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WO2018019969A1 - Verfahren zum einbringen eines isolierpapiers - Google Patents

Verfahren zum einbringen eines isolierpapiers Download PDF

Info

Publication number
WO2018019969A1
WO2018019969A1 PCT/EP2017/069095 EP2017069095W WO2018019969A1 WO 2018019969 A1 WO2018019969 A1 WO 2018019969A1 EP 2017069095 W EP2017069095 W EP 2017069095W WO 2018019969 A1 WO2018019969 A1 WO 2018019969A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrical conductor
insulating paper
joining tool
component
groove space
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/069095
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Veronika SCHALLER
Korbinian SEIDEL
Ralf RAUSCHER
Martin Otter
Original Assignee
Grob-Werke Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grob-Werke Gmbh & Co. Kg filed Critical Grob-Werke Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2018019969A1 publication Critical patent/WO2018019969A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • H02K15/105—Applying solid insulation to windings, stators or rotors to the windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062—Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/065—Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves
    • H02K15/066—Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves inserted perpendicularly to the axis of the slots or inter-polar channels

Definitions

  • the invention relates to a method for introducing an insulating paper into at least one groove space of a component, in particular a rotor or stator, of an electric motor, wherein the groove space is provided to receive at least one electrical conductor.
  • the insulating paper has the task of producing an electrical insulation between the component of the electric motor, the rotor or the stator and the at least one electrical conductor.
  • the device is rotationally symmetrical and it is correspondingly difficult to reliably hold the individual Isolierpapier Federatione in the respective groove until the at least one electrical conductor is used.
  • the invention has therefore taken on the task of improving this prior art.
  • the invention proposes a method for introducing an insulating paper into at least one groove space of a component, in particular a rotor or stator, an electric motor, wherein the groove space is provided to receive at least one electrical conductor, wherein first the insulating paper on the at least one electrical conductor is pushed and then the at least one electrical conductor is introduced together with the insulating paper in the groove space.
  • the whistle of the invention is that the at least one electrical conductor outside of the component is combined with the respective insulating paper and this assembly is then installed together in the component.
  • this case one makes use of the fact that for a positionally accurate introduction of the at least one electrical conductor per groove or groove already appropriate precautions are taken, ie guiding or guiding elements or holding elements are provided, which are then cleverly also used to the insulating paper hold.
  • the insulating paper which is pushed onto the at least one electrical conductor serves as mechanical protection of the at least one electrical conductor, since it is precisely the insertion of the at least one electrical conductor into the groove which can lead to damage of the insulating lacquer of the at least one electrical conductor.
  • the invention relates to the groove space of a component of an electric motor.
  • the rotor or stator is to be understood. These are often formed in a known manner as a rotor core or laminated stator core and have a plurality of longitudinal grooves. These grooves each form a groove space, which is provided in each case for receiving at least one electrical conductor.
  • the invention provides for the design of the at least one electrical conductor before a plurality of variants.
  • the at least one electrical conductor is part of a, even multi-layered wire winding.
  • the electrical conductor is designed as a hairpin.
  • This is a U-shaped bent wire segment having straight, parallel ends. These are inserted on one side into the component, wherein the ends each pass different grooves. Subsequently, the wire ends are deformed on the opposite side of the component, so that in each case two conductors can be mechanically and electrically connected by a suitable method and thus form the windings of the component. It should be noted that there are a large number of variants of the hairpin method, which are likewise encompassed by the invention.
  • the at least one electrical conductor, while passing the groove is oriented straight. It is clear that the inventive proposal includes both solutions with only one electrical conductor per groove or groove space, which is also formed with a plurality of electrical conductors or wires, wherein the electrical conductor itself, for example, as a flat wire, shaped rod or as a wire can be formed.
  • the at least one electrical conductor is part of a wire winding.
  • the wire winding consists at least of an electrically continuous line which forms an electrical conductor in the respective passages of the individual grooves in the sense of this disclosure. It will be appreciated that a wire winding has a plurality of leads in parallel and each lead forms a plurality of electrical conductors.
  • a holding element which serves to hold the pushed onto the at least one electrical conductor insulating paper on this.
  • This may be a separate component or another function of a component used anyway, such as a joining tool, as will be described below.
  • the insulating paper in a, relative to the longitudinal axis of the component or a joining tool predominantly axial or radial movement is pushed onto the at least one electrical conductor.
  • the at least one electrical conductor is oriented straight in the groove space at the end. Equivalent to this proposal is therefore a direction of movement of the insulating paper parallel to the longitudinal extent of the electrical conductor or at right angles thereto.
  • the proposal according to the invention also includes this oblique directions of movement, which thus include an acute angle with the longitudinal extent of the wire or the longitudinal axis.
  • a joining tool is understood to be a tool that serves to arrange the wire winding, which has been produced, for example, in a preceding process step, in an orderly, reliable manner and with high reliability in the component, for example a stator.
  • the joining tool has a plurality of groove-like receiving spaces. They serve to accommodate the at least one electrical conductor for mounting purposes in the stator and so for example to transport or store.
  • the joining tool is preferably actively formed, i. It has corresponding movable elements which can perform certain movements by one or more drives and thus, for example, uses the at least one electrical conductor, for example as part of a wire winding, from the joining tool into the stator.
  • the longitudinal axis of the component is often the axis of symmetry of the component or the rotational or central axis of the respective component or of the electric motor.
  • the longitudinal axis is often parallel to the longitudinal extent of the respective grooves.
  • the at least one electrical conductor is introduced together with the insulating paper in a relative to the longitudinal axis of the component predominantly axial or radial movement in the Nut syndromem.
  • the insulating paper is folded in a U-shape or V-shape, so that it forms a first leg and a second leg, and is pushed onto the at least one electrical conductor such that these (r) between the legs of insulating paper is located.
  • the component has a plurality of Nut matter, in each of which at least one electrical conductor is introduced.
  • a respective separate insulating paper is introduced into each groove space of the component.
  • the insulating paper during insertion into the groove space mechanically shields the electrical conductor relative to the component.
  • the insulating paper completely lines the groove space after insertion.
  • the insulating paper is pushed onto the electrical conductor, while the electrical conductor is located in a joining tool.
  • the electrical conductor is introduced together with the insulating paper by means of a slider of the joining tool in the groove space.
  • the electrical conductor is introduced together with the insulating paper by means of a moving along a longitudinal axis, widening with respect to the longitudinal axis joining tool in the groove space.
  • the object according to the invention is achieved by a method for introducing an insulating paper into at least one groove space of an insulating paper. solved a component, in particular a rotor or stator, an electric motor, wherein the groove space is provided to receive at least one electrical conductor.
  • the at least one electrical conductor for example as part of a wire winding, to be inserted in one of a plurality of receiving spaces of a joining tool, followed by an insulating paper, in particular in a movement substantially perpendicular to the longitudinal extent of the at least one electrical conductor is pushed onto this in the receiving space, after which the joining tool with the at least one electrical conductor and the insulating paper is positioned on or in the component and thereafter the at least one electrical conductor together with the insulating paper in one, relative to the longitudinal axis of the rotor or stator predominantly radial Movement is moved from the receiving space of the joining tool in the groove space of the rotor or stator.
  • the receiving space is reduced.
  • the object of the invention is achieved by a system for positioning at least one insulating paper on at least one electrical conductor of a stator or rotor, the system comprising a joining tool having a plurality of receiving spaces and an insulating paper insertion device, the receiving spaces are provided for each at least one electrical conductor and the Isolierpapiereinbringvoriques is arranged laterally next to the joining tool such that it at least at least one insulating paper in the receiving space so penetrated that the at least one electrical conductor is covered in the receiving space of the insulating paper.
  • Fig. Ld is a detail of Fig. Lb
  • Fig. 2e is a detail of Fig. 2c
  • Fig. 3b shows a detail of Fig. 3a
  • the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals and therefore, if not appropriate, will not be described again.
  • letters for example, Ia, Ib, etc.
  • the disclosures contained in the entire description is mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or identical component names transferable.
  • the position information selected in the description such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to a new position analogous to the new situation.
  • individual features or feature combinations from the different exemplary embodiments shown and described can also represent separate, inventive or inventive solutions.
  • the reference numeral 5 shows a joining tool.
  • the joining tool 5 serves to receive the wire winding produced at the upstream location.
  • the wire winding consists at least of a continuous electrical current-conducting wire, but preferably of a plurality of wires, which, in the respective passage through a groove 31 of the component 3 (see, for example, Figure lc) forms an electrical conductor 4.
  • the joining tool 5 has a plurality of radially inwardly extending, groove-like receiving spaces 51, 51a, 51b. Between the receiving spaces 51a and 51b is the baffle 50th
  • the joining tool 5 shown here is rotationally symmetrical about its longitudinal axis 54, around which the joining tool 5 is also rotatable (see arrow 55).
  • the receiving chambers 51, 51a, 51b are located on the outside of the cylinder-like joining tool 5 and extend over its entire height.
  • the longitudinal extent of the groove-like receiving spaces 51, 51 a, 51 b is oriented parallel to the longitudinal axis 54.
  • All receiving spaces 51, 51 a, 51 b are filled with corresponding electrical conductors 4.
  • the insulating paper positioning device 6 is shown schematically here. It has a feed channel 60 into which the isolated, U- or V-prefolded insulating papers 2, 2a are introduced.
  • the object of the insulating paper positioning device 6 is to introduce the conveyed insulating papers 2, 2a into the receiving spaces 51d such that the respective legs, the first leg and the second leg of the insulating paper between the electrical conductors 4 and the respective guide plates 50c and 50d are positioned.
  • the joining tool 5 is rotatable about the rotational axis or longitudinal axis 54 and thus able to position each receiving space 51 at the end of the feed channel 60 insulating paper positioning device 6.
  • the first leg 21 is located between the / n electrical conductor / n 4 and the baffle 50 a
  • the second leg 22 is located between the / n electrical conductor / n 4 and the second baffle 50 b.
  • the joining tool 5 is brought to the component 3, here for example a stator 30, or introduced into it, as shown in FIG. 1c.
  • the longitudinal axis 54 of the joining tool 5 is identical to the stator axis 33.
  • the component 3 shown here, a stator 30 or formed from individual sheets stator 30 has a plurality of grooves 31 which are radially oriented and open on the inside of the stator. Each individual groove 31 forms a groove space 32. Between the grooves 31 are stator webs 34.
  • the joining tool 5 shown in Figure la, lb, lc remains constant in its outer diameter. It has for each receiving space 51, a slide, which allows the unit of electrical conductor / n 4 and 2 pushed insulation paper in the radial direction, here radially outward from the respective receiving space 51 of the joining tool 5 out into the respective groove space 31 of the device 3 / Stators 30 to push (indicated by the arrows 56a, 56b). It is clear that the number of the receiving spaces 51 and the Nutsammlung 31 are coordinated.
  • FIG. 3a The fully assembled stator 30 thus produced is shown in FIG. 3a.
  • Joining tool 5 outer web 20 of the insulating paper 2 is now at the bottom of the groove 31 and here isolates the electrical conductors 4 against the stator 30.
  • the first leg 21 is located between the / n electrical conductor / n 4 and the stator bar 34 b
  • the second leg 22 is located between the / n electrical conductor / n numeral 4 and the stator bar 34 a.
  • FIGS. 2a, 2b, 2c and 2f The second exemplary embodiment of the method according to the invention, which is shown in FIGS. 2a, 2b, 2c and 2f, is identical in many respects to what has been described above with regard to FIGS. 1a, 1b, 1c. To avoid repetition, only the differences are described.
  • the joining tool 5 shown in FIG. 2 a has a variable outer diameter.
  • the joining tool 5 is formed like a ring.
  • the joining tool 5 is formed of a plurality of ring-segment-like, movable guide plates 52, which are relative to the longitudinal axis 54, in their position radially variable. This results in that the outer diameter of the joining tool 5 is variable according to Figure 2a.
  • the receiving spaces 53,53 a, 53 b is formed. Due to the radial position change of the movable baffles 52,52a, 52b, 52c, the volume or the size of the receiving space 53 changes. This circumstance will be used in this embodiment.
  • a V-shaped pre-folded insulating papers 2 the open ends of which are further apart, as the ends connected by the web. Due to the variability of the outer diameter of the joining tool 5, the insulating paper 2 is pushed in the state on the head 4, in which the joining tool 5 has the larger or largest diameter. This is achieved in that the ring-segment-like guide plates 52 a, 52 b, 52 c are moved radially outward. This also expands the distance at their radially outer ends, in the region of the receiving spaces 53 and thus facilitates the introduction of the insulating papers 2. Ultimately, thereby the gap between the guide plates 52 and the / n electrical conductor / n 4 is increased accordingly.
  • FIG. 2 b the state is shown that the joining tool 5 still has the larger or largest outer diameter and the insulating paper 2, as described, is pushed onto the respective electrical conductors 4 in all receiving spaces 53.
  • the outer diameter of the joining tool 5 is now reduced again by the movable guide plates 52 are moved radially inwardly, as shown by a plurality of arrows 57.
  • This retraction movement 57 also reduces the receiving space 53, i. the gap between the conductors 4 and the baffles 52 decreases, which is held to a deferred insulating paper 2 and on the other hand, the accumulation of electrical conductors 4 is compressed.
  • Figure 2c shows the state of the joining tool 5 with the smallest possible outside diameter.
  • the outer diameter is reduced to such an extent that the joining tool 5 can be inserted into the stator 30 according to FIG. 2f. It can be clearly seen that the situation in FIG. 2c corresponds to the situation according to FIG. 1b and the situation according to FIG. 2f corresponds to that according to FIG.
  • the final result of the Persian method according to the second embodiment is again shown in FIGS. 3a and 3b.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines Isolierpapiers in zumindest einen Nutraum eines Bauelements, insbesondere eines Rotors oder Stators, eines Elektromotors, wobei der Nutraum dazu vorgesehen ist, mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen, wobei zunächst das Isolierpapier auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschoben wird und anschließend der mindestens eine elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier in den Nutraum eingebracht wird.

Description

Verfahren zum Einbringen eines Isolierpapiers "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines Isolierpapiers in zumindest einen Nutraum eines Bauelements, insbesondere eines Rotors oder Stators, eines Elektromotors, wobei der Nutraum dazu vorgesehen ist, mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen.
Das Isolierpapier hat die Aufgabe eine elektrische Isolierung zwischen dem Bauelement des Elektromotors, dem Rotor oder dem Stator und dem zumindest einen elektrischen Leiter herzustellen.
Im Stand der Technik ist es hierzu bekannt in die Nuten des Bauelementes, die jeweils einzelnen den jeweiligen Nutraum bilden, einzelne Isolierpapierstücke einzulegen und hernach in die Nut bzw. den Nutraum den mindestens einen elektrischen Leiter einzubringen.
Üblicherweise ist das Bauelement rotationssymmetrisch und es bereitet entsprechend Schwierigkeiten, die einzelnen Isolierpapierstücke zuverlässig in der jeweiligen Nut zu halten, bis der mindestens eine elektrische Leiter eingesetzt ist.
Der Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, diesen Stand der Technik zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung zum einen ein Verfahren zum Einbringen eines Isolierpapiers in zumindest einen Nutraum eines Bauelements, insbesondere eines Rotors oder Stators, eines Elektromotors, wobei der Nutraum dazu vorgesehen ist, mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen, wobei zunächst das Isolierpapier auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschoben wird und anschließend der mindestens eine elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier in den Nutraum eingebracht wird .
Der Pfiff der Erfindung liegt darin, dass der mindestens eine elektrische Leiter außerhalb des Bauelementes mit dem jeweiligen Isolierpapier zusammengeführt wird und diese Baugruppe dann gemeinsam in das Bauelement eingebaut wird. Dabei bedient man sich dem Umstand, dass für eine positionsgenaues Einbringen des mindestens eine elektrischen Leiters pro Nut bzw. Nutraum sowieso bereits entsprechende Vorkehrungen getroffen sind, also Leit- oder Führungselemente bzw Halteelemente vorgesehen sind, die dann geschickterweise auch dazu genutzt werden, das Isolierpapier zu halten. Gleichzeitig dient das auf dem mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschobene Isolierpapier als mechanischer Schutz des mindestens einer elektrischen Leiters, denn gerade das Einführen des mindestens eine elektrischen Leiters in die Nut kann zu Beschädigungen des Isolierlacks des mindestens eine elektrischen Leiters führen .
Die Erfindung bezieht sich auf den Nutraum eines Bauelements eines Elektromotors. Als Bauelement eines Elektromotors ist der Rotor oder Stator zu verstehen. Diese sind oftmals in bekannter Weise als Rotorblechpaket oder Statorblechpaket ausgebildet und besitzen eine Vielzahl von längsverlaufenden Nuten. Diese Nuten bilden je einen Nutraum, der jeweils zur Aufnahme mindestens eines elektrischen Leiters vorgesehen ist.
Die Erfindung sieht für die Ausgestaltung des mindestens einen elektrischen Leiters eine Vielzahl von Varianten vor.
Zunächst ist vorgesehen, dass der mindestens eine elektrische Leiter Teil einer, auch mehrlagigen Drahtwicklung ist.
Des weiteren ist vorgesehen, dass der elektrische Leiter als Hair- pin ausgebildet ist. Dies ist ein U- förmig gebogenes Drahtsegment, das gerade, parallele Enden aufweisen. Diese werden einseitig in das Bauelement eingelegt, wobei die Enden jeweils unterschiedliche Nuten passieren. Anschließend werden die Drahtenden auf der Gegenseite des Bauelementes umgeformt, so das sich jeweils zwei Leiter durch ein geeignetes Verfahren mechanisch und elektrisch verbinden lassen und so die Wicklungen des Bauelementes bilden. Dabei ist zu beachten, dass es eine Vielzahl von Varianten des Hairpin - Verfahrens gibt, die ebenfalls von der Erfindung umfasst sind.
In der Regel ist der mindestens eine elektrische Leiter, während er die Nut passiert, gerade orientiert. Es ist klar, dass der er- findungsgemäße Vorschlag sowohl Lösungen mit nur einem elektrischen Leiter pro Nut bzw. Nutraum umfasst, die auch mit einer Mehrzahl von elektrischen Leitern bzw. Drähten, wobei der elektrische Leiter selber zum Beispiel als Flachdraht, Formstab oder auch als Draht ausbildbar ist.
Der mindestens eine elektrische Leiter ist Teil einer Drahtwicklung. Die Drahtwicklung besteht zumindest aus einer elektrisch durchgehenden Leitung, die in den jeweiligen Passagen der einzelnen Nuten je einen elektrischen Leiter im Sinne dieser Offenbarung bildet. Es ist klar, dass eine Drahtwicklung eine Mehrzahl von Leitungen parallel geführt aufweist und jede Leitung eine Vielzahl von elektrischen Leitern bildet.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass ein Halteelement vorgesehen ist, das dazu dient, das auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschobene Isolierpapier auf diesem zu halten. Dies kann ein eigenes Bauteil oder eine weitere Funktion eines sowieso eingesetzten Bauteiles sein, wie zum Beispiel eines Fügewerkzeuges, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.
Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das Isolierpapier in einer, bezogen auf die Längsachse des Bauelements oder eines Fügewerkzeugs, überwiegend axialen oder radialen Bewegung auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschoben wird. Der mindestens eine elektrische Leiter ist im Nutraum am Ende gerade orientiert. Zu diesem Vorschlag gleichwertig ist daher eine Bewegungsrichtung des Isolierpapiers parallel zur Längserstreckung des elektrischen Leiters oder rechtwinklig hierzu. Natürlich umfasst der erfindungsgemäße Vorschlag auch hierzu schräge Bewegungsrichtungen, die also mit der Längserstreckung des Drahtes oder der Längsachse einen spitzen Winkel einschließen . Als Fügewerkzeug wird ein Hilfsmittel verstanden, dass dazu dient, die Drahtwicklung, die zum Beispiel in einem davorl legenden Prozessschritt erzeugt wurde, geordnet, prozesssicher und mit hoher Zuverlässigkeit in dem Bauelement, zum Beispiel einen Stator einzubauen. Das Fügewerkzeug besitzt eine Vielzahl von nutartigen Aufnähmeräumen . Sie dienen dazu, dem mindestens einen elektrischen Leiter für Montagezwecke im Stator aufzunehmen und so zum Beispiel auch zu transportieren bzw. zu lagern.
Das Fügewerkzeug ist dabei bevorzugterweise aktiv ausgebildet, d.h. es besitzt entsprechende bewegliche Elemente die durch einen oder mehrere Antriebe gewisse Bewegungen ausführen können und so zum Beispiel den mindestens einen elektrischen Leiter, zum Beispiel als Teil einer Drahtwicklung, von dem Fügewerkzeug in den Stator einsetzt.
Die Längsachse des Bauelementes ist oftmals die Symmetrieachse des Bauelementes bzw. die Rotations- oder Mittelachse des jeweiligen Bauelementes bzw. des Elektromotors. Die Längsachse ist oftmals parallel zu der Längserstreckung der jeweilige Nuten.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass der zumindest eine elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier in einer bezogen auf die Längsachse des Bauelements überwiegend axialen oder radialen Bewegung in den Nuträum eingebracht wird.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Isolierpapier U-förmig oder V-förmig gefalzt ist, so dass es einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel ausbildet, und derart auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschoben wird, dass sich diese (r) zwischen den Schenkeln des Isolierpapiers befindet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Bauteil eine Mehrzahl von Nuträumen aufweist, in welche jeweils mindestens ein elektrischer Leiter eingebracht wird.
Geschickter Weise ist vorgesehen, dass in jeden Nutraum des Bauteils eine Mehrzahl von elektrischen Leitern eingebracht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in jeden Nutraum des Bauteils ein jeweiliges separates Isolierpapier eingebracht wird.
Des Weiteren ist günstiger Weise vorgesehen, dass das Isolierpapier beim Einbringen in den Nutraum den elektrischen Leiter gegenüber dem Bauteil mechanisch abschirmt.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das Isolierpapier nach dem Einbringen den Nutraum vollständig auskleidet.
Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das Isolierpapier auf den elektrischen Leiter aufgeschoben wird, während sich der elektrische Leiter in einem Fügewerkzeug befindet .
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass der elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier mittels eines Schiebers des Fügewerkzeugs in den Nutraum eingebracht wird.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier mittels eines sich entlang einer Längsachse bewegenden, sich mit Bezug auf die Längsachse aufweitenden Fügewerkzeugs in den Nutraum eingebracht wird.
Des weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Einbringen eines Isolierpapiers in zumindest einen Nutraum ei- nes Bauelements, insbesondere eines Rotors oder Stators, eines Elektromotors gelöst, wobei der Nutraum dazu vorgesehen ist, mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass zunächst der mindestens eine elektrische Leiter, zum Beispiel als Teil einer Drahtwicklung, in einem von einer Vielzahl von Aufnahmeräumen eines Fügewerkzeuges eingelegt wird, hernach ein Isolierpapier, insbesondere in einer Bewegung im Wesentlichen rechtwinklig zur Längserstreckung des mindestens einen elektrischen Leiters auf diesen in den Aufnahmeraum aufgeschoben wird, hernach das Fügewerkzeug mit dem mindestens einen elektrischen Leiter und dem Isolierpapier am oder im Bauteil positioniert wird und hernach der mindestens eine elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier in einer, bezogen auf die Längsachse des Rotors oder Stators überwiegend radialen Bewegung, aus dem Aufnahmeraum des Fügewerkzeuges in den Nutraum des Rotors oder Stators bewegt wird .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bevor der mindestens eine elektrische Leiter aus dem Aufnahmeraum in den Nutraum bewegt wird der Aufnahmeraum verkleinert wird.
Des weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein System für das Positionieren mindestens eines Isolierpapiers auf mindestens einem elektrischen Leiter eines Stators oder Rotors, wobei das System ein Fügewerkzeug mit einer Mehrzahl von Aufnähmeräumen und eine Isolierpapiereinbringvorrichtung aufweist, die Aufnahmeräume dafür vorgesehen sind, je den mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen und die Isolierpapiereinbringvorrichtung seitlich neben dem Fügewerkzeug derart angeordnet ist, dass es mindes- tens ein Isolierpapier in dem Aufnahmeraum derart eingebringt, dass der mindestens eine elektrische Leiter in dem Aufnahmeraum von dem Isolierpapier verdeckt ist.
In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf das System beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Ansprüche des Systems berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung.
In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in mehreren Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. la, lb, lc, 3a je in einer schematischen Draufsicht verschiedene Schritte eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen
Verfahrens
Fig. ld ein Detail nach Fig. lb
Fig. 2a, 2b, 2c, 2f, 3a je in einer schematischen Draufsicht verschiedene Schritte eines zweiten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen
Verfahrens
Fig. 2d Detail nach Fig. 2b
Fig. 2e ein Detail nach Fig. 2c
Fig. 3b ein Detail nach Fig. 3a In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Zur Unterscheidung mehrerer, gleichartiger Gegenstände, werden an die jeweiligen Bezugszeichen Buchstaben (zum Beispiel la, lb usw.) angefügt. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen ist sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmals - kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
In Figur la ist mit der Bezugsziffer 5 ein Fügewerkzeug gezeigt. Das Fügewerkzeug 5 dient dazu, die Drahtwicklung, die an vorgelagerte Stelle produziert wurde, aufzunehmen. Die Drahtwicklung besteht zumindest aus einem durchgehenden elektrischen Strom leitenden Draht, bevorzugt aber aus einer Mehrzahl von Drähten, die, bei der jeweiligen Passage durch eine Nut 31 des Bauelementes 3 (siehe z.B Figur lc) einen elektrischen Leiter 4 bildet.
An seinem äußeren Rand besitzt das Fügewerkzeug 5 eine Mehrzahl von radial nach innen verlaufende, nutartigen Aufnahmeräume 51,51a, 51b. Zwischen den Aufnahmeräumen 51a und 51b befindet sich das Leitblech 50.
In der Aufnahmeräume an 51 a, 51 b befinden sich bereits eine Mehrzahl elektrischer Leiter 4. Das hier gezeigte Fügewerkzeug 5 ist rotationssymmetrisch um seine Längsachse 54, um die das Fügewerkzeug 5 auch drehbar (siehe Pfeil 55) ist. Der Aufnähmeräume 51, 51a, 51b befinden sich an der Außenseite des zylinderartigen Fügewerkzeuges 5 und erstrecken sich über dessen gesamte Höhe. Die Längserstreckung der nutartigen Aufnahmeräume 51, 51a, 51b ist parallel orientiert zur Längsachse 54.
Alle Aufnahmeräume 51,51a, 51b sind mit entsprechenden elektrischen Leitern 4 gefüllt. Unterhalb des Fügewerkzeuges 5 befindet sich hier, schematisch dargestellt, die Isolierpapierpositionsvor- richtung 6. Sie besitzt einen Zuführkanal 60, in welchen die vereinzelten, U- bzw. V- vorgefalzten Isolierpapiere 2, 2a herangeführt werden. Die Aufgabe der Isolierpapierpositionsvorrichtung 6 ist es, die heran geförderten Isolierpapiere 2, 2a, in die Aufnahmeräume 51 d einzubringen derart, dass die jeweiligen Schenkel, der erste Schenkel und der zweite Schenkel des Isolierpapieres zwischen den elektrischen Leitern 4 und den jeweiligen Leitblechern 50c und 50d positioniert sind.
Es ist eine Relativbewegung zwischen der Isolierpapierpositions- vorrichtung 6 und dem Fügewerkzeug 5 vorgesehen derart, dass Iso- lierpapierpositionsvorrichtung 6 jeden Aufnahmeraum 51 des Fügewerkzeug 5 erreicht. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Fügewerkzeug 5 um die Drehachse bzw. Längsachse 54 drehbar und so in der Lage, jeden Aufnahmeraum 51 an dem Ende des Zuführkanal 60 Isolierpapierpositionsvorrichtung 6 zu positionieren.
In Drehrichtung 55 nach der Isolierpapierpositionsvorrichtung 6 ist zu erkennen, dass in die jeweiligen Aufnahmeräume 51 das Isolierpapier 2 eingebracht wurde, was zum Beispiel durch Druckluft oder durch einen mechanischen Schieber erfolgt. In Drehrichtung 55 vor Isolierpapierpositionsvorrichtung 6 sind die elektrischen Leiter 4 noch ungeschützt. In Figur lb, bzw. vergrößert in Figur ld ist die Situation gezeigt, wenn alle Aufnähmeräume 51 mit einem entsprechenden Isolierpapiere 2 gefüllt sind. Das U-förmig gefalzte Isolierpapier 2 besitzt einen ersten Schenkel 21 und einen zweiten Schenkel 22, die durch den Steg 20 miteinander verbunden sind. Der Steg 20 ist an dem radial äußeren Ende des Fügewerkzeug angeordnet.
Der erste Schenkel 21 befindet sich zwischen dem/n elektrischen Leiter/n 4 und dem Leitblech 50 a, der zweite Schenkel 22 befindet sich zwischen dem/n elektrischen Leiter/n 4und dem zweiten Leitblech 50 b.
Hernach wird das Fügewerkzeug 5 an das Bauelement 3, hier zum Beispiel ein Stator 30 herangeführt, bzw. in diesen eingeführt, wie dies in Figur lc gezeigt ist. Die Längsachse 54 des Fügewerkzeuges 5 ist identisch mit der Statorachse 33. Das hier gezeigte Bauelement 3, ein Stator 30 bzw. aus einzelnen Blechen gebildeter Stator 30 besitzt eine Vielzahl von Nuten 31, die auf der Innenseite des Stators radial orientiert und geöffnet sind. Jede einzelne Nut 31 bildet einen Nutraum 32. Zwischen den Nuten 31 befinden sich Statorstege 34.
Das in Figur la, lb, lc gezeigte Fügewerkzeug 5 bleibt in seinen Außendurchmesser konstant. Es besitzt für jeden Aufnahmeraum 51 einen Schieber, der es erlaubt, die Einheit von elektrischen Leiter/n 4 und aufgeschobenem Isolierpapier 2 in radialer Richtung, hier radial nach außen, aus dem jeweiligen Aufnahmeraum 51 des Fügewerkzeuges 5 heraus in den jeweiligen Nutraum 31 des Bauelementes 3 / Stators 30 hinein zu schieben (durch die Pfeile 56a, 56b angedeutet) . Es ist klar, dass die Anzahl der Aufnahmeräume 51 und der Nuträume 31 aufeinander abgestimmt sind.
Der so hergestellte, fertig bestückte Stator 30 ist in Figur 3a gezeigt. In Figur 3b ist hierzu ein Detail gezeigt, der auf dem Fügewerkzeug 5 außen liegende Steg 20 des Isolierpapieres 2 befindet sich jetzt am Boden der Nut 31 und isoliert hier die elektrischen Leiter 4 gegen den Stator 30. Der erste Schenkel 21 befindet sich zwischen dem/n elektrischen Leiter/n 4 und dem Statorsteg 34 b, der zweite Schenkel 22 befindet sich zwischen dem/n elektrischen Leiter/n Ziffer 4 und dem Statorsteg 34 a.
Die in den Figuren 2a, 2b, 2c und 2f gezeigte zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in weiten Bereichen identisch mit dem Vorbeschriebenen zu den Figuren la, lb, lc. Um Wiederholungen zu vermeiden werden nun nur die Unterschiede beschrieben .
Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur la ist das in Figur 2a gezeigte Fügewerkzeug 5 in seinem Außendurchmesser variabel gestaltet.
In Figur la ist das Fügewerkzeug 5 ringartig ausgebildet. In dem in Figur 2a gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Fügewerkzeug 5 aus einer Vielzahl von ringsegmentartigen, beweglichen Leitblechen 52 gebildet, die bezogen auf die Längsachse 54, in ihrer Lage radial veränderbar sind. Hieraus resultiert, dass der Außendurchmesser des Fügewerkzeuges 5 nach Figur 2a veränderlich ist. Zwischen diesen beweglichen Leitblechen 52,52a, 52b, 52c bildet sich die Aufnahmeräume 53,53 a, 53 b aus. Aufgrund der radialen Lageveränderung der beweglichen Leitbleche 52,52a, 52b, 52c verändert sich auch das Volumen bzw. die Größe des Aufnahmeraumes 53. Dieser Umstand wird bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Des weiteren ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, ein V-förmig vorgefalztes Isolierpapiere 2 zu verwenden, dessen offenen Enden weiter auseinander stehen, wie die durch den Steg verbundenen Enden. Aufgrund der Veränderlichkeit des Außendurchmesser des Fügewerkzeuges 5 wird das Isolierpapier 2 in dem Zustand auf den Leiter 4 aufgeschoben, in welchen das Fügewerkzeug 5 den größeren oder größten Durchmesser aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass die ringsegmentartige Leitbleche 52 a, 52 b, 52 c radial nach außen bewegt werden. Dadurch weitet sich auch der Abstand an ihren radial äußeren Enden, im Bereich der Aufnahmeräume 53 entsprechend auf und erleichtert so das Einbringen der Isolierpapiere 2. Letztendlich wird dadurch der Spalt zwischen den Leitblechen 52 und dem/n elektrischen Leiter/n 4 entsprechend vergrößert.
In Figur 2b ist der Zustand gezeigt, dass das Fügewerkzeug 5 immer noch den größeren oder größten Außendurchmesser aufweist und in alle Aufnahmeräume 53 das Isolierpapier 2, wie beschrieben, auf die jeweiligen elektrischen Leiter 4 aufgeschoben ist.
Es wird jetzt der Außendurchmesser des Fügewerkzeug 5 wieder verringert, indem die beweglichen Leitbleche 52 radial nach innen verschoben werden, wie dies mit einer Vielzahl von Pfeilen 57 gezeigt ist.
Durch diese Rückzugsbewegung 57 verringert sich auch der Aufnahmeraum 53 d.h. der Spalt zwischen den Leitern 4 und den Leitblechen 52 verringert sich, wodurch zum einem das aufgeschobene Isolierpapier 2 festgehalten wird und zum anderen auch die Ansammlung von elektrischen Leitern 4 komprimiert wird.
Figur 2c zeigt den Zustand des Fügewerkzeuges 5 mit dem kleinst- möglichen Außendurchmesser. Der Außendurchmesser ist soweit verringert, dass das Fügewerkzeug 5 in den Stator 30 nach Figur 2f eingesetzt werden kann. Es ist gut zu erkennen, dass die Situation in Figur 2c der Situation nach Figur lb und die Situation nach Figur 2f derjenigen nach Figur lc entspricht. Das Endergebnis des Perserverfahrens nach dem zweiten Ausführungs- beispiel ergibt sich wieder nach Figur 3a bzw. 3b.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt.
Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten RückbeZiehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wur- den bez iehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen .

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Einbringen eines Isolierpapiers in zumindest einen Nutraum eines Bauelements, insbesondere eines Rotors oder Stators, eines Elektromotors, wobei der Nutraum dazu vorgesehen ist, mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen, wobei zunächst das Isolierpapier auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschoben wird und anschließend der mindestens eine elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier in den Nutraum eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Isolierpapier in einer, bezogen auf die Längsachse des Bauelements oder eines Fügewerkzeugs, überwiegend axialen oder radialen Bewegung auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschoben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier in einer bezogen auf die Längsachse des Bauelements überwiegend axialen oder radialen Bewegung in den Nutraum eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierpapier U- förmig oder V-förmig gefalzt ist, so dass es einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel ausbildet, und derart auf den mindestens einen elektrischen Leiter aufgeschoben wird, dass sich diese (r) zwischen den Schenkeln des Isolierpapiers befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Mehrzahl von Nuträumen aufweist, in welche jeweils mindestens ein elektrischer Leiter eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierpapier beim Einbringen in den Nutraum den elektrischen Leiter gegenüber dem Bauteil mechanisch abschirmt und/oder das Isolierpapier nach dem Einbringen den Nutraum vollständig auskleidet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierpapier auf den elektrischen Leiter aufgeschoben wird, während sich der elektrische Leiter in einem Fügewerkzeug befindet und/oder der elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier mittels eines Schiebers des Fügewerkzeugs in den Nutraum eingebracht wird und/oder der elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier mittels eines sich entlang einer Längsachse bewegenden, sich mit Be- zug auf die Längsachse aufweitenden Fügewerkzeugs in den Nutraum eingebracht wird.
8. Verfahren zum Einbringen eines Isolierpapiers in zumindest einen Nutraum eines Bauelements, insbesondere eines Rotors oder Stators, eines Elektromotors, wobei der Nutraum dazu vorgesehen ist, mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Leiter, zum Beispiel als Teil einer Drahtwicklung, in einem von einer Vielzahl von Aufnahmeräumen eines Fügewerkzeuges eingelegt wird, hernach ein Isolierpapier, insbesondere in einer Bewegung im Wesentlichen rechtwinklig zur Längserstreckung des mindestens einen elektrischen Leiters auf diesen in den Aufnahmeraum aufgeschoben wird, hernach das Fügewerkzeug mit dem mindestens einen elektrischen Leiter und dem Isolierpapier am oder im Bauteil positioniert wird und hernach der mindestens eine elektrische Leiter zusammen mit dem Isolierpapier in einer, bezogen auf die Längsachse des Rotors oder Stators überwiegend radialen Bewegung, aus dem Aufnahmeraum des Fügewerkzeuges in den Nutraum des Rotors oder Stators bewegt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bevor der mindestens eine elektrische Leiter aus dem Aufnahmeraum in den Nutraum bewegt wird der Aufnahmeraum verkleinert wird.
10. System für das Positionieren mindestens eines Isolierpapiers auf mindestens einem elektrischen Leiter eines Stators oder Rotors, wobei das System ein Fügewerkzeug mit einer Mehrzahl von Aufnahmeräumen und eine Isolierpapiereinbringvorrichtung aufweist, die Aufnahmeräume dafür vorgesehen sind, je den mindestens einen elektrischen Leiter aufzunehmen und die Iso- lierpapiereinbringvorrichtung seitlich neben dem Fügewerkzeug derart angeordnet ist, dass es mindestens ein Isolierpapier in dem Aufnahmeraum derart eingebringt, dass der mindestens eine elektrische Leiter in dem Aufnahmeraum von dem Isolierpapier verdeckt ist.
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