Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Umformen von U- förmigen elektrischen Leitern Title: Method and apparatus for forming U-shaped electrical conductors
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zum Umformen eines U-förmigen sowie im Querschnitt eckigen elektrischen Leiters zu einen hairpin, welcher für die Herstellung einer Stabwicklung einer elektrischen Maschine verwendbar ist, wobei der elektrische Leiter vor dem The invention relates to a method and apparatus for forming a U-shaped and in cross-section angular electrical conductor to a hairpin, which is used for the production of a rod winding of an electric machine, wherein the electrical conductor before the
Umformvorgang zwei zueinander parallele Schenkel aufweist, die mittels eines Verbindungsschenkels einstückig Forming process has two mutually parallel legs which integrally by means of a connecting leg
miteinander verbunden sind, und bei dem die drei Schenkel in einer gedachten, planen Ebene angeordnet sind. connected to each other, and wherein the three legs are arranged in an imaginary, plan level.
Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter dem Begriff „elektrische Maschine" nur Elektromotoren und elektrische
Generatoren verstanden, welche elektrische Energie in mechanische Energie oder mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Aus der DD 47 392 Bl ist es bekannt, dass zur Herstellung der Wicklung von leistungsstarken elektrischen Maschinen sogenannte Stabwicklungen genutzt werden. Diese In the context of the invention, the term "electric machine" only electric motors and electrical Generators understood that convert electrical energy into mechanical energy or mechanical energy into electrical energy. From DD 47 392 Bl it is known that so-called rod windings are used to produce the winding of high-performance electrical machines. These
Stabwicklungen bestehen aus einer Vielzahl von massiven Stäben aus einem elektrisch gut leitenden Material. Die Stäbe werden nach deren Einsetzen in die Nuten von Ankeroder Statorblechpakete derart miteinander verbunden, dass sie je nach Ausführung wenigstens einen Wicklungsstrang bilden . Gemäß einer aus der GB 200,469 B bekannten Ausführungsform können die für den Aufbau einer Stabwicklung genutzten Stäbe eine weitgehend U- förmige Geometrie aufweisen, bei denen zwei zueinander parallele Schenkel mittels eines Verbindungsschenkels einstückig miteinander verbunden sind. Dabei ist die Querschnittsgeometrie der Schenkel Rod windings consist of a large number of solid rods made of a material with good electrical conductivity. After insertion into the grooves of armature or stator lamination packages, the rods are connected to one another such that they form at least one winding strand, depending on the design. According to an embodiment known from GB 200,469 B, the rods used for the construction of a rod winding can have a largely U-shaped geometry, in which two parallel legs are integrally connected to each other by means of a connecting leg. Here is the cross-sectional geometry of the legs
rechteckig. Derartige Stäbe sind auch als sogenannte hairpins bekannt. Damit die beiden zueinander parallelen Schenkel der U- förmigen Stäbe in einem Anker- oder rectangular. Such rods are also known as so-called hairpins. Thus, the two mutually parallel legs of the U-shaped rods in an anchor or
Statorblechpaket in radial versetzte Nuten eingesetzt werden können, weisen die aus der GB 200,469 B bekannten U- förmigen Stäbe im Bereich derer Verbindungsschenkel einen Versatzbereich aus, in dem der U-förmige Stab in sich verwunden ist, wie noch anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert wird.
Außerdem ist es aus der EP 2 710 715 Bl bekannt, dass bei einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen von hairpins zunächst die stabförmigen elektrischen Leiter ihre Stator laminated core can be used in radially offset grooves, the known from GB 200,469 B U-shaped rods in the region of these connecting legs from an offset range in which the U-shaped rod is twisted in itself, as will be explained with reference to an embodiment. Moreover, it is known from EP 2 710 715 B1 that, in a conventional method for producing hairpins, first the rod-shaped electrical conductors are their
beschriebene U- förmige Grundgeometrie durch einen ersten Biegevorgang erhalten. Anschließend wird in einem zweiten Umformvorgang der Kopf eines solchen Leiters, also dessen Verbindungsschenkel, in einer Formpresse umgeformt, wobei diese beiden zueinander parallelen Schenkel in derjenigen Ausrichtung gehalten werden, welche für deren späteren Platzierung in zugeordneten Nuten in einem Blechpaket eines Stators oder Ankers einer Elektromaschine notwendig ist. Dieses Herstellungsverfahren wird als unvorteilhaft described U-shaped basic geometry obtained by a first bending operation. Subsequently, in a second forming process, the head of such a conductor, so its connecting leg, formed in a molding press, these two mutually parallel legs are held in that orientation, which for their subsequent placement in associated slots in a laminated core of a stator or armature of an electric machine necessary is. This manufacturing process is considered unfavorable
beurteilt, weil nach einem solchen Verfahren judged, because after such a procedure
beziehungsweise in einer nach diesem Verfahren arbeitenden Produktionsmaschine lediglich hairpins nur einer Geometrie herstellbar sind. Sofern hairpins für die Herstellung eines anderen, beispielsweise größeren Stators oder Ankers, eine andere Geometrie aufweisen sollen, müssen die Formwerkzeuge einer solchen Maschine aufwendig gegen andere, geometrisch passende Formwerkzeuge ausgetauscht werden. Außerdem wird es als nachteilig beurteilt, dass der elektrische Leiter bei einem solchen Umformvorgang in einem Formwerkzeug einer vergleichsweise großen mechanischen Belastung ausgesetzt ist, welche zu Beschädigungen an dem elektrischen Leiter und/oder an dessen Isolierung führen kann. Um diese or in a production machine operating according to this method, only hairpins of only one geometry can be produced. If hairpins for the production of another, for example, larger stator or armature, to have a different geometry, the molds of such a machine must be exchanged consuming against other, geometrically appropriate molding tools. In addition, it is judged disadvantageous that the electrical conductor is exposed in such a forming process in a mold a comparatively large mechanical stress, which can lead to damage to the electrical conductor and / or its insulation. Around
Nachteile zu vermeiden wird gemäß der EP 2 710 715 Bl eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von hairpins für elektrische Maschinen vorgeschlagen, bei denen auf die Nutzung von Formwerkzeugen zugunsten von anderen, nach
diesseitiger Beurteilung ebenfalls unvorteilhaften To avoid disadvantages, EP 2 710 715 B1 proposes a device and a method for producing hairpins for electrical machines, in which the use of shaping tools in favor of others, according to This assessment is also unfavorable
Umformwerkzeugen und Verfahrensschritten verzichtet wird. Forming tools and process steps is omitted.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzustellen, mit denen gattungsgemäße hairpins kostengünstiger als bisher herstellbar sind. Insbesondere soll die Vorrichtung derartig aufgebaut sein, dass diese im einfachsten Fall manuell bedienbar ist, die jedoch auch automatisch Against this background, the invention has for its object to provide a method and apparatus with which generic hairpins are cheaper to produce than before. In particular, the device should be constructed such that it is manually operated in the simplest case, but also automatically
betrieben werden kann. Zudem soll die Vorrichtung ohne großen Umbauaufwand zur Herstellung von hairpins can be operated. In addition, the device should be used without much modification for the production of hairpins
unterschiedlicher Größe und Geometrie geeignet sein, um so Elektromaschinen insgesamt kostengünstiger als bisher herstellen zu können. be suitable for different size and geometry, so as to produce electric machines overall cheaper than before.
Diese Aufgaben sind durch ein Verfahren und eine These tasks are through a procedure and a
Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche aufweisen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils zugeordneten abhängigen Ansprüchen definiert. Device solved, which have the features of the independent claims. Advantageous developments are defined in the respective associated dependent claims.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine verwundene Geometrie des Verbindungsabschnitts eines U- förmigen elektrischen Leiters, welche den Verbau desselben in einer Stabwicklung eines Stators oder Ankers einer Elektromaschine gewährleistet, dadurch vergleichsweise einfach erzeugen lässt, indem in einem vorzugsweise ersten Schritt zunächst die beiden zueinander parallelen sowie eingespannten Schenkel des U- förmigen elektrischen Leiters nahe bei dem Verbindungsschenkel und zusammen mit diesem
etwa senkrecht zu derjenigen planen Ebene verschwenkt werden, welche zwischen den zwei parallelen Schenkeln gedacht aufgespannt ist, und dass in einem notwendigen zweiten Schritt dann einer der beiden zueinander parallelen Schenkel unter Mitnahme des Verbindungsschenkels auf einer Kreisbahn von dem anderen, unbeweglich gehaltenen Schenkel weggeschwenkt wird. Um eine optimale Verwindungsgeometrie insbesondere in Bereich des Verbindungsschenkels zu The invention was based on the finding that a twisted geometry of the connecting portion of a U-shaped electrical conductor, which ensures the same installation in a bar winding of a stator or armature of an electric machine, thereby comparatively easy to produce by first in a preferably first step two mutually parallel and clamped legs of the U-shaped electrical conductor close to the connecting leg and together with this be pivoted approximately perpendicular to that plane plan, which is designed to be clamped between the two parallel legs, and that in a necessary second step then one of the two mutually parallel legs is moved away along with the connecting leg on a circular path of the other, immovably held leg. To an optimal twisting geometry in particular in the area of the connecting leg to
erzielen, wird bei diesem Bewegen des zweiten Schenkels des elektrischen Leiters ein Abschnitt des Verbindungsschenkels auf einer geometrisch speziell geformten Oberfläche eines Verwindungsführungselements geführt. Durch dieses achieve, in this movement of the second leg of the electrical conductor, a portion of the connecting leg is guided on a geometrically specially shaped surface of a twisting guide member. Because of this
Verschwenken über einen vorbestimmten Kreisabschnitt und die Verformung zumindest des Verbindungsschenkels mittels des Verwindungsführungselements werden die beiden Pivoting over a predetermined circle section and the deformation of at least the connecting leg by means of the twisting guide element become the two
zueinander parallelen Schenkel in genau diejenigen parallel legs in exactly those
Ausrichtung und Position gebracht, welche notwendig ist, damit diese in zugeordnete Nuten eines Statorblechpakets oder Ankerblechpakets angeordnet werden können. Hierbei ist die mechanische Belastung für den elektrischen Leiter vergleichsweise gering. Orientation and position necessary to be placed in associated slots of a stator lamination stack or lamination stack. Here, the mechanical stress on the electrical conductor is comparatively low.
Gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch betrifft die Erfindung demnach ein Verfahren zum Umformen eines U- förmigen sowie im Querschnitt eckigen elektrischen Leiters, welcher für die Herstellung einer Stabwicklung einer elektrischen Maschine verwendbar ist, wobei der elektrische Leiter vor dem Umformvorgang zwei zueinander parallele Schenkel aufweist, die durch einen Verbindungsschenkel
einstückig miteinander verbunden sind, und bei dem die drei Schenkel in einer gedachten, planen Ebene angeordnet sind. According to the independent method claim, the invention accordingly relates to a method for forming a U-shaped and rectangular in cross-section electrical conductor, which is used for the production of a bar winding of an electric machine, wherein the electrical conductor before the forming process has two mutually parallel legs through a connecting leg are integrally connected to each other, and in which the three legs are arranged in an imaginary, plan level.
Zur Lösung der verfahrensbezogenen Aufgabe ist vorgesehen, dass zunächst die beiden zueinander parallelen Schenkel in jeweils einer Klemmvorrichtung festgeklemmt werden, dass dann der erste Schenkel zusammen mit der ersten To solve the method-related task is provided that initially the two mutually parallel legs are clamped in each case a clamping device, that then the first leg together with the first
Klemmvorrichtung ortsfest festgehalten wird, dass dann der zweite Schenkel auf einer Kreisbahn von dem ersten Schenkel wegbewegt sowie dabei der Verbindungsschenkel gestreckt wird, und dass gleichzeitig oder zeitlich nachfolgend ein Umformabschnitt des elektrischen Leiters auf einer Clamping device is held stationary, that then the second leg moves away on a circular path of the first leg while the connecting leg is stretched, and that simultaneously or temporally following a forming section of the electrical conductor on a
Führungsfläche eines Verwindungsführungselements bewegt wird, welche über die Kreisbahn radial hinaus ragt. Die erste Klemmvorrichtung und das Verwindungsführungselement sind in einer festen Relativposition zueinander angeordnet. Guide surface of a twisting guide element is moved, which projects radially beyond the circular path. The first clamping device and the twisting guide element are arranged in a fixed relative position to each other.
Die Führungsfläche ist so gestaltet, dass nach Abschluss des Umformvorgangs der hairpin die gewünschte Form hat und die Übergänge zwischen den verschiedenen Abschnitten des elektrischen Leiters möglichst rund sind und möglichst große Krümmungsradien haben, um die lokale Verformung des Drahts und eines eventuell vorhandenen Schutzlacks zu minimieren. Die Führungsfläche ist in der Regel eine The guide surface is designed so that after completion of the forming process, the hairpin has the desired shape and the transitions between the various sections of the electrical conductor are as round as possible and have the largest possible radii of curvature in order to minimize the local deformation of the wire and any protective varnish. The guide surface is usually one
Freiformfläche. Freeform surface.
Dadurch, dass der zweite Schenkel des elektrischen Leiters in Bezug zu dem ersten, ortsfest und unbeweglich Characterized in that the second leg of the electrical conductor with respect to the first, stationary and immovable
eingespannten Schenkel auf einer Kreisbahn bewegt wird, wird d
er zweite Schenkel um seine Längsachse gedreht, so dass beispielsweise bei einem quaderförmigen Querschnitt der beiden Schenkel deren breiten und schmalen Seiten nicht mehr parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch wird diejenige Ausrichtung der breiten und schmalen clamped leg is moved on a circular path, d he second leg rotated about its longitudinal axis, so that, for example, in a cuboidal cross-section of the two legs whose broad and narrow sides are no longer aligned parallel to each other. As a result, that orientation of the wide and narrow
Schenkelseiten erreicht, welche notwendig ist, um diese beiden Schenkel in jeweils eine Nut eines Stator- oder Ankerblechpakets einführen zu können, welche an einem Reached leg sides, which is necessary in order to introduce these two legs in each case a groove of a stator or anchor plate package, which on a
Kreisabschnitt desselben in Umfangsrichtung sowie radial versetzt zueinander ausgebildet sind. Das Bewegen desCircular portion thereof in the circumferential direction and radially offset from each other are formed. Moving the
Verbindungsschenkels über die Führungsfläche des erwähnten Verwindungsführungselements ermöglicht demnach eine Connecting leg over the guide surface of the mentioned twisting guide element thus allows a
gezielte Umformung des Verbindungsschenkels. Die jeweilige Geometrieausbildung der Führungsfläche des targeted transformation of the connecting leg. The respective geometry formation of the guide surface of the
Verwindungsführungselements sowie deren radiale Anordnung und anstellwinkelbezogene Positionierung im Bewegungsweg des zweiten Schenkels beziehungsweise Verbindungsschenkels erzeugen die gewünschte Umformung an dem Verwindungsführungselements and their radial arrangement and pitch-related positioning in the path of movement of the second leg or connecting leg produce the desired deformation of the
Verbindungsschenkel des elektrischen Leiters, welche zudem keine Spannungsrisse in dem Material des elektrischen Connecting leg of the electrical conductor, which also no tension cracks in the material of the electrical
Leiters verursacht. Ladder causes.
Da das Einklemmen der beiden zueinander zunächst parallelen Schenkel, das Bewegen des zweiten Schenkels auf einer Since the pinching of the two mutually parallel legs, moving the second leg on a
Kreisbahn sowie das radiale und anstellwinkelbezogene Circular path as well as the radial and pitch-related
Ausrichten des Verwindungsführungselements vorzugsweise mittels von einer Steuerungsvorrichtung ansteuerbarer Aligning the Verwindungsführungselements preferably by means of a control device controllable
Aktuatoren erfolgt, können mit dem Verfahren gemäß der Erfindung hinsichtlich ihrer Abmessungen und Geometrie sehr unterschiedliche gattungsgemäße elektrische Leiter, also so
genannte hairpins, automatisch und ohne den Wechsel von Formwerkzeugen kostengünstig hergestellt werden. Actuators can, with the method according to the invention in terms of their dimensions and geometry very different generic electrical conductors, so so called hairpins, are produced automatically and without the change of molds cost.
Bei den meisten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung liegt die Drehachse des Schwenkarms vorIn most embodiments of the bending device according to the invention, the axis of rotation of the pivot arm is present
Beginn der Schwenkbewegung, die zum Umformen des U- förmigen elektrischen Leiters führt, außerhalb eines Beginning of the pivoting movement, which leads to the forming of the U-shaped electrical conductor, outside of one
gleichschenkligen Dreiecks, dessen Basis durch die isosceles triangle whose base is through the
Längsachsen der Schenkel des U- förmigen elektrischen Longitudinal axes of the legs of the U-shaped electrical
Leiters gebildet wird. Diese Aussage gilt auch, wenn die Höhe H des Dreiecks sehr viel größer als die Länge LBAsis des Dreiecks ist (H > 10 X LBASIS) · Ladder is formed. This statement holds even if the height H of the triangle is much larger than the length L BA sis of the triangle (H> 10 X LBASIS) ·
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Umformabschnitt des According to an advantageous development of this method, it can be provided that the forming section of the
elektrischen Leiters, welcher einen Bereich des zweiten Schenkels und einen daran angrenzenden Bereich des electrical conductor comprising a portion of the second leg and an adjacent portion of the
Verbindungsschenkels umfasst, auf einer solchen Connecting leg covers, on such a
Führungsfläche des Verwindungsführungselements bewegt wird, welche einen ersten Flächenabschnitt aufweist, der nahe zu dem zweiten Schenkel ausgebildet ist und auf den der Radius derjenigen Kreisbahn trifft, auf welcher der zweite Guide surface of the twisting guide member is moved, which has a first surface portion which is formed close to the second leg and on which the radius of the circular path meets, on which the second
Schenkel bewegt wird, und welche einen zweiten Leg is moved, and which a second
Führungsabschnitt aufweist, der sich in den Bereich des Verbindungsschenkels erstreckt und sich radial außerhalb der Kreisbahn des zweiten Schenkels befindet. Guide portion which extends in the region of the connecting leg and is located radially outside the circular path of the second leg.
Hierdurch wird erreicht, dass die Umformung des This ensures that the transformation of the
Verbindungsschenkels sowie des daran angrenzenden Bereichs des zweiten Schenkels mechanisch geführt, also nicht
ungeführt, erfolgt, wobei im Ergebnis der Connecting leg and the adjoining portion of the second leg mechanically guided, so not ungührt, takes place, as a result of the
Verbindungsschenkel in eine geringfügig S-förmige Geometrie umgeformt wird und dabei etwas aus derjenigen gedachten planen Ebene herausragt, welche der U- förmige elektrische Leiter vor Beginn des Umformvorgangs hatte. Connecting leg is deformed into a slightly S-shaped geometry, while something projecting from the imaginary plan plane, which had the U-shaped electrical conductor before the beginning of the forming process.
Um den Umformvorgang weiter zu begünstigen kann vorgesehen sein, dass der erste Schenkel mittels der ersten In order to further favor the forming process can be provided that the first leg by means of the first
Klemmvorrichtung weiter entfernt von dem Clamping device farther away from the
Verbindungsschenkel festgeklemmt wird als dies bei dem zweiten Schenkel mittels der zweiten Klemmvorrichtung der Fall ist. Hierdurch ist im Ergebnis der beim Umformvorgang mechanisch am stärksten belastete Verbindungsbereich zwischen dem Verbindungsschenkel und dem zweiten Schenkel vorteilhaft etwas entlastet, denn für diesen Umformvorgang steht dann zusätzlich auch verbindungsschenkelnahes Connecting leg is clamped as this is the case with the second leg by means of the second clamping device. As a result, as a result of the mechanically the most heavily loaded during the forming process connection region between the connecting leg and the second leg advantageously relieved something, because then this formulating process is then also schlußschenkelahes
Material des ersten Schenkels zur Verfügung. Material of the first leg available.
Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der zweite Schenkel auf einer Kreisbahn bewegt wird, deren Drehachse parallel zu der Another development of the method according to the invention provides that the second leg is moved on a circular path whose axis of rotation parallel to the
Längsausrichtung der beiden zueinander parallelen Schenkel orientiert sowie mit Abstand dazu angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass die freien Enden der beiden zueinander parallelen Schenkel auch nach dem Umformvorgang Longitudinal orientation of the two mutually parallel legs oriented and spaced therefrom. This ensures that the free ends of the two parallel legs also after the forming process
hinsichtlich deren Längsausrichtung nicht gegeneinander verschwenkt, sondern parallel zueinander ausgerichtet sind. with respect to their longitudinal orientation not pivoted against each other, but are aligned parallel to each other.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass vor dem Wegbewegen des zweiten
Schenkels von dem ersten Schenkel ein According to another advantageous variant of the method can be provided that before moving away the second Leg of the first thigh
verbindungsschenkelnaher Umformabschnitt des ersten connecting thigh-shaped forming section of the first
Schenkels in Richtung zu einer Klemmbasis der ersten Schenkels towards a clamp base of the first
Klemmvorrichtung gebogen wird, wobei wegen der Clamping device is bent, due to the
Einstückigkeit des elektrischen Leiters auch der Integrity of the electrical conductor also the
Verbindungsschenkel mitgenommen wird. Dieser zusätzliche Verfahrensschritt entlastet den Übergangsbereich zwischen dem ersten Schenkel und dem Verbindungsschenkel mechanisch bei dem dann folgenden Umformen des Verbindungsschenkels mittels des Verwindungsführungselements . Connecting leg is taken. This additional method step relieves the transition region between the first leg and the connecting leg mechanically in the then subsequent forming of the connecting leg by means of the twisting guide element.
Weiter ist zur Vorbereitung eines konkreten Next is to prepare a concrete one
Produktionsvorgangs vorgesehen, dass das Production process provided that the
Verwindungsführungselement vor der Herstellung einer Serie der verwundenen, U-förmigen elektrischen Leiter (also der gattungsgemäßen hairpins) derart in Bezug zur Drehachse des Schwenkarms radial verstellt sowie um eine parallel zur Drehachse des Schwenkarms ausgerichtete Schwenkachse des Verwindungsführungselements verschwenkt wird, dass eine bestimmte Ausrichtung der beiden parallelen Schenkel zueinander sowie eine bestimmte Umformung des Twisting guide element before the production of a series of twisted, U-shaped electrical conductors (ie the generic hairpins) so radially in relation to the axis of rotation of the pivot arm and pivoted about a parallel to the axis of rotation of the pivot arm aligned pivot axis of the torsion guide is pivoted that a certain orientation of the two parallel legs to each other and a certain deformation of the
Verbindungsschenkels im dann folgenden Produktionsvorgang erzielt wird. Das Umformverfahren kann gemäß einem Beispiel zumindest die folgenden Verfahrensschritte aufweisen: Connecting leg is achieved in the subsequent production process. The forming process may, according to one example, comprise at least the following process steps:
a) Zuführen eines U-förmigen elektrischen Leiters in eine Umformvorrichtung, wobei der elektrische Leiter zwei zueinander parallele Schenkel sowie einen diese
verbindenden Verbindungsschenkel aufweist, welche alle in einer gedachten planen Ebene angeordnet sind, a) supplying a U-shaped electrical conductor in a forming device, wherein the electrical conductor two parallel legs and one of these connecting connecting legs, which are all arranged in an imaginary plane plan,
b) Festspannen eines Klemmabschnitts des ersten Schenkels in einer ersten Klemmvorrichtung sowie Festspannen eines Klemmabschnitts des zweiten Schenkels in einer zweitenb) tightening a clamping portion of the first leg in a first clamping device and tightening a clamping portion of the second leg in a second
Klemmvorrichtung, wobei diese beiden Klemmabschnitte nahe zu dem Verbindungsschenkel ausgebildet sind, Clamping device, wherein these two clamping portions are formed close to the connecting leg,
c) Festhalten der beiden zueinander parallelen Schenkel an deren jeweiligen Einklemmort und Umbiegen eines c) holding the two mutually parallel legs at their respective Einklemmort and bending over a
Umformabschnitts des ersten Schenkels, welcher nahe zu dem Verbindungsschenkels ausgebildet ist, weg aus der gedachten planen Ebene des elektrischen Leiters, Forming portion of the first leg, which is formed close to the connecting leg, away from the imaginary planar plane of the electrical conductor,
d) Bewegen des zweiten Schenkels auf einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Schwenkarms liegt, wobei diese Drehachse des Schwenkarms parallel zu dem ersten Schenkel des elektrischen Leiters ausgerichtet ist, sowie in Folge der Bewegung des zweiten Schenkels Strecken des Verbindungsschenkels des elektrischen Leiters, d) moving the second leg on a circular path whose center lies on the axis of rotation of the pivot arm, this pivot axis of the pivot arm is aligned parallel to the first leg of the electrical conductor, and due to the movement of the second leg stretching the connecting leg of the electrical conductor,
e) Bewegen eines Abschnitts des Verbindungsschenkels auf einer Führungsfläche eines Verwindungsführungselements , wobei zumindest ein Flächenabschnitt dieser Führungsfläche in Bezug zur Drehachse des Schwenkarms radial außerhalb des Einklemmortes des ersten Schenkels angeordnet ist, e) moving a portion of the connecting leg on a guide surface of a twisting guide member, wherein at least a surface portion of this guide surface is arranged with respect to the rotational axis of the pivot arm radially outside the Einklemmortes the first leg,
f) und abschließend Lösen der beiden Klemmvorrichtungen zum Freigeben des zu einem hairpin umgeformten elektrischenf) and finally releasing the two clamping devices for releasing the converted into a hairpin electrical
Leiters . Leader.
Vorzugsweise erfolgt hiernach das Abschneiden des hairpins von dem restlichen Draht, sofern dies nicht schon vor dem Einspannen des U-förmigen Drahtes geschah.
Zur Lösung der vorrichtungsbezogenen Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Umformung eines U- förmigen und im Preferably, thereafter, the cutting of the hairpin from the rest of the wire takes place, if not already done before clamping the U-shaped wire. To solve the device-related task, a device for forming a U-shaped and in the
Querschnitt eckigen elektrischen Leiters zu einen Cross section of angular electrical conductor to one
gattungsgemäßen hairpin vorgeschlagen, welcher für die Herstellung einer Stabwicklung einer elektrischen Maschine verwendbar ist, wobei der elektrische Leiter zwei proposed generic hairpin, which is suitable for the production of a rod winding of an electric machine, wherein the electrical conductor two
zueinander parallele Schenkel aufweist, die mittels eines Verbindungsschenkels einstückig miteinander verbunden sind. Diese Vorrichtung weist zumindest folgendes auf: has mutually parallel legs, which are integrally connected by means of a connecting leg. This device has at least the following:
- ein Vorrichtungsgestell, a device rack,
- eine an dem Vorrichtungsgestell angeordnete, und - One arranged on the device frame, and
bezüglich des Vorrichtungsgestells ortsfeste erste relative to the device frame fixed first
Klemmvorrichtung, mittels welcher der erste Schenkel am Vorrichtungsgestell festklemmbar ist, Clamping device, by means of which the first leg can be clamped to the device frame,
- einen um eine Drehachse drehbaren Schwenkarm, wobei diese Drehachse parallel zu dem ersten Schenkel des elektrischen Leiters ausgerichtet ist, a pivoting arm rotatable about an axis of rotation, wherein this axis of rotation is aligned parallel to the first leg of the electrical conductor,
- eine an dem Schwenkarm angeordnete zweite - One arranged on the pivot arm second
Klemmvorrichtung, mittels welcher der zweite Schenkel am Schwenkarm festklemmbar ist, Clamping device, by means of which the second leg is clamped to the pivot arm,
- und ein Verwindungsführungselement , welches an dem - And a twisting guide element, which on the
Vorrichtungsgestell befestigt ist sowie an seinem zur zweiten Klemmvorrichtung nahen Ende eine Führungsfläche aufweist , Device frame is attached and at its end close to the second clamping device has a guide surface,
- wobei diese Führungsfläche einen dem zweiten Schenkel nahen ersten Flächenabschnitt aufweist, auf den der Radius einer Kreisbahn trifft, auf welcher der zweite Schenkel beim Drehen des Schwenkarms bewegt wird, said guide surface having a first surface portion near the second leg, to which the radius of a circular path meets, on which the second leg is moved upon rotation of the pivotal arm,
- und wobei die Führungsfläche einen dem - And wherein the guide surface a the
Verbindungsschenkel nahen zweiten Flächenabschnitt
aufweist, welcher radial außerhalb der Kreisbahn des zweiten Schenkels angeordnet ist. Connecting legs near the second surface section which is arranged radially outside the circular path of the second leg.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass das Vorrichtungsgestell nicht ortsfest sein muss. Wichtig ist, dass die erste Klemmvorrichtung so an dem In this context, it should be noted that the device rack does not have to be stationary. It is important that the first clamping device on the
Vorrichtungsgestell angeordnet ist, dass sich der erste Schenkel während der Schwenkbewegung nicht relativ zu dem Vorrichtungsgestell bewegt. Das gleiche gilt für das Device rack is arranged so that the first leg does not move relative to the device frame during the pivoting movement. The same goes for the
Verwindungsführungselement , welches ebenfalls an dem Twist guide element, which also on the
Vorrichtungsgestell befestigt ist. Device frame is attached.
Der zweite Schenkel ist an dem Schwenkarm derart The second leg is on the pivot arm in such a way
festgeklemmt, dass er sich während der Schwenkbewegung nicht relativ zu dem Schwenkarm bewegt, sondern die clamped that he does not move relative to the pivot arm during the pivoting movement, but the
Schwenkbewegung mitmacht. Swinging motion participates.
Es ist auch möglich, dass das Vorrichtungsgestell mit dem Verwindungsführungselement die Schwenkbewegung ausführt und nicht der Schwenkarm (kinematische Umkehr) . Ebenso ist es möglich, dass ein Teil der Schwenkbewegung von dem It is also possible that the device frame carries out the pivoting movement with the twisting guide element and not the swivel arm (kinematic reversal). It is also possible that a part of the pivoting movement of the
Schwenkarm und ein Teil der Schwenkbewegung von dem Swing arm and part of the pivoting movement of the
Vorrichtungsgestell und dem Verwindungsführungselement ausgeführt wird. Bei allen drei Alternativen führen die erste Klemmvorrichtung und die zweite Klemmeinrichtung während des Schwenkvorgangs die gleiche (n) Device frame and the twisting guide element is executed. In all three alternatives, the first clamping device and the second clamping device carry the same during the pivoting operation
Relativbewegung (en) aus und das Verwindungsführungselement ist bezüglich einer der beiden Klemmvorrichtung in einer festen Relativposition angeordnet, so dass die hairpins in
erfindungsgemäßer Weise aus den U- förmigen elektrischen Leitern (um-) geformt werden. Relative movement (s) and the twisting guide element is arranged with respect to one of the two clamping device in a fixed relative position, so that the hairpins in according to the invention from the U-shaped electrical conductors (um-) are formed.
Die vorteilhafte Nutzung dieser Umformvorrichtung ist bereits kurz beschrieben worden. Eine weitere Beschreibung derselben erfolgt anhand verschiedener The advantageous use of this forming device has already been briefly described. Further description thereof will be made by various
Ausführungsbeispiele . Embodiments.
Gemäß einer ersten Weiterbildung dieser Umformvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die beiden Klemmvorrichtungen jeweils eine erste beziehungsweise eine dritte According to a first development of this forming device can be provided that the two clamping devices each have a first or a third
Stellvorrichtung aufweisen, deren Stellglieder den ersten Schenkel des elektrischen Leiters direkt oder indirekt gegen eine Klemmbasis an dem Vorrichtungsgestell Actuating device whose actuators, the first leg of the electrical conductor directly or indirectly against a clamping base on the device frame
beziehungsweise den zweiten Schenkel gegen eine Klemmbasis an dem Schwenkarm drücken können. Die erwähnten or can press the second leg against a clamping base on the pivot arm. The mentioned
Stellvorrichtungen sind vorzugsweise mittels einer Actuators are preferably by means of a
Hilfskraft betätigbar, welche elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden kann. Demnach kann die Assistive force operable, which can be generated electrically, hydraulically or pneumatically. Accordingly, the
Befestigung der beiden parallelen Schenkel des elektrischen Leiters ohne menschliche Hilfe erfolgen, so dass Fixing the two parallel legs of the electrical conductor done without human help, so that
Verletzungsgefahren ausgeschlossen sind und der Risks of injury are excluded and the
Herstellprozess optimiert ist. Außerdem kann vorgesehen sein, dass an der ersten Manufacturing process is optimized. In addition, it can be provided that at the first
Klemmvorrichtung und/oder an der zweiten Klemmvorrichtung jeweils eine zweite Stellvorrichtung vorhanden ist, mittels welcher der Verbindungsabschnitt des elektrischen Leiters nach dem Einspannen des ersten Schenkels und/oder des zweiten Schenkels aus der gedachten planen Ebene zwischen
den beiden parallelen Schenkel weg biegbar ist, und zwar vorzugsweise in Richtung zum Vorrichtungsgestell. Clamping device and / or on the second clamping device in each case a second adjusting device is present, by means of which the connecting portion of the electrical conductor after clamping the first leg and / or the second leg of the imaginary plane plane between the two parallel legs is bendable away, preferably in the direction of the device frame.
In Weiterbildung der erwähnten Stellvorrichtungen ist bevorzugt vorgesehen, dass das jeweilige freie Ende der Stellglieder der Stellvorrichtungen der beiden In a further development of the aforementioned adjusting devices is preferably provided that the respective free end of the actuators of the adjusting devices of the two
Klemmvorrichtungen jeweils ein Klemmstück aufweist, die zur festklemmenden Anlage an dem jeweils zugeordneten Schenkel des elektrischen Leiters ausgebildet sind, und dass das Klemmstück der ersten Klemmvorrichtung an dessen zu dem ersten Schenkel weisenden Seite einen derartigen Absatz aufweist, dass beim Festklemmen des ersten Schenkels an der zugeordneten Klemmbasis zugleich der Umformabschnitt des ersten Schenkels unter Mitnahme des Verbindungsabschnitts des elektrischen Leiters aus der gedachten planen Ebene zwischen den beiden parallelen Schenkel hin zum Clamping devices each having a clamping piece, which are designed for clamping engagement with the respectively associated leg of the electrical conductor, and that the clamping piece of the first clamping device at its side facing the first leg side has such a shoulder that when clamping the first leg to the associated Clamping base at the same time the forming section of the first leg with entrainment of the connecting portion of the electrical conductor from the imaginary plane plane between the two parallel legs towards
Vorrichtungsgestell biegbar ist. Device frame is bendable.
Um die Umformvorrichtung auch hinsichtlich der Bewegung des Schwenkarms zu automatisieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Schwenkarm direkt oder über zumindest einen Hebel mit einem Stellglied einer vierten Stellvorrichtung In order to automate the forming device also with regard to the movement of the pivoting arm, it is preferably provided that the pivoting arm directly or via at least one lever with an actuator of a fourth adjusting device
antriebswirksam verbunden ist. Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass auch das is drivingly connected. In addition, it is preferably provided that the
Verwindungsführungselement um eine Schwenkachse schwenkbar sowie hinsichtlich seiner Längserstreckungsrichtung axial verschiebbar an dem Vorrichtungsgestell befestigt ist.
Zur Einstellung der Radialposition der Führungsfläche und des Anstellwinkels des Verwindungsführungselements in Bezug zu dem Verbindungsabschnitt des elektrischen Leiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verwindungsführungselement mit einem Stellglied einer fünften Stellvorrichtung Twist guide element is pivotable about a pivot axis and axially slidably mounted with respect to its longitudinal direction of the device frame. For adjusting the radial position of the guide surface and the angle of attack of the twisting guide member with respect to the connecting portion of the electrical conductor is preferably provided that the twisting guide member with an actuator of a fifth adjusting device
verbunden ist, mittels der das Verwindungsführungselement um eine Schwenkachse verschwenkbar und/oder hinsichtlich seiner Längserstreckungsrichtung verschiebbar ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass an dem is connected, by means of which the twisting guide element is pivotable about a pivot axis and / or displaceable with respect to its longitudinal extension direction. It can further be provided that on the
Vorrichtungsgestell eine verschwenkbare Einstellscheibe angeordnet ist, welche als Anschlag für den Device frame a pivotable shim is arranged, which serves as a stop for the
Verbindungsabschnitt des elektrischen Leiters bei einem Einspannen der beiden zueinander parallelen Schenkel nutzbar ist. Connecting portion of the electrical conductor is used in a clamping of the two mutually parallel legs.
Diese Einstellscheibe ist vorzugsweise mit einem Stellglied einer sechsten Stellvorrichtung verbunden, mittels der die Einstellscheibe um eine Schwenkachse derart verschwenkbar ist, dass diese unmittelbar über die korrekte Position des Verbindungsabschnitts des elektrischen Leiters vor dem Einspannen desselben schwenkbar ist. This shim is preferably connected to an actuator of a sixth adjusting device, by means of which the shim is pivotable about a pivot axis such that it is directly about the correct position of the connecting portion of the electrical conductor prior to clamping thereof pivoted.
Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Drehachse des Schwenkarmes beziehungsweise dessen Schwenklager örtlich verstellbar am Vorrichtungsgestell angeordnet ist. Der Verstellbereich ist durch ein Koordinatensystem mit zwei senkrecht zueinander ausgerichteten geometrischen Achsen definiert, welche senkrecht zur Längsachse des ortsfest
eingeklemmten ersten Schenkels des U- förmigen Drahtes ausgerichtet sind. In addition, it is preferably provided that the axis of rotation of the pivot arm or its pivot bearing is arranged locally adjustable on the device frame. The adjustment range is defined by a coordinate system having two mutually perpendicular geometrical axes which are perpendicular to the longitudinal axis of the stationary clamped first leg of the U-shaped wire are aligned.
Schließlich sind zumindest einige der erwähnten Finally, at least some of them are mentioned
Stellvorrichtungen als elektrische Schrittmotoren Actuators as electric stepper motors
ausgebildet, welche über Steuerungsleitungen mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden sind. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass zumindest einige der erwähnten formed, which are connected via control lines with a control device. Alternatively, it may be provided that at least some of the mentioned
Stellvorrichtungen als druckmittelbetriebene Aktuatoren ausgebildet sind, deren Steuerungsventile über Actuators are designed as fluid-operated actuators whose control valves via
Steuerungsleitungen mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden sind . Control lines are connected to a control device.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt The invention will be explained below with reference to several illustrated in the accompanying drawings embodiments. In the drawing shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Biegevorrichtung, mittels der aus einem Draht ein U- förmiger elektrischer Leiter gebogen werden kann, 1 is a schematic representation of a known bending device, by means of which a U-shaped electrical conductor can be bent from a wire,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines solchen elektrischen Leiters mit einer gedachten planen Ebene zwischen den Schenkeln des Leiters, 2 is a schematic representation of such an electrical conductor with an imaginary plane plane between the legs of the conductor,
Fig. 3 den elektrischen Leiter gemäß Fig. 2 mit einer Aufteilung seiner Funktionsabschnitte, 3 shows the electrical conductor according to FIG. 2 with a division of its functional sections, FIG.
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines hairpins, welcher nach einem Umformvorgang aus einem elektrischen Leiter gemäß den Figuren 2 und 3 hergestellt wurde, und welcher zur Herstellung einer Stabwicklung einer elektrischen Maschine verwendbar ist,
Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Umformvorrichtung in einer 4 shows a schematic view of a hairpin, which has been produced after a forming process from an electrical conductor according to FIGS. 2 and 3, and which is usable for producing a bar winding of an electrical machine, FIG. Fig. 5 is a simplified schematic representation of a forming device according to the invention in one
Ausgangsstellung, mittels der aus einem U-förmigen Starting position, by means of a U-shaped
elektrischen Leiter gemäß den Figuren 2 oder 3 ein hairpin gemäß Fig. 4 herstellbar ist, electrical conductor according to the figures 2 or 3, a hairpin according to FIG. 4 is produced,
Fig. 6 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 5 in einer schematischen Seitenansicht C in der Ausgangsstellung mit Blick auf den ortsfest angeordneten ersten Schenkel des elektrischen Leiters, 6 shows the forming device according to FIG. 5 in a schematic side view C in the starting position with a view of the stationarily arranged first leg of the electrical conductor, FIG.
Fig. 7 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 5 bei einem ersten Kontakt des zweiten Schenkels des elektrischen Leiters mit einem Verwindungsführungselement , 7 shows the forming device according to FIG. 5 during a first contact of the second leg of the electrical conductor with a twisting guide element, FIG.
Fig. 8 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 7 bei einem weitergeführten Kontakt des zweiten Schenkels des Fig. 8, the forming device according to FIG. 7 at a continued contact of the second leg of the
elektrischen Leiters mit dem Verwindungsführungselement , Fig. 9 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 8 in einer schematischen Seitenansicht mit Blick auf die beiden electrical conductor with the twisting guide element, Fig. 9, the forming device according to FIG. 8 in a schematic side view with a view of the two
Schenkel des elektrischen Leiters, Leg of the electrical conductor,
Fig. 10 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 5 mit einem Anschlag zur Einstellung der Einklemmposition des 10 shows the forming device according to FIG. 5 with a stop for adjusting the pinching position of FIG
elektrischen Leiters, electrical conductor,
Fig. 11 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 10 in einer schematischen Seitenansicht mit dem Anschlag, 11 shows the forming device according to FIG. 10 in a schematic side view with the stop, FIG.
Fig. 12 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 5 mit einem durch einen Aktuator verstellbaren Druckstück, mittels dem ein Umformabschnitt des ersten Schenkels beaufschlagbar ist , FIG. 12 shows the forming device according to FIG. 5 with an adjustable pressure piece by means of an actuator, by means of which a forming section of the first leg can be acted on, FIG.
Fig. 13 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 12 in einer schematischen Seitenansicht, in dem auch der Aktuator erkennbar ist, welcher auf das Druckstück wirkt,
Fig. 14 eine Detailansicht auf die Führungsfläche des Verwindungsführungselements gemäß den Figuren 5 bis 13, Fig. 15 eine schematische Seitenansicht auf die erste Klemmvorrichtung, welche ein gestuftes Klemmstück aufweist, Fig. 16 eine die Merkmale der Erfindung aufweisende 13 shows the forming device according to FIG. 12 in a schematic side view, in which also the actuator can be seen, which acts on the pressure piece, 14 shows a detailed view of the guide surface of the twisting guide element according to FIGS. 5 to 13, FIG. 15 shows a schematic side view of the first clamping device, which has a stepped clamping piece, FIG. 16 shows one of the features of the invention
Umformvorrichtung in einer Draufsicht, dargestellt mit einem dort eingeklemmten elektrischen Leiter, in einer nicht betätigten Stellung, Forming device in a plan view, shown with an electrical conductor clamped there, in a non-actuated position,
Fig. 17 die Umformvorrichtung gemäß Fig. 16 in einer Draufsicht nach einem anfänglichen Umformen des ersten Schenkels des elektrischen Leiters, Fig. 18 die FIG. 17 shows the forming device according to FIG. 16 in a plan view after initial deformation of the first leg of the electrical conductor, FIG
Umformvorrichtung gemäß Fig. 16 in einer Draufsicht nach einem abschließenden Verformen des elektrischen Leiters zu einem hairpin und Forming device according to FIG. 16 in a plan view after a final deformation of the electrical conductor to a hairpin and
Fig. 19 eine reduzierte Darstellung der Figur 16 zur Erläuterung der relativen Lage der Drehachse des FIG. 19 shows a reduced representation of FIG. 16 for explaining the relative position of the axis of rotation of FIG
Schwenkarms bezogen auf die Schenkel des elektrischen Swivel arm relative to the legs of the electric
Leiters . Demnach zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer an sich bekannte Biegevorrichtung 1*, mittels der aus einem Draht 2 ein U- förmiger elektrischer Leiter 6 gebogen werden kann. Hierzu wird der Draht 2 einer erste Rolle 3 zugeführt und mittels einer zweiten Rolle 4 um die Oberfläche der ersten Rolle 3 kreissegmentförmig herum gebogen. Sobald die beiden zueinander parallelen Schenkel 7, 8 eine gewünschte Länge aufweisen, wird der Draht 2 mittels einer Leader. 1 shows a schematic representation of a bending device 1 * known per se, by means of which a U-shaped electrical conductor 6 can be bent out of a wire 2. For this purpose, the wire 2 is fed to a first roller 3 and bent around the surface of the first roller 3 in a circular segment shape by means of a second roller 4. Once the two mutually parallel legs 7, 8 have a desired length, the wire 2 by means of a
Trennvorrichtung 5 durchtrennt und der U- förmige Separating device 5 severed and the U-shaped
elektrische Leiter 6 zur weiteren Umformung aus der electrical conductor 6 for further transformation of the
Biegevorrichtung 1* entfernt.
Abweichend von diesem Stand der Technik erfolgt das Bender 1 * removed. Deviating from this prior art, this is done
Durchtrennen des Drahtes 2 gemäß der Erfindung bevorzugt erst dann, wenn der nachfolgend zu beschreibende Cutting the wire 2 according to the invention preferably only when the following to be described
Umformvorgang abgeschlossen vollständig ist. Diese Forming process is complete. These
Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der U- förmig The approach has the advantage that the U-shaped
umgebogene Draht 2 erst nach seiner abschließenden bent wire 2 only after its final
Formgebung als Einzelteil gehandhabt werden muss. Shaping must be handled as a single part.
Wie Fig. 2 zeigt, weist der elektrische Leiter 6 einen weitgehend halbkreisförmigen Verbindungsschenkel 9 auf, welcher die beiden, zueinander parallelen Schenkel 7, 8 einstückig miteinander verbindet. Die drei Schenkel 7, 8, 9 des elektrischen Leiters 6 sind derartig zueinander As FIG. 2 shows, the electrical conductor 6 has a largely semicircular connecting leg 9, which integrally connects the two mutually parallel legs 7, 8. The three legs 7, 8, 9 of the electrical conductor 6 are such to each other
ausgerichtet, dass diese eine gedachte, plane Ebene 10 zwischen sich aufspannen. Ein solcher elektrische Leiter 6 dient als Vorprodukt zur Herstellung eines in Fig. 4 dargestellten hairpins 19, dessen Schenkel 7, 8, 9 nicht mehr in der gleichen gedachten Ebene 10 liegen. Hierzu muss der elektrische Leiter 6 umgeformt werden, wobei die aligned so that they span an imaginary plane 10 between them. Such an electrical conductor 6 serves as a preliminary product for producing a hairpin 19 shown in FIG. 4, whose legs 7, 8, 9 no longer lie in the same imaginary plane 10. For this purpose, the electrical conductor 6 must be reshaped, the
Verformung im Wesentlichen im Bereich des Deformation essentially in the area of
Verbindungsschenkels 9 durchgeführt wird, so dass die beiden anderen Schenkel 7, 8 immer noch eine gerade Connecting leg 9 is performed so that the two other legs 7, 8 is still a straight
Geometrie aufweisen, jedoch nicht mehr in der gleichen, gedachten Ebene angeordnet sind. Have geometry, but are no longer arranged in the same imaginary plane.
Um einen derartigen elektrische Leiter 6 zur Herstellung einer Stabwicklung eines Stators oder Ankers einer To such an electrical conductor 6 for producing a bar winding of a stator or armature of a
Elektromaschine mit hohem elektrischen Wirkungsgrad nutzen zu können, weist der elektrische Leiter 6 eine rechteckige, vorzugsweise quaderförmige Querschnittsgeometrie auf. Fig.
4 zeigt einen solchen als hairpin 19 ausgebildeten Electric machine to use with high electrical efficiency, the electrical conductor 6 has a rectangular, preferably cuboid cross-sectional geometry. FIG. FIG. 4 shows one designed as a hairpin 19
elektrischen Leiter 6, dessen zueinander parallelen electrical conductor 6, whose mutually parallel
Schenkel 7, 8 jeweils eine schmale Längsseite 15, 17 sowie eine breite Längsseite 14, 16 aufweisen. Um diese beiden Schenkel 7, 8 in jeweils zugeordnete Nuten in einem Statoroder Ankerblechpaket einer Elektromaschine einsetzen zu können, weisen die schmale Längsseiten 17 sowie die breiten Längsseiten 14 des ersten Schenkels 7 in anderen Richtungen als die schmalen Längsseiten 15 sowie die breiten Legs 7, 8 each have a narrow longitudinal side 15, 17 and a wide longitudinal side 14, 16 have. In order to use these two legs 7, 8 in each associated grooves in a stator or anchor plate package of an electric machine, have the narrow longitudinal sides 17 and the wide longitudinal sides 14 of the first leg 7 in other directions than the narrow longitudinal sides 15 and the wide
Längsseiten 16 des zweiten Schenkels 8. Um diese Long sides 16 of the second leg 8. To this
Ausrichtung zu realisieren, wird der U-förmige elektrische Leiter 6 in einem Verwindungsbereich 18 des Alignment is realized, the U-shaped electrical conductor 6 in a twisting 18 of the
Verbindungsschenkels 9 entsprechend umgeformt. Hierdurch kann der Verbindungsschenkel 9, wie in Fig. 4 dargestellt, eine dachförmige Spitze 20 oder eine flach gebogene Connecting leg 9 formed accordingly. As a result, the connecting leg 9, as shown in Fig. 4, a roof-shaped tip 20 or a flat curved
Geometrie aufweisen. Have geometry.
Bevor nachfolgend erläutert wird, welche Vorrichtung und welches Verfahren die Erfindung zur Herstellung eines hairpins 19 aus einem elektrischen Leiter 6 vorschlägt, werden für die nachfolgende Beschreibung sinnvolle Before explaining which device and which method proposes the invention for producing a hairpin 19 from an electrical conductor 6, it will be useful for the following description
Funktionsabschnitte des elektrischen Leiters 6 definiert. Wie Fig. 3 veranschaulicht, weist der elektrischen Leiter 6 im Verbindungsbereich des Verbindungsschenkels 9 einen ersten Umformabschnitt 11 und einen zweiten Umformabschnitt 11' auf, welche auch einen verbindungsschenkelnahen Defined functional sections of the electrical conductor 6. As illustrated in FIG. 3, the electrical conductor 6 in the connecting region of the connecting leg 9 has a first forming section 11 and a second forming section 11 ', which also has a connecting loop
Abschnitt der beiden, zueinander parallelen Schenkel 7, 8 umfassen. Weiter hin zu deren freien Ende weisen die beiden parallelen Schenkel 7, 8 jeweils einen Klemmabschnitt 12, 12' auf, welche zum Einklemmen in einer erfindungsgemäßen
Umformvorrichtung 1 vorgesehen sind. Daran anschließend folgt jeweils ein unterer Abschnitt 13, 13', die sich bis zu dem jeweiligen freien Ende der beiden parallelen Section of the two mutually parallel legs 7, 8 include. Farther to the free end, the two parallel legs 7, 8 each have a clamping portion 12, 12 ', which for clamping in an inventive Forming device 1 are provided. This is then followed in each case by a lower section 13, 13 'which extends up to the respective free end of the two parallel ones
Schenkel 7, 8 erstrecken. Legs 7, 8 extend.
Die Figuren 5 bis 13 und 16 bis 18 zeigen jeweils aus unterschiedlichen Blickrichtungen gesehen sowie in FIGS. 5 to 13 and 16 to 18 show, respectively, seen from different viewing directions and in FIG
unterschiedlichen Betätigungsstellungen eine different operating positions one
Umformvorrichtung 1, mittels der ein U- förmiger Forming device 1, by means of a U-shaped
elektrischer Leiter 6 zu einem hairpin 19 umgeformt werden kann, welcher ähnlich wie der gemäß Fig. 4 aussieht. electrical conductor 6 can be converted to a hairpin 19, which looks similar to that of FIG. 4.
Die Figuren 16 bis 18 lassen jeweils in einer schematischen Draufsicht den Gesamtaufbau der Umformvorrichtung 1 am besten erkennen. Demnach weist die Umformvorrichtung 1 ein Vorrichtungsgestell 21 auf, welches alle wesentlichen FIGS. 16 to 18 each best show the overall structure of the forming device 1 in a schematic plan view. Accordingly, the forming device 1, a device frame 21, which all essential
Bestandteile der Umformeinrichtung trägt. Dazu gehören zunächst zwei Klemmvorrichtungen A, B, mittels denen jeweils einer der beiden zueinander parallelen Schenkel 7, 8 eines U-förmigen elektrischen Leiters 6 an einer Contributes components of the forming device. These include first two clamping devices A, B, by means of which in each case one of the two mutually parallel legs 7, 8 of a U-shaped electrical conductor 6 at one
entsprechend zugeordneten ersten Klemmbasis 22 correspondingly associated first clamping base 22
beziehungsweise einer zweiten Klemmbasis 24 festklemmbar sind. Die der ersten Klemmvorrichtung A zugeordnete erste Klemmbasis 22 ist an dem Vorrichtungsgestell 21 befestigt oder einstückig ein Bestandteil desselben, und sie dient als Widerlager beim Festklemmen des ersten Schenkels 7 des U-förmigen elektrischen Leiters 6. Das Festklemmen dieses ersten Schenkels 7 erfolgt mittels eines ersten Klemmstücks 23, welches an dem freien Ende eines Stellgliedes einer ersten Stellvorrichtung 32 ausgebildet oder befestigt ist.
Diese erste Stellvorrichtung 32 ist als Axialaktuator ausgebildet. Eine zweite, ebenfalls als Axialaktuator ausgebildete Stellvorrichtung 33, welche lediglich in Fig. 13 dargestellt ist und später beschrieben wird, kann ebenfalls am Ort der zweiten Klemmvorrichtung A angeordnet sein . or a second clamping base 24 can be clamped. The first clamping base 22 associated with the first clamping device A is fixed to the device frame 21 or integral with it, and serves as an abutment in clamping the first leg 7 of the U-shaped electrical conductor 6. The clamping of this first leg 7 is effected by means of a first Clamping piece 23 which is formed or fixed to the free end of an actuator of a first adjusting device 32. This first adjusting device 32 is designed as Axialaktuator. A second adjusting device 33, also designed as an axial actuator, which is shown only in FIG. 13 and described later, can likewise be arranged at the location of the second clamping device A.
Die erste Stellvorrichtung 32 sowie alle anderen, noch zu erwähnenden Stellvorrichtungen, sind vorzugsweise als elektromotorische Aktuatoren ausgebildet. Sie können aber auch hydraulische oder pneumatische Aktuatoren sein. Das jeweilige Stellglied der Aktuatoren kann axial oder rotatorisch bewegt werden. Die der zweiten Klemmvorrichtung B zugeordnete zweiteThe first adjusting device 32 as well as all other, still to be mentioned adjusting devices are preferably designed as electromotive actuators. But they can also be hydraulic or pneumatic actuators. The respective actuator of the actuators can be moved axially or rotationally. The second clamping device B associated second
Klemmbasis 24 ist ein Bestandteil eines Schwenkarmes 27, welcher gemäß den Figuren 16 bis 18 um eine Drehachse 41 schwenkbar gelagert an dem Vorrichtungsgestell 21 Clamping base 24 is a component of a pivoting arm 27 which, according to FIGS. 16 to 18, is pivotably mounted about an axis of rotation 41 on the device frame 21
angeordnet ist. Im einfachsten Fall ist diese zweite is arranged. In the simplest case, this is the second one
Klemmbasis 24 als eine Aussparung an dem Schwenkarm 27 ausgebildet, welche einen Abschnitt der Clamping base 24 is formed as a recess on the pivot arm 27, which forms a portion of
Querschnittsgeometrie des zweiten parallelen Schenkels 8 des elektrischen Leiters 6 aufweist. Die zweite Klemmbasis 24 dient demnach als Widerlager beim Festklemmen des zweiten Schenkels 8 des U-förmigen elektrischen Leiters 6 an dem Schwenkarm 27. Das Festklemmen dieses zweiten Cross-sectional geometry of the second parallel leg 8 of the electrical conductor 6 has. The second clamping base 24 thus serves as an abutment when clamping the second leg 8 of the U-shaped electrical conductor 6 on the pivot arm 27. The clamping of this second
Schenkels 8 erfolgt mittels eines zweiten Klemmstücks 25, welches an dem freien Ende eines Stellgliedes einer dritten Stellvorrichtung 34 ausgebildet oder befestigt ist. Auch diese dritte Stellvorrichtung 34 ist als Axialaktuator
ausgebildet. Das Gehäuse dieser dritten Stellvorrichtung 34 ist über eine Verbindungsstruktur 61 mit dem Schwenkarm 27 fest verbunden, wie dies schematisch dargestellt ist. Der Schwenkarm 27 ist über einen Hebel 38 und Gelenke 39, 40 an einem Stellglied 37 einer vierten Stellvorrichtung 36' befestigt, welche ebenfalls als Axialaktuator Leg 8 is effected by means of a second clamping piece 25 which is formed or fixed to the free end of an actuator of a third adjusting device 34. This third adjusting device 34 is also an axial actuator educated. The housing of this third adjusting device 34 is fixedly connected via a connecting structure 61 with the pivot arm 27, as shown schematically. The pivot arm 27 is attached via a lever 38 and joints 39, 40 to an actuator 37 of a fourth adjusting device 36 ', which also serves as Axialaktuator
ausgebildet ist. Eine Betätigung der vierten is trained. An actuation of the fourth
Stellvorrichtung 36' führt zu einer Schwenkbewegung des Schwenkarmes 27 um dessen Drehachse 41 gemäß dem die Actuator 36 'leads to a pivoting movement of the pivot arm 27 about its axis of rotation 41 according to the
Bewegungsrichtung 46 verdeutlichenden Doppelpfeil in Fig. 16. Alternativ dazu ist es möglich, wie in den Figuren 5 bis 13 dargestellt, dass die vierte Stellvorrichtung 36 als Drehaktuator mit einer Drehachse 28 ausgebildet ist, und dass der Drehaktuator 36 die Drehlagerung des Schwenkarms 27 bildet. Movement direction 46 illustrating double arrow in Fig. 16. Alternatively, it is possible, as shown in Figures 5 to 13, that the fourth actuator 36 is designed as a rotary actuator with a rotation axis 28, and that the rotary actuator 36 forms the pivot bearing of the pivot arm 27.
Außerdem ist ein stabförmiges Verwindungsführungselement 30 an dem Vorrichtungsgestell 21 befestigt. Die Befestigung dieses Verwindungsführungselements 30 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel derart, dass das In addition, a rod-shaped twisting guide member 30 is fixed to the apparatus frame 21. The attachment of this twisting guide member 30 is in the illustrated embodiment such that the
Verwindungsführungselement 30 sowohl in Richtung seiner Längserstreckung axial verstellbar als auch um eine Twisting guide element 30 both in the direction of its longitudinal extent axially adjustable and to a
senkrecht dazu ausgerichtete Stellachse 49 verschwenkbar angeordnet ist (siehe dortige Doppelpfeile) . Eine axiale Verstellung des Verwindungsführungselements 30 erfolgt vorzugsweise mittels wenigstens einer fünften Arranged perpendicular thereto adjusting axis 49 is pivotally mounted (see local double arrows). An axial adjustment of the twisting guide element 30 is preferably carried out by means of at least a fifth
Stellvorrichtung 47, welche als Axialaktuator ausgebildet und über ein Stellglied 48 mit dem Actuator 47, which is designed as Axialaktuator and via an actuator 48 with the
Verwindungsführungselement 30 verbunden ist. Zur Führung
der Axialverstellung des Verwindungsführungselements 30 weist dieses in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Langloch 50 auf, welches von einer im Vorrichtungsgestell 21 verschraubten Schraube durchdrungen ist. Mit dem Twist guide member 30 is connected. To the leadership the axial displacement of the twisting guide member 30 has this in the illustrated embodiment, a slot 50 which is penetrated by a screwed in the device frame 21 screw. With the
Bezugszeichen ist in Fig. 18 ein Anstellwinkel angegeben, gemäß dem das Verwindungsführungselement 30 ausrichtbar ist. Der einzustellende Anstellwinkel sowie die axiale Position des für die Verformung des elektrischen Leiters 6 wirksamen axialen Endes des Verwindungsführungselements 30 sind abhängig von den Abmessungen des zu verformenden elektrischen Leiters 6 sowie von der zu erzielenden Reference numeral 18 indicates an angle of attack, according to which the twisting guide member 30 is alignable. The setting angle to be set and the axial position of the effective for the deformation of the electrical conductor 6 axial end of the twisting guide member 30 are dependent on the dimensions of the electrical conductor to be deformed 6 as well as the one to be achieved
Verformungsgeometrie desselben. Deformation geometry of the same.
Das Verwindungsführungselement 30 weist an seinem The twisting guide member 30 has at its
aktuatorfernen Ende eine Führungsfläche 31 auf, an welcher der zweite Schenkel 8 und/oder der Verbindungsschenkel 9 des eingespannten elektrischen Leiters 6 unter Verformung desselben eng entlang führbar ist. Ein solcher aktuatorfernen end, a guide surface 31, on which the second leg 8 and / or the connecting leg 9 of the clamped electrical conductor 6 under deformation of the same is closely guided. Such a
Verformungsvorgang findet statt, wenn der von der zweiten Klemmvorrichtung B eingeklemmte zweite Schenkel 8 des elektrischen Leiters 6 bei einer Schwenkbewegung des Deformation process takes place when the clamped by the second clamping device B second leg 8 of the electrical conductor 6 in a pivoting movement of the
Schwenkarmes 27 entlang einer Kreisbahn 42 bewegt wird, welche zumindest teilweise radial innerhalb des Bereiches der Führungsfläche 31 des Verwindungsführungselement 30 liegt. Hierauf wird noch genauer eingegangen, jedoch wird schon hier auf Fig. 18 hingewiesen, welche zeigt, wie im Ergebnis eines solchen Umformvorgangs aus dem U- förmigen elektrischen Leiter 6 ein hairpin 19 geformt wurde, der zum Herstellen einer Stabwicklung einer Stators oder Ankers einer elektrischen Maschine genutzt werden kann. Die
Führungsfläche 31 ist so gestaltet, dass nach Abschluss des Umformvorgangs der hairpin die gewünschte Form hat und die Übergänge zwischen den verschiedenen Abschnitten 12, 12', 11, 11' des elektrischen Leiters 6 möglichst rund sind, um die lokale Verformung des Drahts und eines eventuell vorhandenen Schutzlacks zu minimieren. Die Führungsfläche 31 ist in der Regel eine Freiformfläche. Swing arm 27 is moved along a circular path 42 which is at least partially radially within the range of the guide surface 31 of the twisting guide member 30. This will be discussed in more detail, but reference is already made to Fig. 18, which shows how, as a result of such a forming process from the U-shaped electrical conductor 6, a hairpin 19 has been formed for producing a bar winding of a stator or armature of an electric Machine can be used. The Guide surface 31 is designed so that after completion of the forming process, the hairpin has the desired shape and the transitions between the various sections 12, 12 ', 11, 11' of the electrical conductor 6 are as round as possible to the local deformation of the wire and possibly one minimize existing protective coatings. The guide surface 31 is usually a free-form surface.
Wie dies lediglich in der Fig. 16 dargestellt ist, kann die Umformvorrichtung 1 auch eine Einstellscheibe 43 aufweisen, welche um eine außermittig angeordnete Schwenkachse 44 verschwenkbar an dem Vorrichtungsgestell 21 befestigt ist. Die Verschwenkung der Einstellscheibe 43 wird mittels einer sechsten Stellvorrichtung 51 bewerkstelligt, welche As shown only in FIG. 16, the forming device 1 can also have a dial 43, which is fastened to the device frame 21 so as to be pivotable about an off-center pivot axis 44. The pivoting of the dial 43 is accomplished by means of a sixth actuator 51, which
ebenfalls als ein Axialaktuator ausgebildet ist und über ein als Koppelstange ausgebildetes Stellglied 52 mit dem radial äußernden Rand der Einstellscheibe 43 verbunden ist. Bei einem Ausfahren des Stellgliedes 52 wird die is also formed as an axial actuator and is connected via a designed as a coupling rod actuator 52 with the radially outer edge of the shim 43. Upon extension of the actuator 52 is the
Einstellscheibe 43 soweit gedreht, dass diese den Shim 43 turned so far that this
Einspannort für den elektrischen Leiter 6 dicht oberhalb des Verbindungsschenkels 9 überdeckt. Die dortigen Clamping for the electrical conductor 6 covered just above the connecting leg 9. The local ones
Schwenkrichtungen 45 sind durch einen Doppelpfeil Pivoting directions 45 are indicated by a double arrow
verdeutlicht. Bei einem manuellen oder maschinellen clarified. In a manual or machine
Einsetzen der beiden parallelen Schenkel 7, 8 in die zugeordneten Klemmvorrichtungen A, B wird der Insertion of the two parallel legs 7, 8 in the associated clamping devices A, B is the
Verbindungsschenkel 9 mit seiner Spitze 20 beziehungsweise bogenförmigen Oberseite in Anschlag an die Unterseite der Einstellscheibe 43 gebracht, so dass der elektrische Leiter 6 ordnungsgemäß in den beiden Klemmvorrichtungen A, B positioniert ist, bevor diese geschlossen werden.
Schließlich zeigt Fig. 16, dass alle Stellvorrichtungen 32, 33, 34, 36, 36', 47, 51 der Umformvorrichtung 1 über gestrichelt dargestellte Steuerungsleitungen mit einem Steuerungsgerät 60 verbunden sind, welches die Betätigung dieser Aktuatoren befehligt. Seine Entscheidungen trifft die Steuerungsvorrichtung 60 vorzugsweise aufgrund von Sensorinformationen, die es von nicht dargestellten Connecting leg 9 brought with its tip 20 and arcuate top in abutment against the underside of the dial 43, so that the electrical conductor 6 is properly positioned in the two clamping devices A, B, before they are closed. Finally, FIG. 16 shows that all adjusting devices 32, 33, 34, 36, 36 ', 47, 51 of the forming device 1 are connected via dashed control lines to a control device 60, which commands the actuation of these actuators. Its decisions are made by the control device 60, preferably on the basis of sensor information that is not shown
Sensoren erhält. Die beschriebene Umformvorrichtung 1 kann mit einem Sensors receives. The described forming device 1 can with a
Verfahren betrieben werden, welches die Merkmale der verfahrensbezogenen Ansprüche aufweist. Hierzu wird nun auch auf die Figuren 5 bis 15 eingegangen, welche eine Umformvorrichtung 1 schematisch darstellen, die weitgehend identisch ist wie die in den Figuren 16 bis 18 gezeigte Umformvorrichtung 1. Lediglich die den Schwenkarm 21 betätigende vierte Stellvorrichtung 36' ist in den Figuren 5 bis 15 zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung als ein Drehaktuator 36, also beispielsweise als ein Method are operated, which has the features of the method claims. For this purpose, reference will now also be made to FIGS. 5 to 15 which schematically illustrate a forming device 1 which is substantially identical to the forming device 1 shown in FIGS. 16 to 18. Only the fourth setting device 36 'operating the pivoting arm 21 is shown in FIGS 15 to simplify the drawing as a rotary actuator 36, so for example as a
Stellmotor gezeichnet, welches aber nichts am Stellmotor drawn, but nothing on the
Wirkungsprinzip der Vorrichtung 1 noch an dem Verfahren zur Umformung eines elektrischen Leiters 6 gemäß der Erfindung ändert . Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Ausgangssituation, in welcher ein U-förmiger elektrischer Leiter 6 mit seinen beiden zueinander parallelen Schenkeln 7, 8 in eine Principle of operation of the device 1 still on the process for forming an electrical conductor 6 according to the invention changes. Figures 5 and 6 show an initial situation in which a U-shaped electrical conductor 6 with its two mutually parallel legs 7, 8 in a
erfindungsgemäß ausgebildete Umformvorrichtung 1 Forming device 1 designed according to the invention
eingespannt ist. Hierzu greifen die beiden is clamped. To do this, the two grab
Klemmvorrichtungen A, B an den zugeordneten
Klemmabschnitten 12, 12' der Schenkel 7, 8 an, wobei die erste Stellvorrichtung 32 und die dritte Stellvorrichtung 34 mit deren jeweiligen Klemmstücken 23, 25 die Schenkel 7, 8 an die zugeordnete erste Klemmbasis 22 beziehungsweise zweite Klemmbasis 24 pressen. Wie die Figuren zeigen, fixieren die beiden Klemmvorrichtungen A, B den Clamping devices A, B to the associated Clamping sections 12, 12 'of the legs 7, 8, wherein the first adjusting device 32 and the third adjusting device 34 with their respective clamping pieces 23, 25 press the legs 7, 8 to the associated first clamping base 22 and second clamping base 24. As the figures show, the two clamping devices A, B fix the
elektrischen Leiter 6 unterhalb des Verbindungsschenkels 9 sowie unterhalb eines verbindungsschenkelnahen electrical conductor 6 below the connecting leg 9 as well as below a connection-lying close
Umformabschnitts 11, 11' der jeweiligen parallelen Schenkel 7, 8. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine anschließende Umformung des elektrischen Leiters 6 nicht nur in dem Forming section 11, 11 'of the respective parallel legs 7, 8. This ensures that a subsequent deformation of the electrical conductor 6 not only in the
Verbindungsschenkel 9 sondern auch in den Connecting leg 9 but also in the
verbindungsschenkelnahen Umformabschnitten 11, 11' connection-shearing forming sections 11, 11 '
stattfinden kann. In dieser Ausgangssituation weist der nicht eingeklemmte Abschnitt des elektrischen Leiters 6 von der Oberkante der beiden Klemmstücke 23, 25 bis zur can take place. In this initial situation, the unclamped portion of the electrical conductor 6 from the upper edge of the two clamping pieces 23, 25 to the
Oberkante des Verbindungsschenkels 9 eine Höhe Hl auf. Upper edge of the connecting leg 9 has a height Hl.
Insbesondere Fig. 6 zeigt in einer seitlichen Ansicht C der Umformvorrichtung 1, dass der erste Schenkel 7 zwischen der ersten Klemmbasis 22 und dem ersten Druckstück 23 der ersten Stellvorrichtung 32 angeordnet ist, und dass die als Axialaktuator ausgebildete erste Stellvorrichtung 32 mit deren Stellglied 35 gemäß dem dortigen Richtungspfeil gegen den ersten Schenkel 7 drückt. In particular, Fig. 6 shows in a side view C of the forming device 1, that the first leg 7 between the first clamping base 22 and the first pressure piece 23 of the first actuator 32 is arranged, and that designed as Axialaktuator first actuator 32 with the actuator 35 according to the local direction arrow presses against the first leg 7.
Fig. 7 zeigt eine zweite Betriebssituation der Fig. 7 shows a second operating situation of
Umformvorrichtung 1, in welcher der Schwenkarm 27 mittels der vierten Stellvorrichtung 36 soweit um seine Forming device 1, in which the pivot arm 27 by means of the fourth adjusting device 36 so far around his
Schwenkachse 28 verschwenkt wurde, dass der elektrische
Leiter 6 die Führungsfläche 31 des hier aus der Zeichnungsebene herausragenden Verwindungsführungselements 30 gerade erst berührt. Durch diesen Schwenkvorgang wurde der elektrische Leiter 6 im Bereich seines Swivel axis 28 has been pivoted that the electric Head 6, the guide surface 31 of the protruding here from the plane of the twisting guide element 30 just touched. By this pivoting operation, the electrical conductor 6 was in the area of his
Verbindungsschenkels 9 gestreckt, so dass dadurch die Höhe H2 von der Oberkante des Verbindungsschenkels 9 bis hin zu der Oberkante der beiden Klemmstücke 23, 25 abgenommen hat. Das Strecken des Verbindungsschenkels 9 sowie Stretched connecting leg 9, so that thereby the height H2 has decreased from the upper edge of the connecting leg 9 up to the upper edge of the two clamping pieces 23, 25. The stretching of the connecting leg 9 as well
gegebenenfalls der benachbarten Abschnitte der beiden optionally the adjacent sections of the two
Schenkel 7, 8 führte dabei zu keiner Gefügeänderung imLegs 7, 8 did not lead to a structural change in the structure
Material des elektrischen Leiters 6, sondern lediglich zu einer Geometrieänderung in dem genannten Material of the electrical conductor 6, but only to a change in geometry in said
Verbindungsschenkelbereich des elektrischen Leiters 6. Die Figuren 8 und 9 zeigen die erfindungsgemäße Connecting leg portion of the electrical conductor 6. Figures 8 and 9 show the inventive
Umformvorrichtung 1 in einer Betriebssituation, in welcher die gewünschte Umformung des elektrischen Leiters 6 Forming device 1 in an operating situation in which the desired deformation of the electrical conductor. 6
abgeschlossen ist und dieser nun die Geometrie eines gattungsgemäßen hairpins 19 aufweist. Hierzu wurde der an dem Schwenkarm 27 fixierte zweite Schenkel 8 bei einer Kreisbewegung seiner Einspannstelle auf der erwähnten is completed and this now has the geometry of a generic hairpin 19. For this purpose, the fixed to the pivot arm 27 second leg 8 was at a circular movement of its clamping point on the mentioned
Kreisbahn 42 geführt, und dadurch der Umformabschnitt 11' des zweiten Schenkels 8 und des Verbindungsschenkels 9 mit einer aus der Drehbewegung des Schwenkarms 27 sowie der geometrischen Verhältnisse resultierenden Anpresskraft auf der Führungsfläche 31 des Verwindungsführungselements 30 entlang bewegt. Währenddessen blieb der erste Schenkel 7 fest eingespannt an dem Vorrichtungsgestell 21 fixiert. Die Führungsfläche 31 des Verwindungsführungselements 30 ist dafür derartig ausgebildet und in Bezug zu der Kreisbahn 42
des ersten Schenkels 7 positioniert, dass der elektrische Leiter 6 nach dem in Fig. 7 dargestellten ersten Kontakt mit dem Verwindungsführungselement 30 auf die Circular path 42 out, and thereby the forming section 11 'of the second leg 8 and the connecting leg 9 with a resulting from the rotational movement of the pivot arm 27 and the geometric conditions contact force on the guide surface 31 of the twisting guide member 30 moves along. Meanwhile, the first leg 7 remained firmly clamped fixed to the device frame 21. The guide surface 31 of the twisting guide member 30 is designed for such and in relation to the circular path 42nd of the first leg 7 positions the electrical conductor 6 on the first contact with the twisting guide element 30 after the first contact shown in FIG
Führungsfläche 31 gelenkt und dann unter Verformung des zweiten Verformungsabschnitts 11' in Bezug zur Kreisbahn 42 nach radial außen gebogen wird. Hierdurch erhält der zweite Verformungsabschnitt 11' des elektrischen Leiters 6 die Geometrie eines gattungsgemäßen hairpins 19, welcher zur Herstellung einer Stabwicklung eines Stators oder Ankers einer Elektromaschine geeignet ist. Guide surface 31 is deflected and then bent with deformation of the second deformation portion 11 'with respect to the circular path 42 radially outward. This gives the second deformation portion 11 'of the electrical conductor 6, the geometry of a generic hairpin 19, which is suitable for producing a rod winding of a stator or armature of an electric machine.
Die Geometrie des hairpins 19 hängt unter anderem davon ab, wie groß der Radius der Kreisbahn 42 ist, auf die der zweite Schenkel 8 bei einer Schwenkbewegung des Schwenkarms 27 bewegt wird. Zudem ist die Geometrie des herzustellenden hairpins 19 von dem Anstellwinkel des The geometry of the hairpin 19 depends inter alia on how large the radius of the circular path 42, to which the second leg 8 is moved during a pivoting movement of the pivot arm 27. In addition, the geometry of the manufactured hairpin 19 of the angle of the
Verwindungsführungselements 30 zu dem Verbindungsschenkel 9 abhängig. Außerdem wird die Geometrie des herzustellenden hairpins 19 dadurch bestimmt, wie weit sich die Twist guide element 30 to the connecting leg 9 dependent. In addition, the geometry of the hairpin 19 to be produced is determined by how far the
Führungsfläche 31 des Verwindungsführungselements 30 radial innerhalb und radial außerhalb der genannten Kreisbahn 42 des zweiten Schenkels 8 erstreckt. Guide surface 31 of the twisting guide member 30 extends radially inwardly and radially outside of said circular path 42 of the second leg 8.
Gemäß dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel kann daher vorgesehen sein, dass die Führungsfläche 31 des According to the embodiment shown in Fig. 14 can therefore be provided that the guide surface 31 of the
Verwindungsführungselements 30 einen dem zweiten Schenkel 8 des elektrischen Leiters 6 nahen ersten Flächenabschnitt 53 aufweist, welcher radial innerhalb der Kreisbahn 42 des zweiten Schenkels 8 angeordnet ist, und dass die Verwindungsführungselements 30 has a second leg 8 of the electrical conductor 6 near first surface portion 53 which is disposed radially within the circular path 42 of the second leg 8, and that the
Führungsfläche 31 einen dem Verbindungsschenkel 9 nahen
zweiten Flächenabschnitt 54 aufweist, welcher radial außerhalb der Kreisbahn 42 des zweiten Schenkels 8 Guide surface 31 a the connecting leg 9 near second surface portion 54, which radially outside the circular path 42 of the second leg. 8
angeordnet ist. Abschließend werden noch drei Weiterbildungen der is arranged. Finally, three further developments of
erfindungsgemäßen Umformvorrichtung 1 beschrieben. Gemäß den Figuren 10 und 11 kann die Umformvorrichtung 1 anstelle der in Fig. 16 dargestellten Einstellscheibe 43 einen Forming device 1 according to the invention described. According to FIGS. 10 and 11, the forming device 1 can have a dial instead of the dial 43 shown in FIG. 16
Anschlag 29 aufweisen, an dem das obere, durch den Stop have 29, where the upper, through the
Verbindungsschenkel 9 gebildete Ende eines U- förmigen elektrischen Leiters 6 zur Einstellung seiner Connecting leg 9 formed end of a U-shaped electrical conductor 6 for adjusting its
Einklemmposition anschlagen kann. Dieser Anschlag 29 ist bei dem in den Figuren 10 und 11 gezeigten Beispiel durch das freie Ende des Stellgliedes 59 einer siebten Can pinch pinch position. This stop 29 is in the example shown in Figures 10 and 11 by the free end of the actuator 59 of a seventh
Stellvorrichtung 58 gebildet, welche auch hier als ein Axialaktuator ausgebildet ist, dessen stangenförmiges Adjusting device 58 is formed, which is also designed here as an axial actuator whose rod-shaped
Stellglied 59 sich in Richtung zu dem oberen Ende (Spitze 20) des Verbindungsschenkels 9 verstellen lässt. In den Figuren 12 und 13 ist eine bereits weiter vorne angedeutete Variante dargestellt, bei welcher im Bereich der ersten Klemmvorrichtung A insgesamt zwei als Actuator 59 can be adjusted toward the upper end (tip 20) of the connecting leg 9. FIGS. 12 and 13 show a variant already indicated further above, in which a total of two in the region of the first clamping device A are used
Axialaktuatoren ausgebildete Stellvorrichtungen 32, 33 angeordnet sind. Mittels der ersten Stellvorrichtung 32 wird, wie bereits beschrieben, der erste Schenkel 7 des elektrischen Leiters 6 an dem Vorrichtungsgestell 21 ortsfest fixiert. Nachdem dies geschehen ist, kann mittels der zweiten Stellvorrichtung 33 der Umformabschnitt 11 des ersten Schenkels 7 sowie der dazu benachbarte Abschnitt des Verbindungsschenkels 9 etwas in Richtung zu dem
Vorrichtungsgestell 21 umgebogen werden. In dem in Fig. 13 dargestellten Beispiel drückt dazu ein Druckstück 26 der zweiten Stellvorrichtung 33 auf denjenigen Umformabschnitt 11 des ersten Schenkels 7, welcher nahe an dem Axialactuators trained adjusting devices 32, 33 are arranged. By means of the first adjusting device 32, as already described, the first leg 7 of the electrical conductor 6 is fixed in place on the device frame 21. After this is done, by means of the second adjusting device 33 of the forming section 11 of the first leg 7 and the adjacent thereto portion of the connecting leg 9 is slightly in the direction of the Device frame 21 are bent. In the example shown in FIG. 13, a pressure piece 26 of the second adjusting device 33 presses on this forming portion 11 of the first leg 7, which is close to the
Verbindungsschenkel 9 ausgebildet ist. Durch eine solche erste Umformung des elektrischen Leiters 6 kann der spätere Umformvorgang an der Führungsfläche 31 des Connecting leg 9 is formed. By such a first deformation of the electrical conductor 6, the subsequent forming process on the guide surface 31 of the
Verwindungsführungselements 30 begünstigt werden. Fig. 12 zeigt, dass auch im Bereich der dritten Twisted guide element 30 are favored. FIG. 12 shows that also in the area of the third
Stellvorrichtung 34 eine solche zweite Stellvorrichtung 33' angeordnet sein kann, welche mit einem Druckstück 26' gegen den Umformabschnitt 11' des zweiten Schenkels 8 sowie gegen den dazu benachbarten Abschnitt des Verbindungsschenkels 9 drücken kann, um diesen Bereich etwas in Richtung zu dem Vorrichtungsgestell 21 umzubiegen. Adjusting device 34 such a second adjusting device 33 'may be arranged, which can press with a pressure piece 26' against the forming portion 11 'of the second leg 8 and against the adjacent portion of the connecting leg 9 in order to bend this area slightly towards the device frame 21 ,
Fig. 15 zeigt, dass sich ein ähnlicher Verformungsvorgang auch mit der ersten Stellvorrichtung 32 durchführen lässt, wenn deren Klemmstück 23* eine Stufe 56 in Richtung zu dem elektrischen Leiter 6 aufweist. FIG. 15 shows that a similar deformation process can also be carried out with the first adjusting device 32 if its clamping piece 23 * has a step 56 in the direction of the electrical conductor 6.
Außerdem zeigt Fig. 18, dass die Drehachse 41 des In addition, Fig. 18 shows that the axis of rotation 41 of
Schwenkarmes 27 beziehungsweise dessen Schwenklager an unterschiedlichen Orten des Vorrichtungsgestells 21 Swivel arm 27 and its pivot bearing at different locations of the device frame 21st
angeordnet werden kann. Diese unterschiedlichen Positionen befinden sich in einem Koordinatensystem, welches durch zwei senkrecht zueinander ausgerichtete geometrische Achsen x, y definiert ist. Die beiden Achsen x, y sind dabei senkrecht zur Längsachse des ersten Schenkels 7 des U-
förmigen Drahtes 6 ausgerichtet, und die zweite Achse y verläuft bei dem in Fig. 18 dargestelltem can be arranged. These different positions are located in a coordinate system which is defined by two geometrically aligned axes x, y. The two axes x, y are perpendicular to the longitudinal axis of the first leg 7 of the U- shaped wire 6 aligned, and the second axis y extends in the illustrated in Fig. 18
Ausführungsbeispiel parallel zu dem Stellglied der ersten Stellvorrichtung 32. Die Verstellung des Ortes der Embodiment parallel to the actuator of the first adjusting device 32. The adjustment of the location of the
Drehachse 41 des Schwenkarmes 27 beziehungsweise dessen Schwenklagers am Vorrichtungsgestell 21 erfolgt The axis of rotation 41 of the pivot arm 27 or its pivot bearing takes place on the device frame 21
vorzugsweise mittels wenigstens eines weiteren, hier nicht gezeigten Stellantriebes, der beispielsweise durch ein fluides Druckmittel oder elektrisch betätigbar ist. preferably by means of at least one further, not shown here, the actuator, for example, by a fluid pressure medium or electrically actuated.
Durch die beschriebene Verstellbarkeit des Ortes der Due to the described adjustability of the place of
Drehachse 41 des Schwenkarmes 27 beziehungsweise dessen Schwenklagers am Vorrichtungsgestell 21 kann die Rotation axis 41 of the pivot arm 27 and its pivot bearing on the device frame 21 may
Vorrichtung 1 leicht zur Umformung unterschiedlich großer U-förmiger Drähte 6 zu hairpins mit unterschiedlichen Device 1 easy to transform differently sized U-shaped wires 6 to hairpins with different
Radien derer Verbindungsschenkel 9 sowie unterschiedlicher Verwindungscharakteristik eingerichtet werden. Radii whose connecting leg 9 and different Verwindungscharakteristik be established.
Anhand der Fig. 19 wird die relative Lage der Drehachse 41 des Schwenkarms 27 bezogen auf die Position der Längsachsen der Schenkel 8 und 9 des elektrischen Leiters 6 näher erläutert . 19, the relative position of the axis of rotation 41 of the pivot arm 27 with respect to the position of the longitudinal axes of the legs 8 and 9 of the electrical conductor 6 is explained in more detail.
Die Figur 19 basiert auf der Fig. 17, in welcher der die Schenkel 7, 8 des elektrischen Leiters bereits an der ersten Klemmbasis 22 und der zweiten Klemmbasis 24 FIG. 19 is based on FIG. 17, in which the legs 7, 8 of the electrical conductor are already attached to the first clamping base 22 and the second clamping base 24
festgeklemmt sind. In der Figur 19 sind die Längsachsen der Schenkel 7, 8 durch Kreuze 63 angedeutet. Wenn man nun durch die beiden Längsachsen bzw. Kreuze 63 eine are clamped. In FIG. 19, the longitudinal axes of the legs 7, 8 are indicated by crosses 63. If you now through the two longitudinal axes or crosses 63 a
Verbindungsgerade 65 und an beiden Kreuzen 63 eine Gerade
67, 69 errichtet, die einen Winkel von 90° mit der Straight line 65 and at both crosses 63 a straight line 67, 69 erected at an angle of 90 ° with the
Verbindungsgeraden 65 einschließen, dann begrenzen diese zueinander parallelen Gerade 67, 69 eine Fläche (ohne Include connecting line 65, then limit this parallel line 67, 69 a surface (without
Bezugszeichen) . Vor Beginn der Schwenkbewegung liegt die Drehachse 41 bzw. 28 des Schwenkarms 27 bei den meistenReference numeral). Before the pivoting movement begins, the axis of rotation 41 or 28 of the swivel arm 27 is at most
Ausführungsformen der erfindungsgenmäßen Biegevorrichtung 1 außerhalb dieser Fläche. In der Figur 19 liegt der Embodiments of the erfindungsgenmäßen bending device 1 outside this area. In the figure 19 is the
Drehpunkt 41 links von der durch die Geraden 67, 69 begrenzten Fläche. Fulcrum 41 to the left of the limited by the lines 67, 69 area.
Wenn die erfindungsgemäße Schwenkbewegung ausgeführt wird, vergrößert sich der Abstand zwischen den Längsachsen der Schenkel 7, 8 weil sich der Schenkel 8 auf der Kreisbahn 42 im Uhrzeigersinn bewegt. In Folge dessen wird die Fläche zwischen den Geraden 67, 69 breiter (und ändert ihre When the pivoting movement according to the invention is carried out, the distance between the longitudinal axes of the legs 7, 8 increases because the leg 8 moves on the circular path 42 in the clockwise direction. As a result, the area between the straight lines 67, 69 becomes wider (and changes its
Richtung) . Nach dem Ende der Schwenkbewegung kann der Direction) . After the end of the pivoting movement of the
Drehpunkt 41 innerhalb der breiter gewordenen Fläche liegen. Das ergibt sich, wenn man in die Figur 18 die Fulcrum 41 lie within the area become wider. This results when in the figure 18 the
Kreuze 63 einzeichnet. Crosses marked 63.
Man kann den gleichen Sachverhalt auch wie folgt You can also do the same thing as follows
ausdrücken: Wenn man ausgehend von der in Fig. 19 If one starts from the in Fig. 19
dargestellten Situation ein gleichschenkliges Dreieck errichtet, wobei die Kreuze 63 die Basis dieses Dreiecks darstellen, dann liegt die Drehachse 41 des Schwenkarms 27 außerhalb dieses Dreiecks, wobei es unbeachtlich ist, wie hoch das gleichschenklige Dreieck ist.
Bezugszeichenliste an isosceles triangle is shown with the crosses 63 representing the base of this triangle, then the axis of rotation 41 of the pivot arm 27 is outside this triangle, it being irrelevant how high the isosceles triangle is. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Vorrichtung zum Herstellen eines U-förmigen el . Leiters 1 device for producing a U-shaped el. conductor
1* Biegevorrichtung 1 * bending device
2 Draht 2 wires
3 Erste Rolle (größerer Durchmesser) 3 first roll (larger diameter)
4 Zweite Rolle (kleinerer Durchmesser) 4 Second roll (smaller diameter)
5 Trennvorrichtung 5 separating device
6 Elektrischer Leiter, U-förmig gebogener Draht6 Electric conductor, U-shaped bent wire
7 Erster Schenkel des elektrischen Leiters 7 First leg of the electrical conductor
8 Zweiter Schenkel des elektrischen Leiters 8 Second leg of the electrical conductor
9 Verbindungsschenkel des elektrischen Leiters 9 connecting leg of the electrical conductor
10 Ebene zwischen den Schenkeln des elektrischen Leiters 10 level between the thighs of the electrical conductor
11 Erster Umformabschnitt 11 First forming section
11' Zweiter Umformabschnitt 11 'Second forming section
12 Klemmabschnitt des ersten Schenkels 12 clamping portion of the first leg
12' Klemmabschnitt des zweiten Schenkels 12 'clamping portion of the second leg
13 Unterer Abschnitt des ersten Schenkels 13 Lower section of the first leg
13' Unterer Abschnitt des zweiten Schenkels 13 'Lower section of the second leg
14 Breite Längsseite des ersten Schenkels 14 width longitudinal side of the first leg
15 Schmale Längsseite des ersten Schenkels 15 Narrow longitudinal side of the first leg
16 Breite Längsseite des zweiten Schenkels 16 width longitudinal side of the second leg
17 Schmale Längsseite des zweiten Schenkels 17 Narrow longitudinal side of the second leg
18 Fertiggestellter Verwindungsabschnitt 18 Completed twisting section
19 Fertig umgeformter elektrischer Leiter, hairpin 19 Finished electrical conductor, hairpin
20 Spitze des fertiggestellten hairpins 19 20 bit of finished hairpin 19
21 Vorrichtungsgestell 21 fixture rack
22 Erste Klemmbasis
23 Erstes Klemmstück 22 First clamp base 23 First clamping piece
23* Gestuftes Druckstück 23 * Graded pressure piece
24 Zweite Klemmbasis 24 Second clamp base
25 Zweites Klemmstück 25 second clamping piece
26, 26' Druckstück 26, 26 'pressure piece
27 Schwenkarm 27 swivel arm
28 Drehachse der als Drehaktuator ausgebildeten vierten Stellvorrichtung 36 28 axis of rotation of the rotary actuator formed as a fourth adjusting device 36th
29 Anschlag 29 stop
30 Verwindungsführungselement 30 twisting guide element
31 Führungsfläche des Verwindungsführungselements 31 guide surface of the twisting guide element
32 Erste Stellvorrichtung (a. d. ersten Klemmvorrichtung A) 32 First adjusting device (a the first clamping device A)
33 Zweite Stellvorrichtung (a. d. ersten Klemmvorr. A) 33' Zweite Stellvorrichtung (a. d. zweiten Klemmvorr. B) 33 second actuator (a.e the first clamp A) 33 'second actuator (a.d the second clamp B)
34 Dritte Stellvorrichtung (a. d. zweiten Klemmvorr. B)34 Third adjusting device (a the second clamping device B)
35 Stellglied an der ersten Stellvorrichtung 32 35 actuator to the first actuator 32nd
36 Vierte Stellvorrichtung (f. d. Schwenkarm); 36 fourth adjusting device (for the swivel arm);
Drehaktuator rotary actuator
36' Vierte Stellvorrichtung (f. d. Schwenkarm); 36 'fourth actuator (for the swivel arm);
Axialaktuator Axialaktuator
37 Stellglied der vierten Stellvorrichtung 36' 37 actuator of the fourth actuator 36 '
38 Hebel 38 levers
39 Gelenk am Hebel 39 joint on the lever
40 Gelenk am Schwenkarm 40 joint on the swivel arm
41 Drehachse des Schwenkarms 27, Schwenklager 41 axis of rotation of the pivot arm 27, pivot bearings
42 Kreisbahn des zweiten Schenkels 8 42 circular path of the second leg 8
43 Einstellscheibe 43 shim
44 Schwenkachse der Einstellscheibe 44 pivot axis of the shim
45 Schwenkrichtung der Einstellscheibe 43
46 Schwenkrichtung des Schwenkarms 27 45 pivoting direction of the dial 43 46 pivoting direction of the pivot arm 27
47 Fünfte Stellvorrichtung 47 fifth actuator
48 Stellglied der fünften Stellvorrichtung 47 48 actuator of the fifth actuator 47th
49 Stellachse des Verwindungsführungselements 49 adjusting axis of the twisting guide element
50 Langloch im Verwindungsführungselement 30 50 slot in the twisting guide element 30th
51 Sechste Stellvorrichtung (für die Einstellscheibe) 51 Sixth adjusting device (for the adjusting disk)
52 Stellglied der sechsten Stellvorrichtung 52 actuator of the sixth actuator
53 Erster Flächenabschnitt der Führungsfläche 31 53 First surface section of the guide surface 31
54 Zweiter Flächenabschnitt der Führungsfläche 31 54 second surface portion of the guide surface 31
56 Absatz am Klemmstück 23* 56 paragraph on the clamping piece 23 *
58 Siebte Stellvorrichtung (für Anschlag 29) 58 Seventh adjusting device (for stop 29)
59 Stellglied der siebten Stellvorrichtung 59 actuator of the seventh actuator
60 Steuerungsvorrichtung 60 control device
61 Verbindungsstruktur 61 connection structure
63 Kreuz (Längsachse der Schenkel 7, 8 in der Draufsicht) 65 Verbindungslinie zwischen den Längsachsen der63 cross (longitudinal axis of the legs 7, 8 in plan view) 65 connecting line between the longitudinal axes of
Schenkel leg
67, 69 parallele Linien 67, 69 parallel lines
Einstellwinkel des Schwenkarms 27 Setting angle of the pivot arm 27
A Erste Klemmvorrichtung A first clamping device
B Zweite Klemmvorrichtung B second clamping device
C Blickrichtung auf die erste Klemmvorrichtung A C Viewing direction of the first clamping device A
X Erste Verstellrichtung der Drehachse 41 X First adjustment direction of the rotation axis 41
Y Zweite Verstellrichtung der Drehachse 41
Y Second adjustment direction of the rotation axis 41