrichtung kann die Transfereinrichtung zum Verlagern auf gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf die Kontaktfläche simultan kontaktieren und mit einer Betätigungskraft beaufschlagen. Das simultane Kontaktieren und Beaufschlagen der Betätigungskraft kann ein Verkippen der Kontaktfläche in eine Schräglage unterbinden oder diesem entgegenwirken. Es ist ein simultanes Einschieben der Spulenelemente in die zugeordnete Nut ermöglicht. Das simultane Kontaktieren auf den gegenüberliegenden Seiten kann oberhalb und unterhalb des genuteten Wicklungsträgers ausgeführt werden. Bei dieser oder anderen Ausführungsformen kann die Betätigungskraft als Druck- oder Zugkraft auf die Transfereinrichtung eingeleitet werden. Diese Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, wenn an der Transfereinrichtung nur ein einseitiges Kontaktieren vorgesehen ist.

[0018] Die Transfereinrichtung kann zumindest entlang eines Teils eines Verlagerungsweges, welchen die Transfereinrichtung beim Verlagern mittels der Betätigungseinrichtung ausführt, in einer zugeordneten Werkzeugführung geführt werden. Die Werkzeugführung kann außerhalb und / oder innerhalb des Innenraums des genuteten Wicklungsträgers angeordnet sein. Beispielsweise können Führungselemente der Werkzeugführung oberhalb und / oder unterhalb des genuteten Wicklungsträgers angeordnet sein. Die Werkzeugführung kann eine oder mehrere Schlitzführungen für die Transfereinrichtung aufweisen.

[0019] Bei der Betätigungseinrichtung kann zum Verlagern der Transfereinrichtung ein Hebelmechanismus mit relativ zueinander verlagerbaren Hebelarmen betätigt werden, so dass ein Kopplungselement an einem der Hebelarme, weiches an die die Spulenelemente verlagernde Transfereinrichtung koppelt, zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung verlagert wird, so dass die Transfereinrichtung in der Radialrichtung verlagert wird. Der Hebelmechanismus kann mit einem Kniehebelmechanismus gebildet sein. Hebelarme des Hebelmechanismus können ein- oder beidseitig des genuteten Wicklungsträgers angeordnet sein, beispielsweise ober- und / oder unterhalb des Statorkerns. Ist der Hebelmechanismus mit entsprechenden Hebelarmen beidseitig ausgebildet, können die Transfereinrichtungen in Bezug auf die Kontaktfläche auf gegenüberliegenden Seiten simultan kontaktiert und betätigt werden. Es kann vorgesehen sein, dass mithilfe des Hebelmechanismus für die Transfereinrichtungen eine Zugbewegung in radialer Richtung auf die Nuten des genuteten Wicklungsträgers zu ausgeführt wird. Die Kopplungselemente dienen zum Ankoppeln an die oder zum Verbinden mit der Transfereinrichtung, um die mittels des Hebelmechanismus bereitgestellte Betätigungskraft auf diese einzuleiten.

[0020] Bei der Betätigungseinrichtung kann zum Verlagern der Transfereinrichtung ein in Axialrichtung wirkender Schubmechanismus mit mindestens einem Schieber betätigt werden, so dass ein Kopplungselement an dem mindestens einen Schieber, welches an die die Spulenelemente verlagernde Transfereinrichtung koppelt, zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung verlagert wird, so dass die Transfereinrichtung in der Radialrichtung verlagert wird. Der mindestens eine Schieber wird in Axialrichtung verlagert, um die Betätigungskraft auf die Transfereinrichtungen einzuleiten. Hierzu kann vorgesehen sein, dass eine an dem mindestens einen Schieber gebildete Schrägfläche auf einer zugeordneten oder korrespondierenden Schrägfläche an der Transfereinrichtung gleitet oder rutscht, um die Axialbewegung, die mit dem Schubmechanismus bereitgestellt wird, in die Radialbewegung für die Transfereinrichtung umzusetzen. Es kann vorgesehen sein, dass ein erster und ein zweiter Schieber auf gegenüberliegenden Seiten an die Transfereinrichtung koppeln, sodass eine Betätigungskraft simultan auf gegenüberliegenden Seiten der Transfereinrichtung hierauf einkoppelbar ist. Alternativ oder ergänzend kann der mindestens eine Schieber zum Verlagern der Spulenelemente in die zugeordnete Nut eine Teilbewegung in Radialrichtung ausführen. Auch eine ausschließliche Verlagerung des mindestens einen Schiebers in Axialrichtung kann vorgesehen sein.

[0021] Bei der Betätigungseinrichtung kann zum Verlagern der Transfereinrichtung ein Drehmechanismus mit mindestens einer Drehscheibe betätigt werden, so dass die Transfereinrichtung zum Verlagern in der Radialrichtung entlang einer an der Drehscheibe gebildeten gekrümmten Führungsbahn zwangsgeführt wird. Die Drehscheibe, die als Drehrad ausgeführt sein kann, kann für jede der Transfereinrichtungen, die jeweils einem der Spulenelemente zugeordnet sind, eine zugeordnete gekrümmte Führungsbahn aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass eine erste Drehscheibe oberhalb des genuteten Wicklungsträgers und eine zweite Drehscheibe unterhalb des genuteten Wicklungsträgers angeordnet werden, die jeweils eine gekrümmte Führungsbahn für die Spulenelemente aufweisen, sodass die Betätigungskraft beim Verlagern der Spulenelemente in die Nut auf gegenüberliegenden Seiten der Transfereinrichtung auf diese eingeleitet werden kann.

[0022] Nach dem Anordnen der Spulenelemente in den Nuten kann eine Kopfformung ein- oder beidseitig des Startorkerns ausgeführt werden. Bei der Kopfformung kann vorgesehen sein, die Kopfenden der Spulenelemente für die Spulenwicklung in eine Vorzugsrichtung zu biegen. Die Kopfformung kann mit einem Formungswerkzeug ausgeführt werden, welches auf die Kopfenden auf einer oder beider Stirnseiten des genuteten Wicklungsträgers einwirkt. Die Kopfformung kann ausgeführt werden, während die Spulenelemente noch an der Transfereinrichtung anliegen, welche hierdurch eine wahlweise ergänzende Stützung der Spulenelemente während der Kopfformung bereitstellen kann.

[0023] Beim Einbringen der Spulenelemente in den Nuten kann vorgesehen sein, dass nach dem Einbringen mit Hilfe der Transfereinrichtungen nachgedrückt oder nachgepresst wird, um die Wicklung in der Nut zu komprimieren.

[0024] Im Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine können die vorangehend in Verbindung mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen entsprechend vorgesehen sein.

[0025] Nach dem Herstellen der Anordnung mit genutetem Wicklungsträger und Spulenwicklung kann dieses zum Herstellen eines Rotors oder eines Stators für eine elektrische Maschine verwendet werden.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen



[0026] Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Einbringen von Spulenelementen in Nuten eines genuteten Wicklungsträgers mittels eines Hebelmechanismus in einer Ausgangsstellung der Spulenelemente;
Fig. 2
eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 1, wobei die Betätigungseinrichtung an eine Transfereinrichtung koppelt;
Fig. 3
eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 1, wobei die Spulenelemente in die Nuten des genuteten Wicklungsträgers hineinverlagert sind;
Fig. 4
eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 1, wobei Betätigungseinrichtung zurückgestellt ist;
Fig. 5
eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung zum Einbringen von Spulenelementen in Nuten eines genuteten Wicklungsträgers mittels eines Schubmechanismus in einer Ausgangsstellung der Spulenelemente;
Fig. 6
eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 5, wobei die Betätigungseinrichtung an die Transfereinrichtung koppelt;
Fig. 7
eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 5, wobei die Spulenelemente in die zugeordnete Nut des genuteten Wicklungsträgers verlagert sind;
Fig. 8
eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung zum Einbringen von Spulenelementen in Nuten eines genuteten Wicklungsträgers mittels eines Drehmechanismus in einer Ausgangsstellung der Spulenelemente;
Fig. 9 bis 12
eine schematische Darstellung von Bauteilen der Anordnung aus Fig. 8 im Schnitt;
Fig. 13
eine perspektivische Darstellung eines Drehrads der Anordnung aus Fig. 8;
Fig. 14
eine perspektivische schematische Darstellung einer Anordnung eines genuteten Wicklungsträgers mit den Nuten jeweils zugeordneten Transfereinrichtungen und
Fig. 15
eine schematische perspektivische Darstellung der Anordnung aus Fig. 14, wobei die Transfereinrichtungen weiter in die Nuten hinein verlagert sind.


[0027] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Werkstückaufnahme 1, an der ein genuteter Wicklungsträger 2 aufgenommen ist. Der genutete Wicklungsträger 2 ist bei der gezeigten Ausführungsform zylindrisch ausgeführt mit einem kreisförmigen Querschnitt und weist innenliegende Nuten 3 auf, in die Spulenelemente 4 für eine an dem genuteten Wicklungsträger 2 auszubildende Spulenwicklung eingebracht werden sollen.

[0028] Gemäß Fig. 1 kommen die Spulenelemente 4 im Bereich einer sich in Axialrichtung des genuteten Wicklungsträgers 2 erstreckenden Kontaktfläche 5 an einer Transfereinrichtung 6 flächig zur Anlage. In der in Fig. 1 gezeigten Darstellung ist die Kontaktfläche 5 vertikal ausgerichtet. Den in der jeweiligen Nut 3 einzubringenden Spulenelementen 4 ist jeweils eine Transfereinrichtung 6 zugeordnet. In der Darstellung in Fig. 1 ist die flächige Anlage ausgebildet, nach dem die Transfereinrichtung 6 auf die Spulenelemente 3 zugestellt wurde.

[0029] Es ist eine Betätigungseinrichtung 7 vorgesehen, die bei der Ausgestaltung in Fig. 1 einen Hebelmechanismus 8 mit Hebelarmen 8a, 8b oberhalb und unterhalb des genuteten Wicklungsträgers 2 aufweist. Die Betätigungseinrichtung 7 ist eingerichtet, an die Transfereinrichtung 6 zu koppeln, um diese unter Beibehaltung der flächigen Anlage zu dem Spulenelement 4 in Radialrichtung (horizontal in Fig. 1) zu bewegen, um so die Spulenelemente 4 in die zugeordnete Nut 3 einzubringen. Um dies auszuführen, werden gemäß Fig. 2 Kopplungselemente 9 an dem Hebelarm 8b mit der Transfereinrichtung 6 gekoppelt. Bei der gezeigten Ausführungsform erfolgt dies oberhalb und unterhalb des genuteten Wicklungsträgers 2, beispielswiese simultan. Sodann wird der Hebelmechanismus 8 mittels der Betätigungseinrichtung 7 betätigt, was Fig. 3 zeigt, um die Transfereinrichtung 6 nach radial außen zu verlagern und so die Spulenelemente 4 in der zugeordneten Nut 3 einzubringen.

[0030] Danach kann die Betätigungseinrichtung 7 mit dem Hebelmechanismus 8 zurückgestellt werden (vgl. Fig. 4), um anschließend den genuteten Wicklungsträger 2 mit den hieran angeordneten Spulenelementen 4 für eine Spulenwicklung von der Werkstückaufnahme 1 zu lösen.

[0031] Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine weitere Anordnung. Für gleiche Merkmale werden die gleichen Bezugszeichen verwendet.

[0032] Gemäß Fig. 5 ist der genuteten Wicklungsträger 2 an der Werkstückaufnahme 1 angeordnet. Die Transfereinrichtung 6 ist im flächigen Kontakt mit dem Spulenelement. Die Betätigungseinrichtung 7 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Schubmechanismus 50 gebildet, der Schieber 51, 52 oberhalb und unterhalb des genuteten Wicklungsträgers aufweist. An den Schieber 51, 52 sind jeweilige Schrägflächen 51a, 52a vorgesehen, die mit korrespondierenden Schrägflächen 53 der Transfereinrichtung 7 zusammenwirken, wenn die Schieber 51, 52 gemäß den Fig. 6 und 7 auf die Transfereinrichtungen 6 zugestellt und weiter in Richtung des genuteten Wicklungsträgers 2 vorgeschoben werden, um die Transfereinrichtungen 6 radial nach außen zu drücken, sodass die Spulenelemente 4 in die zugeordnete Nut 3 des genuteten Wicklungsträgers 2 eingeführt werden. Die Schieber 51, 52 führen hierbei eine Bewegung in Axialrichtung aus, die unter Vermittlung der korrespondierenden Schrägflächen 51a, 52a, 53 in die Radialbewegung für die Transfereinrichtung 6 umgesetzt wird. Die Transfereinrichtung 6 wird hierbei gegen die Vorspannung eines Federmechanismus 54 verlagert, der dazu dient, die Transfereinrichtung 6 nach dem Entfernen der Schieber 51, 52 wieder zurückzustellen. Wenn dies erfolgt ist, kann der genuteten Wicklungsträger 2 mit den hieran montierten Spulenelementen 4 entnommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt werden, beispielsweise zum Herstellen eines Rotors oder eines Stators für eine elektrische Maschine, wie dies als solches in verschiedenen Ausführungen bekannt ist.

[0033] Die Fig. 8 bis 13 zeigen eine schematische Darstellung für eine andere Anordnung zum Einbringen von Spulenelementen in Nuten eines genuteten Wicklungsträgers mittels eines Drehmechanismus in einer Ausgangsstellung der Spulenelemente. Für die gleichen Merkmale werden dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 4 verwendet.

[0034] Gemäß Fig. 8 ist oberhalb des genuteten Wicklungsträgers 2 ist ein Drehrad 60 vorgesehen, welches vergleichbar der Betätigungseinrichtung 7 zum Betätigen der Transfereinrichtungen 6 dient und Werkzeugführungen 61 in Form gekrümmter Führungsbahnen aufweist, die nach dem Absenken des Drehrads 60 auf die Transfereinrichtungen 6 dazu dienen, beim Drehen des Drehrads 60 zwangsweise entlang der gekrümmten Führungsbahnen zu führen, sodass die Transfereinrichtung 6 radial nach außen bewegt wird, um die Spulenelemente 4 in die zugeordnete Nut 3 des genuteten Wicklungsträgers 2 zu verlagern. Auf diese Weise wird die Drehbewegung des Drehrads 60 in die Radialbewegung der Transfereinrichtung 6 umgesetzt.

[0035] Die Fig. 14 und 15 zeigen eine schematische perspektivische Darstellung einer Anordnung mit dem genuteten Wicklungsträger 2 sowie den Nuten 3 jeweils zugeordneten Transfereinrichtungen 6, die zum Einbringen der Spulenelemente (nicht dargestellt) in den Nuten 3 in radialer Richtung verlagert werden. Gemäß dem Beispiel in den Fig. 14 und 15 haben die Transfereinrichtungen 6 eine sich in radialer Richtung verändernde Breite, wobei radial innenliegende Abschnitte 6a schmaler sind als ein radial außenliegender Abschnitt 6b. Auf diese Weise kann beispielsweise die Form eines Stempels oder T-Schiebers bereitgestellt sein, wobei der radial außenliegende Abschnitt 6b eine Negativform eines zugeordneten Abschnitts der Nuten 3 aufweisen kann.

[0036] Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.


Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger (2) und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine, mit den folgenden Schritten:

- Anordnen eines genuteten Wicklungsträgers (2) mit Nuten (3) zum jeweiligen Aufnehmen eines Spulenelementes (4) einer Spulenwicklung am genuteten Wicklungsträger (2) in einer Werkstückaufnahme (1) einer Fertigungsvorrichtung;

- Anordnen von Spulenelementen (4) in einer Ausgangsstellung vor einer jeweils zugeordneten Nut (3) des genuteten Wicklungsträgers (2), in welcher das Spulenelement (4) der Nut (3) in Radialrichtung gegenüberliegend angeordnet ist; und

- Verlagern der Spulenelemente (4) aus der Ausgangsstellung in eine montierte Stellung, in welcher das Spulenelement (4) in der jeweils zugeordneten Nut (3) angeordnet ist, wobei für die Spulelenelemente (4) hierbei jeweils Folgendes vorgesehen ist:

- Zustellen einer Transfereinrichtung (6) auf das Spulenelement (4), derart, dass das Spulenelement (4) und eine Druckfläche der Transfereinrichtung (6) in einer sich in Axialrichtung des genuteten Wicklungsträgers (2) erstreckenden Kontaktfläche (5) flächig zur Anlage kommen; und

- Verlagern der Transfereinrichtung (6) mittels einer Betätigungseinrichtung (7), welche die Transfereinrichtung (6) unter Beibehaltung der flächigen Anlage in Radialrichtung verlagert, so dass das Spulenelement (4) in die zugeordnete Nut (3) verlagert wird.


 
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche zumindest teilweise im Bereich einer an der Transfereinrichtung (6) vorgesehenen Führung ausgebildet wird, die wenigstens abschnittsweise auf der Druckfläche angeordnet ist.
 
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinrichtungen (6) für die Spulenelemente (4) simultan betätigt werden, so dass die Spulenelemente (4) simultan in die jeweils zugeordnete Nut (3) verlagert werden.
 
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenelemente (4) beim Anordnen in der Ausgangsstellung in einem Innenraum des genuteten Wicklungsträgers (2) jeweils gegenüber einer innenliegenden Nut des genuteten Wicklungsträgers (2) angeordnet werden.
 
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (7) zum Verlagern der Transfereinrichtung (6) eine Rotationsbewegung ausführt.
 
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (7) die Transfereinrichtung (6) zum Verlagern auf gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf die Kontaktfläche (5) simultan kontaktiert und mit einer Betätigungskraft beaufschlagt.
 
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinrichtung (6) zumindest entlang eines Teils eines Verlagerungsweges, welchen die Transfereinrichtung (6) beim Verlagern mittels der Betätigungseinrichtung (7) ausführt, in einer zugeordneten Werkzeugführung geführt wird.
 
8. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betätigungseinrichtung (7) zum Verlagern der Transfereinrichtung (6) ein Hebelmechanismus (8) mit relativ zueinander verlagerbaren Hebelarmen (8a, 8b) betätigt wird, so dass ein Kopplungselement (9) an einem der Hebelarme, welches an die die Spulenelemente (4) verlagernde Transfereinrichtung (6) koppelt, zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung verlagert wird, so dass die Transfereinrichtung (6) in Radialrichtung verlagert wird.
 
9. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betätigungseinrichtung (7) zum Verlagern der Transfereinrichtung (6) ein in Axialrichtung wirkender Schubmechanismus (50) mit mindestens einem Schieber (51, 52) betätigt wird, so dass ein Kopplungselement an dem mindestens einen Schieber (51, 52), welches an die die Spulenelemente (4) verlagernde Transfereinrichtung (6) koppelt, zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung verlagert wird, so dass die Transfereinrichtung (6) in der Radialrichtung verlagert wird.
 
10. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betätigungseinrichtung (7) zum Verlagern der Transfereinrichtung (6) ein Drehmechanismus mit mindestens einer Drehscheibe (60) betätigt wird, so dass die Transfereinrichtung (6) zum Verlagern in der Radialrichtung entlang einer an der Drehscheibe (60) gebildeten gekrümmten Führungsbahn (61) zwangsgeführt wird.
 
11. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anordnen der Spulenelemente (4) in den Nuten (3) eine Kopfformung ein- oder beidseitig des genuteten Wicklungsträgers (2) ausgeführt wird.
 
12. Vorrichtung zum Herstellen einer Anordnung mit einem genuteten Wicklungsträger (2) und einer Spulenwicklung für eine elektrische Maschine, mit:

- einer Werkstückaufnahme (1), die eingerichtet ist, einen genuteten Wicklungsträger (2) mit Nuten (3) zum jeweiligen Aufnehmen eines Spulenelementes (4) einer Spulenwicklung am genuteten Wicklungsträger (2) aufzunehmen;

- einer Zustelleinrichtung, die eingerichtet ist, Spulenelemente (4) in einer Ausgangsstellung vor einer jeweils zugeordneten Nut (3) des genuteten Wicklungsträgers (2) anzuordnen, in welcher das Spulenelement (4) der Nut (3) in Radialrichtung gegenüberliegend angeordnet ist; und

- einer Montageeinrichtung, die eingerichtet ist, die Spulenelemente (4) aus der Ausgangsstellung in eine montierte Stellung zu verlagern, in welcher das Spulenelement (4) in der jeweils zugeordneten Nut (3) angeordnet ist, wobei die Montageeinrichtung weiterhin Folgendes aufweist:

- eine Transfereinrichtung (6), die eingerichtet ist, auf das Spulelenelement (4) zugestellt zu werden, derart, dass das Spulenelement (4) und eine Druckfläche der Transfereinrichtung (6) in einer sich in Axialrichtung des genuteten Wicklungsträgers (2) erstreckenden Kontaktfläche (5) flächig zur Anlage kommen; und

- eine Betätigungseinrichtung (7), die eingerichtet ist, die Transfereinrichtung (6) unter Beibehaltung der flächigen Anlage in Radialrichtung zu verlagern, so dass das Spulenelement (4) in die zugeordnete Nut (3) verlagert wird.


 




Zeichnung

















































Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente