DE102017219511A1

DE102017219511A1 - Formvorrichtung zur Herstellung eines Leiterelements sowie Verfahren zur Herstellung eines Leiterelements mit der Formvorrichtung

Info

Publication number: DE102017219511A1
Application number: DE102017219511.8A
Authority: DE
Inventors: Matthias Ebert; Erhard Wehner; Stefan Reuter; Carsten Dotzel; Andre Grübel; Matthias Reiss
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Stableiter werden insbesondere bei Komponenten von elektrischen Maschinen, insbesondere Stator und/oder Rotor, eingesetzt. Zur Herstellung derartiger Stableiter werden beispielsweise Formvorrichtungen eingesetzt um die Stableiter in eine bestimmt Form zu biegen. Hierzu wird beispielsweise ein gerades Drahtstück durch einen Stempel in eine Matrize gedrückt und zur weiteren Verarbeitung vorgeformt.
Hierzu wird eine Formvorrichtung 1 zur Herstellung eines Leiterelements 8, mit einer Prägeeinrichtung 4 zur Erzeugung einer Prägung an einem Vorformling 7, wobei die Prägeeinrichtung 4 einen Prägeabschnitt 4a aufweist, wobei der Prägeabschnitt 4a in einer Prägerichtung P verschiebbar ist, sodass der Vorformling 7 durch den Prägeabschnitt 4a in der Prägerichtung P geprägt wird, mit einer Biegeeinrichtung 3 zur Biegung des Vorformlings 7, wobei die Biegeeinrichtung 3 mindestens einen Biegeabschnitt 3a, b aufweist, wobei der Biegeabschnitt 3a, b in einer Verschieberichtung V verschiebbar ist, sodass der geprägte Vorformling 7 gebogen wird, vorgeschlagen, wobei die Prägeeinrichtung 4 und die Biegeeinrichtung 3 einen gemeinsamen Aufnahmeblock 5 zur Aufnahme des Vorformlings 7 aufweisen, sodass der Vorformling 7 während der Prägung und/oder der Biegung in dem Aufnahmeblock 5 geführt umgeformt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formvorrichtung zur Herstellung eines Leiterelements mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Leiterelements mit der Formvorrichtung.
Stableiter werden insbesondere bei Komponenten von elektrischen Maschinen, insbesondere Stator und/oder Rotor, eingesetzt. Zur Herstellung derartiger Stableiter werden beispielsweise Formvorrichtungen eingesetzt um die Stableiter in eine bestimmt Form zu biegen. Hierzu wird beispielsweise ein gerades Drahtstück durch einen Stempel in eine Matrize gedrückt und zur weiteren Verarbeitung vorgeformt.
Die Druckschrift EP2559141B1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Vorformvorrichtung für einen elektrischen Stableiter einer elektrischen Stabwicklung, die folgendes Merkmal aufweist: einen Stanzer, der mit beweglichen Elementen versehen ist, zum Ausüben einer Schubkraft auf den Leiter während des relativen Vorformens, wobei der Stanzer axial entlang einer Vorformrichtung gleitet, wobei der Stanzer mit einem Läufer, der mit einem beweglichen Arm verbunden ist, und mit einem Vorformkopf versehen ist, der geeignet ist zum Ineingriffnehmen des Leiters, wobei der Leiter unter Vorformbedingungen ein lineares Element ist, das entlang einer Querrichtung, die senkrecht zu der Vorformrichtung ist, angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formvorrichtung zur Herstellung eines Leiterelements vorzuschlagen, welche ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist und zudem kostenoptimiert ist. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung ein Verfahren mit der Formvorrichtung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Formvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
Gegenstand der Erfindung ist eine Formvorrichtung, welche zur Herstellung eines Leiterelements ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Formvorrichtung dient insbesondere zur Herstellung eines sogenannten „Hairpins“. Insbesondere kann die Formvorrichtung als eine automatische Formmaschine ausgebildet sein. Alternativ kann die Formvorrichtung als eine manuell betätigbare Formmaschine ausgebildet sein. Die Formvorrichtung dient insbesondere dazu einen Leiterrohling umzuformen. Insbesondere wird beim Umformen der Leiterrohling gezielt in eine andere Form gebracht und/oder plastisch verformt. Vorzugsweise wird durch die Umformung des Leiterrohlings das fertige Leiterelement oder ein Vorformling zur weiteren Verarbeitung hergestellt. Im Speziellen kann die Formvorrichtung auf einer Grundplatte montiert sein.
Die Formvorrichtung weist eine Prägeeinrichtung auf, welche zur Erzeugung einer Prägung an einem Vorformling ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere wird durch die Prägeeinrichtung ein bereits vorgeformter Vorformling mit der Prägung versehen, sodass ein geprägter Vorformling erzeugt ist. Die Prägeeinrichtung weist einen Prägeabschnitt auf. Insbesondere ist der Prägeabschnitt als ein Prägestempel ausgebildet oder weist zumindest diesen auf.
Der Prägeabschnitt ist in einer Prägerichtung verschiebbar, sodass der Vorformling durch den Prägeabschnitt in der Prägerichtung geprägt wird. Vorzugsweise weist der als Prägestempel ausgebildete Prägeabschnitt einen versetzten Verlauf auf, sodass die Prägung an dem Vorformling als ein Versatz ausgebildet ist. Die Prägung ist besonders bevorzugt als ein axialer Versatz in Bezug auf die Prägerichtung ausgebildet. Insbesondere ist die Prägerichtung vertikal zu der Grundplatte gerichtet. Der Prägeabschnitt kann insbesondere mechanisch und/oder automatisch in der Prägerichtung verschoben werden. Bevorzugt ist der Prägeabschnitt in der Prägerichtung geradgeführt und/oder lineargeführt.
Insbesondere ist der Vorformling V-förmig ausgebildet und weist vorzugsweise einen ersten und ein zweiten Seitenschenkel auf. Bei Verschiebung des Prägeabschnitts in Richtung des Vorformlings, wird der erste Seitenschenkel in der Prägerichtung relativ zu dem zweiten Seitenschenkel verschoben, sodass die beiden Seitenschenkel versetzt zueinander angeordnet und der Versatz gebildet ist. Besonders bevorzugt wird der Vorformling im Bereich des Scheitels geprägt und/oder weist im Bereich des Scheitels den Versatz auf. Insbesondere wird durch den Prägeabschnitt ein Wickelkopf des Leiterelements gebildet.
Die Formvorrichtung weist eine Biegeeinrichtung, welche zur Biegung des Vorformlings ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere wird durch die Biegeeinrichtung der geprägte Vorformling gebogen, sodass das Leiterelement erzeugt ist. Die Biegeeinrichtung weist mindestens einen Biegeabschnitt auf. Insbesondere dient die Biegeeinrichtung dazu, die Biegung des Vorformlings durch Freibiegen oder Gesenkbiegen zu erzeugen.
Der Biegeabschnitt ist in einer Verschieberichtung verschiebbar, sodass der geprägte Vorformling gebogen wird. Insbesondere ist die Verschieberichtung horizontal zu der Grundplatte gerichtet. Vorzugsweise wird der geprägte Vorformling durch den Biegeabschnitt in einer Biegerichtung gebogen. Die Biegerichtung kann gleichgerichtet zu der Verschieberichtung oder der Prägerichtung sein. Bevorzugt jedoch ist die Biegerichtung quer zu der Verschieberichtung gerichtet. Im Speziellen erzeugt der Biegeabschnitt einen Biegeradius an dem geprägten Vorformling. Der Biegeabschnitt kann insbesondere mechanisch und/oder automatisch in der Verschieberichtung verschoben werden. Bevorzugt ist der Biegeabschnitt in der Verschieberichtung geradgeführt und/oder lineargeführt.
Bei Verschiebung des Biegeabschnitts in Richtung des Vorformlings, werden der erste und/oder der zweite Seitenschenkel zumindest abschnittsweise gebogen, sodass die beiden Seitenschenkel parallel und/oder in der Verschieberichtung gleichgerichtet zueinander angeordnet sind. Insbesondere werden durch den Prägeabschnitt ein erster und ein zweiter Kontaktschenkel des Leiterelements gebildet.
Im Rahmen der Erfindung weisen die Prägeeinrichtung und die Biegeeinrichtung einen gemeinsamen Aufnahmeblock zur Aufnahme des Vorformlings auf, wobei der Vorformling während der Prägung und/oder der Biegung in dem Aufnahmeblock aufgenommen ist. Insbesondere dient der Aufnahmeblock zur Führung und/oder Fixierung des Vorformlings während des Biege- und/oder des Prägevorgangs. Bevorzugt wird der Vorformling in dem Aufnahmeblock geführt und/oder umgeformt. Vorzugsweise verbleibt der Vorformling dauerhaft während des Prägevorgangs und des Biegevorgangs in dem Aufnahmeblock. Im Speziellen weist der Aufnahmeblock eine Negativkontur des fertigen Leiterelements auf. Vorzugsweise passen die Biegeeinrichtung und die Prägeeinrichtung den Vorformling an die Negativkontur an, sodass der Vorformling komplementär oder zumindest teilweise komplementär zu der Negativkontur angeordnet ist und das Leiterelement erzeugt ist. Der Aufnahmeblock kann vollständig oder zumindest teilweise aus Stahl gefertigt sein.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch den gemeinsamen Aufnahmeblock zwei Formgebungsschritte an dem Vorformling durchführbar sind, wobei der Vorformling in dem Aufnahmeblock dauerhaft verbleibt. Dadurch kann die die Fertigungszeit des Leiterelements verkürzt werden. Ferner ist der Vorformling während des gesamten Biege- und Prägevorgangs in dem Aufnahmeblock fixiert. Durch die Verwendung eines gemeinsamen Aufnahmeblock können die Herstellungskosten der Formvorrichtung reduziert werden. Ein weiterer Vorteil besteht insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Formvorrichtung die Belastungen an dem Vorformling während des Umformens verringert sind.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist die Formvorrichtung eine erste Umformstation zur Herstellung des Vorformlings und eine zweite Umformstation zur Herstellung des Leiterelements auf. Die erste Umformstation ist vorzugsweise prozesstechnisch nach der zweiten Umformstation angeordnet. Insbesondere dient die erste Umformstation dazu, den Leiterrohling in den Vorformling umzuformen. Beispielsweise kann der Leiterrohling der ersten Umformstation und/oder der Vorformling der zweiten Umformstation automatisch zugeführt werden. Insbesondere dient die zweite Umformstation dazu, den Vorformling in den geprägten Vorformling und anschließend in das Leiterelement umzuformen. Hierzu umfasst die zweite Umformstation die Prägeeinrichtung, die Biegeeirichtung und den Aufnahmeblock.
In einer konkreten Ausgestaltung weist der Aufnahmeblock einen ersten und einen zweiten Blockabschnitt auf. Insbesondere ist der Aufnahmeblock zweiteilig ausgebildet, wobei vorzugsweise der erste Blockabschnitt eine erstes Bauteil und der zweite Blockabschnitt ein zweites Bauteil bildet. Der erste und der zweite Blockabschnitt sind vorzugsweise formschlüssig miteinander verbindbar.
Der erste Blockabschnitt ist relativ zu dem zweiten Blockabschnitt in der Prägerichtung verschiebbar. Insbesondere ist der erste Blockabschnitt zwischen einer ersten und einer zweiten Relativposition in der Prägerichtung verschiebbar, wobei der zweite Blockabschnitt stationär verbleibt. Vorzugsweise ist der erste Blockabschnitt in der Prägerichtung geradgeführt. Optional ergänzend kann der zweite Blockabschnitt auf der Grundplatte angeordnet sein.
In einer weiteren Konkretisierung ist der Prägeabschnitt als der erste Blockabschnitt ausgebildet. Insbesondere weist die Prägeeinrichtung einen Betätigungsmechanismus zur Verschiebung des Prägeabschnitts auf. Der Betätigungsmechanismus kann beispielsweise als ein mechanischer Hebel oder ein elektrisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbarer Hubzylinder ausgebildet sein.
Bevorzugt sind die beiden Blockabschnitte in der ersten Relativposition in der Prägerichtung voneinander beabstandet angeordnet, sodass der Vorformling zwischen den beiden Blockabschnitten anordbar ist. In der zweiten Relativposition liegen die beiden Blockabschnitte aneinander an, sodass der geprägte Vorformling gebildet ist. Besonders bevorzugt wird der Vorformling bei einer Betätigung des Betätigungsmechanismus mit einer axialen Kraft beaufschlagt. Besonders bevorzugt ist die Prägung an dem Vorformling durch den ersten Blockabschnitt erzeugbar.
In einer konstruktiven Ausgestaltung weist der Aufnahmeblock eine Matrize zur Aufnahme des Vorformlings auf. Insbesondere bildet die Matrize die Negativkontur des Leiterelements. Die Matrize ist bevorzugt als eine Nut, insbesondere eine durchlaufende Nut, ausgebildet. Die Matrize kann einen rechteckigen oder einen halbrunden Querschnitt aufweisen. Insbesondere weist der erste und/oder der zweite Blockabschnitt die Matrize auf. Im Speziellen bilden der erste und der zweite Blockabschnitt in der zweiten Relativposition gemeinsam die Matrize.
Die Matrize weist einen Wickelkopfabschnitt sowie einen ersten und einen zweiten Schenkelabschnitt auf. In einer axialen Ansicht in Bezug auf die Prägerichtung weisen die beiden Schenkelabschnitte einen geraden Verlauf und der Wickelkopfabschnitt einen gekrümmten Verlauf auf. Vorzugsweise weist der Wickelkopfabschnitt in der Projektion von oben einen V-förmigen oder einen U-förmigen Verlauf auf. Besonders bevorzugt sind die beiden Schenkelabschnitte unmittelbar über den Wickelkopfabschnitt miteinander verbunden. Vorzugsweise weist der Wickelkopfabschnitt in einer axialen Ansicht in Bezug auf die Verschieberichtung den Versatz auf.
Die beiden Schenkelabschnitte erstrecken sich vorzugsweise in der Verschieberichtung parallel zueinander. Der erste Schenkelabschnitt erstreckt sich einerseits und der zweite Schenkelabschnitt andererseits an einer Seitenfläche des Aufnahmeblocks. Insbesondere sind die beiden Schenkelabschnitte in der Prägerichtung versetzt zueinander angeordnet.
Die Prägeeinrichtung ist zur Prägung des Vorformlings in dem Wickelkopfabschnitt ausgebildet. Insbesondere wird durch die Prägung ein Wickelkopf des Leiterelements gebildet. Die Biegeeinrichtung ist zur Biegung des geprägten Vorformlings in dem ersten und/oder dem zweiten Schenkelabschnitt ausgebildet. Insbesondere werden durch den Biegeabschnitt der erste Seitenschenkel des Vorformlings in die erste Schenkelaufnahme und der zweite Seitenschenkel des Vorformlings in die zweite Schenkelaufnahme zumindest abschnittsweise eingebogen. Im Speziellen werden die freien Enden des ersten und/oder des zweiten Seitenschenkels in die jeweilige Schenkelaufnahme eingebogen.
In einer Weiterbildung weist die Biegeeinrichtung mindestens eine Führungsschiene auf. Insbesondere ist die Führungsschiene als eine lineare Führungsschiene ausgebildet. Bevorzugt ist die Führungsschiene auf der Grundplatte angeordnet. Die Führungsschiene erstreckt sich bevorzugt in der Verschieberichtung.
Der Biegeabschnitt weist mindestens einen Biegeschlitten auf, wobei der Biegeschlitten relativ zu dem Aufnahmeblock in der Verschieberichtung verschiebbar ist und durch die Führungsschiene geführt ist. Insbesondere ist der Biegeschlitten in unmittelbarer Nähe oder mit zumindest einem geringen Spiel zu einem der beiden Schenkelabschnitte angeordnet. Bevorzugt weist die Biegeeinrichtung genau zwei Führungsschienen und genau zwei Biegeabschnitte auf. Insbesondere ist ein erster Biegeschlitten eines ersten Biegeabschnitts durch eine erste Führungsschiene und ein zweiter Biegeschlitten eines zweiten Biegeabschnitts durch eine zweite Führungsschiene geführt. Im Speziellen ist der Aufnahmeblock zwischen den beiden Führungsschienen angeordnet. Insbesondere weist die Biegeeinrichtung einen weiteren Betätigungsmechanismus zur Verschiebung des Biegeabschnitts auf. Der weitere Betätigungsmechanismus kann beispielsweise als ein mechanischer Hebel oder ein elektrisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbarer Hubzylinder ausgebildet sein.
In einer weiteren konkreten Ausgestaltung weist die erste Umformstation eine zur Herstellung des Vorformlings auf, wobei die Vorformeinrichtung einen Gesenkabschnitt zur Aufnahme des Leiterrohlings und einen Stempelabschnitt aufweist. Insbesondere ist das Vorformwegzeug zweiteilig ausgebildet, wobei der Gesenkabschnitt ein erstes Bauteil und der Stempelabschnitt ein zweites Bauteil bildet. Der Leiterrohling kann als ein lineares oder vorgebogenes Drahtstück ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Leiterrohling aus einem elektrisch leitendenden Material, z.B. Kupfer, gefertigt. Optional ergänzend kann der Leiterrohling eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweisen.
Der Stempelabschnitt ist relativ zu dem Gesenkabschnitt verschiebbar, sodass der Vorformling erzeugt wird. Insbesondere wird der Leiterrohling zwischen dem Gesenkabschnitt und dem Stempelabschnitt angeordnet. Durch die Verschiebung des Stempelabschnitts relativ zu dem Gesenkabschnitt, wird der Leiterrohling durch den Stempelabschnitt in eine Aufnahmekontur des Gesenkabschnitts gedrückt. Vorzugsweise bildet der Stempelabschnitt einen Konturpartner zu dem Gesenkabschnitt. Insbesondere ist die Aufnahmekontur V-förmig oder U-förmig ausgebildet, sodass der Leiterrohling in den, insbesondere der Aufnahmekontur entsprechenden, ausgebildeten Vorformling umgeformt wird. Vorzugsweise werden durch die Vorformrichtung die beiden Seitenschenkel des Vorformlings gebildet. Besonders bevorzugt wird der Vorformling durch ein Gesenkbiegeverfahren hergestellt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterelements mit der Formvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche beziehungsweise wie diese zuvor beschrieben wurde.
In einem ersten Verfahrensschritt wird der Leiterrohling in die Vorformeinrichtung eingelegt, wobei durch die Vorformeinrichtung der Leiterrohling umgeformt wird, sodass der Vorformling erzeugt wird. Insbesondere wird der Leiterrohling zwischen dem Gesenkabschnitt und dem Stempelabschnitt eingelegt. Der Stempelabschnitt wird in Richtung des Gesenkabschnitts verschoben, wobei der Leiterrohling in dem Gesenkabschnitt umgeformt wird, sodass der Vorformling erzeugt wird. Bevorzugt wird der Leiterrohling dadurch zumindest annähernd der Kontur des Wickelkopfabschnittes vorgeformt.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird der Vorformling in den Aufnahmeblock eingelegt. Insbesondere wird der Vorformling zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeblock im Bereich des Wickelkopfabschnittes eingelegt.
In einem dritten Verfahrensschritt wird der Prägeabschnitt in der Prägerichtung verschoben, wobei der Vorformling in dem Aufnahmeblock geprägt wird. Bevorzugt wird der Vorformling durch die Prägeeinrichtung im Bereich des Wickelkopfabschnitts geprägt, sodass der Vorformling während der Prägung in dem Aufnahmeblock geführt umgeformt wird. Insbesondere wird durch die Prägeeinrichtung der Versatz an dem Vorformling erzeugt.
In einem vierten Verfahrensschritt wird der Biegeabschnitt in der Verschieberichtung verschoben, wobei der geprägte Vorformling in dem Aufnahmeblock umgebogen wird. Bevorzugt wird der geprägte Vorformling durch die Biegeeinrichtung im Bereich des ersten und/oder des zweiten Schenkelabschnitts gebogen, sodass der geprägte Vorformling während der Biegung in dem Aufnahmeblock geführt umgeformt wird. Insbesondere werden der erste und/oder der zweite Seitenschenkel durch die Biegeeinrichtung umgebogen, sodass die beiden Seitenschenkel parallel zueinander verlaufen und das Leiterelement erzeugt wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 eine dreidimensionale Darstellung einer Formvorrichtung zur Herstellung eines Leiterelements mit einer ersten und einer zweiten Umformstation als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die 1 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung eine Formvorrichtung 1 mit einer ersten und einer zweiten Umformstation 1a, b. Die erste Umformstation 1a weist eine Vorformeinrichtung 2 auf. Die zweite Umformstation 1b weist eine Biegeeinrichtung 3, eine Prägeeinrichtung 4 sowie einen Aufnahmeblock 5 auf. Die beiden Umformstationen 1a, b sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 6 angeordnet. Die erste Umformstation 1a ist beispielsweise prozesstechnisch vor der zweiten Umformstation 1b angeordnet.
Die erste Umformstation 1a dient dazu einen Leiterrohling, z.B. ein gerades Drahtstück, umzuformen, sodass ein vorgeformter Vorformling 7 gebildet wird. Hierzu weist die Vorformeinrichtung 2 einen Gesenkabschnitt 2a und einen Stempelabschnitt 2b auf. Der Gesenkabschnitt 2a weist eine V-förmige Aufnahmekontur auf, wobei der Stempelabschnitt 2b als ein Konturpartner zu dem Gesenkabschnitt 2a ausgebildet ist. Der Stempelabschnitt 2b ist relativ zu dem Gesenkabschnitt 2a verschiebbar, wobei der Gesenkabschnitt 2a stationär verbleibt. Beispielsweise ist der Gesenkabschnitt 2a hierzu über eine Schraubverbindung mit der Grundplatte 6 fest verbunden.
Zur Fertigung des Vorformlings 7 wird der Leiterrohling zwischen dem Gesenkabschnitt 2a und dem Stempelabschnitt 2b angeordnet. Der Stempelabschnitt 2b wird anschließend in Richtung des Gesenkabschnitts 2a verschoben, sodass der Leiterrohling in die Aufnahmekontur des Gesenkabschnitts 2a umgeformt wird. Dadurch wird der Leitrohling V-förmig umgeformt, sodass der Vorformling 7, mit insbesondere zwei Seitenschenkeln, gebildet ist. Der Stempelabschnitt 2b wird wieder in seine Ausgangsposition verschoben und der Vorformling 7 aus dem Vorformwerkzeug 2 entfernt.
Die zweite Umformstation 1b dient dazu den Vorformling 7 weiter umzuformen, sodass ein Leiterelement 8 gebildet wird. Der Vorformling 7 ist in dem Aufnahmeblock 5 angeordnet. Der Aufnahmeblock 5 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten und einen zweiten Blockabschnitt 5a, b auf. Der Vorformling 7 ist zumindest abschnittsweise zwischen den beiden Blockabschnitten 5a, b angeordnet.
Die Prägeeinrichtung 4 weist einen Prägeabschnitt 4a auf, wobei der Prägeabschnitt 4a in einer Prägerichtung P verschiebbar ist. Die Prägerichtung P ist dabei vertikal bzw. senkrecht zu der Grundplatte 6 gerichtet. Die Prägeeinrichtung 4 weist einen Betätigungsmechanismus 4b auf, wobei der Betätigungsmechanismus 4b zur Verschiebung des Prägeabschnitts 4a ausgebildet ist. Der Betätigungsmechanismus 4b ist beispielsweise als ein mechanischer Hebelmechanismus ausgebildet. Der erste Blockabschnitt 5a ist durch den Prägeabschnitt 4a gebildet und somit mit der Prägeeinrichtung 4 wirkverbunden. Somit ist der erste Blockabschnitt 5a relativ zu dem zweiten Blockabschnitt 5b in der Prägerichtung P verschiebbar, wobei der zweite Blockabschnitt 5b stationär verbleibt. Beispielsweise ist der zweite Blockabschnitt 5b hierzu fest mit der Grundplatte 6 verbunden.
Die Biegeeinrichtung 3 weist einen ersten und einen zweiten Biegeabschnitt 3a, b auf, wobei der erste und der zweite Biegeabschnitt 3a, b in einer Verschieberichtung V verschiebbar sind. Die Verschieberichtung V ist dabei horizontal zu der Grundplatte 6 gerichtet. Die Biegeeinrichtung 3 weist einen weiteren Betätigungsmechanismus 3c auf, wobei der weitere Betätigungsmechanismus 3c zur Verschiebung des ersten und/oder des zweiten Biegeabschnitts 3a, b ausgebildet ist. Der weitere Betätigungsmechanismus 3c ist beispielsweise als ein mechanischer Hebelmechanismus ausgebildet.
Die beiden Biegeabschnitte 3a, b sind jeweils als ein Biegeschlitten ausgebildet und mit dem weiteren Betätigungsmechanismus 3c wirkverbunden. Ferner weist die Biegeeinrichtung 3 eine erste und eine zweite Führungsschiene 9a, b auf. Der erste Biegeabschnitt 3a ist durch die erste Führungsschiene 9a und der zweite Biegeabschnitt 3b ist durch die zweite Führungsschiene 9b in der Verschiebrichtung V geradgeführt. Der Aufnahmeblock 5 ist dabei zwischen den beiden Führungsschienen 9a, b angeordnet. Die beiden Biegeabschnitte 3a, b sind relativ zu dem Aufnahmeblock 5 in der Verschieberrichtung V verschiebbar, wobei der Aufnahmeblock 5, insbesondere der zweite Blockabschnitt 5b, stationär verbleibt. Somit kann der erste Blockabschnitt 5a zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegt werden, wobei in der geöffneten Stellung der Vorformling 7 in den Aufnahmeblock 5 eingelegt werden kann bzw. das fertig umgeformte Leiterelement 8 aus dem Aufnahmeblock 5 herausgenommen werden kann.
Der Aufnahmeblock 5 weist eine Matrize 10 zur Aufnahme des Vorformlings 7 auf, sodass der Vorformling 7 in der Matrize 10 geführt umformbar ist. Die Matrize 10 weist einen ersten und einen zweiten Schenkelabschnitt 10a, b sowie einen Wickelkopfabschnitt 10c auf. Insbesondere ist die Matrize 10 in einem Trennbereich der beiden Blockabschnitte 5a, b angeordnet, wobei der erste und der zweite Blockabschnitt 5a, b zusammen die Matrize 10 bilden. Die beiden Schenkelabschnitte 10a, b verlaufen in der Verschieberichtung V parallel zueinander, wobei die beiden Schenkelabschnitte 10a, b in der Prägerichtung P versetzt zueinander angeordnet sind.
Der Wickelkopfabschnitt 10c weist einen V-förmigen Verlauf auf, welcher beispielsweise annähernd dem V-förmigen Abschnitt des Vorformlings 7 entspricht. Optional ergänzend kann der Wickelkopfabschnitt 10c in der Prägerichtung P einen stufenförmigen Versatz aufweisen. Der Wickelkopfabschnitt 10c verbindet die beiden Schenkelabschnitte 10a, b unmittelbar miteinander, sodass die Matrize 10 als eine durchlaufende Nut ausgebildet ist.
Zur Fertigung des Leiterelements 8, in der Detailansicht DA dargestellt, wird der Aufnahmeblock 5 über den Betätigungsmechanismus 4b geöffnet. Der Vorformling 7 wird zwischen den beiden Blockabschnitten 5a, b im Bereich des Wickelkopfabschnitts 10c eingelegt. Anschließend wird der Aufnahmeblock 5 über den Betätigungsmechanismus 4b geschlossen, wobei der erste Blockabschnitt 5a in Richtung des zweiten Blockabschnitts 5b verschoben wird. Aufgrund des Versatzes in dem Wickelkopfabschnitt 10c, wird der Vorformling 7 in der Prägerichtung P geprägt, sodass der Versatz in den Vorformling 7 geprägt wird und ein Wickelkopf des Leiterelements 8 gebildet wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden der erste und der zweite Biegeabschnitt 3a, b über den weiteren Betätigungsmechanismus 3c in der Verschiebrichtung verschoben. Der erste Biegeabschnitt 3a gleitet in der Verschieberichtung V entlang des Aufnahmeblocks 5, insbesondere im Bereich des ersten Schenkelabschnitts 10a, und der zweite Biegeabschnitt 3b gleitet zugleich in der Verschieberichtung V entlang des Aufnahmeblocks 5, insbesondere im Bereich des zweiten Schenkelabschnitts 10b. Dabei wird der geprägte Vorformling 7, insbesondere die beiden freien Enden der Seitenschenkel, in den ersten und den zweiten Schenkelabschnitt 10a, b abschnittsweise eingebogen, sodass zwei Kontaktschenkel des Leiterelements 8 gebildet werden und der Vorformling 7 in das U-förmige Leiterelement 8 umgeformt wird. Anschließend kann der Aufnahmeblock 5 wieder geöffnet werden und das Leiterelement 8 entfernt bzw. herausgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Formvorrichtung
2: Vorformeinrichtung
2a: Gesenkabschnitt
2b: Stempelabschnitt
3: Biegeeinrichtung
3a: erster Biegeabschnitt
3b: zweiter Biegeabschnitt
3c: Betätigungsmechanismus
4: Prägeeinrichtung
4a: Prägeabschnitt
4b: weiterer Betätigungsmechanismus
5: Aufnahmeblock
5a: erster Blockabschnitt
5b: zweiter Blockabschnitt
6: Grundplatte
7: Vorformling
8: Leiterelement
9a: erste Führungsschiene
9b: zweite Führungsschiene
10: Matrize
10a: erste Schenkelaufnahme
10b: zweite Schenkelaufnahme
10c: Wickelkopfabschnitt
DA: Detailansicht
P: Prägerichtung
V: Verschieberichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2559141 B1 [0003]

Claims

Formvorrichtung (1) zur Herstellung eines Leiterelements (8), mit einer Prägeeinrichtung (4) zur Erzeugung einer Prägung an einem Vorformling (7), wobei die Prägeeinrichtung (4) einen Prägeabschnitt (4a) aufweist, wobei der Prägeabschnitt (4a) in einer Prägerichtung (P) verschiebbar ist, sodass der Vorformling (7) durch den Prägeabschnitt (4a) in der Prägerichtung (P) geprägt wird, mit einer Biegeeinrichtung (3) zur Biegung des Vorformlings (7), wobei die Biegeeinrichtung (3) mindestens einen Biegeabschnitt (3a, b) aufweist, wobei der Biegeabschnitt (3a, b) in einer Verschieberichtung (V) verschiebbar ist, sodass der geprägte Vorformling (7) gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeeinrichtung (4) und die Biegeeinrichtung (3) einen gemeinsamen Aufnahmeblock (5) zur Aufnahme des Vorformlings (7) aufweisen, wobei der Vorformling (7) während der Prägung und/oder der Biegung in dem Aufnahmeblock (5) aufgenommen ist.
Formvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) eine erste Umformstation (1a) zur Herstellung des Vorformlings (7) und eine zweite Umformstation (1b) zur Herstellung des Leiterelements (8) aufweist, wobei die zweite Umformstation (1b) die Prägeeinrichtung (4), die Biegeeirichtung (3) und den Aufnahmeblock (5) umfasst.
Formvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeblock (5) einen ersten und einen zweiten Blockabschnitt (5a, b) aufweist, wobei der erste Blockabschnitt (5a) relativ zu dem zweiten Blockabschnitt (5b) in der Prägerichtung (P) verschiebbar ist.
Formvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Blockabschnitte als der Prägeabschnitt ausgebildet ist.
Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeblock (5) eine Matrize (10) zur Aufnahme des Vorformlings (7) aufweist, wobei die Matrize (10) einen ersten und einen zweiten Schenkelabschnitt (10a, b) sowie einen Wickelkopfabschnitt (10c) aufweist, wobei die Prägeeinrichtung (4) zur Prägung_des Vorformlings (7) in dem Wickelkopfabschnitt (10c) und die Biegeeinrichtung (3) zur Biegung des geprägten Vorformlings (7) in dem ersten und/oder dem zweiten Schenkelabschnitt (10a, b) ausgebildet ist.
Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeeinrichtung (3) mindestens eine Führungsschiene (9a, b) aufweist, wobei der Biegeabschnitt (3a, b) als ein Biegeschlitten ausgebildet ist, und wobei der Biegeabschnitt (3a, b) relativ zu dem Aufnahmeblock (5) in der Verschieberichtung (V) verschiebbar ist und durch die Führungsschiene (9a, b) geführt ist.
Formvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umformstation (1a) eine Vorformeinrichtung (2) zur Herstellung des Vorformlings (7) aufweist, wobei die Vorformeinrichtung (2) einen Gesenkabschnitt (2a) zur Aufnahme eines Leiterrohlings und einen Stempelabschnitt (2b) aufweist, wobei der Stempelabschnitt (2b) relativ zu dem Gesenkabschnitt (2a) verschiebbar ist, sodass der Vorformling (7) erzeugt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Leiterelements (8) mit der Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem: - der Vorformling (7) in den Aufnahmeblock (5) eingelegt wird, - der Prägeabschnitt (4a) in der Prägerichtung (P) verschoben wird, wobei der Vorformling (7) in dem Aufnahmeblock (5) geprägt wird, - der Biegeabschnitt (3a, b) in der Verschieberichtung (V) verschoben wird, wobei der geprägte Vorformling (7) in dem Aufnahmeblock (5) umgebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (7) durch die Prägeeinrichtung (4) im Bereich des Wickelkopfabschnitts (10c) geprägt wird, sodass der Vorformling (7) während der Prägung in dem Aufnahmeblock (5) geführt umgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der geprägte Vorformling (7) durch die Biegeeinrichtung (3) im Bereich des ersten und/oder des zweiten Schenkelabschnitts (10a, b) gebogen wird, sodass der geprägte Vorformling (7) während der Biegung in dem Aufnahmeblock (5) geführt umgeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Leiterrohling in die Vorformeinrichtung (2) eingelegt wird, wobei durch die Vorformeinrichtung (2) der Leiterrohling umgeformt wird, sodass der Vorformling (7) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, bei dem: - der Leiterrohling zwischen dem Gesenkabschnitt (2a) und dem Stempelabschnitt (2b) eingelegt wird; - und der Stempelabschnitt (2b) relativ zu dem Gesenkabschnitt (2a) verschoben wird, wobei der Leiterrohling in die Vorformeinrichtung (2) umgeformt wird, sodass der Vorformling (7) erzeugt wird.