DE102023211926A1 - Bending device for an elongated workpiece - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung (10) für ein langgestrecktes Werkstück (22), insbesondere einen Draht, aufweisend einen ersten Biegestift (12) mit einer ersten Längsmittelachse (14), und einen zweiten Biegestift (18) mit einer zweiten Längsmittelachse (20), wobei der zweite Biegestift (18) im Wesentlichen parallel zu dem ersten Biegestift (12) angeordnet und von diesem beabstandet ist, wobei das langgestreckte Werkstück (22) zwischen dem ersten Biegestift (12) und dem zweiten Biegestift (18) aufnehmbar und um den ersten Biegestift (12) und/oder den zweiten Biegestift (18) biegbar ist, wobei der erste Biegestift (12) um die erste Längsmittelachse (14) und der zweite Biegestift (18) um die zweite Längsmittelachse (20) drehbar ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Wickelmaschine für eine Spule einer E-Maschine mit einer derartigen Biegevorrichtung (10) sowie ein Verfahren zum Biegen eines langgestreckten Werkstücks (22) mit einer derartigen Biegevorrichtung (10) oder derartigen Wickelmaschine.
The present invention relates to a bending device (10) for an elongated workpiece (22), in particular a wire, comprising a first bending pin (12) with a first longitudinal central axis (14), and a second bending pin (18) with a second longitudinal central axis (20), wherein the second bending pin (18) is arranged substantially parallel to the first bending pin (12) and spaced therefrom, wherein the elongated workpiece (22) can be received between the first bending pin (12) and the second bending pin (18) and can be bent about the first bending pin (12) and/or the second bending pin (18), wherein the first bending pin (12) is rotatable about the first longitudinal central axis (14) and the second bending pin (18) is rotatable about the second longitudinal central axis (20). Furthermore, the present invention relates to a winding machine for a coil of an electric machine with such a bending device (10) and to a method for bending an elongated workpiece (22) with such a bending device (10) or such a winding machine.
Description
Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung für ein langgestrecktes Werkstück, insbesondere einen Draht. Außerdem betrifft die Erfindung eine Wickelmaschine für eine Spule einer E-Maschine mit einer derartigen Biegevorrichtung sowie ein Verfahren zum Biegen eines langgestreckten Werkstücks mit einer derartigen Biegevorrichtung oder derartigen Wickelmaschine.The invention relates to a bending device for an elongated workpiece, in particular a wire. Furthermore, the invention relates to a winding machine for a coil of an electric motor having such a bending device, as well as to a method for bending an elongated workpiece using such a bending device or such a winding machine.
Elektrische Maschinen zum Umwandeln elektrischer Energie in Bewegungsenergie oder zum Umwandeln von Bewegungsenergie in elektrische Energie werden vielfältig eingesetzt.Electrical machines for converting electrical energy into kinetic energy or for converting kinetic energy into electrical energy are used in a variety of ways.
Für die Herstellung einzelner Komponenten, wie beispielsweise Statoren oder Rotoren, dieser elektrischen Maschinen ist es häufig erforderlich, Drähte umzuformen, zu trennen, miteinander zu verbinden, oder anderweitig zu verarbeiten.For the production of individual components, such as stators or rotors, of these electrical machines, it is often necessary to form, separate, connect or otherwise process wires.
Hierzu kommen beispielsweise Hairpin-Verfahren zum Einsatz, bei welchen Spulenwicklungen, insbesondere eines Stators, aus einer Vielzahl von Drahtstücken gebildet und die Enden der Drahtstücke miteinander verbunden werden. Dabei werden Metalldrähte ohne Isolationsschicht oder teilweise/vollständig mit einer Isolationsschicht versehene Metalldrähte in eine gewünschte Form vorgebogen. Dies erfolgt in der Regel mit mehreren Biegungen (bzw. Biegevorgängen), um eine gewünschte Form der Spule oder eines Abschnitts davon zu erzeugen. Da die Bauteile elektrischer Maschinen meist kranzförmig oder ringförmig um eine Drehachse der elektrischen Maschine herum ausgebildet sind, müssen die Metalldrähte bzw. Spulenwicklungen außerdem häufig an die Krümmung des entsprechenden Bauteils angepasst werden.Hairpin processes, for example, are used for this purpose. In these processes, coil windings, particularly those of a stator, are formed from a large number of wire pieces, and the ends of the wire pieces are connected to one another. Metal wires without an insulating layer or metal wires partially/fully provided with an insulating layer are pre-bent into a desired shape. This is usually done with several bends (or bending processes) to create a desired shape for the coil or a section thereof. Since the components of electrical machines are usually designed in a ring or annular manner around a rotational axis of the electrical machine, the metal wires or coil windings often have to be adapted to the curvature of the corresponding component.
Eine Vorrichtung zu Herstellung einer Spule ist beispielsweise aus der
Von Nachteil hierbei ist, dass durch den Biegevorgang Abdrücke auf dem Leiter hinterlassen werden. Dies betrifft weiche Leitermaterialen, bspw. Leiter aus Kupfer oder Aluminium, oder mit einem Isolationsmaterial, oder mit einem Kunststoff oder einer Emaille beschichtete Leiter. Harte oder spröde Leitermaterialien oder Beschichtungen, bspw. Emaille, können rissig werden oder unter Umständen brechen.The disadvantage here is that the bending process leaves marks on the conductor. This applies to soft conductor materials, such as copper or aluminum conductors, or conductors coated with an insulating material, plastic, or enamel. Hard or brittle conductor materials or coatings, such as enamel, can crack or, under certain circumstances, break.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Biegevorrichtung für ein langgestrecktes Werkstück, insbesondere einen Draht, bereitzustellen, um die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise zu beheben.It is an object of the invention to provide a bending device for an elongated workpiece, in particular a wire, in order to at least partially eliminate the above-mentioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Biegevorrichtung für ein langgestrecktes Werkstück, insbesondere einen Draht, die Wickelmaschine für eine Spule einer E-Maschine mit einer solchen Biegevorrichtung, sowie das Verfahren zum Biegen eines langgestreckten Werkstücks, insbesondere eines Drahts, mit einer solchen Biegevorrichtung oder einer solchen Biegemaschine gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.This object is achieved according to the invention by the bending device for an elongated workpiece, in particular a wire, the winding machine for a coil of an electric motor with such a bending device, and the method for bending an elongated workpiece, in particular a wire, with such a bending device or such a bending machine. Advantageous embodiments and further developments of the invention are evident from the dependent patent claims.
Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung für ein langgestrecktes Werkstück, insbesondere einen Draht, aufweisend einen ersten Biegestift mit einer ersten Längsmittelachse, und einen zweiten Biegestift mit einer zweiten Längsmittelachse, wobei der zweite Biegestift im Wesentlichen parallel zu dem ersten Biegestift angeordnet und von diesem beabstandet ist, wobei das langgestreckte Werkstück zwischen dem ersten Biegestift und dem zweiten Biegestift aufnehmbar und um den ersten Biegestift und/oder den zweiten Biegestift biegbar ist, wobei der erste Biegestift um die erste Längsmittelachse und der zweite Biegestift um die zweite Längsmittelachse drehbar ist.The invention relates to a bending device for an elongated workpiece, in particular a wire, comprising a first bending pin with a first longitudinal central axis, and a second bending pin with a second longitudinal central axis, wherein the second bending pin is arranged substantially parallel to the first bending pin and spaced therefrom, wherein the elongated workpiece can be received between the first bending pin and the second bending pin and can be bent about the first bending pin and/or the second bending pin, wherein the first bending pin is rotatable about the first longitudinal central axis and the second bending pin is rotatable about the second longitudinal central axis.
Die Biegevorrichtung kann einen Träger aufweisen, bspw. eine Platte, auf der die Biegestifte drehbar angeordnet sind. Die Biegevorrichtung kann eine zwei- oder drei-dimensionale Verformung des langestreckten Werkstücks, insbesondere Drahts, ermöglichen.The bending device may comprise a support, e.g., a plate, on which the bending pins are rotatably mounted. The bending device may enable two- or three-dimensional deformation of the elongated workpiece, in particular wire.
Die Biegestifte können aus einem geeigneten Material, bspw. Stahl, vorzugsweise Werkzeugstahl, hergestellt sein. Die Biegestifte sind vorzugsweise drehsymmetrisch, vorzugsweise kreisförmig, um die jeweilige Längsmittelachse ausgebildet. Ein Querschnitt entlang der jeweiligen Längsmittelachse kann dabei unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Bspw. können beide Biegestifte eine zylindrische Form mit unterschiedlichem Durchmesser aufweisen. Eine Oberfläche der Biegestifte, die dazu vorgesehen ist das Werkstück zu kontaktieren, kann mit einem Polymermaterial beschichtet sein. Durch die Verwendung des Polymermaterials können bei dem Biegevorgang ggf. auftretende Abdrücke auf dem Werkstück, insbesondere einer auf dem Werkstück aufgebrachten Beschichtung, verringert oder vermieden werden. Ein oder mehrere weitere Drehstifte und/oder ein oder mehrere feststehende Biegestifte können vorgesehen und ggf. auf dem Träger angeordnet sein.The bending pins can be made of a suitable material, e.g. steel, preferably tool steel. The bending pins are preferably rotationally symmetrical, preferably circular, around the respective longitudinal center axis. A cross-section along the respective longitudinal center axis can have different dimensions. For example, both bending pins can have a cylindrical shape with different diameters. A surface of the bending pins, which is intended to contact the workpiece, can be coated with a polymer material. By using the polymer material, any impressions that may occur on the workpiece during the bending process, in particular on a coating applied to the workpiece, can be reduced or avoided. One or more further pivot pins and/or one or more fixed bending pins can be provided and, if necessary, arranged on the carrier.
Das langestreckte Werkstück, bspw. ein Rohr oder ein Draht, insbesondere ein Draht, kann mit einem geringen Spiel zwischen dem ersten Biegestift und zweiten Biegestift angeordnet sein. Vorzugsweise ist das langgestreckte Werkstück, insbesondere der Draht, unmittelbar angrenzend an den ersten Biegestift und zweiten Biegestift angeordnet.The elongated workpiece, e.g., a tube or a wire, in particular a wire, can be arranged with a slight clearance between the first bending pin and the second bending pin. Preferably, the elongated workpiece, in particular the wire, is arranged directly adjacent to the first bending pin and the second bending pin.
Das langestreckte Werkstück, bspw. ein Rohr oder ein Draht, insbesondere ein Draht, kann einen beliebigen Querschnitt, bspw. vieleckig, elliptisch oder kreisförmig, vorzugsweise kreisförmig, aufweisen. Das Metall des Drahts kann als elementares Metall, bspw. Kupfer oder Aluminium, oder als Legierung, bspw. als Kuper-Silber Legierung, vorliegen.The elongated workpiece, e.g., a tube or a wire, in particular a wire, can have any cross-section, e.g., polygonal, elliptical, or circular, preferably circular. The metal of the wire can be an elemental metal, e.g., copper or aluminum, or an alloy, e.g., a copper-silver alloy.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind beide Biegestifte jeweils um deren jeweilige Längsmittelachse drehbar angeordnet. Es wird angenommen, dass bei einem Biegevorgang des zwischen den Biegestiften vorliegenden langgestreckten Werkstücks die auf die Werkstückoberfläche wirkende Kraft gleichmäßiger auf einen größeren Oberflächenabschnitt des Werkstücks verteilt werden kann. Dadurch können unerwünschte Abdrücke auf dem Werkstück, insbesondere einer auf dem Werkstück aufgebrachten Beschichtung, verringert oder vermieden werden. Auch eine bei der Krafteinwirkung auf das langgestreckte Werkstück ggf. auftretende Verformung des Werkstücks kann vermieden werden. Darüberhinaus kann ein Brechen einer vergleichsweise harten oder spröden Beschichtung, bspw. Emaille, verhindert werden. Für die Herstellung des Werkstücks und/oder dessen Beschichtung können neue Materialien, insbesondere weiche, aber auch spröde bzw. brüchige Materialen, bzw. Materialkombinationen hinzugezogen werden.Within the scope of the present invention, both bending pins are each arranged so as to be rotatable about their respective longitudinal central axes. It is assumed that during a bending process of the elongated workpiece located between the bending pins, the force acting on the workpiece surface can be distributed more evenly over a larger surface section of the workpiece. This makes it possible to reduce or avoid unwanted marks on the workpiece, in particular on a coating applied to the workpiece. Any deformation of the workpiece that may occur when forces are applied to the elongated workpiece can also be avoided. Furthermore, breakage of a comparatively hard or brittle coating, e.g. enamel, can be prevented. New materials, in particular soft, but also brittle or fragile materials, or material combinations can be used to manufacture the workpiece and/or its coating.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Abstand zwischen dem ersten Biegestift und dem zweiten Biegestift einstellbar. Bspw. kann der erster Biegestift in Durchgangsöffnung, die von einem Träger, bspw. einer Platte umfasst ist, angebracht sein und entlang derer bewegt werden. Die Durchgangsöffnung erstreckt sich dabei in einem Winkel von < 90°, vorzugsweise 0°C, zu einer durch die beiden Biegestifte verlaufenden Geraden. Alternativ können beide Biegestifte jeweils in einer durch einen Träger gebildeten Durchgangsöffnung relativ zueinander beweglich angeordnet sein. Dadurch können die Querschnittsabmessungen verschiedener langgestreckter Werkstücke, insbesondere Metalldrähte, berücksichtigt werden. Die Biegevorrichtung wird dadurch vielseitiger einsetzbar.According to one embodiment, a distance between the first bending pin and the second bending pin is adjustable. For example, the first bending pin can be mounted in a through-opening enclosed by a carrier, e.g., a plate, and moved along said through-opening. The through-opening extends at an angle of <90°, preferably 0°C, to a straight line passing through the two bending pins. Alternatively, both bending pins can each be arranged so as to be movable relative to one another in a through-opening formed by a carrier. This allows the cross-sectional dimensions of various elongated workpieces, in particular metal wires, to be taken into account. This makes the bending device more versatile.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Biegestift und der zweite Biegestift jeweils in einem Wälzlager, vorzugsweise einem Nadellager, drehbar gelagert. Wälzlager, insbesondere Nadellager, zeichnen sich durch eine geringe Reibung und geringen Verschleiß auf. Eine Wartung der Biegevorrichtung kann dadurch vereinfacht werden und/oder in größeren Zeitabständen erfolgen.According to one embodiment, the first bending pin and the second bending pin are each rotatably mounted in a rolling bearing, preferably a needle bearing. Rolling bearings, especially needle bearings, are characterized by low friction and low wear. Maintenance of the bending device can thus be simplified and/or performed at longer intervals.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Biegevorrichtung einen Motor auf, der zum Drehen des ersten Biegestifts und/oder zweiten Biegestifts angepasst ist. Die Welle des Motors kann beispielsweise an der ersten und/oder zweiten Längsmittelachse anliegen bzw. mit der jeweiligen Längsmittelachse verbunden sein. Vorzugsweise weisen beide Biegestifte jeweils einen Motor auf. Die Verwendung eines Motors ermöglicht die Förderung des langestreckten Werkstücks, insbesondere Drahts, derart, dass eine weitere Position einem Biegevorgang unterzogen werden kann. Darüberhinaus kann die auf das langestreckte Werkstück, insbesondere Draht, einwirkende Kraft und damit der Biegevorgang genau gesteuert werden.According to one embodiment, the bending device comprises a motor adapted to rotate the first bending pin and/or second bending pin. The shaft of the motor can, for example, bear against the first and/or second longitudinal center axis or be connected to the respective longitudinal center axis. Preferably, both bending pins each have a motor. The use of a motor enables the conveyance of the elongated workpiece, in particular wire, such that a further position can be subjected to a bending process. Furthermore, the force acting on the elongated workpiece, in particular wire, and thus the bending process, can be precisely controlled.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste und/oder zweite Biegestift drehsymmetrisch um dessen jeweilige Längsmittelachse ausgebildet. Dadurch kann eine gleichmäßige und reproduzierbare Verformung des langgestreckten Werkstücks, insbesondere des Drahts, erreicht werden.According to one embodiment, the first and/or second bending pin is rotationally symmetrical about its respective longitudinal center axis. This allows for a uniform and reproducible deformation of the elongated workpiece, in particular the wire.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Querschnitt des ersten und/oder zweiten Biegestifts vieleckig, elliptisch oder kreisförmig. Vieleckige Querschnitte umfassen vorzugsweise Polygone mit entsprechender Kantenlänge, mehr bevorzugt mit 6 oder mehr Ecken, bspw. mit 12 oder mehr Ecken, weiter bspw. mit 18 oder mehr Ecken. Vorzugsweise ist die Biegevorrichtung derart modular aufgebaut, dass die Biegestifte durch andere Biegestifte ersetzt werden können. Hierbei kann ein Satz von Biegestiften bereitgestellt werden, der sich in der Geometrie, d.h. der Querschnittsform, und/oder den Querschnittsabmessungen unterscheidet. Bspw. kann die Querschnittsform beider Biegestifte kreisförmig sein, wobei ein Durchmesser der beiden Querschnitte gleich oder verschieden sein kann.According to one embodiment, a cross-section of the first and/or second bending pin is polygonal, elliptical, or circular. Polygonal cross-sections preferably comprise polygons with corresponding edge lengths, more preferably with 6 or more corners, for example with 12 or more corners, further, for example, with 18 or more corners. The bending device is preferably designed in a modular manner such that the bending pins can be replaced by other bending pins. In this case, a set of bending pins can be provided that differs in geometry, i.e., cross-sectional shape, and/or cross-sectional dimensions. For example, the cross-sectional shape of both bending pins can be circular, wherein a diameter of the two cross sections can be the same or different.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Biegevorrichtung einen Träger auf, auf dem der erste Biegestift und der zweite Biegestift drehbar angeordnet sind. Der Träger kann bspw. als Platte ausgebildet sein, auf welchem die beiden Biegestifte angeordnet sind. Der Träger kann außerdem ausgestaltet sein das langgestreckte Werkstück, insbesondere den Draht, zu befestigen. Bspw. kann mindestens ein Ende des langgestreckten Werkstücks, insbesondere des Drahts, an dem Träger befestigt sein.According to one embodiment, the bending device comprises a support on which the first bending pin and the second bending pin are rotatably mounted. The support can, for example, be designed as a plate on which the two bending pins are arranged. The support can also be configured to secure the elongated workpiece, in particular the wire. For example, at least one end of the elongated workpiece, in particular the wire, can be attached to the support.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Biegestift um die zweite Längsmittelachse und/oder der zweite Biegestift um die erste Längsmittelachse drehbar angeordnet. Der Träger kann bspw. eine erste Platte mit einem ersten Biegestift und eine zweite Platte mit einem zweiten Biegestift umfassen. Die beiden Platten sind derart parallel und voneinander beabstandet angeordnet, dass das langgestreckte Werkstück, insbesondere Draht, zwischen den Platten und zwischen den Biegestiften aufgenommen werden kann. Hierbei können der Träger und die Biegestifte das langgestreckte Werkstück, insbesondere den Draht, derart umgeben bzw. einengen, dass das langgestreckte Werkstück, insbesondere der Draht, bei einem Biegevorgang aus einem Raum zwischen den Biegestiften nicht herausgedrängt werden kann. Mithin können Träger und Biegestifte dazu dienen das langgestreckte Werkstück, insbesondere den Draht, zu fixieren. Alternativ kann der Träger eine Innenkreisplatte und eine komplanar ausgebildete Kreisringplatte umfassen, wobei die Kreisringplatte angrenzend an die Innenkreisplatte angeordnet und bezüglich der Innenkreisplatte gedreht werden kann. Auf einem Mittelpunkt der Innenkreisplatte kann der erste Biegestift und auf der Kreisringplatte kann der zweite Biegestift angeordnet sein. Durch Drehung der Innenkreisplatte bzgl. der Kreisringplatte kann eine einstellbare Kraft zum Verformen des langgestreckten Werkstücks, insbesondere Drahts, bereitgestellt werden. Weiterhin kann auf der Innenkreisplatte und/oder der Kreisringplatte eine in einem Radiusabschnitt vorliegende Durchgangsöffnung ausgebildet sein, in welcher der erste und/oder zweite Biegestift in Radialrichtung beweglich angeordnet ist. Hierdurch kann der Abstand zwischen den beiden Biegestiften eingestellt werden. Alternativ kann der Träger einen erste Kreisplatte mit einem in einem Mittelpunkt davon angeordneten ersten Biegestift und eine zweite Kreisplatte mit einem in einem Mittelpunkt davon angeordneten zweiten Biegestift umfassen. Die beiden Kreisplatten sind derart parallel und voneinander beabstandet angeordnet, dass zwischen den Kreisplatten und zwischen den Biegestiften das langgestreckte Werkstück, insbesondere Draht, aufgenommen werden kann. Weiterhin kann auf der ersten Kreisplatte und/oder der zweiten Kreisplatte eine in einem Radiusabschnitt vorliegende Durchgangsöffnung ausgebildet sein, in welcher der erste und/oder zweite Biegestift in Radialrichtung beweglich angeordnet ist. Die beiden Kreisplatten können derart übereinander und mit den Biegestiften dazwischen angeordnet sein, dass der Umfangsrand einer Kreisplatte die Längsmittelachse der anderen Kreisplatte schneidet. Auf diese Art kann die Biegevorrichtung eine kompakte Anordnung aufweisen. Ein vereinfachter Zugang zu beiden Lagern, bspw. Wälzlagern der Biegestifte und ggf. vorhandener weiteren Komponenten, bspw. einem Motor zum Drehen eines Biegestifts kann bereitgestellt werden. Sofern ein Biegestift verschiebbar in einer Durchgangsöffnung vorliegt, kann eine einfache Einstellung des Abstands der Biegestifte ermöglicht werden.According to one embodiment, the first bending pin is arranged around the second longitudinal central axis and/or the second bending pin is arranged around the first longitudinal central axis arranged rotatably. The carrier can, for example, comprise a first plate with a first bending pin and a second plate with a second bending pin. The two plates are arranged parallel and spaced from one another such that the elongated workpiece, in particular wire, can be received between the plates and between the bending pins. In this case, the carrier and the bending pins can surround or constrict the elongated workpiece, in particular the wire, such that the elongated workpiece, in particular the wire, cannot be forced out of a space between the bending pins during a bending process. Thus, the carrier and bending pins can serve to fix the elongated workpiece, in particular the wire. Alternatively, the carrier can comprise an inner circular plate and a coplanar annular plate, wherein the annular plate is arranged adjacent to the inner circular plate and can be rotated relative to the inner circular plate. The first bending pin can be arranged on a center point of the inner circular plate and the second bending pin can be arranged on the annular plate. By rotating the inner circular plate relative to the annular plate, an adjustable force for deforming the elongated workpiece, in particular wire, can be provided. Furthermore, a through-opening present in a radius section can be formed on the inner circular plate and/or the annular plate, in which through-opening the first and/or second bending pin is arranged to be movable in the radial direction. This allows the distance between the two bending pins to be adjusted. Alternatively, the carrier can comprise a first circular plate with a first bending pin arranged at a center thereof and a second circular plate with a second bending pin arranged at a center thereof. The two circular plates are arranged parallel and spaced from one another such that the elongated workpiece, in particular wire, can be received between the circular plates and between the bending pins. Furthermore, a through-opening present in a radius section can be formed on the first circular plate and/or the second circular plate, in which through-opening the first and/or second bending pin is arranged to be movable in the radial direction. The two circular plates can be arranged one above the other, with the bending pins between them, such that the peripheral edge of one circular plate intersects the longitudinal center axis of the other circular plate. This allows for a compact arrangement of the bending device. Simplified access to both bearings, e.g., the rolling bearings of the bending pins, and any additional components present, e.g., a motor for rotating a bending pin, can be provided. If a bending pin is slidably mounted in a through-hole, the spacing between the bending pins can be easily adjusted.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Draht eine elektrisch isolierende Ummantelung auf. Die elektrisch isolierende Ummantelung bzw. Isolationsschicht kann den Draht vollständig oder teilweise umgeben. So kann ein mit Isolationsschicht versehener Draht bspw. an den Enden davon abisoliert sein. Die Isolationsschicht kann bspw. als elektrisch nichtleitende Kunststoffschicht, bspw. als Lack, oder als Emaille vorliegen. Der Draht kann als Metall, beispielsweise als elementares Metall, insbesondere Kupfer oder Aluminium, oder als Legierung, bspw. als Kupfer-Silber Legierung, vorliegen. Im Rahmen des Biegevorgangs mit der vorliegenden Biegevorrichtung wird die elektrisch isolierende Ummantelung nicht oder lediglich geringfügig beeinträchtigt bzw. beschädigt. Störende Abdrücke auf der isolierenden Ummantelung können zumindest teilweise vermieden werden.According to one embodiment, the wire has an electrically insulating sheath. The electrically insulating sheath or insulation layer can completely or partially surround the wire. For example, a wire provided with an insulation layer can be stripped at its ends. The insulation layer can be present, for example, as an electrically non-conductive plastic layer, e.g., as varnish or enamel. The wire can be made of metal, for example, as an elemental metal, in particular copper or aluminum, or as an alloy, e.g., a copper-silver alloy. During the bending process with the present bending device, the electrically insulating sheath is not or only slightly impaired or damaged. Disturbing marks on the insulating sheath can be at least partially avoided.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Wickelmaschine für eine Spule einer E-Maschine mit einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung bereitgestellt. Derartige Spulenwickelmaschinen bzw. Drahtwickelmaschinen bzw. Wickelanlagen sind im Stand der Technik bekannt. Die Wickelmaschine ist vorzugsweise für die Erstellung von Steckspulen, insbesondere Hairpins, für Statoren von elektrischen Motoren, insbesondere Traktionsmotoren für Elektrofahrzeuge, oder Generatoren angepasst. Bei der Hairpin Technologie werden bspw. Steckspulen aus U-förmig gebogenen, lackierten Kupferflachdrähten in die Statornuten des Blechpakets eingefügt. Die erfindungsgemäße Biegevorrichtung ist für diese Herstellung von Hairpins mit U-Geometrie aufgrund der Verwendung lackierter Kupferdrähte besonders bevorzugt, bei welchen, aufgrund der Verwendung der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung, keine oder lediglich geringfügige Abdrücke auf dem Lack der Kupferdrähte verbleiben. Eine Beschädigung der lackierten Kupferdrähte im Rahmen des Biegevorgangs kann somit vermieden werden.According to one embodiment, a winding machine for a coil of an electric motor is provided with a bending device according to the invention. Such coil winding machines or wire winding machines or winding systems are known in the prior art. The winding machine is preferably adapted for the production of plug-in coils, in particular hairpins, for stators of electric motors, in particular traction motors for electric vehicles, or generators. In hairpin technology, for example, plug-in coils made of U-shaped, lacquered flat copper wires are inserted into the stator slots of the laminated core. The bending device according to the invention is particularly preferred for the production of hairpins with a U-geometry due to the use of lacquered copper wires, in which, due to the use of the bending device according to the invention, no or only minor imprints remain on the lacquer of the copper wires. Damage to the lacquered copper wires during the bending process can thus be avoided.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Biegen eines langgestreckten Werkstücks, insbesondere eines Drahts, mit einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: Bereitstellen eines langgestreckten Werkstücks zwischen dem ersten Biegestift und dem zweiten Biegestift, und Beaufschlagen des langgestreckten Werkstücks mit einer Kraft in einer Richtung schräg zu einer Verlaufsrichtung des langgestreckten Werkstücks und in Richtung zu der ersten Längsmittelachse und/oder der zweiten Längsmittelachse. Die auf das langgestreckte Werkstück einwirkende Kraft wirkt somit zumindest teilweise derart, dass das langgestreckte Werkstück gegen einen der Biegestifte gedrückt und um diesen gebogen wird. Die drehbare Lagerung des erstem Biegestifts um die erste Längsmittelachse und des zweiten Biegestift um die zweite Längsmittelachse ermöglicht, insbesondere für eine Herstellung von Hairpins mit U-Geometrie, den Erhalt gebogener Werkstücke, insbesondere gebogener Drähte, mit intakter Beschichtung.According to one embodiment, a method for bending an elongate workpiece, in particular a wire, is provided using a bending device according to the invention. The method comprises: providing an elongate workpiece between the first bending pin and the second bending pin, and applying a force to the elongate workpiece in a direction oblique to a direction of travel of the elongate workpiece and in the direction of the first longitudinal center axis and/or the second longitudinal center axis. The force acting on the elongate workpiece thus acts at least partially in such a way that the elongate workpiece is pressed against one of the bending pins and bent around it. The rotatable mounting of the first bending pin about the first longitudinal center axis and of the second bending pin about the second longitudinal center axis enables the production of bent workpieces, in particular bent wires, with an intact coating, particularly for the production of hairpins with a U-geometry.
Eine im Wesentlichen parallele Anordnung des ersten und zweiten Biegestifts kann eine schräge Ausrichtung der ersten und zweiten Längsmittelachse zueinander, bspw. in einem Winkel von weniger als 45°, bspw. weniger als 30°, weniger als 20°, weniger als 15°, weniger als 10°, weniger als 5°, oder weniger als 1°, umfassen. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Längsmittelachsen parallel ausgerichtet.A substantially parallel arrangement of the first and second bending pins may include an oblique alignment of the first and second longitudinal center axes relative to one another, for example, at an angle of less than 45°, for example, less than 30°, less than 20°, less than 15°, less than 10°, less than 5°, or less than 1°. Preferably, the first and second longitudinal center axes are aligned parallel.
Ein geringes Spiel mit welchem das langestreckte Werkstück, bspw. ein Rohr oder ein Draht, insbesondere ein Draht, zwischen dem ersten Biegestift und zweiten Biegestift angeordnet sein kann, betrifft ein Spiel von weniger als 50%, bspw. weniger als 25%, weniger als 10%, oder weniger als 5%, einer Querschnittabmessung des langestreckte Werkstücks, bspw. eines Rohr oder eines Drahts, insbesondere eines Drahts. Mithin gilt A = S + Q, wobei A der Abstand der beiden Biegestifte, S das Spiel bzw. den Freiraum zwischen dem langestreckte Werkstück, bspw. einem Rohr oder einrm Draht, insbesondere einem Draht, und den Biegestiften und Q die Querschnittsabmessung des langestreckten Werkstücks, bspw. eines Rohr oder eines Drahts, insbesondere eines Drahts, ist. Vorzugsweise ist kein Spiel vorhanden und das langestreckte Werkstück, bspw. ein Rohr oder ein Draht, insbesondere ein Draht, liegt angrenzend an die beiden Biegestifte vor.A small amount of play with which the elongated workpiece, e.g. a tube or a wire, in particular a wire, can be arranged between the first bending pin and the second bending pin, refers to a play of less than 50%, e.g. less than 25%, less than 10%, or less than 5%, of a cross-sectional dimension of the elongated workpiece, e.g. a tube or a wire, in particular a wire. Therefore, A = S + Q, where A is the distance between the two bending pins, S is the play or the free space between the elongated workpiece, e.g. a tube or a wire, in particular a wire, and the bending pins, and Q is the cross-sectional dimension of the elongated workpiece, e.g. a tube or a wire, in particular a wire. Preferably, there is no play and the elongated workpiece, e.g. a tube or a wire, in particular a wire, is adjacent to the two bending pins.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example with reference to embodiments shown in the figures.
Es zeigen:
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Biegevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Biegevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, und -
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Biegevorrichtung der2 .
-
1 shows a schematic representation of a bending device according to a first embodiment, -
2 shows a schematic side view of a bending device according to another embodiment, and -
3 shows a schematic plan view of the bending device of the2 .
Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.Identical objects, functional units, and comparable components are designated by the same reference symbols throughout the figures. These objects, functional units, and comparable components are identical in terms of their technical features, unless explicitly or implicitly stated otherwise in the description.
Der
Unter Bezug auf
Unter weiterem Bezug auf
BezugszeichenReference symbol
- 1010
- BiegevorrichtungBending device
- 1212
- erster Biegestiftfirst bending pin
- 1414
- erste Längsmittelachsefirst longitudinal center axis
- 1616
- DrehrichtungDirection of rotation
- 1818
- zweiter Biegestiftsecond bending pin
- 2020
- zweite Längsmittelachsesecond longitudinal center axis
- 2222
- langestrecktes Werkstückelongated workpiece
- 3232
- erstes Nadellagerfirst needle bearing
- 3838
- zweites Nadellagersecond needle bearing
- 4242
- erste Axiallagerungfirst axial bearing
- 4848
- zweite Axiallagerungsecond axial bearing
- 5252
- erste Biegeeinheitfirst bending unit
- 5858
- zweite Biegeeinheitsecond bending unit
- 6060
- Trägercarrier
- 6262
- Innenkreisplatteinner circle plate
- 6464
- Kreisringplattecircular ring plate
- 6666
- Drehachseaxis of rotation
- 6868
- zweite Axialfixierungsecond axial fixation
- 7878
- erste Axialfixierungfirst axial fixation
- 7070
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 7272
- linearer Verschiebeweglinear displacement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 11 2010 000 029 T5 [0005]DE 11 2010 000 029 T5 [0005]
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Applications Claiming Priority (1)
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-
2023
- 2023-11-29 DE DE102023211926.9A patent/DE102023211926A1/en active Pending
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