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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Wicklung eines Wicklungsträgers, sprich eines Stators oder eines Rotors, einer elektrischen Maschine.
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Elektrische Maschinen weisen Wicklungsträger auf, die ein Blechpaket samt in dem Blechpaket eingeführten Wicklungen aufweisen und als Statoren oder Rotoren der elektrischen Maschinen ausgebildet sind.
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Dabei sind die Wicklungen aus einer Anzahl von Wicklungspins (auch Wicklungsstäbe genannt) ausgebildet, die haarnadel- oder U-förmig ausgebildet sind und jeweils zwei Schenkel als Wicklungssegmente aufweisen.
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Zur Bildung von Wicklungen werden die beiden Schenkel der jeweiligen Wicklungspins mit einem Spreizschritt über einen Wickelschritt des Wicklungsträgers verschränkt und verkröpft, so dass die beiden zueinander verkröpften Schenkel jedes einzelnen Wicklungspins entsprechend dem Wickelschritt des Wicklungsträgers in entsprechende dafür vorgesehene Schlitze des Blechpakets eingesteckt werden können.
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Anschließend werden freiliegende von dem Blechpaket herausragende Bereiche der beiden Schenkel der jeweiligen Wicklungspins ebenfalls entsprechend dem Wickelschritt des Wicklungsträgers mit jeweils einem vorgegebenen Biegewinkel verschränkt und mit freiliegenden, ebenfalls mit einem vorgegebenen Biegewinkel verschränkten Bereichen der Schenkel der jeweiligen entsprechend dem Wickelschritt beabstandet angeordneten Wicklungspins elektrisch verbunden.
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Zur Herstellung von elektrischen Verbindungen von den Wicklungen zu einer externen Stromquelle oder Steuervorrichtung werden freiliegenden Bereiche von Schenkeln einiger ausgewählten Wicklungspins im Vergleich zu den Schenkeln von restlichen Wicklungspins mit einem von dem zuvor genannten Biegewinkel abweichenden Biegewinkel verschränkt.
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Wie bei technischen Komponenten üblich, gibt es bei elektrischen Maschinen allgemeine Anforderung, diesemöglichst in einem einfachen Herstellungsverfahren kostengünstig herzustellen. Insbesondere ist diese Anforderung im Automobilbereich sehr hoch.
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Aus der
DE 601 02 398 T2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stators eine elastischen Maschine bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass Leitersegmente in Statorkernmuten angeordnet werden, wobei die Stirnseitig uber den Statorkern hinausgeführten Leitersegmente Griffsabschnitte ausbilden, die in Umfangsrichtung um den gleichen Winkel verstellt sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Verschränken von Wicklungsenden eines Wicklungsträgers einer elektrischen Maschine bereitzustellen, so dass eine kastengunstige und einfache Verschaltung mit einer Stromschiene ermöglicht wird, und eine entsprechende Vorrichtung zur Ausübung eines Verfahrens zum der Wicklungsenden anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden nachfolgend erläutert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Wicklung eines Wicklungsträgers, sprich eines Stators oder eines Rotors, einer elektrischen Maschine bereitgestellt.
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Dabei werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:
- - Bereitstellen eines Blechpakets, das zumindest einen ersten Schlitz zur Aufnahme von zumindest einem ersten Wicklungssegment der Wicklung und zumindest einen zweiten Schlitz zur Aufnahme von zumindest einem zweiten Wicklungssegment der Wicklung aufweist; und
- - Einführen des zumindest einen ersten Wicklungssegments in den zumindest einen ersten Schlitz bis auf zumindest einen ersten Bereich, der einen ersten freiliegenden Endabschnitt aufweist, und Einführen des zumindest einen zweiten Wicklungssegments in den zumindest einen zweiten Schlitz bis auf zumindest einen zweiten Bereich, der einen zweiten freiliegenden Endabschnitt aufweist.
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Ferner werden folgende Verfahrensschritte vorgesehen:
- - Festhalten des ersten Endabschnitts durch Einbringen des ersten Endabschnitts in eine erste Ausnehmung einer ersten Biegeeinrichtung und durch Positionieren eines ersten Festhalteelements in eine verriegelnde Position in der ersten Ausnehmung, und Festhalten des zweiten Endabschnitts durch Einbringen des zweiten Endabschnitts in einer zweiten Ausnehmung der ersten Biegeeinrichtung;
- - Biegen des ersten und des zweiten Bereichs in eine erste Biegerichtung um einen ersten Biegewinkel durch Drehen der ersten Biegeeinrichtung um eine Rotationsachse konzentrisch zu dem Blechpaket, während der erste und der zweite Endabschnitt festgehalten werden;
- - Loslassen des ersten Endabschnitts durch Bewegen des ersten Festhalteelements von der verriegelnden Position in eine entriegelnde Position; und
- - Weiterbiegen des zweiten Bereichs in die erste Biegerichtung um einen zweiten Biegewinkel, nachdem der erste Endabschnitt losgelassen wurde.
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Demnach wird ein Blechpaket bekannter Art zur Herstellung eines Wicklungsträgers bereitgestellt. Das Blechpaket weist zumindest einen ersten Schlitz zur Aufnahme von zumindest einem ersten Wicklungssegment der Wicklung und zumindest einen zweiten Schlitz zur Aufnahme von zumindest einem zweiten Wicklungssegment der Wicklung auf. Dabei sind der zumindest eine erste und der zumindest eine zweite Schlitz entlang eines ersten „virtuellen“ Kreises oder einer anderen geschlossenen Linie angeordnet, der konzentrisch zu dem Blechpaket ist bzw. der mittig zu dem Blechpaket ausgerichtet ist.
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Dabei sind die Wicklungssegmente bspw. die Schenkel der zuvor genannten haarnadelförmigen Wicklungspins oder stabförmig geformte gerade Drähte aus Metall oder Metalllegierung, insb. Kupfer oder Kupferlegierung, die zur Bildung von Wicklungen in die genannten Schlitze eingeführt werden.
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In den zumindest einen ersten Schlitz wird das zumindest eine erste Wicklungssegment zur Bildung der Wicklung mit Ausnahme von einem ersten Bereich eingeführt, wobei dieser erste Bereich aus dem Blechpacket herausragt und einen ersten freiliegenden Endabschnitt aufweist. Analog wird in den zumindest einen zweiten Schlitz das zumindest eine zweite Wicklungssegment zur Bildung der Wicklung mit Ausnahme von einem zweiten Bereich eingeführt, wobei dieser zweite Bereich ebenfalls aus dem Blechpacket herausragt und einen zweiten freiliegenden Endabschnitt aufweist.
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Sind die Wicklungssegmente als Schenkel von haarnadelförmigen Wicklungspins ausgebildet, so werden diese in der am Anfang dieser Beschreibung beschriebenen,Weise vorab verschränkt und verkröpft in die entsprechenden Schlitze bis auf jeweils einen freiliegenden Bereich eingeführt.
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Sind die Wicklungssegmente dagegen als stabförmige gerade Drähte ausgebildet, so werden diese zuerst bis auf jeweils zwei freiliegenden Endbereiche in die entsprechenden Schlitze eingeführt und anschließend an den jeweiligen beiden Endbereichen verschränkt.
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Der erste Endabschnitt des ersten Bereichs wird in einer ersten Ausnehmung einer ersten Biegeeinrichtung eingebracht und durch Positionieren eines ersten Festhalteelements in eine verriegelnde Position in der ersten Ausnehmung festgehalten. Ein zweiter freiliegender Endabschnitt des zweiten Bereichs wird ebenfalls in einer zweiten Ausnehmung der ersten Biegeeinrichtung eingebracht und von der zweiten Ausnehmung festgehalten.
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Während der erste und der zweite Endabschnitt festgehalten werden, wird die erste Biegeeinrichtung um eine Rotationsachse konzentrisch zu dem Blechpaket gedreht. Dadurch werden der erste und der zweite Bereich in eine erste Biegerichtung um einen ersten Biegewinkel gebogen. Allgemeinen werden die Biegeeinrichtung und das Blechpaket zueinander verdreht. Daher kann auch das Blechpaket gegenüber der Biegeeinrichtung verdreht werden.
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Danach wird der erste Endabschnitt durch Bewegen bzw. Verschieben oder Drehen (Schwenken) des ersten Festhalteelements von der verriegelnden Position in eine entriegelnde Position losgelassen. Der zweite Endabschnitt wird dagegen weiterhin festgehalten (d. h. nicht mit dem ersten Festhalteelement losgelassen).
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Nachdem der erste Endabschnitt losgelassen wurde, wird der zweite Bereich in die erste Biegerichtung um einen zweiten Biegewinkel weitergebogen.
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Die Festhalteelemente dienen dazu, zumindest einen ausgewählten Endabschnitt aller Endabschnitte weniger stark zu biegen als die anderen. Die ausgewählten Endabschnitte werden nach einem ersten Biegeschritt losgelassen, während die anderen weitergebogen werden.
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Mit dem genannten Verfahren wird somit ein Wicklungsträger mit Wicklungssegmenten hergestellt, bei dem die Wicklungssegmente in einfacher und kostengünstiger Weise mit unterschiedlichen Biegewinkeln verschränkt werden können. Die ersten Wicklungssegmente, die jeweils mit dem ersten kleineren Biegewinkel gebogen sind, weisen somit Endabschnitte auf, die den Endabschnitten der zweiten Wicklungssegmente gegenüber in axialer Richtung des Blechpakets hervorragen. Damit können die Endabschnitte der ersten Wicklungssegmente, die zur Bildung der elektrischen Verbindung mit externen Komponenten, wie z. B. der Stromquelle oder der Steuervorrichtung vorgesehen sind, in einfacher Weise mit den externen Komponenten elektrisch verbunden werden.
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Durch die Ausführung des Verfahrens in einfachen Verfahrensschritten wie z. B. Festhalten, Biegen, Loslassen und Weiterbiegen ist ein einfaches Verfahren bereitgestellt, das ohne aufwändige Werkzeuge oder Maschinen ausführbar ist.
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Damit ist ein Verfahren geschaffen, mit dem eine Wicklung eines Wicklungsträgers und somit auch eine elektrische Maschine kostengünstig und einfach herstellbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des zuvor genannten Verfahrens wird ein Blechpaket bereitgestellt, das neben dem zumindest einen ersten Schlitz und dem zumindest einen zweiten Schlitz noch zumindest einen dritten Schlitz zur Aufnahme von zumindest einem dritten Wicklungssegment der Wicklung und zumindest einen vierten Schlitz zur Aufnahme von zumindest einem vierten Wicklungssegment der Wicklung aufweist. Dabei sind der zumindest, eine dritte und der zumindest eine vierte Schlitz entlang eines zweiten Kreises angeordnet, der konzentrisch zu dem Blechpaket ist.
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In den zumindest einen dritten Schlitz wird das zumindest eine dritte Wicklungssegment zur Bildung der Wicklung mit Ausnahme von einem dritten Bereich eingeführt, wobei der dritte Bereich mit einem dritten freiliegenden Endabschnitt aus dem Blechpaket herausragt. Analog wird in den zumindest einen vierten Schlitz das zumindest eine vierte Wicklungssegment zur Bildung der Wicklung mit Ausnahme von einem vierten Bereich eingeführt, wobei der vierte Bereich mit einem vierten freiliegenden Endabschnitt ebenfalls aus dem Blechpaket herausragt.
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Der dritte freiliegende Endabschnitt des dritten Bereichs wird durch Einbringen in eine dritte Ausnehmung einer zweiten Biegeeinrichtung und durch Positionieren eines zweiten Festhalteelements in eine verriegelnde Position in der dritten Ausnehmung festgehalten. Analog wird der vierte freiliegende Endabschnitt des vierten Bereichs durch Einbringen in eine vierte Ausnehmung der zweiten Biegeeinrichtung festgehalten.
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Während der dritte und der vierte Endabschnitt festgehalten werden, werden der dritte und der vierte Bereich durch Drehen der zweiten Biegeeinrichtung um die Rotationsachse konzentrisch zu dem Blechpaket in eine zweite, der ersten Biegerichtung entgegengesetzte Biegerichtung um einen dritten Biegewinkel gebogen.
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Danach wird der dritte Endabschnitt des dritten Bereichs durch Bewegen bzw. Verschieben des zweiten Festhalteelements von der verriegelnden Position in eine entriegelnde Position losgelassen und somit nicht mehr weiter festgehalten. Der vierte Endabschnitt des vierten Bereichs wird dagegen weiterhin in bzw. von der vierten Ausnehmung festgehalten.
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Nachdem der dritte Endabschnitt losgelassen wurde, wird der vierte Bereich in die zweite Biegerichtung um einen vierten Biegewinkel weitergebogen.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des zuvor beschriebenen Verfahrens werden der erste, der zweite, der dritte und der vierte Bereich beim ersten Biegevorgang um den ersten bzw. den dritten Biegewinkel im Wesentlichen zeitgleich gebogen. Vorzugsweise werden der zweite und der vierte Bereich bei dem weiteren Biegevorgang um den zweiten bzw. den vierten Biegewinkel ebenfalls im Wesentlichen zeitgleich gebogen.
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Durch zeitgleiche Durchführung der oben genannten Biegevorgänge wirken die Kräfte, die bei den Biegevorgängen auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Bereich einwirken, bei dem Blechpaket in zueinander entgegengesetzte Richtungen und kompensieren sich an dem Blechpaket somit gegenseitig, so dass eine vergleichsweise geringere zusätzliche Kraft erforderlich ist, das Blechpaket bei den genannten Biegevorgängen drehfest zu halten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen einer Wicklung eines Wicklungsträgers einer elektrischen Maschine bereitgestellt.
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Die Vorrichtung umfasst eine Halteeinrichtung, die eingerichtet ist, ein Blechpaket samt zumindest einem ersten und zumindest einem zweiten Wicklungssegment konzentrisch zu einer Rotationsachse festzuhalten.
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Ferner umfasst die Vorrichtung eine Biegeeinrichtung, die zumindest eine erste Ausnehmung zur Aufnahme und zum Festhalten eines ersten freiliegenden Endabschnitts des zumindest einen ersten Wicklungssegments und zumindest eine zweite Ausnehmung zur Aufnahme und zum Festhalten eines zweiten freiliegenden Endabschnitts des zumindest einen zweiten Wicklungssegments aufweist, wobei die erste und die zweite Ausnehmung zur Halteeinrichtung hin geöffnet und auf einem „virtuellen“ Kreis konzentrisch zur Rotationsachse angeordnet sind. Die Biegeeinrichtung ist dabei um die Rotationsachse gegenüber der Halteieinheit drehbar gelagert.
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Außerdem umfasst die Vorrichtung zumindest ein Festhalteelement zum Festhalten des ersten Endabschnitts, das in der zumindest einen ersten Ausnehmung zwischen einer verriegelnden Position, in der das zumindest eine Festhalteelement den ersten Endabschnitt festhält, und einer entriegelnden Position, in der das zumindest eine Festhalteelement den ersten Endabschnitt loslässt, gegenüber der zumindest einen ersten Ausnehmung verschiebbar oder drehbar oder sowohl verschieb- als auch drehbar angeordnet ist.
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Demnach ist eine Vorrichtung geschaffen, die einfache und kostengünstig herstellbare Komponenten, wie z. B. Halteeinrichtung mit Ausnehmungen oder Festhalteelement, aufweist. Mit diesen Komponenten kann die Vorrichtung in zuvor beschriebenen einfachen Verfahrensschritten Wicklungsträger mit unterschiedlich gebogenen Wicklungssegmenten kostengünstig herstellen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung weist die zumindest eine erste Ausnehmung eine Seitenwand auf, die eingerichtet ist, mit dem zumindest einen sich in der verriegelnden Position befindlichen Festhalteelement den ersten Endabschnitt des ersten Wicklungspins festzuhalten.
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Vorzugsweise werden alle oder Gruppen der Festhaltelemente über eine mechanische und/oder elektrische Verbindung gemeinsam angesteuert. Es ist ein Aktor vorgesehen, der die Festhalteelemente einzeln oder gemeinsam bewegt.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung ferner eine Aktoreinrichtung auf, die eingerichtet ist, das zumindest eine Festhalteelement zwischen der verriegelnden und der entriegelnden Position zu bewegen, bspw. verschieben oder drehen oder sowohl verschieben als auch drehen.
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Die Aktoreinrichtung umfasst den zuvor genannten Aktor, der allgemein eine Bewegung erzeugen kann, die auf die Festhaltelemente übertragen wird. Der Aktor kann auch eine Bewegung erzeugen, mit der die Festhalteelemente gedreht werden.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Dreh- und Schiebeeinrichtung auf, die eingerichtet ist, die Biegeeinrichtung um die Rotationsachse und gegenüber der Halteeinrichtung zu drehen und/oder in Richtung der Rotationsachse gegenüber der Halteeinrichtung zu verschieben.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben dargestellten Verfahrens sind, soweit im Übrigen auf die oben genannte Vorrichtung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung anzusehen. Analog sind vorteilhafte Ausgestaltungen der oben beschriebenen Vorrichtung, soweit im Übrigen auf das oben beschriebene Verfahren übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens anzusehen.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Darstellung ein Blechpaket in einer Untersicht;
- 2 in einer schematischen Darstellung einen Stator samt dem in 1 dargestellten Blechpaket in einer schrägen Draufsicht;
- 3 in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung zum Herstellen des in 2 dargestellten Stators in einer Seitenansicht;
- 4 in einem schematischen Ablaufdiagramm ein Verfahren zum Herstellen des in 2 dargestellten Stators;
- 5A - 5F in jeweiligen schematischen Darstellungen die in 3 dargestellte Vorrichtung und Zwischenprodukte des in 2 dargestellten Stators bei seiner Herstellung nach jedem Verfahrensschritt gemäß dem in 4 dargestellten Verfahren in jeweiliger Seitenansicht.
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Zunächst wird auf 1 verwiesen, in der ein Blechpaket BP zur Bildung eines Stators ST einer elektrischen Maschine in einer Untersicht dargestellt ist.
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Das Blechpaket BP ist um eine Achse AS umlaufend hohlzylinderförmig ausgebildet. Auf einer der Achse AS zugewandten Innenwand IW weist das Blechpaket BP eine Gruppe von Nuten NT (einschließlich NT1, NT2) auf, die von der Achse AS aus betrachtet als radiale Vertiefungen auf der Innenwand IW des Blechpaktes BP gleichmäßig verteilt angeordnet sind und sich in Richtung der Achse AS von einem dem Betrachter dieser Figur zugewandt liegenden unteren Ende UE des Blechpakts BP zu einem dem unteren Ende UE entgegengesetzt liegenden oberen Ende OE des Blechpakets BP erstrecken (vergleiche mit 2).
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An Innenwänden der jeweiligen Nuten NT ist jeweils eine Schicht von Isolierpapier IS angeordnet, der zur elektrischen Isolierung zwischen dem Blechpaket BP und nachfolgend zu beschreibenden Wicklungspins WP dient. In Richtung der Achse AS betrachtet weist die Isolierpapierschicht IS eine S- bzw. 8-Form auf. Die Isolierpapierschicht IS unterteilt somit jede der Nuten NT in zwei Räumen, die sich parallel von dem unteren Ende UE zu dem oberen Ende OE des Blechpakets BP erstrecken. Ausgehend von der Achse AS radial betrachtet liegen die beiden Räume der jeweiligen Nuten NT hintereinander. Aufgrund der schmalen und sich lang erstreckenden Form werden die beiden Räume nachfolgend Schlitze genannt, wobei jeweils der der Achse AS zugewandt liegende Raum der jeweiligen Nuten NT der innere Schlitz SLI und der von der Achse AS abgewandt liegende Raum der jeweiligen Nuten NT als der äußere Schlitz SLA genannt werden.
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In Richtung der Achse AS betrachtet befinden sich die äußeren Schlitze SLA bzw. deren Schwerpunkte oder Raummittelpunkte auf einem ersten „virtuellen“ Kreis KS1 mit einem ersten Kreismittelpunkt KM1. Analog befinden sich die inneren Schlitze SLI bzw. deren Schwerpunkte oder Raummittelpunkte in Richtung der Achse AS betrachtet auf einem zweiten „virtuellen“ Kreis KS2 mit einem zweiten Kreismittelpunkt KM2. Der erste und der zweite Kreis KS1 und KS2 bilden dabei zwei zueinander und zur Achse AS konzentrische Kreise. Damit überlappen sich die Kreismittelpunkte KM1, KM2 in Richtung der Achse AS betrachtet zueinander und mit der Achse AS.
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Zur Bildung von Wicklungen werden Wicklungspins WP - auch Wicklungsstäbe genannt - aus Kupferlegierung in die Nuten NT eingeführt. Dabei sind die Wicklungspins WP haarnadel- oder U-förmig vorgebogen und weisen je einen ersten Schenkel SK1 und einen zweiten Schenkel SK2 auf. Vor dem Einführen in die Nuten NT werden die Wicklungspins WP in einer dem Fachmann bekannten Weise mit einem Spreizschritt über einen Wickelschritt eines nachfolgend zu beschreibenden Stators ST verschränkt und gekröpft, so dass die beiden zueinander gekröpften Schenkel SK1, SK2 jedes einzelnen Wicklungspins WP entsprechend dem Wickelschritt des Blechpaktes BP jeweils in einen äußeren Schlitz SLA einer ersten Nut NT1 und in einen inneren Schlitz SLI einer entsprechend dem Wickelschritt des Stators ST von der ersten Nut NT1 beabstandet liegenden zweiten Nut NT2 eingesteckt werden, so wie es in 1 mit einem Wicklungspin WP beispielhaft veranschaulicht ist. Dabei bilden die beiden Schenkel jedes einzelnen Wicklungspins WP je ein Wicklungssegment der Wicklungen WL aus.
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Nun wird auf 2 verwiesen, in der ein Stator ST bzw. ein Blechpaket BP eines Stators ST mit eingebauten Wicklungen WL in einer schrägen Draufsicht schematisch dargestellt ist.
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Der Stator ST umfasst ein in 1 dargestelltes Blechpaket BP und eine Anzahl von Wicklungspins WP, die in der zuvor beschriebenen Weise in die jeweiligen Nuten NT eingeführt sind. Dabei sind die Wicklungssegmente P1, P2, P3 und P4 der Wicklungspins WP in die jeweiligen Nuten NT derart eingeführt, dass sie jeweils einen Bereich B1, B2, B3 bzw. B4 aufweisen, der aus dem oberen Ende OE des Blechpakets BP herausragt. Zur Bildung von Wicklungen WL sind diese Bereiche B1, B2, B3 bzw. B4 der jeweiligen Wicklungssegmente P1, P2, P3 und P4 in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise zueinander entsprechend dem Wickelschritt des Stators ST verschränkt und miteinander elektrisch verbunden.
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Zur Bildung von Wicklungen WL sind die in den äußeren Schlitzen SLA eingeführten Wicklungssegmente P1, P2 bzw. deren aus dem Blechpaket BP herausragenden Bereiche B1, B2 in eine erste Biegerichtung BR1, die einer ersten Umfangsrichtung UR1 des ersten Kreises KS1 entspricht, gebogen, wobei diese mit Ausnahme von wenigen ausgewählten Wicklungssegmenten P1 um einen gleichen Biegewinkel BW1+BW2 gebogen sind.
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Die ausgewählten Wicklungssegmente P1 sind um einen von dem zuvor genannten Biegewinkel BW1+BW2 abweichenden Biegewinkel BW1 gebogen (vergleiche mit 5E). Diese ausgewählten Wicklungssegmente P1, die nachfolgend erste Wicklungssegmente genannt werden, dienen zur Bildung einer elektrischen Verbindung der Wicklungen WL zu einer in der Figur nicht dargestellten externen Stromquelle oder Steuervorrichtung. Die äußeren Schlitze SLA, in denen die ersten Wicklungssegmente P1 eingeführt sind, werden nachfolgend erste Schlitze SL1 genannt. Die aus dem Blechpakt BP herausragenden Bereiche B1 der ersten Wicklungssegmente P1 werden entsprechend erste Bereiche genannt. Die ersten Bereiche B1 weisen jeweils einen ersten freiliegenden Endabschnitt E1 auf, der in Richtung der Achse AS vorstehend ausgebildet ist.
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Die restlichen um den gleichen Biegewinkel BW1+BW2 gebogenen Wicklungssegmente P2 werden nachfolgend zweite Wicklungssegmente genannt. Die äußeren Schlitze SLA, in denen die zweiten Wicklungssegmente P2 eingeführt sind, werden nachfolgend zweite Schlitze SL2 genannt. Die aus dem Blechpakt BP herausragenden Bereiche B2 der zweiten Wicklungssegmente P2 werden analog zweite Bereiche genannt. Die zweiten Bereiche B2 weisen jeweils einen zweiten freiliegenden Endabschnitt E2 auf, der ebenfalls in Richtung der Achse AS vorstehend ausgebildet ist.
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Analog sind die in die inneren Schlitzen SLI eingeführten Wicklungssegmente P3, P4 bzw. deren aus dem Blechpaket BP herausragenden Bereiche B3, B4 in eine zweite, der ersten Biegerichtung BR1 entgegengesetzte Biegerichtung BR2, die einer zweiten Umfangsrichtung UR2 des zweiten Kreises KS2 entspricht, gebogen. Dabei sind Wicklungssegmente P4 ebenfalls mit Ausnahme. von wenigen ausgewählten Wicklungssegmenten P3 um einen gleichen Biegewinkel BW3+BW4 gebogen.
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Die ausgewählten Wicklungssegmente P3 sind analog zu den zuvor genannten ersten Wicklungssegmenten P1 um einen von dem zuletzt genannten Biegewinkel BW3+BW4 abweichenden Biegewinkel BW3 gebogen (vergleiche mit 5E). Diese ausgewählten Wicklungssegmente P3 dienen ebenfalls zur Bildung der elektrischen Verbindung zwischen den Wicklungen WL und der externen Stromquelle oder Steuervorrichtung und werden nachfolgend dritte Wicklungssegmente genannt. Die inneren Schlitze SLI, in denen sich die dritten Wicklungssegmente P3 befinden, werden nachfolgend dritte Schlitze SL3 genannt. Die aus dem Blechpakt BP herausragenden Bereiche B3 der dritten Wicklungssegmente P3 werden dementsprechend dritte Bereiche genannt. Die dritten Bereiche B3 weisen jeweils einen dritten freiliegenden Endabschnitt E3 auf, der in Richtung der Achse AS vorstehend ausgebildet ist.
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Die restlichen um den gleichen Biegewinkel BW3+BW4 gebogenen Wicklungssegmente P4 werden nachfolgend vierte Wicklungssegmente genannt. Die inneren Schlitze SLI, in denen die vierten Wicklungssegmente P4 eingeführt sind, werden nachfolgend vierte Schlitze SL4 genannt. Die aus dem Blechpakt BP herausragenden Bereiche B4 der vierten Wicklungssegmente P4 werden analog vierte Bereiche genannt. Die vierten Bereiche B4 weisen jeweils einen vierten freiliegenden Endabschnitt E4 auf, der in Richtung der Achse AS vorstehend ausgebildet ist.
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Der zweite Endabschnitt E2 jedes einzelnen zweiten Wicklungssegments P2 ist zur Bildung von Wicklungen WL mit einem vierten Endabschnitt E4 jenes vierten, entsprechend dem Wickelschritt des Stators BP von demjenigen zweiten Wicklungssegment P2 beabstandet angeordneten Wicklungssegments P4 in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise elektrisch verbunden.
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Die ersten und die dritten Endabschnitte E1, E3 sind über die in der Figur nicht dargestellten elektrischen Verbindungen mit der externen Stromquelle oder Steuervorrichtung elektrisch verbunden. Dabei ragen die ersten und die dritten Endabschnitte E1, E3 über die Ebene der zweiten und vierten Endabschnitte E2 und E4 in axialer Richtung heraus.
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Die Art und Weise, wie die Bereiche B1, B2, B3 und B4 der Wicklungssegmente P1, P2, P3 und P4 mit unterschiedlichen Biegewinkeln B1, BW1+BW2, B3 bzw. BW3+BW4 gebogen werden, wird nachfolgend beispielhaft beschrieben.
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Nun wird auf 3 verwiesen, in der eine Vorrichtung V zum Herstellen des in 2 dargestellten Stators ST bzw. zum Biegen der Bereiche B1, B2, B3 und B4 der Wicklungssegmente P1, P2, P3 und P4 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt ist. Dabei sind die Komponenten der Vorrichtung ähnlich einer Explosionsdarstellung voneinander axial versetzt dargestellt.
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Die Vorrichtung V umfasst eine Halteeinrichtung HE zum Festhalten des zuvor beschriebenen Blechpakets BP samt den in die Nuten NT eingeführten Wicklungspins WP. Die Halteeinrichtung HE ist um eine Achse AS1 umlaufend hohlzylinderförmig ausgebildet und umrandet somit einen zylinderförmigen Innenraum ZI, der konzentrisch zu der Halteeinrichtung HE ausgebildet ist. An der zu dem Innenraum ZI zugewandten zylindermantelförmigen Seitenfläche SF weist die Halteeinrichtung HE eine Anzahl von Rastelementen RE, die beim Anordnen des Blechpakets BP in den Innenraum ZI in entsprechende in der Figur nicht dargestellte Vertiefungen an der Außenwand des Blechpakets BP in einer dem Fachmann bekannten Weise hinein rasten und somit das Blechpaket BP konzentrisch zur Achse AS1 bewegungsfest insb. drehfest fixieren. Ist das Blechpaket BP in dem Innenraum ZI der Halteeinrichtung HE fest fixiert, so überlappen sich die Achse AS1 der Halteeinrichtung HE und die Achse AS des Blechpakets BP.
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Die Vorrichtung V umfasst ferner eine erste Biegeeinrichtung BE1, die hohlzylinderförmig und konzentrisch zur Halteeinrichtung HE und somit zur Achse AS1 der Halteinheit HE ausgebildet ist.
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Die erste Biegeeinrichtung BE1 ist in Richtung der Achse AS1 betrachtet von der Halteinheit HE versetzt angeordnet und um die Achse AS1 und gegenüber der Halteeinrichtung HE drehbar ausgeführt.
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Die erste Biegeeinrichtung BE1 weist auf einer der Halteeinrichtung HE zugewandten Unterseite US1 eine Anzahl von Ausnehmungen AN1, AN2 auf, die zahlenmäßig der Anzahl der Nuten NT und somit der Anzahl der äußeren Schlitze SLA des zuvor beschriebenen Blechpakets BP entspricht und zur Halteeinrichtung HE hin geöffnet und auf einem Kreis konzentrisch zur Achse A1 verteilt angeordnet sind.
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Die Ausnehmungen AN1, AN2 dienen (als Aufnahmetaschen) zur Aufnahme und zum Festhalten von den ersten und den zweiten Endabschnitten E1, E2 der jeweiligen ersten und zweiten Wicklungssegmente P1, P2. Dabei weisen die Ausnehmungen AN1, AN2 zwei unterschiedliche Formen auf. Erste Ausnehmungen AN1, die eine kleine Gruppe von Ausnehmungen AN1, AN2 bilden, weisen jeweils einen Hohlraum auf, der sich von der Unterseite US1 der ersten Halteeinrichtung HE1 bis zu einer der Unterseite US1 abgewandt liegenden Oberseite OS1 der ersten Halteeinrichtung HE1 hin durchgehend erstreckt. Dieser Hohlraum weist radial zur Achse AS1 betrachtet einen sich von der Unterseite US1 bis zu der Oberseite OS1 hin stufenförmig verjüngend ausgebildeten Querschnitt auf. Dabei umfasst der Hohlraum drei Raumbereiche mit unterschiedlichen - in Bezug auf die Achse AS1 - radialen Querschnittflächen.
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Der der Unterseite US1 der ersten Biegeeinrichtung BE1 zugewandt liegende Raumbereich, der nachfolgend erster Raumbereich RB1 genannt wird, weist eine im Vergleich zu den restlichen beiden Raumbereichen größte Querschnittfläche auf. Der der Oberseite OS1 der ersten Biegeeinrichtung BE1 zugewandt liegende Raumbereich, der nachfolgend dritter Raumbereich RB3 genannt wird, weist eine im Vergleich zu den restlichen beiden Raumbereichen kleinste Querschnittfläche auf. Der zwischen dem ersten und dem dritten Raumbereich RB1, RB3 liegende Raumbereich, der nachfolgend zweiter Raumbereich RB2 genannt wird, weist eine Querschnittfläche auf, die eine Flächengröße zwischen den Querschnittflächen des ersten und des dritten Raumbereich RB1, RB3 hat. Dies ist in einem vergrößerten Abschnitt A der ersten Biegeeinrichtung BE1 in 3 veranschaulicht.
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Eine größere Gruppe von restlichen Ausnehmungen bildet jeweils einen quaderförmigen Hohlraum aus, dessen senkrecht zur Achse AS1 liegender Querschnitt dem jeweiligen Querschnitt jenes zweiten Endabschnitts E2 des jeweiligen korrespondierenden zweiten Wicklungssegments P2 entspricht. Dies ermöglicht Aufnahme der jeweiligen zweiten Endabschnitte E2 in die jeweiligen entsprechenden Ausnehmungen. Die Ausnehmungen dieser Gruppe werden nachfolgende zweite Ausnehmungen AN2 genannt.
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Die Vorrichtung V umfasst eine Gruppe von ersten Festhalteelementen FE1 zum Festhalten der ersten Endabschnitte E1 der jeweiligen ersten Wicklungssegmente P1. Die ersten Festhalteelemente FE1 sind L-förmig ausgebildet und weisen jeweils einen stabförmigen Grundkörper GK, einen Kopfbereich KB mit einer vergrößerten Querschnittfläche an einem Ende des Grundkörpers GK und einen Sockelbereich SB an einemanderen Ende des Grundkörpers GK auf.
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Die ersten Festhalteelemente FE1 sind in den jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 in Richtung der Achse AS1 zwischen einer verriegelnden Position PS1 (siehe Abschnitt B in 3) und einer entriegelnden Position PS2 (siehe Abschnitt C in 3) verschiebbar ausgeführt.
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Dabei weisen die Grundkörper GK der jeweiligen ersten Festhalteelemente FE1 jeweils eine Querschnittfläche auf, die der Querschnittfläche des dritten Raumbereichs RB3 der jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 entspricht, was eine Aufnahme des Grundkörpers GK der jeweiligen ersten Festhalteelemente FE1 in den dritten Raumbereich RB3 der jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 und eine Schiebebewegung der jeweiligen Festhalteelemente FE1 in den jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 in Richtung der Achse AS1 ermöglicht.
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Die Kopfbereiche KB der jeweiligen ersten Festhalteelemente FE1 weisen jeweils eine Querschnittfläche auf, die der Querschnittfläche des zweiten Raumbereichs RB2 der jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 entspricht. Dies ermöglicht eine Aufnahme des Kopfbereichs KB der jeweiligen ersten Festhalteelemente FE1 in den jeweiligen zweien Raumbereich RB2 der jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1, wenn die jeweiligen ersten Festhalteelemente FE1 von den jeweiligen verriegelnden Positionen PS1 und in die jeweiligen entriegelnden Positionen PS2 verschoben werden.
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Befinden sich die ersten Festhalteelemente FE1 in den jeweiligen verriegelnden Positionen PS1, so füllen die Kopfbereiche KB der jeweiligen ersten Festhalteelemente FE1 die ersten Raumbereiche RB1 der jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 derart, dass sich zwischen den jeweiligen ersten Festhalteelementen FE1 und den jeweiligen entsprechenden ersten Ausnehmungen AN1 Hohlräume bilden, deren Querschnittfläche der Querschnittfläche der ersten Endabschnitte E1 der jeweiligen ersten Wicklungspins P1 entsprechen, die in die entsprechenden Ausnehmungen AN1 aufgenommen und festgehalten werden.
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Die Vorrichtung V umfasst ferner eine erste Aktoreinrichtung SE1 zum Verschieben der ersten Festhalteelemente FE1 zwischen der verriegelnden Position PS1 und der entriegelnden Position PS2.
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Die erste Aktoreinrichtung SE1 ist hohlzylinderförmig und konzentrisch zur ersten Biegeeinrichtung BE1 und somit zur Achse AS1 der Halteinheit HE ausgebildet. Die erste Aktoreinrichtung SE1 ist drehfest zur ersten Biegeeinrichtung BE1 und somit mit der ersten Biegeeinrichtung BE1 in deren Umfangsrichtung synchron drehbar und in Richtung der Achse AS1 und gegenüber der ersten Biegeeinrichtung BE1 axial verschiebbar ausgeführt, wobei die erste Aktoreinrichtung SE1 durch ihre axiale Bewegung die ersten Festhalteelemente FE1 zwischen der verriegelnden und der entriegelnden Position PS1, PS2 verschiebt. Diese erste Aktoreinrichtung SE1 umfasst einen Aktor, der die ersten Festhalteelemente FE1 zwischen den beiden Positionen PS1, PS2 bewegt.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die ersten Festhalteelemente FE1 in den jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 drehbar gelagert und haben jeweils einen exzentrischen Kopfbereich, der von einem Aktor der ersten Aktoreinrichtung SE1 zwischen einer verriegelnden Position und einer entriegelnden Position gedreht werden kann.
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Die Vorrichtung V umfasst zudem eine erste Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1, die ausgeführt ist, die erste Biegeeinrichtung BE1 und die erste Aktoreinrichtung SE1 zueinander synchron und gegenüber der Halteeinrichtung HE zu drehen. Die erste Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1 ist ferner ausgeführt, die erste Biegeeinrichtung BEI und die erste Aktoreinrichtung SE1 axial gegenüber der Halteeinrichtung HE zu verschieben. Außerdem ist die erste Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1 ausgeführt, die erste Aktoreinrichtung SE1 axial gegenüber der ersten Biegeeinrichtung BE1 zu verschieben.
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Die Vorrichtung V umfasst ferner eine zweite Biegeeinrichtung BE2, die ebenfalls hohlzylinderförmig und konzentrisch zur Halteeinrichtung HE und somit zur Achse AS1 ausgebildet ist. Die zweite Biegeeinrichtung BE2 ist in Richtung der Achse AS1 betrachtet von der Halteinheit HE versetzt angeordnet und um die Achse AS1 und gegenüber der Halteeinrichtung HE drehbar ausgeführt.
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Die zweite Biegeeinrichtung BE2 weist auf einer der Halteeinrichtung HE zugewandten Unterseite die gleiche Anzahl von Ausnehmungen AN3, AN4 wie die der ersten Biegeeinrichtung BE1 auf, die zur Halteeinrichtung HE hin geöffnet und auf einem Kreis konzentrisch zur Achse A1 verteilt angeordnet sind. Diese Ausnehmungen AN3, AN4 dienen analog zu den ersten und den zweiten Ausnehmungen AN1, AN2 (als Aufnahmetaschen) zur Aufnahme und zum Festhalten von den Endabschnitten E3, E4 der jeweiligen korrespondierenden dritten und vierten Wicklungssegmente P3, P4. Dabei weisen die Ausnehmungen AN3, AN4 ebenfalls zwei unterschiedliche Formen auf. Ausnehmungen, die eine kleinere Gruppe ausbilden und nachfolgende dritte Ausnehmungen AN3 genannt werden, dienen zum Festhalten von den dritten Endabschnitten E3 der dritten Wicklungssegmente P3 und sind jeweils im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu den jeweiligen ersten Ausnehmungen AN1 ausgebildet. Ausnehmungen, die eine größere Gruppe ausbilden und zum Festhalten von den vierten Endabschnitten E4 der vierten Wicklungssegmente P4 dienen, sind jeweils im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu den jeweiligen zweiten Ausnehmungen AN2 ausgebildet. Ausnehmungen dieser größeren Gruppe werden nachfolgende vierte Ausnehmungen AN4 genannt.
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Die Vorrichtung V umfasst ferner eine Gruppe von zweiten Festhalteelementen FE2 zum Festhalten der dritten Endabschnitte E3 der jeweiligen dritten Wicklungssegmente P3. Die zweiten Festhalteelemente FE2 sind im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu den jeweiligen ersten Festhalteelementen FE3 ausgebildet und ähnlich den ersten Festhalteelementen FE1 in den jeweiligen dritten Ausnehmungen AN3 zwischen einer verriegelnden Position PS3 und einer entriegelnden Position PS4 verschiebbar angeordnet (vergleich mit 5A bis 5E).
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Die Vorrichtung V umfasst ferner eine zweite Aktoreinrichtung SE2 zum Verschieben der zweiten Festhalteelemente FE2 zwischen der verriegelnden Position PS3 und der entriegelnden Position PS4.
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Die zweite Aktoreinrichtung SE2 ist hohlzylinderförmig und konzentrisch zur zweiten Biegeeinrichtung HE2 und somit zur Achse AS1 ausgebildet. Die zweite Aktoreinrichtung SE2 ist analog zu der ersten Aktoreinrichtung SE1 drehfest zur zweiten Biegeeinrichtung BE2 und somit mit der zweiten Biegeeinrichtung BE2 in deren Umfangsrichtung synchron drehbar und in Richtung der Achse AS1 gegenüber der zweiten Biegeeinrichtung BE2 axial verschiebbar ausgeführt.
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Die Vorrichtung V umfasst zudem eine zweite Dreh- und Schiebeeinrichtung DE2, die ausgeführt ist, die zweite Biegeeinrichtung BE2 und die zweite Aktoreinrichtung SE2 zueinander synchron und gegenüber der Halteeinrichtung HE zu drehen. Die zweite Dreh- und Schiebeeinrichtung DE2 ist ferner ausgeführt, die zweite Biegeeinrichtung BE2 und die zweite Aktoreinrichtung SE2 axial gegenüber der Halteeinrichtung HE zu verschieben. Außerdem ist die zweite Dreh- und Schiebeeinrichtung DE2 ausgeführt, die zweite Aktoreinrichtung SE2 axial gegenüber der zweiten Biegeeinrichtung BE2 zu verschieben.
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Nachdem die Vorrichtung V zur Herstellung der Wicklungen WL des Stators ST detailliert beschrieben wurde, wird nachfolgend ein Verfahren zur Herstellung der Wicklungen WL anhand von 4 und 5A bis 5F näher beschrieben. Dabei zeigt 4 den Ablauf des Verfahrens in einem schematischen Ablaufdiagramm. 5A bis 5F zeigen die Vorrichtung V und den Stator ST bzw. dessen Zwischenprodukte vor, während bzw. nach jeweiligen Verfahrensschritten, wobei jeweils Abschnitte des Stators ST bzw. dessen Zwischenprodukte sowie der Vorrichtung V und deren Komponenten nach jeweiligen Verfahrensschritten und in schematischen Seitenansichten dargestellt sind.
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Zum Herstellen der Wicklungen WL des in 2 dargestellten Stators ST wird gemäß einem ersten Verfahrensschritt S100 ein in 1 dargestelltes Blechpaket BP bereitgestellt. Das Blechpaket BP wird aus einer Anzahl von aus einer Blechschiene gestanzten Blechscheiben in einer dem Fachmann bekannten Weise zusammengesetzt. Dabei werden die Blechscheiben so gestanzt, dass das zusammengesetzte Blechpaket BP auf der zylindermantelförmigen Innenwand IW eine dem Wickelschritt des Stators ST entsprechende Anzahl von sich in Richtung der Achse AS des Blechpaktes BP erstreckenden Nuten NT aufweisen. In die jeweiligen Nuten NT sind Schichten vom Isolierpapier IS angeordnet, welche in Richtung der Achse AS des Blechpakets BP betrachtet S- oder 8-förmig geformt sind und somit die jeweiligen Nuten NT in jeweils einen äußeren und einen inneren Schlitz SLA, SLI aufteilen, wobei die äußeren Schlitze SLA die zuvor genannten ersten und zweiten Schlitze SL1, SL2 und die inneren Schlitze SLI die zuvor genannten dritten und vierten Schlitze SL3, SL4 umfassen.
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Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt S200 werden in die ersten, zweiten, dritten und vierten Schlitze SL1, SL2, SL3 und SL4 die zuvor beschriebenen ersten, zweiten, dritten und vierten Wicklungssegmente P1, P2, P3 und P4 der Wicklungspins WP eingeführt, die zuvor in einer dem Fachmann bekannten Weise mit einem Spreizschritt entsprechend dem Wickelschritt des Stators ST vorab verschränkt und verkröpft sind. Dabei werden die Wicklungssegmente P1, P2 P3 und P4 derart in die jeweiligen Schlitze SL1, SL2, SL3 und SL4 eingeführt, dass jeweils ein erster, zweiter, dritter bzw. vierter Bereich B1, B2, B3 und B4 der Wicklungssegmente P1, P2, P3 und P4 mit jeweils einem ersten, zweiten, dritten und vierten freiliegenden Endabschnitt E1, E2, E3 und E4 aus dem Blechpaket BP herausragt. Die ersten und die zweiten Wicklungssegmente P1, P2 in den jeweiligen ersten, zweiten Schlitzen SL1, SL2 der jeweiligen Nuten NT und die dritten und die vierten Wicklungssegmente P3, P4 in den entsprechenden dritten und vierten Schlitzen SL3, SL4 dergleichen Nuten NT sind durch die Isolierpapierschichten IS voneinander und von dem Blechpaket BP elektrisch isoliert.
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Zur Bildung von Wicklungen WL werden die zweiten Wicklungssegmente P2 jener Wicklungspins WP mit den jeweiligen vierten Wicklungssegmenten P4 der jenen Wicklungspins WP entsprechend dem Wickelschritt des Stators ST versetzt angeordneten Wicklungspins WP elektrisch direkt verbunden. Hierzu werden die zueinander korrespondierenden zweiten und vierten Wicklungssegmente P2, P4 zueinander jeweils um einen vorgegebenen Biegewinkel gebogen. Die ersten und die dritten Wicklungssegmente P1, P3 werden mit der externen Stromquelle elektrisch verbunden. Hierzu werden die ersten und die dritten Wicklungssegmente P1, P3 jeweils um einen von dem Biegewinkel der zweiten und der vierten Wicklungssegmente P2, P4 abweichenden Biegewinkel gebogen.
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Hierzu wird das Blechpaket BP samt den eingeführten Wicklungspins WP von der Halteeinrichtung HE konzentrisch zur Halteeinrichtung HE drehfest gehalten, so wie es in 5A veranschaulicht ist.
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Danach werden die erste und die zweite Biegeeinrichtung BE1, BE2 sowie die erste und die zweite Aktoreinrichtung SE1, SE2 gemäß einem Verfahrensschritt S300 von der ersten bzw. der zweiten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1, DE2 betrieben in Richtung zu der Halteeinrichtung HE und somit zu dem Blechpaket BP gesenkt, wobei die zweiten und die vierten Endabschnitte E2, E4 von den jeweiligen zweiten und vierten Ausnehmungen AN2, AN4 aufgenommen und festgehalten werden. Die ersten und die dritten Endabschnitte E1, E3 werden ebenfalls von den jeweiligen ersten und dritten Ausnehmungen AN1, AN3 aufgenommen. Die ersten und die zweiten Festhalteelemente FE1, FE2 werden dabei durch die erste und die zweite Aktoreinrichtung SE1, SE2 in die jeweiligen verriegelnden Positionen PS1, PS3 positioniert. In diesen verriegelnden Positionen PS1, PS3 fixieren die ersten und die zweiten Festhalteelemente FE1, FE2 mit den jeweiligen korrespondierenden Seitenwänden SW der jeweiligen ersten und dritten Ausnehmungen AN1, AN3 die jeweiligen ersten und dritten Endabschnitte E1, E3, so dass diese wie die zweiten und die vierten Endabschnitte E2, E4 bewegungsfest gehalten werden (vergleiche mit 5B).
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Während die Endabschnitte E1, E2, E3, E4 in den jeweiligen Ausnehmungen AN1, AN2, AN3, AN4 festgehalten werden, wird die erste Biegeeinrichtung BE1 gemäß einem weiteren Verfahrensschritt S400 von der ersten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1 betrieben samt der ersten Aktoreinrichtung SE1 in eine erste Drehrichtung DR1, die zugleich die erste Umfangsrichtung UR1 des zuvor beschriebenen ersten Kreises KS1 ist, um einen ersten Drehwinkel gedreht. Dabei wird die erste Biegeeinrichtung BE1 von der ersten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1 betrieben samt der ersten Aktoreinrichtung SE1 in Richtung zur Halteeinrichtung HE und somit zu dem Blechpaket BP axial gesenkt. Durch die Dreh- und Axial-Bewegung der ersten Biegeeinrichtung BE1 gegenüber dem Blechpaket BP biegen sich die ersten und die zweiten Bereiche B1, B2 der jeweiligen ersten und zweiten Wicklungssegmente P1, P2 radial betrachtet allersamt um einen ersten Biegewinkel BW1 in die erste Biegerichtung BR1 (vergleiche mit 5C).
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Zeitgleich wird die zweite Biegeeinrichtung BE2 gemäß dem Verfahrensschritt S400 von der zweiten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE2 betrieben samt der zweiten Aktoreinrichtung SE2 in eine zweite Drehrichtung DR2, die der ersten Drehrichtung DR1 entgegengesetzt liegt, um einen dritten Drehwinkel gedreht. Dabei wird die zweite Biegeeinrichtung BE2 von der zweiten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE2 betrieben samt der zweiten Aktoreinrichtung SE2 in Richtung zur Halteeinrichtung HE und somit zu dem Blechpaket BP axial gesenkt. Durch die Dreh- und Axial-Bewegung der zweiten Biegeeinrichtung BE2 gegenüber dem Blechpaket BP biegen sich die dritten und die vierten Bereiche B3, B4 der jeweiligen dritten und vierten Wicklungssegmente P3, P4 radial betrachtet allersamt um einen dritten Biegewinkel BW3 in die zweite Biegerichtung BR2, die der ersten Biegerichtung BR1 zugewandt liegt (vergleiche mit 5C).
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Nach dem ersten Biegevorgang gemäß dem Verfahrensschritt S400 werden die erste und die zweite Aktoreinrichtung SE1, SE2 gemäß einem weiteren Verfahrensschritt S500 in axiale Richtung von der ersten und der zweiten Biegeeinrichtung BE1, BE2 und somit von dem Blechpaket BP weggeschoben. Durch das Wegschieben der ersten und der zweiten Aktoreinrichtung SE1, SE2 von dem Blechpaket BP werden die ersten und die zweiten Festhalteelemente FE1, FE2 von den jeweiligen verriegelnden Positionen PS1, PS3 in die jeweiligen entriegelnden Positionen PS2, PS4 verschoben. Dadurch werden die ersten und die dritten Endabschnitte E1, E3 nicht mehr von den ersten und den zweiten Festhalteelementen FE1, FE2 bzw. in den ersten und den dritten Ausnehmungen AN1, AN3 festgehalten (vergleiche mit 5D).
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Anschließend wird die erste Biegeeinrichtung BE1 gemäß einem weiteren Verfahrensschritt S600 von der ersten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1 betrieben samt der ersten Aktoreinrichtung SE1 in die erste Drehrichtung DR1 um einen zweiten Drehwinkel weitergedreht, wobei die erste Biegeeinrichtung BE1 und die erste Aktoreinrichtung SE1 von der ersten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE1 betrieben in Richtung zur Halteeinrichtung HE und somit zu dem Blechpaket BP axial weiter gesenkt werden. Durch die weitere Dreh- und Axial-Bewegung der ersten Biegeeinrichtung BE1 gegenüber dem Blechpaket BP werden die zweiten Bereiche B2 der jeweiligen zweiten Wicklungssegmente P2 in die erste Biegerichtung BR1 um einen zweiten Biegewinkel BW2 und somit insgesamt bis zu einem Biegewinkel BW1+BW2 weitergebogen (vergleiche mit 5E).
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Zeitgleich wird die zweite Biegeeinrichtung BE2 gemäß dem Verfahrensschritt S600 von der zweiten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE2 betrieben samt der zweiten Aktoreinrichtung SE2 in die zweite Drehrichtung DR2 um einen vierten Drehwinkel weitergedreht, wobei die zweite Biegeeinrichtung BE2 und die zweite Aktoreinrichtung SE2 von der zweiten Dreh- und Schiebeeinrichtung DE2 betrieben in Richtung zur Halteeinrichtung HE und somit zu dem Blechpaket BP axial weiter gesenkt werden. Durch die weitere Dreh- und Axial-Bewegung der zweiten Biegeeinrichtung BE2 gegenüber dem Blechpaket BP werden die vierten Bereiche B4 der jeweiligen vierten Wicklungssegmente P4 in die zweite Biegerichtung BR2 um einen vierten Biegewinkel BW4 und somit insgesamt bis zu einem Biegewinkel BW3+BW4 weitergebogen (vergleiche mit 5E).
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Nach dem zweiten Biegevorgang gemäß dem Verfahrensschritt S600 werden die zweiten Endabschnitte E2 der jeweiligen zweiten Wicklungssegmente P2 und die korrespondierenden vierten Endabschnitte E4 der entsprechend dem Wickelschritt des Stators ST von den zweiten Wicklungssegmenten P2 beabstandet liegenden vierten Wicklungssegmente P4 gemäß einem weiteren Verfahrensschritt S700 nach einem Schweißvorgang mittels jeweiliger Schweißverbindung SV miteinander direkt elektrisch und mechanisch verbunden. Die ersten und die dritten Endabschnitte E1, E3 der jeweiligen ersten und dritten Wicklungssegmente P1, P3 werden in einem weiteren Schweißvorgang mit Metallstegen oder Brückendrähten MB miteinander direkt elektrisch verbunden, die elektrische Verbindungen zwischen den Wicklungen WL und der externen Stromquelle bzw. Steuervorrichtung herstellen (vergleiche mit 5F).
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Anstelle der haarnadelförmigen Wicklungspins können stabförmige gerade Drähte aus Kupferlegierung als Wicklungssegmente verwendet werden. In diesem Fall werden die Wicklungssegmente zuerst bis auf jeweils zwei freiliegenden Endbereiche an den jeweiligen gegenüberliegenden Enden in die entsprechenden Schlitze des Blechpakets eingeführt und anschließend an den jeweiligen beiden Endbereichen verschränkt.
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Dabei wird jeweils ein erster der beiden Endbereiche der jeweiligen in einer ersten und derselben konzentrischen Reihe angeordneten Wicklungssegmente, der sich auf der gleichen Seite des Blechpacket befindet, mit einem Biegewinkel gebogen und mit einem Endbereich eines in einer zweiten konzentrischen Reihe entsprechend dem Wickelschritt beabstandet angeordneten Wicklungssegments elektrisch verbunden, der ebenfalls mit einem Biegewinkel gebogen wurde.
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Zweite Endbereiche der jeweiligen Wicklungssegmente, die auf der gegenüberliegenden Seite des Blechpaktes liegen, werden in der in Verbindung mit 2 beschriebenen Weise mit unterschiedlichen Biegewinkeln gebogen und entsprechend mit korrespondierenden Wicklungssegmenten oder der externen Stromquelle oder Steuervorrichtung elektrisch verbunden.
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Die in Verbindung mit 1 beschriebene Vorrichtung V und das in Verbindung mit 2 beschriebe Verfahren beziehen sich auf eine Wicklung mit einer zweilagigen Anordnung von Wicklungssegmenten, bei der die Wicklungssegmente in zwei zueinander konzentrischen Kreisen bzw. Reihen verteilt angeordnet sind. Diese Vorrichtung V bzw. dieses Verfahren können auch zum Herstellen einer Wicklung mit einer drei- oder mehrlagigen, insb. vierlagigen, Anordnung von Wicklungssegmenten verwendet werden. Hierzu bedarf es lediglich entsprechende für einen Fachmann ohne Weiteres durchführbare einfache Modifikationen bei der Vorrichtung bzw. dem Verfahren, wie z. B. durch zusätzliche Biegeeinrichtungen mit analog ausgeführten Ausnehmungen und Festhaltelementen, die lediglich konzentrisch zu den vorhandenen Biegeeinrichtungen ausgebildet bzw. angeordnet zu sein brauchen.
