Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie eine Verfahren zur Ausrich tung, insbesondere der Gewährleistung eines radialen Abstands, der miteinander zu verbindenden Hairpinenden bei Herstellung von Hairpinwicklungen für eine elektri sche Maschine.

Im Stand der Technik ist beispielsweise aus DE 10 2011 002 173 A1 bekannt, dass bei unterschiedlich geformte Hairpins nacheinander in die Nuten eingebracht werden, wodurch ein radialer Abstand zwischen den Kontaktenden aufgrund der unterschied lichen vorgeformten Hairpins vorgenommen wird.

Probleme des Standes der Technik liegen unter anderem in der Vielzahl unterschied lich vorzuformender Hairpins, was einen hohen Fertigungsaufwand zur Folge hat, sowie dem hohen Montageaufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung, welche ebenfalls eine genaue Positionierung der Kontaktenden ermöglicht, einfach herzu stellen ist sowie eine hohe Prozesssicherheit bietet.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unab hängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Ausrichten der Kontaktenden von Hair pins einer Hairpinwicklung, wobei die Kontaktenden der Hairpinwicklung in Umfangs richtung verlaufenden Doppellagen und einer Nutzahl entsprechenden Anzahl radial verlaufender Reihen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Doppellagen vorhan den sind, und wobei zwei in einer Doppellage einer Reihe benachbarte Kontaktenden ein Kontaktpaar bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spreizer vorgesehen ist, mit welchem zumindest einen Teil der Kontaktenden überdeckbar ist, dass der Sprei zer zumindest ein Keilelement aufweist, welches sich in tangentialer Richtung er streckt, dass das Keilelement an seinem der Kontaktenden zugewandten axialen Ende eine Spitze aufweist, wobei die Spitze in radialer Richtung eine Breite aufweist, welche kleiner als die halbe Breite eines Kontaktendes ist, dass sich die Breite des Keilelements in radialer Richtung von der Spitze ausgehend vergrößert, und dass das Keilelement zumindest über einer der Länge eines nicht isolierten Bereichs des Kontaktendens entsprechenden Länge in axialer Richtung ein Breite von 3mm bis 6mm aufweist, und dass der Spreizer in axialer Richtung bewegbar ist.

Bei einer Hairpinwicklung werden U-förmig gebogene Leiterelemente verwendet, welche derart in den Nuten eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine eingesetzt werden, dass ihre offenen Enden, welche die Kontaktenden darstellen, an einem axialen Ende, und alle geschlossenen Wendebereiche am anderen axialen Ende angeordnet sind. Die Hairpins sind in mehreren Lagen angeordnet, wobei die beiden Schenkel eines U-förmigen Leiterelements jeweils in unterschiedlichen Lagen angeordnet sind. Die Kontaktenden werden pro Lage im Wesentlichen pro Lage in unterschiedliche tangentiale Richtungen umgeformt, sogenanntes Twisten, um Kon taktenden von in Umfangsrichtung beabstandeter Hairpins einander anzunähern, wodurch eine elektrisch leitende Kontaktierung und somit eine Bildung einer Spule aus einer Vielzahl von Hairpins ermöglicht wird. Die Verbindung erfolgt jeweils zwi schen zwei benachbarten Kontaktenden unterschiedlicher Lagen, welche somit ein Kontaktpaar bilden und zu Doppellagen zusammengefasst werden. Die Doppellagen werden bevorzugt in einer der Nutzahl entsprechenden Anzahl radiale Reihen ange ordnet, wobei die Nutzahl der Anzahl der Nuten zur Aufnahme der Leiterelemente im Stator oder Rotor entspricht.

Um eine üblicherweise durch Schweißen vorgenommene elektrisch leitende Verbin dung zwischen Kontaktenden einer Doppellage beziehungsweise einem Kontaktpaar hersteilen zu können, müssen die Kontaktenden eines Kontaktpaars zueinander ausgerichtet werden. Insbesondere müssen die Kontaktpaare zueinander einen Ab stand aufweisen, um eine Isolierung gegeneinander aufzuweisen und eine bessere Zugänglichkeit für weitere Fertigungsschritte, wie Verschweißen, zu ermöglichen. Ein Abstand in tangentialer Richtung ist durch die Nuten und den durch diese Nuten be dingten Abstände gegeben. In radialer Richtung sind jedoch bei einer bevorzugten Verwendung gleichartiger Hairpins die Kontaktenden blockartig positioniert, wodurch kein ausreichender Abstand gegeben ist. Hierfür weißt die Vorrichtung einen Spreizer auf, welcher zumindest axial bewegbar ausgeführt ist.

Der Spreizer umfasst zumindest ein Keilelement, welches in tangentialer Richtung verläuft, das heißt, dass das Keilelement in tangentialer Richtung eine Erstreckung aufweist, welche bei einem Kontakt mit Kontaktenden eine Verformung der Kontakt enden in radialer Richtung sicherstellen kann, daher erstreckt sich das Keilelement vorzugsweise zumindest über ein der Abmessung eines Kontaktendes in tangentialer Richtung entsprechender Länge. An dem axialen Ende, welches den Kontaktenden zugewandt ist, weist das Keilelement eine Spitze auf. Um ein Einschieben der Spitze des Keilelements zwischen Kontaktenden, vorzugsweise Kontaktpaare, zu vereinfa chen, ist die Spitze mit einer geringen Erstreckung in radialer Richtung ausgeführt, welche bevorzugt kleiner als die halbe Breite eines Kontaktendes ist. Zur Unterstüt zung weisen vorzugsweise die Kontaktenden an zumindest einer Seite eine Ab schrägung auf, um ein Einschieben des Keilelements zu erleichtern und insbesonde re bei sehr scharf ausgebildeten Spitzen eine Beschädigung der Kontaktenden zu vermeiden.

Zumindest die radiale Erstreckung des Keilelements vergrößert sich von der Spitze ausgehend in axialer Richtung, wodurch bei einem Einschieben zwischen Kontakt enden diese in radialer Richtung verformt werden. Die Vergrößerung erfolgt vor zugsweise kontinuierlich, um eine gleichmäßige Verformung zu erreichen und ein Knicken aufgrund einer Verkeilung der Kontaktenden mit Stufen einer sprunghaften Vergrößerung zu vermeiden. Durch die Breite des Keilelements in radialer Richtung wird auch der radialer Abstand der Kontaktenden unter anderem für die Isolation er zeugt, weshalb sich die Breite des Keilelements bis auf eine Breite zwischen 3mm bis 6mm vergrößert, was etwa einer Richtgröße des VDE (VDE Verband der Elektro technik Elektronik Informationstechnik e.V.) für einen isolierenden Luftspalt ent spricht. Da die Kontaktenden einen nicht isolierten Bereich, für eine spätere Herstel lung einer elektrisch leitenden Verbindung der Kontaktpaare aufweisen, sollte das Keilelement einen Breite in diesem Bereich daher zumindest über eine Länge auf weisen, welche der Länge der nicht isolierten Bereiche der Kontaktenden entspricht. Der Spreizer ist zumindest in axialer Richtung bewegbar, wodurch ein Einschieben des Keilelements zwischen die Kontaktenden ermöglicht wird.

Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dadurch gekenn zeichnet, dass mehrere Keilelemente in Umfangsrichtung und/oder radialer Richtung angeordnet sind, und dass die mehrere Keilelemente durch einen Grundkörper ver- bunden sind. Hairpinwicklungen weist oft mehrere Doppellagen, beispielsweise drei oder vier Doppellagen, auf, weshalb für vorzugsweise mehrere Keilelemente in radia ler Richtung angeordnet werden, um alle Doppellagen gleichzeitig mit zueinander beabstandeten Kontaktenden beziehungsweise Kontaktpaaren zu verformen. Die Keilelemente können hierbei einen gleichen Querschnitt oder unterschiedliche Quer schnitte aufweisen, entsprechend der zu erreichenden Verformung der Kontakten den.

Alternativ oder kumulativ können auch mehrere Keilelemente in tangentialer Richtung benachbart sein, um mehrere Reihen oder eine ganze Doppellage gleichzeitig zu verformen, wodurch die Bearbeitungszeit verringert wird.

Die Keilelemente sind über einen Grundkörper miteinander verbunden, durch welche die Positionierung der Keilelemente zueinander gewährleistet ist und eine gemein same Bewegung der Keilelemente erreicht wird.

Vorrichtung bevorzugter Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper und die Keilelemente einteilig oder mehrteilig ausgeführt sind. Die Keil elemente können mit dem Grundkörper einteilig ausgeführt sein, was die Anzahl der Bauteile verringert sowie den Montageaufwand geringhält. Jedoch wird durch eine einteilige Ausführung gegebenenfalls den Fertigungsaufwand erhöht, weshalb dies vor allem für Spreizer interessant ist, welche nur einzelne Reihen beziehungsweise einen kleinen Teil des Umfangs überdecken oder beispielsweise nur ein oder zwei Keilelemente in radialer Richtung aufweisen.

Durch eine ebenfalls mögliche mehrteilige Ausbildung von Grundkörper und Keilele mente wird der Fertigungsaufwand, zum Beispiel pro Keilelement, verringert. Weiter erhöht sich die Flexibilität beim Aufbau beziehungsweise der Ausbildung des Sprei zers, da gegebenenfalls ein Grundkörper eventuell inklusive eines Teils der Keilele mente für unterschiedliche dimensionierte Hairpinwicklungen verwendet werden, und der Wartungsaufwand kann verringert werden, da bei Beschädigung oder ungleich mäßigem Verschließ nur Teile des Spreizers gewechselt werden können. Erfindungsgemäße Ausführungsformen der Vorrichtung sind dadurch gekennzeich net, dass sich das Keilelement in tangentialer Richtung über mehrere Reihen von Kontaktenden erstreckt. In tangentialer Richtung ist ein Keilelement bevorzugt über mehrere Reihen ausgeführt, um die benötigte Zeit zur Bearbeitung einer Hairpinwick lung zu verringern. Dies kann durch ein umlaufendes ringförmiges oder ringseg mentförmiges Keilelement mit kontantem Querschnitt oder auch bevorzugt mehrere tangential benachbarte, vorzugsweise einstückig ausgebildete, Keilelemente mit da zwischenliegenden Unterbrechungen ausgeführt sein.

Weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Keilelemente in radialer Richtung benachbart angeordnet sind, dass die Spitzen der Keilelemente in radialer Richtung einen Ab stand aufweisen, welcher dem 1 ,1 -fachen bis 2,5-fachen eines Kontaktendes beträgt, und dass die Keilelemente über ihren weiteren axialen Verlauf mindestens diesen Abstand aufweisen, um einen Aufnahmeraum zwischen den Keilelementen zu bilden. Die Keilelemente werden mit ihrer Spitze zu den Kontaktenden positioniert, um bei einer axialen Bewegung zwischen die Kontaktenden einschiebbar zu sein, Hierfür sind bei mindestens zwei radial benachbarten Keilelementen, für beispielsweise eine Hairpinwicklung mit drei Doppellagen, die Spitzen der Keilelemente mit einem ent sprechenden Abstand voneinander angeordnet. Der Abstand ist vor allem davon ab hängig, ob zwischen den Spitzen beim Einschieben ein einzelnes Kontaktende oder ein Kontaktpaar aufgenommen wird, weshalb zwischen den Spitzen theoretisch ein Abstand entsprechend der einfachen beziehungsweise doppelten Breite eines Kon taktelements ausreichend wäre. Vor dem Hintergrund von Toleranzen bei der Ferti gung, Positionierung, der Breite der Spitze sowie des Einschiebens der Kontakten den zwischen die Keilelemente wird jedoch ein größerer Abstand vom 1 ,1 -fachen bis 2,5-fachen der Breite eines Kontaktendes bevorzugt.

Um beim axialen Einschieben der Keilelemente die Kontaktenden zwischen diese Keilelemente bewegen zu können, weisen die Keilelemente im weiteren axialen Ver lauf zueinander mindestens eine lichte Weite mit diesem Abstand vom 1 ,1 -fachen bis 2,5-fachen der Breite eines Kontaktendes auf. Besonders bevorzugt erweitert sich der Abstand auf einen Bereich vom 1 ,5-fachen bis 3-fachen der Breite eines Kon taktendes, um entsprechenden Bewegungsspielraum zu gewährleisten.

Bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Keilelemente symmetrisch angeordnet sind. Durch für ei nen Radius in radialer Richtung symmetrisch angeordneter Keilelemente werden die auftretenden Kräfte bei der Verformung gleichmäßiger verteilt und der maximale Um formungsgrad, insbesondere der radial äußeren Kontaktenden, kann verringert wer den.

Erfindungsgemäße Ausführungsformen einer Vorrichtung sind dadurch gekenn zeichnet, dass der Spreizer zumindest eine Begrenzung aufweist, welche sich in axi aler Richtung parallel zu dem Keilelement erstreckt, und mit einem benachbarten Keilelement einen Aufnahmeraum für Kontaktenden bildet. Für die weitere Fertigung der Hairpinwicklung sind die in der Regel nicht isolierten Bereiche der Kontaktenden vorzugsweise parallel in axialer Richtung angeordnet. Bei einer Umformung durch ein Keilelement kann diese axiale Ausrichtung durch ein benachbartes Keilelement er folgen. Insbesondere bei den äußeren Lagen ist dies können hierfür Begrenzungen am Spreizer vorgesehen sein, welche zusammen mit dem Keilelement einen Auf nahmeraum bilden und die durch das Keilelement verformte Kontaktenden in eine axiale Richtung leiten und somit die parallele Ausrichtung der nicht isolierten Berei che der Kontaktenden sicherstellen.

Es können auch Begrenzungen vorgesehen sein, welche tangential neben den Keil elementen und vor allem in radial Richtung zwischen den Keilelementen liegen, um eine Verformung der Kontaktenden in tangentialer Richtung zu vermeiden.

Vorrichtungen gemäß weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Führungselement aufweist, wel ches in axialer Richtung unterhalb der Spitze des Keilelements angeordnet ist, wobei das Führungselement scheibenförmig ausgebildet ist und Aussparungen zum Durch- tritt der Kontaktenden aufweist, wobei die Aussparungen radiale Seitenwänden zur tangentialen Führung der Kontaktenden und zumindest eine tangentiale Stirnwand umfasst, und wobei die Länge der Aussparung in radialer Richtung mindestens der Summe aus der Erstreckung der Kontaktenden in radialer Richtung und der addier ten Breite der Keilelemente entspricht.

Das Führungselement kann separat zum Spreizer ausgeführt und unabhängig von diesem bewegt werden oder auch gemeinsam bewegt sowie gegebenenfalls auch fest mit dem Spreizer verbunden sein. Das Führungselement ist unterhalb der Spitze des Keilelements angeordnet, also zwischen dem Spreizer und dem Stator oder Ro tor, welcher die Flairpinwicklung trägt.

Um einen Durchtritt der Kontaktenden zu ermöglichen, weist das Führungselement eine Scheibenform mit Aussparungen auf. Die Aussparungen können innerhalb des Führungselements liegen und von diesem somit komplett umschlossen sein, oder auch zu einer Umfangsfläche des Führungselements offen sein. Entsprechend weist die Aussparung in radialer Richtung eine oder zwei Stirnwände und in tangentialer Richtung radial verlaufende Seitenwände auf. Die Seitenwände verlaufen parallel zu der entsprechenden Reihe der Kontaktenden und führt diese in tangentialer Rich tung, um eine bei der radialen Aufweitung unerwünschte Verformung in tangentialer Richtung zu vermeiden. Damit das Führungselement die radiale Aufweitung nicht behindert und das Führungselement nach der Aufweitung wieder von der Hairpin- wicklung entfernt werden kann, ist die beziehungsweise sind die Stirnwände entspre chend weit voneinander beabstandet, was auch der Länge der Seitenwände ent spricht. Die Seitenwände weisen hierfür mindestens eine Länge auf, die der Länge aller Kontaktenden in radialer Richtung zuzüglich der Summe der Breite der Keilele mente entspricht, da dies der radialen Erstreckung der verformten Kontaktenden ent spricht.

Weitere alternative Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Mehrzahl an Führungselementen aufweist, welche in axialer Richtung unterhalb der Spitze des Keilelements angeord net sind, wobei die Führungselemente keilförmig oder stiftförmig ausgebildet sind, wobei die Führungselemente zur tangentialen Führung der Kontaktenden zwischen die Reihen der Kontaktenden einschiebbar sind. Auch hier sind die Führungselemen te unterhalb der Spitze des Keilelements angeordnet, also zwischen dem Spreizer und dem Stator oder Rotor, welcher die Hairpinwicklung trägt. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind allerdings mehrere separate Führungs elemente vorgesehen, welche stiftförmig oder keilförmig ausgebildet sind und radial zwischen die Reihen geschoben werden. Auch hier dienen die Führungselemente dazu die Kontaktenden tangential zu führen.

Bevorzugte keilförmige Führungselemente, deren tangentiale Breite sich über den radialen Verlauf verändert, können hierbei jeweils zwei benachbarte Reihen von Kon taktenden in entgegengesetzter tangentialer Richtung führen. Dies stellt gegenüber stiftförmigen Führungselementen mit relativ konstanter Breite einen Vorteil dar, da weniger Führungselemente benötigt werden. Dahingegend können stiftförmige Füh rungselemente flexibler für unterschiedlich dimensionierte Hairpinwicklungen ver wendet werden.

Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest ein Halteelement umfasst, welches zum Halten und zur Positionierung der Hairpinwicklung zum Spreizer ausgebildet ist. Um die Hairpin- wicklung beziehungsweise genauer den Stator oder Rotor mit der Hairpinwicklung sicher zu halten und den Spreizer zu den Kontaktenden der Hairpinwicklung zu posi tionieren, weist die Vorrichtung zumindest ein Halteelement auf. Das Halteelement greift von innen und/oder außen an den Rotor oder Stator, insbesondere über ent sprechende den Durchmesser ändernde Backenfutter. Aufgrund der definierten Hal teposition durch die Halteelemente kann ein sich über den Umfang erstreckender Spreizer koaxial zur Hairpinwicklung positioniert werden. Bei Ausführungsformen mit einem Spreizer, welcher nur einen Teil des Umfangs überdeckt, kann durch die Vor richtung eine entsprechende achsparallele Positionierung des Spreizers erfolgen.

Der Spreizer und die Halteelemente sind bevorzugt zueinander um die Drehachse des Rotors oder Stators drehbar vorgesehen, wobei zumindest der Spreizer oder die Halteelemente drehbar sind. Insbesondere bei der Verwendung von radial eingeschobenen Führungselementen können diese Führungselemente mit den Halteelementen gekoppelt und gemeinsam mit diesen bewegt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausrichten der Kontaktenden von Hairpins einer Hairpinwicklung, wobei die Kontaktenden der Hairpinwicklung in Umfangsrichtung verlaufenden Doppellagen und einer Nutzahl entsprechenden An zahl radial verlaufender Reihen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Doppella gen vorhanden sind, und wobei zwei in einer Doppellage einer Reihe benachbarte Kontaktenden ein Kontaktpaar bilden, mit einer Vorrichtung, bei welcher ein Spreizer vorgesehen ist, mit welchem zumindest einen Teil der Kontaktenden überdeckt wird, wobei der Spreizer zumindest ein Keilelement aufweist, welches sich in tangentialer Richtung erstreckt und an seinem der Kontaktenden zugewandten axialen Ende eine Spitze aufweist, beinhaltend die Schritte, dass der Spreizer benachbart zu den Kon taktenden positioniert wird, dass der Spreizer axial in Richtung der Kontaktenden bewegt wird, um das Keilelement zwischen Kontaktenden, insbesondere zwischen Kontaktpaare zu schieben, wodurch die Kontaktenden in radialer Richtung verformt werden.

Hinsichtlich der Hairpinwicklung und des Spreizers wird auch auf die weitere Be schreibung verwiesen, bei der bereits auch zum Teil Verfahrensmerkmale mit erläu tert sind.

Der Spreizer wird zu den Kontaktenden positioniert, damit die Spitze des Keilele ments beziehungsweise der Keilelemente mit einem Abstand in axialer Richtung zwi schen Kontaktenden positioniert sind. Anschließend wird der Spreizer in axialer Rich tung auf die Kontaktenden zu bewegt, wodurch zunächst die Spitzen der direkt be nachbarten Keilelemente mit den Kontaktenden in Kontakt kommen. Aufgrund der Positionierung zwischen den Kontaktenden und der Spitze des Keilelements taucht das Keilelemente zwischen die Kontaktenden ein und erzeugt wegen der sich in axialer Richtung vergrößernden Breite des Keilelements in radialer Richtung eine Kraftwirkung in radialer Richtung. Die am Keilelement anliegenden Kontaktenden, welche durch die Kraftwirkung beaufschlagt werden, verformen sich entsprechend in radialer Richtung, was zu ein Beabstandung der Kontaktenden in radialer Richtung führt.

Bei mehreren in radialer Richtung benachbarten Keilelementen werden die Kontakt enden zwischen zwei Keilelementen in dem zwischen diesen ausgebildeten freien Aufnahmeraum geführt. Dies kann zu einer entsprechenden Verformung insbesonde re des oberen, vorzugsweise nicht isolierten, Teils der Kontaktenden in entgegenge setzter radialer Richtung führen, wodurch die oberen Bereiche der Kontaktenden pa rallel insbesondere in axialer Richtung ausgerichtet werden. Für die äußeren Kon taktenden, welche mit nur einem Keilelement in Kontakt kommen, kann dies durch entsprechende am Spreizer vorgesehene Begrenzungen erreicht werden.

Bei den vorgenannten durch die Keilelemente verformten Kontaktenden kann es sich jeweils entweder um einzelnen Kontaktenden oder um Kontaktpaare handeln. Ab hängig von der Ausgestaltung des folgenden Fertigungsschritts, wie einem twisten, für die Hairpinwicklung oder des Kontaktendes, welches beispielsweise wegen eines Anschluss an eine Leistungselektronik nicht mit einem anderen Kontaktende elektrisch leitend verbunden wird, kann eine Separierung einzelner Kontaktenden oder von Kontaktpaare vorteilhaft sein.

Ausführungsformen erfindungsgemäßer Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass das Keilelement anschließend in tangentialer Richtung zwischen die Reihen bewegt wird und danach in axialer Richtung von den Kontaktenden entfernt wird. Vor allem bei mehreren radial benachbarten Keilelementen kann durch die Verformung der Kontaktenden der Fall auftreten, dass zumindest ein Teil der verformten Kontakt enden in radialer Richtung eine größere Erstreckung aufweist, als die lichte Weite zwischen den Spitzen zweier Keilelemente und das Kontaktende somit ein Keilele ment hinter greift, wodurch ein Abheben des Spreizers in axialer Richtung verhindert wird beziehungsweise zu einer ungewollten weiteren Verformung des Kontaktendes kommt. Für derartige Fälle sind Spreizer und Hairpinwicklung zueinander drehbar ausgebildet und der Spreizer wird nach Erreichen der abgesenkten Stellung, in der die Kontaktenden verformt sind, in tangentialer Richtung verschoben, damit das Keil elemente zwischen die Reihen der Kontaktenden tritt. Durch die tangentiale Bewe gung, welche anstelle vom Spreizer auch durch die Hairpinwicklung erfolgen kann, tritt das Kontaktende seitlich aus dem Aufnahmeraum, wodurch eine ungewollte wei tere Verformung des Kontaktendes vermieden wird. Nachdem das Keilelement in tangentialer Richtung in eine freie Stellung zwischen die Reihen bewegt wurde, wird der Spreizer in axialer Richtung von den Kontaktenden entfernt.

Erfindungsgemäße Verfahren sind in Ausführungsformen dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Hairpinwicklung durch zumindest ein Halteelement fixiert wird. In einem vorgeschalteten Verfahrensschritt wird die Hairpinwicklung beziehungsweise der Stator oder Rotor mit der Hairpinwicklung durch Halteelemente der Vorrichtung aufgenommen und räumlich fixiert. Durch eine entsprechende konstruktive Ausle gung der Vorrichtung kann hierbei gleichzeitig die Positionierung des Spreizers zu den Kontaktenden erfolgen, wodurch die Bauteile räumlich fixiert werden und die Be arbeitungszeit verkürzt werden kann.

Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine elektrische Maschine mit einer Hairpinwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpaare durch ein erfin dungsgemäßes Verfahren zueinander in radialer Richtung beabstandet angeordnet sind. Durch eine beschriebenes Verfahren lassen sich, wie ausgeführt vorteilhafte Hairpinwicklungen hinsichtlich einer Ausrichtung der Kontaktenden zueinander her steilen.

Ausführungsformen erfindungsgemäßer elektrischer Maschinen sind dadurch ge kennzeichnet, dass die Kontaktenden jeweils zumindest auf einer Seite eine Einlauf schräge aufweisen. Durch eine Einlaufschräge, zum Beispiel durch Anphasen, der Kontaktenden kann zwischen den radiale direkt benachbarten Kontaktenden an ih rem oberen Ende eine vorteilhafte Lücke bereitstellen. Diese Lücke erleichtert die Positionierung sowie das Eintauchen der Spitzen beziehungsweise der Keilelemente zwischen die Kontaktenden, wodurch die Prozesssicherheit erhöht wird. Die Ausführungsformen sind nicht auf die obigen Beispiele beschränkt und können durch weitere entsprechende Ausbildungen erreicht werden. Die Merkmale der Aus führungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch Elemente einer erfindungsgemäßen Vor richtung.

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch Elemente einer erfindungsgemäßen Vor richtung.

Fig. 3A zeigt eine schematische Ausführungsform eines Führungselements. Fig. 3B, 3C zeigen Teilschnitte eines Führungselements gemäß Fig. 3A.

Fig. 4 zeigt schematische Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Teil der Elemente eine erfindungsgemäßen Ausführungsform, wo bei Bereiche geschnitten dargestellt sind. Die Vorrichtung umfasst einen Spreizer (1 ), welcher in tangentialer Richtung zumindest die Kontaktenden (4) einer Reihe (KR) überdeckt oder sich über einen Bereich, insbesondere kreisringförmig über den kom pletten Umfang, erstreckt.

Dargestellt ist nur ein Randbereich eines Stators (5), welcher mit einer Hairpinwick- lung versehen wird und die eingebrachten Hairpins stehen mit ihren Kontaktenden (4) über das Blechpaket des Stators (5) vor. Die in der Darstellung oberen Bereiche (4.1 ) der Kontaktenden (4) sind nicht isoliert, weshalb sie eine etwas geringere Ab messung aufweisen. Die Bereitstellung der nicht isolierten Bereiche (4.1 ) erfolgt vor zugsweise bereits mit der Fertigung der Flairpins vor dem Einsetzen in den Stator (5), da zu diesem Zeitpunkt die Bereiche (4.1 ) noch besser zugänglich sind und gleich zeitig im nicht isolierten Bereich (4.1 ) der direkt benachbarten Kontaktenden (4) ein entsprechender Abstand entsteht, welcher das Aufweiten erleichtert. Es ist eine Vari ante mit sechs Lagen von Kontaktenden (4), wobei hier je zwei Lagen in einer Dop pellage gemeinsam durch den Spreizer (1 ) umzuformen sind.

Der Spreizer (1 ) umfasst im gezeigten Beispiel zwei Keilelemente (2), welche jeweils eine den Kontaktenden (4) zugewandte Spitze (3) aufweisen. Die Keilelemente sind über einen Grundkörper (7) miteinander verbunden und derart zueinander beab- standet, dass zwischen den Spitzen (3) eine lichte Weite vorliegt, welche zur Auf nahme eines Kontaktpaares, also zwei in späteren Fertigungsschritten miteinander elektrisch leitend zu verbindenden Kontaktenden (4), geeignet ist. Zwischen den Kei lelementen (2) ist ein Aufnahmeraum (A) definiert, welcher mindestens eine lichte Weite, wie zwischen den Spitzen (3) aufweist, um die Kontaktenden (4) aufzuneh men. Um ebenfalls für die äußeren Kontaktenden (4) beziehungsweise hier Kontakt paare der Doppellagen einen Aufnahmeraum (A) bereitzustellen, weist der Spreizer zusätzliche Begrenzungen (6) auf, die sich in axialer Richtung mit einem entspre chenden Abstand von den Keilelementen (2) erstrecken.

In Fig. 1 sind der Grundkörper (7), die Keilelemente (2) sowie die Begrenzungen (6) einteilig ausgebildet. Die Keilelemente (2) weisen eine relativ einfache Geometrie auf und sind symmetrisch ausgeführt, wodurch eine verhältnismäßig einfach einteilige Herstellung ermöglicht ist.

Bei einer axialen Absenkung des Spreizers (1 ) in Richtung der Kontaktenden (4) tau chen die Spitzen (3) zwischen die Doppellagen der Kontaktenden (4) beziehungs weise der nicht isolierten Bereiche (4.1 ) ein. Beim weiteren Absenken des Spreizers

(1 ) werden in dem dargestellten Beispiel die beiden mittleren Kontaktenden (4) nicht verformt und gerade in den Aufnahmeraum (A) zwischen den Keilelementen (2) auf genommen. Die äußeren Kontaktenden (4) kommen mit den Keilelementen (2) in Kontakt und gleiten an diesen entlang. Aufgrund der sich vergrößernden Breite der Keilelemente (2) in axialer Richtung werden die Kontaktenden (2) in radialer Richtung abgelenkt und in die Richtung entsprechend verformt. Je tiefer die Keilelemente (2) zwischen die Kontaktenden (4) eintauchen, desto weiter werden die Kontaktenden

(2) nach radial außen verformt. Sobald die Kontaktenden (2) eine bestimmte Verfor mung in radialer Richtung erfahren haben, kommen sie mit den Begrenzungen (6) in Kontakt und eine weitere Verformung wird durch die Begrenzungen (6) in axialer Richtung umgelenkt, um die nicht isolierten Bereiche (4.1 ) parallel auszurichten.

Fig. 2 zeigt einen Spreizer (1 ) ähnlich der Fig. 1 , weshalb obige Beschreibung analog anwendbar ist.

Im Unterschied zu Fig. 1 ist der Spreizer (1 ) in Fig. 2 mehrteilig ausgebildet. Die Keil elemente (2) sind jeweils einzeln ausgeführt und werden in radialer Richtung be nachbart angeordnet und mit dem Grundkörper (7) verbunden. Ebenso sind die Be grenzungen (6) separat ausgeführt und mit dem Grundkörper (7) verbunden. Um die Aufnahmeräume (A) zu gewährleisten, kann der Abstand zwischen den Keilelemen ten (2) beziehungsweise zwischen Keilelement (2) und Begrenzung (6) über die Ver bindung mit dem Grundkörper (7) und/oder über an den Keilelementen (2) vorgese henen Absätzen, wie dargestellt, erfolgen.

Es sind fünf Keilelemente (2) vorgesehen, um in diesem Ausführungsbeispiel die Kontaktenden (4) jeweils einzeln aufzuweiten. Hierzu sind die Spitzen (3) im Ver gleich zu Fig.1 entsprechend näher zueinander angeordnet. Durch die breiter wer denden Keilelemente (2) und die benötigten Aufnahmeräume (A) ergeben sich Keil elemente mit entsprechend gebogenen Verläufen. Auch sind die Keilelemente (2) nicht symmetrisch ausgeführt, wodurch eine größere Verformung in die hier radial äußere Richtung erfolgt, wodurch gegebenenfalls der vorhandene Bauraum besser genutzt werden kann.

Ein weiterer Unterschied in Fig. 2 sind die Einlaufschrägen (4.2) die an den nicht iso lierten Bereichen (4.1 ) der Kontaktenden (4) vorgesehen sind. Durch die Einlauf schrägen (4.2) wird der Abstand zwischen den oberen Enden der Kontaktenden (2) vergrößert, wodurch das Positionieren sowie Eintauchen der Spitzen (3) beim Ab senken der Keilelemente (2) erleichtert wird.

Anstelle der dargestellten sechs Lagen können auch mehr, wie beispielsweise acht oder zehn, oder weniger, wie vier, Lagen vorgesehen werden, wobei die Anzahl und Form der Keilelemente (2) entsprechend angepasst wäre. Auch ist ein symmetrischer Aufbau der Keilelemente (2) nicht zwingend. Fig. 3A zeigt eine Ausführungsform eines Führungselements (10) für eine erfin dungsgemäße Vorrichtung. Das Führungselement (10) ist scheibenförmig ausgeführt und weist über seinen Umfang verteilte Aussparungen (1 1 ) auf, durch diese jeweils die entsprechenden Reihen (KR) der Kontaktenden (4) durchtreten können.

Fig. 3B und Fig. 3C zeigen jeweils einen Teilausschnitt eines Führungselements (10) gemäß Fig. 3A im Bereich einer Aussparung (1 1 ) in verschiedenen Ansichten.

Es ist ein Schnitt in radialer Richtung - Fig. 3B - beziehungsweise eine Ansicht von oben - Fig. 3C - gezeigt, wobei Kontaktenden (4), welche teilweise mit den nicht iso lierten Bereichen (4.1 ) durch die Aussparung (1 1 ) durchgetreten sind, durch das Füh rungselement (10) geführt sind. Die Aussparung (1 1 ) weist parallel zu der Reihe (KR) der Kontaktenden (4) verlaufende radiale Seitenwände (1 1 .1 ) sowie in tangentialer Richtung verlaufende Stirnwände (1 1 .2) auf. Um eine die Kontaktenden (4) in tan gentialer Richtung zu führen, ist die lichte Weite der Aussparung (1 1 ) und somit der Abstand zwischen den Seitenwänden (1 1 .1 ) nicht viel größer als die tangentiale Ab messung der Kontaktenden (4), vorzugsweise nicht größer als die doppelte Breite der Kontaktenden (4), ausgebildet. Die lichte Weite zwischen den Stirnwänden (1 1 .2) ist deutlich größer ausgebildet, als die radiale Erstreckung der Reihe (KR) der direkt benachbarten Kontaktenden (4), um nach der radialen Verformung der Kontaktenden (4) noch einen Durchtritt durch die Aussparung (1 1 ) und damit ein Abheben des Füh rungselements (10) zu ermöglichen. Die lichte Weite zwischen den Stirnwänden (1 1 .2) sollte hierbei mindestens um die Summe der maximalen Breiten der die Auf nahmeräume (A) in radialer Richtung begrenzenden Keilelemente (2) größer sein. Es ist ebenfalls möglich die Aussparung (1 1 ) nur mit einer Stirnwand (1 1 .2) vorzusehen und auf der Gegenseite radial nach innen oder außen offen auszuführen.

Eine schematische Ansicht von Teilen einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung sind in Fig. 4 gezeigt. Hier ist ebenfalls ein Stator (5) mit aus die sem in Reihen (KR) vorstehenden und aufzuweitenden Kontaktenden (4) in einer Ansicht von oben gezeigt. Der Stator (5) zum einen durch ein inneres Halteelement (8) vorpositioniert und zusätzlich durch, in diesem Beispiel zwei, äußere Halteele mente (8), welche vom Zentrum beziehungsweise der Drehachse (Z) des Stators (5) in radialer Richtung bewegbar sind. Die Halteelemente (8) sind mit einem Gestell (9) verbunden.

In diesem Beispiel wird der Stator (5) zunächst auf das innere Halteelement (8) auf geschoben, wobei die äußeren Halteelemente (8) in einer geöffneten Stellung sind. Anschließend werden die äußeren Halteelemente (8) in radialer Richtung aufeinan der zu bewegt, um den Stator (5) zwischen ihnen zu klemmen und somit zu halten. Anstelle der äußeren Haltebacken als Halteelemente (8) kann das Prinzip auch um gekehrt mit inneren beweglichen Haltebacken ausgeführt werden. Genauso kann eine Vorrichtung ohne ein festes Halteelement nur mit inneren und/oder äußeren beweglichen Haltebacken als Halteelemente (8) ausgeführt werden, wodurch die Vorrichtung flexibler für unterschiedlich dimensionierte Bauteile verwendet werden kann. Allgemein sind mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Halteelemente (8) bevorzugt, da hierdurch eine gleichmäßigere Kraftverteilung erfolgt. Weiter alter nativ können die Haltelemente (8) auch in spätere Montagemittel eingreifen, mit de nen der Stator (5) bei der Montage mit einer elektrischen Maschine oder einem Ge häuse oder dergleichen verbunden wird.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungen eingeschränkt. Es kön nen wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgesehen wer den.

Bezuqszeichen

1 Spreizer

2 Keilelement

3 Spitze

4 Kontaktende

4.1 nicht isolierter Bereich

4.2 Einlaufschräge

5 Stator

6 Begrenzung

7 Grundkörper

8 Halteelement

9 Gestell

10 Führungselement

1 1 Aussparung

1 1 .1 Seitenwand

1 1 .2 Stirnwand

A Aufnahmeraum

KR Reihe (von Kontaktenden)

Z Drehachse