A process for the production of hairpin stators for electrical engines with a cutting sequence

Abstract

The present invention relates to a process for producing a formed conductor wire piece 100, the process com-prising the process steps: a) providing a conductor wire 501 made from a conductive material, - wherein the conductor wire 501 has a conductor wire surface, - wherein the conductor wire has a cross-section with a rectangular shape comprising opposing sides A / A'and B / B'and - wherein the conductor wire surface is to at least 50%coated with an electrical insulation; b) separating the conductor wire 501 to obtain a longitudinal conductor wire piece, - wherein the longitudinal conductor wire piece comprises a first end 102 and a second end 104; c) forming the longitudinal conductor wire piece to a formed conductor wire piece 100 that comprises a first leg 101 with the first end 102, a second leg 103 with the second end 104 and a bridging portion 105 that connects the first leg 101 and the second leg 103; wherein the separation of the conductor wire 501 in process step b) comprises the process steps: b1) squeezing the conductor wire 501 on the two opposing sides A and A' of the conductor wire 501 to obtain a notch 502, 503 on these two opposing sides, each notch 502, 503 - running in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductor wire 501, and - comprising a first end 502a, 503a at one edge of the conductor wire 501 and a second end 502b, 503b at another edge of the conductor wire 501; b2) removing at least part 504 of the conductive material at the first end 502a, 503a and the second end 502b, 503b of each notch 502, 503, thereby also forming notches 505, 506 on the two opposing sides B and B' of the conductor wire 501 that also run in a direction substantially perpendicular to the longitu-dinal direction of the conductor wire 501 and thereby reducing the cross-sectional area of the conductor wire 501 in the area of the notches 502, 503, 505, 506; b3) cutting the conductor wire 501 in the area of the notches 502, 503, 505, 506 to obtain the longitudinal conductor wire piece. The invention also relates to a process for producing an assembly of a plurality of formed conductor wire pieces, preferably to a process for producing an assembly of formed conductor wire pieces having the shape of hairpin, even more preferably to a process for producing a stator for electric machines in a hairpin construc-tion, to a cutting device for cutting a conductor wire and to the use of such a cutting device.

Description

A process for the production of hairpin stators for electrical engines with a cutting sequenceField of the invention

[0001] The invention pertains to a process for producing a formed conductor wire piece, preferably to a process for producing a formed conductor wire piece having the shape of a hairpin, to a process for producing an assembly of formed conductor wire pieces, preferably to a process for produc-ing an assembly of a plurality of formed conductor wire pieces having the shape of hairpin, even more preferably to a process for producing a stator for electric machines in a hairpin construction, to a cutting device for cutting a conductor wire and to the use of such a cutting device.Background

[0002] Stators for electric machines in a hairpin construction are nowadays often found in drive engines, particularly in the automotive sector. With this production technique, a profile wire, usually a rectangular wire, is first bent into a U-shape, which can also be referred to as a conductor clip or “hairpin” . The legs of this hairpin are then arranged in a circle and inserted into the slots of a laminated stator core. In the next step, the free ends of the legs are twisted concentrically about the stator axis by a defined angle on the rear side of the stator, with all free ends that are on a certain diameter, i.e. on one layer of the winding, being twisted alternately clockwise and coun-terclockwise. This process is also known as “twisting” . Free ends that come to rest next to each other due to the twisting are welded and, depending on the winding scheme, so-called intercon-necting bridges are placed on the winding head and welded to the free ends in order to connect the conductor clips to form an overall winding. Optionally, the free ends are then insulated and the entire stator is impregnated. This technology can be highly automated and achieves a high copper fill factor, i.e. a high ratio of the area covered by the conductor to the groove area. The fill factor of hairpin stators is, due to the rectangular cross-section and the small number of turns, approx. 73%and is thus considerably higher than with the classic winding methods (45-50%, depending on the insulation thickness) . Hairpin stators are therefore particularly suitable for the manufacture of electric machines in the automotive sector, in particular for the manufacture of drive units.

[0003] The copper wire used to make the hairpins is usually coiled in the form of a coil and is preferably uncoiled from this coil in a continuous process. As a result, the copper wire has a certain amount of pre-curvature, which must first be eliminated before forming the hairpin-structures. Longitu-dinal copper wire pieces of a certain length are then cut from the free end of the stretched copper wire provided in this way, from which the hairpins are then formed in a subsequent process step.

[0004] A cutting device intended for this purpose is described, for example, in KR 10 2591128 B1. It comprises a first frame having an H-shaped first opening and a second frame coupled to the first frame on an upper side of the first frame and having a second H-shaped opening corresponding to the first opening, wherein the copper wire to be cut is fixed between the first frame and the second frame. The cutting device further comprises a third frame passing through the first open-ing and the second opening from an upper side of the second frame. If that frame moves down-wards, the copper wire is cut, wherein a part of the copper wire in the cutting area falls down-wards. This, however, leads to a certain loss of material.

[0005] Objects

[0006] The present invention was based on the object of overcoming the disadvantages resulting from the prior art in connection with the production of formed conductor wire pieces, particularly with formed conductor wire piece having the shape of a hairpin.

[0007] In particular, the present invention was based on the object of providing a process and a device for producing a formed conductor wire piece from a conductor wire that is coated with an elec-trical insulation, the formed conductor wire piece comprising a first leg, a second leg and a bridging portion that connects the first leg and the second leg, particularly for producing a formed conductor wire piece having the shape of a hairpin, wherein longitudinal copper wire pieces of a certain length can be cut from a stretched copper wire with the least possible force and in the greatest possible number per unit of time. The material loss during this cutting process should be as low as possible. In addition, the obtained longitudinal copper wire pieces should be characterised by the most uniform possible shape of the cutting surfaces. Preferably, the cutting surfaces should have a shape that, in case of a copper wire having a rectangular shape, tapers on all sides of the coper wire and tapers in its cross-sectional area, so that hairpins formed from these longitudinal copper wire pieces can later be inserted more easily into the slots or a stator.

[0008] Preferred embodiments of the invention

[0009] A contribution to at least partly solving at least one, preferably more than one, of the above objects is made by the independent claims. The dependent claims provide preferred embodi-ments which contribute to at least partly solving at least one of the objects.

[0010] |1a| A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is made by a 1st embodiment of a process 1 for producing a formed conductor wire piece, preferably to a process for producing a formed conductor wire piece having the shape of a hairpin, the process comprising the process steps:

[0011] a) providing a conductor wire made from a conductive material, preferably a copper wire,

[0012] - wherein the conductor wire has a conductor wire surface,

[0013] - wherein the conductor wire has a cross-section with a rectangular shape compris-ing opposing sides A / A’ and B / B’ and

[0014] - wherein the conductor wire surface is to at least 50%coated with an electrical insulation;

[0015] b) separating the conductor wire to obtain a longitudinal conductor wire piece,

[0016] -wherein the longitudinal conductor wire piece comprises a first end and a second end;

[0017] c) forming the longitudinal conductor wire piece to a formed conductor wire piece (100) that comprises a first leg with the first end, a second leg with the second end and a bridging portion that connects the first leg and the second leg;

[0018] wherein the separation of the conductor wire in process step b) comprises the process steps:

[0019] b1) squeezing the conductor wire on the two opposing sides A and A’ of the conductor wire to obtain a notch on these two opposing sides, each notch

[0020] - running in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductor wire, and

[0021] - comprising a first end at one edge of the conductor wire and a second end at another edge of the conductor wire;

[0022] b2) removing at least a part of the conductive material at the first end and the second end of each notch, thereby also forming notches on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire that also run in a direction substantially perpendicular to the longitudi-nal direction of the conductor wire and thereby reducing the cross-sectional area of the conductor wire in the area of the notches;

[0023] b3) cutting the conductor wire in the area of the notches to obtain the longitudinal conductor wire piece.

[0024] |2a| According to a preferred embodiment of process 1, separation of the conductor wire in process step b) is accomplished by means of a cutting device that comprises a first cutting unit, a second cutting unit, a third cutting unit and a fourth cutting unit, wherein the first cutting unit is located opposite to the second cutting unit and the third cutting unit is located opposite to the fourth cutting unit, wherein

[0025] - the first cutting unit comprises a first stamp for creating the notch into side A of the conductor wire in process step b1) as well as a first knife and a second knife for remov-ing at least a part of the conductive material at the first end and the second end of each notch in process step b2) ;

[0026] - the second cutting unit comprises a second stamp for creating the notch into side A’ of the conductor wire in process step b1) ;

[0027] - the third cutting unit and the fourth cutting unit each comprise a knife for cutting the conductor wire in process step b3) .

[0028] This preferred embodiment is a 2nd embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on the 1st embodiment.

[0029] |3a| According to a further preferred embodiment of process 1,

[0030] - the first cutting unit and the second cutting unit are adapted and arranged to be movable towards one another while approaching opposing sides A and A’ in order to squeeze the conductor wire on the two opposing sides A and A’ in process step b1) ;

[0031] - the third cutting unit and the fourth cutting unit are adapted and arranged to be movable towards one another while approaching opposing sides B and B’ of the conductor wire (501) in order to cut the conductor wire in process step b3) .

[0032] This preferred embodiment is a 3rd embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on the 2nd embodiment.

[0033] |4a| According to a further preferred embodiment of process 1, the first cutting unit is adapted and arranged to be movable towards side A of the conductor wire, wherein

[0034] - in a first step the first stamp together with the first knife and the second knife approach surface A and the second stamp approaches surface A’ of the conductor wire to squeeze the conductor wire and to obtain the notches on sides A and A’ , respectively, wherein the first stamp is subsequently moved away from surface A of the conductor wire to allow a free access to notch;

[0035] - in a second step the first knife and the second knife move further in the direction they have been moved in the first step to remove at least a part of the conductive material at the first end and the second end of the notches, thereby also forming notches on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire.

[0036] This preferred embodiment is a 4th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on the 2nd or the 3rd embodiment.

[0037] |5a| According to a further preferred embodiment of process 1, when a conductor wire is introduced into the cutting device

[0038] - the first cutting unit is located above the conductor wire,

[0039] - the second cutting unit is located below the conductor wire,

[0040] - the third cutting unit is located on the left side of the conductor wire, and

[0041] - the fourth cutting unit is located on the right side the conductor wire.

[0042] This preferred embodiment is a 5th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 2nd to the 4th embodiment.

[0043] |6a| According to a further preferred embodiment of process 1, the first, the second, the third and the fourth cutting unit are movable towards the conductor wire by means of a lead screw. This preferred embodiment is a 6th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 2nd to the 5th embodiment.

[0044] |7a| According to a further preferred embodiment of process 1, the maximum depth dmax of the notches obtained in process step b1) is in the range from 5 to 48 %of the thickness d of the conductor wire, preferably in the range from 10 to 45 %and even more preferably in the range from 15 to 35 %, thickness d being the thickness determined in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the notches. This preferred embodiment is a 7th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 6th embod-iment.

[0045] |8a| According to a further preferred embodiment of process 1, the smallest cross-sectional area of the conductor wire after performing process step b2) is in the range from 10 to 50 %of cross-sectional area of the conductor wire (501) before performing process step b1) , preferably in the range from 15 to 40 %and even more preferably in the range from 20 to 30 %. This preferred embodiment is an 8th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 7th embodiment.

[0046] |1b| A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by a 1st embodiment of a process 2 for producing an assembly of formed conductor wire pieces, the process comprising the process steps:

[0047] a) -c) providing a plurality of formed conductor wire pieces, each formed conductor wire piece being produced by a process according to the present invention, preferably by process 1 according to any of the 1st to the 8th embodiment;

[0048] d) arranging the formed conductor wire pieces of this plurality of formed conductor wire pieces relative to each other to obtain an assembly of formed conductor wire pieces, wherein this arrangement is accomplished in such a way that the legs of the formed conductor wire pieces of this plurality of formed conductor wire pieces are orientated in basically the same direction;

[0049] e) providing an electrical contact between the first end or the second end of a given of formed conductor wire piece and the first end or the second end of another formed conductor wire piece.

[0050] |2b| According to a further preferred embodiment of process 2, in process step d) the formed conductor wire pieces are arranged in one or more circles, wherein in case of more than one circle these circles are formed in a concentric arrangement. This preferred embodiment is a 2nd embodiment of process 2 according to the present invention, that preferably depends on the 1st embodiment.

[0051] |3b| According to a further preferred embodiment of process 2, in in process step e) the contacts are formed for all formed conductor wire pieces that are located within in a given circle of formed conductor wire pieces, thereby forming one or more electrically conductive windings. This preferred embodiment is a 3rd embodiment of process 2 according to the present invention, that preferably depends on the 1st or the 2nd embodiment.

[0052] |1c| A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by a 1st embodiment of a cutting device for cutting a conductor wire, the conductor wire comprising a conductive material and having a cross-section with a rectangular shape compris-ing opposing sides A / A’ and B / B’ , wherein the device comprises a first cutting unit, a second cutting unit, a third cutting unit and a fourth cutting unit, wherein the first cutting unit is located opposite to the second cutting unit and the third cutting unit is located opposite to the fourth cutting unit, wherein

[0053] - the first cutting unit comprises a first stamp and the second cutting unit comprises a second stamp, wherein these stamps and are adapted and arranged for creating a notch into side A and side A’ of a conductor wire that is introduced into the cutting device, these notches

[0054] - running in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductor wire, and

[0055] - comprising a first end at the one edge of the conductor wire and a second end at another edge of the conductor wire;

[0056] - the third cutting unit and the fourth cutting unit each comprise a knife for cutting the conductor wire;

[0057] wherein the first cutting unit further comprises a first knife and a second knife, these knifes being adapted and arranged to remove at least a part of the conductive material at the first end and the second end of each notch provided by means of the stamp, thereby also forming notches on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire that also run in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductor wire and thereby reducing the cross-sectional area of the conductor wire in the area of the notches.

[0058] |2c| According to a preferred embodiment of the cutting device,

[0059] - the first cutting unit and the second cutting unit are adapted and arranged to be movable towards one another while approaching opposing sides A and A’ in order to squeeze the conductor wire on the two opposing sides A and A’ ;

[0060] - the third cutting unit and the fourth cutting unit are adapted and arranged to be movable towards one another while approaching opposing sides B and B’ of the conductor wire in order to cut the conductor wire.

[0061] This preferred embodiment is a 2nd embodiment of the cutting device according to the present invention, that preferably depends on the 1st embodiment.

[0062] |3c| According to a further preferred embodiment of the cutting device, the first cutting unit is movable towards side A of the conductor wire, wherein the first cutting unit is adapted an arranged in such a way that

[0063] - in a first step the first stamp together with the first knife and the second knife can ap-proach surface A and the second stamp can approach surface A’ of the conductor wire to squeeze the conductor wire and to obtain the notches on sides A and A’ , respectively, wherein the first stamp can subsequently be moved away from surface A of the con-ductor wire to allow a free access to notch;

[0064] - in a second step the first knife and the second knife can move further in the direction they have been moved in the first step to remove at least a part of the conductive mate-rial at the first end and the second end of the notches, thereby also forming notches on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire.

[0065] This preferred embodiment is a 3rd embodiment of the cutting device according to the present invention, that preferably depends on the 1st or the 2nd embodiment.

[0066] |4c| According to a further preferred embodiment of the cutting device, when a conductor wire is introduced into the cutting device,

[0067] - the first cutting unit is located above the conductor wire,

[0068] - the second cutting unit is located below the conductor wire,

[0069] - the third cutting unit is located on the left side of the conductor wire, and

[0070] - the fourth cutting unit is located on the right side the conductor wire.

[0071] This preferred embodiment is a 4th embodiment of the cutting device according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 3rd embodiment.

[0072] |5c| According to a further preferred embodiment of the cutting device, the first, the second, the third and the fourth cutting unit are movable towards the conductor wire by means of a lead screw. This preferred embodiment is a 5th embodiment of the cutting device according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 4th embodiment.

[0073] |1d| A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by the use of the cutting device according to the present invention, preferably of the cutting device according to any of the 1st to the 5th embodiment in a process for the production of a formed conductor wire piece, preferably in process 1 according to any of the 1st to the 8th em-bodiment or in a process for the production of an assembly of formed conductor wire pieces, preferably in process 2 according to any of the 1st to the 3rd embodiment.Detailed description of the invention

[0074] The present disclosure can be understood more readily by reference to the following detailed description taken in connection with the accompanying figures and examples, which form a part of this disclosure. It is to be understood that this disclosure is not limited to the specific devices, methods, applications, conditions or parameters described and / or shown herein, and that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments by way of example only and is not intended to be limiting of the scope of the present disclosure. Also, as used herein, the singular forms “a, ” “an, ” and “the” include “at least one” and a plurality. Further, reference to a plurality as used in the specification including the appended claims includes the singular “a, ” “an, ” “one, ” and “the, ” and further includes “at least one. ” Further still, reference to a particular numerical value in the specification including the appended claims includes at least that particular value, unless the context clearly dictates otherwise.

[0075] The term “plurality” , as used herein, means more than one. When a range of values is expressed, another example includes from the one particular value and / or to the other particular value. Similarly, when values are expressed as approximations, by use of the antecedent “about, ” it will be understood that the particular value forms another example. All ranges are inclusive and combinable.

[0076] The term “substantially, ” “approximately, ” and derivatives thereof, and words of similar import, when used to describe sizes, shapes, spatial relationships, distances, directions, and other similar parameters includes the stated parameter in addition to a range up to 10%more and up to 10%less than the stated parameter, including up to 5%more and up to 5%less, including up to 3%more and up to 3%less, including up to 1%more and up to 1%less.

[0077] Process step a.

[0078] In process step a. of the process for producing a formed conductor wire piece according to the present invention a conductor wire made from a conductive material, preferably a copper wire, is provided, wherein the conductor wire has a conductor wire surface, wherein the conductor wire has a cross-section with a rectangular shape comprising opposing sides A / A’ and B / B’ and wherein the conductor wire surface is to at least 50%, preferably at least 75%and more prefer-ably at least 95%, coated with an electrical insulation. The wire surface that is coated with the electrical insulation is the perimeter surface of the conductor wire that surrounds the conductor wire in a direction parallel to the longitudinal axis of the conductor wire.

[0079] The length of side A of the rectangular cross-sectional area A × B is preferably in a range from 2 to 6 mm, more preferably in a range from 2.5 to 5 mm, and even more preferably in a range from 3.3 to 4 mm and the length of side B is preferably in a range from 1 to 5 mm, more prefer-ably in a range from 1.3 to 4 mm, and even more preferably in a range from 1.5 to 3 mm. Fur-thermore, the length of sides A and B defining the cross-sectional rectangular shape of the con-ductor wire may differ from each other by at least 0.25 mm, by at least 0.5 mm or by at least 1 mm.Suitable examples of conductor wires are conductor wires, preferably coppers wires, having a cross-sectional size of 4 × 3 mm or 3.3 × 1.5 mm.

[0080] The conductive material on which the conductor wire is based is preferably a metal selected from the group consisting of copper, iron, gold, aluminum, silver and combinations of at least two of these metals, wherein copper is particularly preferred. The most preferred conductor wire is thus a copper wire.

[0081] The electrical insulation that covers at least a part of the conductor wire surface may be based on any material, such as enamel, paper, polymer, fiberglass, mica, and combinations thereof. In one specific example, the electrical insulation may be a polyamide-imide film. Also, the method for coating the conductor wire may be any method as long as it is a method that is normally used as an insulation coating method such as immersion, electrodeposition coating, oxide filming, or plating. Copper wires coated with such an electrical insulating that are suitable to be used in process step a. are commercially available from Hitachi Cable America, Inc. of White Plains, New York.

[0082] Providing the conductor wire in process step a. is preferably accomplished by means of a con-tinues process in which a conductor wire that is wound on a reel and is continuously unwound from this reel by means of a feeding element and is subsequently straightened in several stages to reduce residual curvature and residual stresses. The process of providing a conductor wire may also include an additional step in which the electrical insulation of the conductor wire is partially stripped (removed) after the straightening process, preferably in regular intervals. Both laser-based and mechanical processes are used here to at least partially remove the electrical insolation.

[0083] Process step b.

[0084] In process step b. of the process for producing a formed conductor wire piece according to the present invention the conductor wire provided in process step a. is separated to obtain a longi-tudinal conductor wire piece, preferably a plurality of longitudinal conductor wire pieces, wherein the longitudinal conductor wire piece or each longitudinal conductor wire piece in the plurality of longitudinal conductor wire pieces comprises a first end and a second end. Preferably, separation is carried out within the stripped area of the conductor wire, preferably essentially centrally within this stripped area, so that the resulting longitudinal wire piece is stripped to a certain length at its first and its second end –this length depending on the length of the area of the conductor wire stripped in process step a. .

[0085] The length of the longitudinal conductor wire piece or the length of each longitudinal conductor wire piece in the plurality of longitudinal conductor wire pieces that is produced in process step b. depends on the shape of the formed conductor piece, preferably on the shape of the hairpin, that is to be formed in process step c..

[0086] Process step b. may additionally comprise a process step in which the ends of the longitudinal conductor wire piece are sharpened or chamfered for an easier arrangement of the formed con-ductor wire piece, preferably of the hairpin, in the slots of a stator as described later.

[0087] Process step c.

[0088] In process step c. of the process for producing a formed conductor wire piece according to the present invention the longitudinal conductor wire piece is formed to obtain a formed conductor wire piece that comprises a first leg with a first end, a second leg with a second end and a bridg-ing portion that connects the first leg and the second leg, preferably to a hairpin. Preferably, formation is performed in such a way that a formed conductor wire piece is obtained in which the first and the second leg basically show in the same direction and are aligned substantially parallel to each other.

[0089] According to one embodiment of the process according to the present invention the formed con-ductor wire piece is characterized by a two-dimensional structure in such a sense that the two legs extend in one plane. According to another embodiment of the process according to the pre-sent invention the formed conductor wire piece is characterized by a three-dimensional structure in such a sense that the two legs extend in two parallel planes offset from each other, this em-bodiment being particularly preferred. In order to obtain such a three-dimensional form, the bridging portion that connects the first and the second leg has the shape of a twisted “U” . An example of such a 3D-structured hairpin in shown in Fig. 1.

[0090] Forming of the longitudinal conductor wire piece can be accomplished by any method the person skilled in the art would consider to be suitable from forming a conductor wire such as a copper wire. Preferred forming methods comprise CNC-bending, swivel bending, press brake bending, free bending and a combination of at least two of these approaches. CNC-bending allows 2D-and 3D-bending of the conductor wire. The conductor wire is bent directly by a single or multiple bending tools into the desired final contour. When using swivel bending, the conductor wire is positioned on a stop system, in which an upper beam clamps the copper wire against a lower beam. These bending clamps give the conductor wire the required 2D-geometry. The desired 3D-geometry can be obtained by combining the swivel bending processes with die bending pro-cesses or free bending processes. When using press brake bending, the 2D-bent hairpin is posi-tioned on a die. The 3D-shape is subsequently imparted to the hairpin by downward movement of a press brake. When using free bending, one leg of the 2D-bent hairpin is placed between an upper and a lower cheek. A gripper then takes the free hairpin-leg and pulls the hairpin apart in order to obtain the desired 3D-shape.

[0091] It should be noted that in the process according to the present invention process step c. not nec-essarily has to be carried out after process step b. but can also be performed before process step b. In that case, first a formed conductor wire piece is prepared at the free end of the conductor wire provided in process step a. and after that formed conductor wire piece has been made, it is separated from the conductor wire to obtain the formed conductor wire piece that in process step d. is then used to prepare an assembly of formed conductor wire pieces.

[0092] The process according to the present invention is now characterized in that the separation of the conductor wire in process step b) comprises the process steps:

[0093] b1) squeezing the conductor wire on the two opposing sides A and A’ of the conductor wire to obtain a notch on these two opposing sides, each notch

[0094] - running in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductor wire, and

[0095] - comprising a first end at one edge of the conductor wire and a second end at another edge of the conductor wire;

[0096] b2) removing at least a part of the conductive material at the first end and the second end of each notch, thereby also forming notches on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire that also run in a direction substantially perpendicular to the longitudi-nal direction of the conductor wire and thereby reducing the cross-sectional area of the conductor wire in the area of the notches;

[0097] b3) cutting the conductor wire in the area of the notches to obtain the longitudinal conductor wire piece.

[0098] The method according to the present invention is characterised in that the conductor wire having a rectangular cross-sectional shape is not cut in a single process step by means of a cutting or punching tool (as known from KR 10 2591128 B1, for example) , but in a three-stage process. In this process, in a first step two notches that run across the width of the conductor wire are pressed into the wire at the intended cutting point, preferably on the top and bottom sides of the conduc-tor wire, for example using a stamp. Then, in a second process step, a part of the conductive material of the conductor wire is removed from both sides of the respective notches by means of a cutting device in such a way that a notch is also formed on the remaining sides of the con-ductor wire (the conductor wire is thus surrounded by a continuous notch or indentation at the intended cutting point, so that the remaining cross-sectional area in this region is smaller than in other regions of the conductor wire) . In a third process step, the conductor wire is then cut at this tapered point.

[0099] The cutting device used in the process according to the present invention comprises a first, a second, a third and a fourth cutting unit, these cutting units preferably being arranged in a top, bottom, left and right position. The first cutting unit preferably comprises first stamp for creating the notch into side A of the conductor wire in process step b1) as well as a first knife and a second knife for removing at least a part of the conductive material at the first end and the second end of each notch in process step b2) . In this context it is preferred that the first stamp on the one side and the first and the second knife on the other side are movable towards side A of the conductor wire in an independent manner. The second cutting unit comprises a second stamp for creating the notch into side A’ of the conductor wire in process step b1) and the third cutting unit and the fourth cutting unit each comprise a knife for finally cutting the conductor wire in process step b3) .

[0100] Preferably, the knifes of the first cutting unit comprise tapered cutting blades which, when moved perpendicular to the longitudinal axis of the conductor wire (preferably either in a movement from the top to bottom or vice versa) , make it possible to remove at least a part of the conductive material while creating a notch. The amount of conductive material removed in this way and also the depth of the notches created by means of these knifes depend on the exact shape of the cutting blades and also on how deeply these cutting blades engage in the conductor wire when moving perpendicular to the longitudinal axis of the conductor wire.

[0101] According to preferred embodiment of the above described cutting device, the first cutting unit and the second cutting unit are adapted and arranged to be movable towards one another while approaching opposing sides A and A’ in order to squeeze the conductor wire on the two opposing sides A and A’ in process step b1) and the third cutting unit and the fourth cutting unit are adapted and arranged to be movable towards one another while approaching opposing sides B and B’ of the conductor wire (501) in order to cut the conductor wire in process step b3) . In this context it is also preferred that the first and the second knife are not only adapted and arranged to be movable towards the conductor wire in a direction from the top to the bottom (or, vice versa, from the bottom to the top) , but also in a direction from the left to the right (or, vice versa, from the right to the left) , so as to allow the depth in which these knives remove at least a part of the conductive material (and thus also the depth of the notch prepared by these knifes in process step b2) ) to be adjusted.

[0102] In this context it is furthermore particularly preferred that the first cutting unit is adapted and arranged to be movable towards side A of the conductor wire, wherein in a first step the first stamp together with the first knife and the second knife approach surface A and the second stamp approaches surface A’ of the conductor wire to squeeze the conductor wire and to obtain the notches on sides A and A’ , respectively. The first knife if preferably located on one side of the first stamp and the second knife is located on the other side of the first stamp so that in process step b1) the first stamp together with the first knife and the second knife form the notch on surface A, the first stamp forming the middle portion of that notch and the first and the second knife forming the side portions of that notch. In a second step the first knife and the second knife move further in the direction that have been moved in process the first step to remove at least a part of the conductive material at the first end and the second end of the notches, thereby also forming notches on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire. Before approaching surface A, these knifes may be moved in a direction towards sides B and B’ of the conductor wire so as to adjust the depth in which the notches are formed on these sides if the knifes are moved downwards.

[0103] When a conductor wire is introduced into the cutting device, the first cutting unit is preferably located above the conductor wire, the second cutting unit is located below the conductor wire, the third cutting unit is located on the left side of the conductor wire, and the fourth cutting unit is located on the right side the conductor wire (the cutting units thus preferably be located at the 12 o’ clock, 3 o’ clock, 6 o’ clock and 9 o’ clock position of a watch) . Thus, in such an arrangement of cutting unites the notches are first created on the upper and lower side of the rectangular-shaped conductor wire, followed by the created of the notches on the left and the right side, followed by cutting the conductor wire when the second and the third cutting unit are moved towards to each other.

[0104] According to further preferred embodiment of the above-described cutting device the first, the second, the third and the fourth cutting unit are movable towards the conductor wire by means of a lead screw. Using such a lead screw allows the introduction of the notches in the first process step b1) of the cutting sequence to be performed in the desired depth, this depth also being dependent from the size of the cross-sectional area of the conductor wire. In this context it is preferred that the maximum depth dmax of the notches obtained in process step b1) is in the range from 5 to 48 %of the thickness d of the conductor wire, preferably in the range from 10 to 45 %and even more preferably in the range from 35 to 20 %, thickness d being the thickness deter-mined in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the notches. Moreover, the smallest cross-sectional area of the conductor wire after performing process step b2 is in the range from 10 to 50 %of cross-sectional area of the conductor wire (501) before performing process step b1) , preferably in the range from 15 to 40 %and even more preferably in the range from 20 to 30 %.

[0105] The cutting unit used in the process according to the present invention may further comprise a feeding unit. Such a feeding unit may comprise oppositely rotating rollers between which the conductor wire inserted into the cutting unit is clamped. The conductor wire is then inserted into the cutting device by rotating the rollers. When the conductor wire has reached the position within the cutting device that is predetermined for the position of the cutting operation to be carried out (which is preferably the centre of the area of the conductor wire in which the electrical insulation has been removed over a certain length) , the rotation of the rollers (or the clamping of the conductor wire between these two rollers) is interrupted. After the cut has been made, the conductor wire is moved back into the cutting unit to make the next cut.

[0106] A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by a formed conductor wire piece, preferably by a formed conductor wire piece having the shape of a hairpin, that is obtainable by that process.

[0107] A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by the use of such a formed conductor wire piece, preferably by the use of such a formed conductor wire piece having the shape of a hairpin, in a process for producing an assembly of a plurality of formed conductor wire pieces, preferably in a process for producing a stator for electric ma-chines in a hairpin construction, wherein the particulars of such a process are described below.

[0108] Process step d.

[0109] In process step d. of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention the formed conductor wire pieces obtained in process step c. are arranged relative to each other in such a way that the first leg of each of these formed con-ductor wire pieces and the second leg of each of these formed conductor wire pieces are orien-tated in basically the same direction. “Oriented in basically the same direction” is preferably understood in such a way that the longitudinal axis of the first leg and the second leg of each formed conductor wire piece run parallel to each other (thus, in case of n formed conductor wire pieces, the 2 × n legs preferably all run parallel to each other) . In this context it is also preferred that the first ends and the second ends of each of these formed conductor wire pieces are basically located in the same plane. The total amount of formed conductor wire pieces n that are arranged in process step d. depends on the desired size of the assembly and can be in the range from, for example, 25 to 3,000, in the range from 50 to 2,000 or in the range from 100 to 1,000.

[0110] Preferably, the formed conductor wire pieces are arranged in one or more circles, wherein in case of more than one circle these circles may be formed in a concentric arrangement. In this context it is particularly preferred that the plurality of formed conductor wire pieces is to be arranged within a stator core, preferably within a cylindrical stator core, the stator core compris-ing an outer perimeter surface, an inner perimeter surface and a plurality of slots formed between the inner perimeter surface and the outer perimeter surface, the inner perimeter surface defining an inner space, preferably an inner cylindrical space, that extends in an axial direction within the stator core, wherein the formed conductor wire pieces are placed in the slots of the stator core. The longitudinal axis of the legs of the formed conductor wire pieces, preferably the longitudinal axis of the legs of the hairpins, runs parallel to the axial direction in which the inner space of the stator core extends. Depending on the width of the slots, each slot can accommodate a certain number m of legs of the formed conductor wire pieces, preferably of formed conductor wire pieces having the shape of a hairpin, m preferably being an even number in the range from 2 to 12, more preferably in the range from 4 to 8. The slot-positions of the legs of the formed con-ductor wire piece within a given slot can be numbered from 1 (the slot-position furthest away to the inner space of the stator) to x (the slot-position closet to the inner space of the stator) . An example of a cylindrical stator core in which the formed conductor wire pieces obtained in pro-cess step c. can be placed is shown in Fig. 3.

[0111] Preferably, in such a stator core the formed conductor wire pieces, preferably the formed con-ductor wire pieces having the shape of a hairpin, form a number m / 2 of rings, each ring running in a circumferential direction with the first ring r1 being the ring closest to the inner cylindrical space and the last ring rm / 2 being furthest away from the inner cylindrical space, wherein the formed conductor wire pieces are arranged in these rings in such a way that the first leg of a given formed conductor wire piece is placed in one of the plurality of slots at slot-position y (wherein y may, for example, be position 1, position 3, position 5 etc. ) , and the second leg of the same formed conductor wire piece may be positioned in the another slot at a slot-position y + 1 (e.g., if the first leg is placed in position 1 of a first slot, the second leg is placed in position 2 of another slot) . The circumferential distance of the two slots in the stator core depends, for exam-ple, on the distance between the first and the second end of a given formed conductor wire piece. When placing the formed conductor wire pieces, preferably the formed conductor wire pieces having the shape of a hairpin, into the slots in such a way, a plurality of concentrically arranged rings of formed conductor wire pieces is obtained, the number of rings being m / 2. According to a particular embodiment of the process according to the present invention m is 4, 6, 8 or 10 and thus 2, 3, 4 or 5 rings for hairpins are present in the assembly. At the end of process step e. (which will be described below) each of these rings forms an electrically conductive stator wind-ing, these windings being arranged concentrically.

[0112] The stator core, preferably the cylindrical stator core, can be designed in one piece or in multiple pieces, in particular in multiple segments. A one-piece stator core is characterized in that the entire stator core is formed in one piece, viewed circumferentially. The stator core is preferably formed from a large number of electrical laminations that are electrically insulated from one another and are constructed in layers and packaged to form laminated cores. This structure keeps the eddy currents in the stator caused by the stator field low. The sheets are generally made of electrical steel and are stacked and packaged one on top of the other to form a stack. The indi-vidual laminations can then remain held together in the laminated core by gluing, welding or screwing. A segmented stator core is characterized in that it is made up of individual stator seg-ment parts. The stator core can be made up of individual stator tooth, with each individual stator tooth being formed from the electrical laminations. Stator teeth are components of the stator core which are designed as circumferentially spaced, tooth-like radially inwardly directed parts of the stator body, wherein the free space between two adjacent tooth forms the slots mentioned above.

[0113] In addition to these slots, the cylindrical stator core may also comprise separate cooling ducts, which can be integrated into the laminated core of the stator as disclosed in EP 3 157 138 A1 as well as in the slot in addition to the electrically conductive stator winding as disclosed in Markus Schiefer: ,,Indirect winding cooling of highly utilized permanently excited synchronous ma-chines with tooth coil winding” , dissertation, Karlsruhe Institute of Technology (KIT) , 2017) .

[0114] Before introducing the formed conductor wire pieces into the slots of the cylindrical stator core, these slots are preferably insulated. For that purpose, insulation paper is usually fed through a paper roll and is then continuously folded and cut into the respective shape. After the paper has been cut and folded, the insulation paper is inserted into the slots of the stator, preferably slot by slot. In a subsequent process step the insulation paper can be expanded using a forming die that moves to both sides of the stator and expands the slot insulation by applying heat.

[0115] With respect to the introduction of the formed conductor wire pieces, preferably of the formed conductor wire pieces having the shape of a hairpin, into such a cylindrical stator core, different approaches can be used. It is, for example, possible to introduce the formed conductor wire pieces one after another into the slots of the stator. However, according to a preferred embodi-ment of the process for producing an assembly according to the present invention, the plurality of formed conductor wire pieces, preferably the plurality of formed conductor wire pieces having the shape of a hairpin, are first assembled in such a way that the arrangement of the first and the second endings of all formed conductor wire pieces in that assembly corresponds to the arrange-ment of the slots of the cylindrical stator core, thereby forming a basket that comprises one or more rings (or crowns) of formed conductor wire pieces, preferably one or more rings of hairpins, wherein this basket (or each separate ring) is then introduced into the slots of the cylindrical stator core. A process for producing such a “pre-fitting nest” of hairpins is, for example, dis-closed in US 11, 652, 392 B2. An example of such a basket that comprises two concentrically arranged rings of formed conductor wire pieces having the shape of a hairpin is shown in Fig. 2.

[0116] It has to be noted that not all formed conductor wire pieces having the shape of a hairpin that are assembled in the cylindrical stator core must have exactly the same shape. Usually, two, three or more different types of hairpins can be assembled in the stator as it is disclosed, for example, in US 2014 / 319953 A1.

[0117] The assembly of the formed conductor wire pieces in the form of the above-described basket, preferably the assembly of the formed conductor wire pieces having the shape of a hairpin, may take place in a workpiece carrier or in a transfer device. Preferred assembly strategies comprise techniques such as turning or radial feed. All formed conductor wire pieces assembled in such a basket may then be aligned of a single level to the required electrical circuit. Subsequently, all formed conductor wire pieces of each level may be assembled into the cylindrical stator core with the help of an entering mask and a counter stay for hairpin guiding and an assembly gripper for hairpin inserting. After the formed conductor wire pieces or the assembly of formed conduc-tor wire pieces have been introduced into the slots of the stator core from one side of the stator core, the ends of the formed conductor wire pieces protrude from the opposite side of the stator.

[0118] Process step e.

[0119] In process step e. of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention an electrical contact is provided between the first end or the second end of a given formed conductor wire piece and the first end or the second end of another formed conductor wire piece. Preferably, these contacts are formed for all formed conductor wire pieces that are located within in a given circle (or ring) of formed conductor wire pieces, thereby forming one or more electrically conductive windings.

[0120] After the formed conductor wire pieces have been assembled, preferably after these formed con-ductor wire pieces have been assembled within a cylindrical stator core in the manner described in connection with process step d. above, conductive windings are formed by electrically con-necting the ends of the formed conductor wire pieces according to the desired winding scheme. For that purpose, an electrical contact is provided between the first or the second end of a given formed with the first or the second end of another formed conductor wire piece.

[0121] Before forming these contacts, the process may comprise the process step of radially separating the ends of the formed conductor wire pieces (= necking process) of to allow a better axial access to the twisting tool in the subsequent twisting step. In this necking process the ends of the formed conductor wire pieces may be radially shaped by a forming tool to create sufficient distance between them.

[0122] After this separation, the first and the second end of each formed conductor wire piece of the assembly, preferably the first end the second end of each formed conductor wire piece having the shape of a hairpin, are twisted according to the requirement of the desired winding scheme, so that the first or the second end of one formed conductor wire piece comes into close contact with the first or the second end of another formed conductor wire piece (= twisting process) . To achieve such a contact, the first leg of a given formed conductor wire piece is bonded into the direction in which the first or the second leg of the formed conductor wire piece with which the given formed conductor wire piece is to be connected and vice versa. When bending the ends of the formed conductor wire pieces in such a way, preferably an S-shaped structure of the ends is obtained. In this context it is particularly preferred that, after the formed conductor wire pieces are arranged in the cylindrical stator core, the formed conductor wire pieces are twisted in such a way that two connecting ends of different hairpins represent adjacent connecting ends (see Fig. 5) . For the purposes of the invention, adjacent connection ends are understood to be two con-nection ends that are nearest neighbors to each other and may even be adjacent to each other, i.e. may be in mechanical contact with each other as disclosed, for example, in DE 10 2017 201 533 A1 or in DE 2019 219 683 A1.

[0123] After the formed conductor wire pieces have been twisted as described above, the respective adjacent connection ends are electrically conductively connected to each other, e.g. by soldering, by welding or, which is also conceivable, by mechanical plug-in connections. It is particularly preferred to melt the surfaces of the copper ends by absorption of laser power and to then bind them together in the subsequent cooling process (Laser-welding) . If the adjacent connection ends have been connected to each other in an electrically conductive manner, they may subsequently be provided with an anti-corrosive insulation according to the invention, whereby the anti-corrosive insulation exclusively covers the connection ends.

[0124] To realize phase jumps and the winding connection, the process for producing an assembly of a plurality of formed conductor wire piece preferably comprises, as a further process step, the connection of switching elements or assemblies to the windings. This process is usually also carried out by a Laser-welding process. Examples of interconnection elements are contact rings, jumpers and terminals. A process for providing such connections is, for example, disclosed in DE 10 2018 009 206 A1.

[0125] A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by an assembly, preferably by a stator for electric machines in a hairpin construction, that is obtain-able by that process.

[0126] A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by electric machines comprising a stator in a hairpin construction obtainable by the process for producing a stator for electric machines in a hairpin construction and a rotor that is located in the inner cylindrical space of the stator.

[0127] The electric machine according to the invention can also include a motor housing. The motor housing encloses the electrical machine. In particular, the stator is accommodated in the motor housing and fixed in a rotationally fixed manner relative to it. A motor housing can also accom-modate the control and power electronics. The motor housing can also be part of a cooling sys-tem for the electrical machine and designed in such a way that cooling fluid is supplied via the motor housing to the electrical machine, in particular to the stator and cooling ducts present in the stator, and / or the heat is dissipated to the outside via the housing surfaces. In addition, the motor housing protects the electrical machine and any electronics that may be present from ex-ternal influences. A motor housing can be formed in particular from a metallic material. Advan-tageously, the motor housing can be formed from a cast metal material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the motor housing entirely or partially from a plastic.

[0128] A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by a device comprising moving parts driven by such an electric machine. The electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or all-electric motor vehicle. In particular, the electric machine may be dimensioned in such a way that vehicle speeds of more than 50 km / h, preferably more than 80 km / h and in particular more than 100 km / h can be achieved. The electric machine particularly preferably has a power of more than 30 kW, prefer-ably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. Furthermore, it is preferred that the electric machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.

[0129] The electrical machine can be installed in an electrically operable final drive train. An electric final drive train of a motor vehicle includes an electric machine and a transmission, the electric machine and the transmission forming a structural unit. Provision can in particular be made for the electric machine and the transmission to be arranged in a common drive train housing. Al-ternatively, it would of course also be possible for the electric machine to have a motor housing and the gearbox to have a gearbox housing, in which case the structural unit can then be affected by fixing the gearbox in relation to the electric machine. This structural unit is sometimes also referred to as the E-axis.

[0130] For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by machine power without being tied to railroad tracks. A motor vehicle can be selected, for example, from the group of passenger cars (cars) , trucks (lorries) , mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (COM) or tractors.

[0131] Figures

[0132] The figures serve to exemplify the present invention, and should not be viewed as limiting the invention. Furthermore, the figures are not drawn to scale.

[0133] Fig. 1 shows a formed conductor wire piece 100 having the shape of a hairpin obtainable by the process according to the present invention.

[0134] Fig. 2 shows an assembly 200 in the form of a basket of a formed conductor wire pieces 100, each formed conductor wire piece 100 having the shape of a hairpin, obtainable by the process for the production of an assembly according to the present invention, before it is placed into the slots 303 of a laminated stator core 300 as shown in Fig. 3.

[0135] Fig. 3 shows the side-view of a laminated stator core 300, into which the formed conductor wire pieces 100 obtainable by the process according to the present invention or into which one or more assemblies 200 of such formed conductor wire pieces 100 can be introduced for the for-mation of a stator in a hairpin construction 400.

[0136] Fig. 4 shows a top-view of such a laminated stator core 300.

[0137] Fig. 5 shows the connected ends of the formed conductor wire pieces 100 obtainable by the process according to the present invention after the have been bend in opposing directions.

[0138] Fig. 6 shows a stator in a hairpin construction 400 that can be produced by means of the process for the preparation of an assembly according to the present invention.

[0139] Fig. 7 shows the arrangement of the first cutting unit 507, the second cutting unit 508, the third cutting unit 509 and a fourth cutting unit 510 in a cutting device 500 according to the present invention.

[0140] Fig. 8A shows the provision of notches 502, 503 in process step b1) of the process for producing a formed conductor wire piece 100 according to the present invention, while Fig. 8B shows how in process step b2) the first knife 507b and the second knife 507c move further downwards to remove at least a part of the conductive material.

[0141] Fig. 9A shows shape of the notch 502 on the upper surface A as it is obtained after process step b1) and Fig. 9B shows the shape of the notch 502 as it is obtained after process step b2) .

[0142] Fig. 10 shows the cutting the conductor wire 501 in the area of the notches 502, 503, 505, 506 in process step b3) of the process for producing a formed conductor wire piece 100 according to the present invention.

[0143] Fig. 11 shows the cutting device 500 according to the present invention in a status after notches 502, 503 have been provided in process step b1) and while removing at least a part of the con-ductive material by means of the first knife 507b (the second knife 507c is not shown) .

[0144] Fig. 12 shows the cutting device 500 in a view such that the first knife 507b and the second knife 507c that are used to remove at least a part of the conductive material in process step b2) are shown in a top view.

[0145] Description of figures

[0146] Fig. 1 shows a formed conductor wire piece 100 having the shape of a hairpin as it is obtainable by the process according to the present invention. The hairpin is preferably a copper hairpin comprising an insulation on the outer surface (indicated by the black colour) . The hairpin com-prises two substantially parallel legs 101 and 103, the first leg 101 having a first end 102 and the second leg 103 having a second end 104, wherein at the first end 102 and at the second end 104 the insulation is preferably removed (indicated by the grey color) . The copper wire used for forming the hairpin 100 preferably has a rectangular cross-sectional shape with, for example, a width of 3.24 mm and a thickness of 2.84 mm. However, the actual size of the rectangular cross-sectional shape depends, for example, on the size of the stator into which the hairpins are to be introduced and / or the density of the assembly of formed conductor wire pieces that is to be introduced into the slots of the stator. The thickness of the insulation that is applied onto at least a part of the surface of the copper wire can, for example, be in the range from 0.01 mm to 0.1 mm, preferably in the range from 0.03 to 0.07 mm. Preferably, the bridging portion 105 of the hairpins by means of which the two legs 101 and 103 are connected with each other (indicated by the dotted circle in Fig. 1) is curved three-dimensionally so that the two legs 101 and 103 of a given formed conductor wire piece 100 do not lie in a common plane when the outer edges of the cross-sectional areas of these legs 101 and 103 are aligned identically.

[0147] Fig. 2 shows an assembly 200 in the form of a basket of a formed conductor wire pieces 100 having the shape of a hairpin obtainable in process step d. of the process for the production of an assembly according to the present invention, wherein the formed conductor wire pieces 100 are arranged in circles or rings 202, 203, wherein in case of two or more of such circles these rings are formed in a concentric arrangement. Such an assembly of formed conductor wire pieces can be placed into the slots 303 of a laminated stator core 300 as shown in Fig. 3 for the formation of a stator in a hairpin construction 400. Each circle or ring 202, 203 forms a conductive winding when at the end of the process for the preparation of an assembly the ends 102 and 104 of the hairpins are connected with each other in a well-defined manner. As shown in Fig. 2, the formed conductor wire pieces 100 are arranged relative to each other in such a way that the first end 102 and the further end 104 of each of these formed conductor wire pieces is orientated in basically the same direction. In this context it is also preferred that the first ends 102 and the further ends 104 of all of these formed conductor wire pieces 100 are basically located in the same plane 201 (this plane being indicated by means of a dotted circle at the bottom of the assembly) . On the opposite side of the assembly bridging portion 105 of the hairpins by means of which the two legs 101 and 103 of a given hairpin are connected with each other may also be located substan-tially in a same plane.

[0148] Fig. 3 shows the side-view of a laminated cylindrical stator core 300 into which the formed conductor wire pieces 100 obtainable by the process according to the present invention or into which an assembly 200 of such formed conductor wire pieces 100, as it is shown in Fig. 2, can be introduced for the formation of a stator in a hairpin construction 400. The cylindrical stator core 300 comprises an outer perimeter surface 301 and an inner perimeter surface 302 with a plurality of slots 303 formed between the inner perimeter surface 302 and the outer perimeter surface 301, the inner perimeter surface 302 defining an inner cylindrical space 306 (shown in Fig. 4) that extends in an axial direction within the stator 300, wherein the first and the second legs 101 and 103 of the formed conductor wire pieces 100 are introduced into the slots 303 of the cylindrical stator core 300. The cylindrical stator core 300 shown in Fig. 3 is formed from a large number of stacked electrical laminations 304, each of the electrical laminations 304 being closed to form a circular ring. The cylindrical stator core 300 comprises individual stator teeth 305, with each individual stator core teeth 305 being formed from a large number of stacked electrical laminations 304. Stator core teeth 305 are components of the stator core 300 which are designed as circumferentially spaced, teeth-like radially inwardly directed parts of the stator body, wherein the free space between two adjacent teeth 305 form slots 303 into which the formed conductor wire pieces 100 can be introduced as described above.

[0149] Fig. 4 shows a top view of a laminated stator core 300 similar to the one shown in Fig. 3. As can be seen in Fig. 4, depending on the width of the slots 303, each slot 303 can accommodate a certain number m of legs 101 and 103 of the formed conductor wire pieces 100 (in Fig. 4 m is 6) .

[0150] Fig. 5 shows the connected ends 102 and 104 of the formed conductor wire pieces in an assembly that may be obtained by the process according to the present invention after they have been twisted in opposing directions. For the formation of a stator in a hairpin construction 400, the first end 102 and the second end 104 of each formed conductor wire piece 100 that has been introduced into the slots 303 of a cylindrical stator core 300 is twisted in such a way that an S-shaped form of the ends is obtained, wherein the first end 102 of a given formed conductor wire piece 100 (hairpin) is twisted in one direction and the further end 104 is twisted in the opposite direction so that the first end 102 of a one formed conductor wire piece 100 comes to rest next to the second end 104 of another formed conductor wire piece 100. The ends 102 and 104 thus brought into close proximity are then connected to each other, for example, by Laser-welding. If this process is carried out for all the formed conductor wire pieces 100 within a given circle 202, 203 of the circularly arranged formed conductor wire pieces 100, electrically conductive winding is obtained in the cylindrical stator core 300.

[0151] Fig. 6 shows a stator in a hairpin construction 400 that can be produced by means of the process for the preparation of an assembly according to the present invention. The stator 400 comprises a stator core 300 into which the assembly 200 of formed conductor wire pieces 100, preferably the assembly of formed conductor wire pieces 100 having the shape of a hairpin, has been intro-duced and in which the ends 102 and 104 of each hairpin have been twisted and connected as described above. The stator 400 further comprises connections 401 to enable electric contact of the respective windings of the stator 400.

[0152] Fig. 7 shows the arrangement of the first cutting unit 507, the second cutting unit 508, the third cutting unit 509 and a fourth cutting unit 510 in a cutting device 500 used in the process for producing a formed conductor wire piece 100 according to the present invention (wherein the conductor wire 501 in the centre is shown in its cross-sectional view) . As can be seen, the four cutting units 507, 508, 509, 510 are preferably arranged in such a way that, relative to a conductor wire 501 that is introduced into the cutting device 500, the first cutting unit 501 is preferably located above the conductor wire 501, the second cutting unit 508 is located below the conductor wire 501, the third cutting unit 509 is located on the left side of the conductor wire 501, and the fourth cutting unit 510 is located on the right side the conductor wire 501 (the cutting units thus preferably be located at the 12 o’clock, 3 o’clock, 6 o’clock and 9 o’clock position of a watch) . As can also be seen in Fig. 7, each cutting unit 507, 508, 509, 510 can be moved towards or away from the conductor wire using a lead screw 507’ , 508’ , 509’ , 510’ . As can also be seen in Fig. 7, the first cutting unit 507 preferably comprises first stamp 507a for creating the notch into side A of the conductor wire 501 in process step b1) as well as a first knife 507b and a second knife 507c for removing at least part 504 (see Fig. 9) of the conductive material at the first end 502a, 503a and the second end 502b, 503b of each notch 502, 503 in process step b2) . In this context it is preferred that the first stamp 507a on the one side and the first and the second knife 507b, 507c on the other side are movable towards side A of the conductor wire in an independent manner (as they are driven by separate lead screws) . As can also be seen in Fig. 7, the second cutting unit 508 comprises a second stamp 508a for creating the notch into side A’ of the con-ductor wire in process step b1) and the third cutting unit 509 and the fourth cutting unit 510 each comprise a knife 509a, 510a for finally cutting the conductor wire 501 in process step b3) .

[0153] Fig. 8A shows the provision of notches 502, 503 in process step b1) of the process for producing a formed conductor wire piece 100 according to the present invention, while Fig. 8B shows how in process step b2) the first knife 507b and the second knife 507c move further downwards to remove at least a part of the conductive material. As can be seen in Fig. 8A, the first stamp 507a of the first cutting unit 507 together with the first knife 507b and the second knife 507c is pressed on side A of the conductor wire to prepare notch 502, while the second stamp 508a of the second cutting unit 508 is pressed against opposing side A’ of the conductor wire 501 by moving down-wards these stamps and knifes by means of lead screws 507’a nd 508’ . With respect to the notch 502 on surface A, the middle portion of that notch 502 is formed by means of the first stamp 507a, while the side portions of this notch 502 are formed by pressing knifes 507b, 507c onto surface A. The maximum depth dmax of the notches 502, 503 depends on the thickness d1 of the conductor wire 501. Preferably, the maximum depth dmax of the notches 502, 503 obtained in process step b1) is in the range from 5 to 48 %of the thickness d of the conductor wire, prefer-ably in the range from 10 to 45 %and even more preferably in the range from 15 to 35 %, thickness d being the thickness determined in a direction perpendicular to the longitudinal di-rection of the notches 502, 503. As can be seen in Fig. 8B, in process step b2) knifes 507b, 507c move further downwards, thereby removing at least a part 504 of the conductive material at the first end 502a, 503a and the second end 502b, 503b of each notch 502, 503, thereby also forming notches 505, 506 on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire 501.

[0154] Fig. 9A shows shape of the notch 502 on the upper surface A as it is obtained after process step b1) and Fig. 9B shows the shape of the notch 502 as it is obtained after process step b2) . As can be seen in Fig. 9A and when considering the setup shown in Fig. 8A, in process step b1) the middle section of notch 502 is formed by the first stamp 507a, while the end portions of notch 502 are formed by the first knife 507b and the second knife 507c while these knifes, together with the first stamp 507a, are pressed into surface A. As can be seen in Fig. 9B, after knifes 507b, 507c have moved further downwards in process step b2) , at least a part 504 of the conduc-tive material at the first end 502a, 503a and the second end 502b, 503b of each notch 502, 503 is removed and notches 505, 506 are formed on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire 501. In this context is particularly preferred that the smallest cross-sectional area of the conductor wire 501 after performing process step b2) is in the range from 10 to 50 %of cross-sectional area of the conductor wire (501) before performing process step b1) , preferably in the range from 15 to 40 %and even more preferably in the range from 20 to 30 %.

[0155] Fig. 10 shows the cutting the conductor wire 501 in the area of the notches 502, 503, 505, 506 in process step b3) of the process for producing a formed conductor wire piece 100 according to the present invention (wherein in the cross-sectional view shown in Fig. 10 notches 505, 506 are not shown) . Cutting is performed by means of the third cutting unit 509 and the fourth cutting unit 510. These cutting units each comprise a knife 509a, 510a which are preferably adapted and arranged in such a way that, if these cutting units are moved towards to each other, they pass close to each other and thus cut the copper wire (as indicated by the dotted line) . After the con-ductor wire 501 has been cut, a longitudinal conductor wire piece is obtained that is characterized by a continuously tapering cross-sectional area at the cut surface.

[0156] Fig. 11 shows the cutting device 500 according to the present invention in a status after notches 502, 503 have been provided in process step b1) on opposing sides A and A’ of the conductor wire 501 and while removing at least a part of the conductive material by means of the first knife 507b (the second knife 507c is not shown) on opposing sides B and B’ .

[0157] Fig. 12 shows the cutting device 500 in a view such that the first knife 507b and the second knife 507c that are used to remove at least a part of the conductive material in process step b2) are shown in a top view (the first stamp 507a has been removed to make these knifes visible) . As can be seen in that Figure, the cutting device 500 may further comprise a feeding unit 511. Such a feeding unit 511 may comprise oppositely rotating rollers between which the conductor wire 501 inserted into the cutting unit is clamped. The conductor wire 501 is then inserted into the cutting device by rotating the rollers. When the conductor wire 501 has reached the position within the cutting device that is predetermined for the position of the cutting operation to be carried out, the rotation of the rollers (or the clamping of the conductor wire between these two rollers) is interrupted. After the cut has been made, the conductor wire 501 is moved back into the cutting unit to make the next cut.

[0158] Reference List

[0159] 100 formed conductor wire piece (hairpin)

[0160] 101 first leg of the formed piece 100

[0161] 102 first end of the formed piece 100

[0162] 103 second leg of the formed piece 100

[0163] 104 second end of the formed piece 100

[0164] 105 bridging portion of formed piece 100 by means of which legs 101 and 103 are connected

[0165] 200 assembly of a plurality of formed conductor wire pieces 100

[0166] 201 plane in which the ends 102, 104 of the first and second leg 101, 103 of each formed conductor wire piece 100 are located.

[0167] 202 first circle of assembled formed pieces 100

[0168] 203 second circle of assembled formed pieces 100

[0169] 300 cylindrical stator core

[0170] 301 outer perimeter surface

[0171] 302 inner perimeter surface

[0172] 303 slot

[0173] 304 electrical lamination layer

[0174] 305 tooth

[0175] 400 stator in hairpin construction

[0176] 401 connections

[0177] 500 cutting device

[0178] 501 conductor wire

[0179] 502 notch

[0180] 502a first end of notch 502

[0181] 502b second end of notch 502

[0182] 503 notch

[0183] 503a first end of notch 503

[0184] 503b second end of notch 503

[0185] 504 part of conductive material to be removed

[0186] 505 notch

[0187] 506 notch

[0188] 507 first cutting unit

[0189] 507b’ lead screw for cutting unit 507

[0190] 507a first stamp of first cutting unit 507

[0191] 507b first knife of first cutting unit 507

[0192] 507c second knife of first cutting unit 507

[0193] 508 second cutting unit

[0194] 508b’ lead screw for second cutting unit 508

[0195] 508a second stamp of second cutting unit 508

[0196] 509 third cutting unit

[0197] 509’ lead screw for third cutting unit 509

[0198] 509a knife of third cutting unit

[0199] 510 fourth cutting unit

[0200] 510’ lead screw for fourth cutting unit 510

[0201] 510a knife of fourth cutting unit

[0202] 511 feeding unit

Claims

1.A process for producing a formed conductor wire piece (100) , the process comprising the process steps:a) providing a conductor wire (501) made from a conductive material,- wherein the conductor wire (501) has a conductor wire surface,- wherein the conductor wire has a cross-section with a rectangular shape comprising opposing sides A / A’ and B / B’ and- wherein the conductor wire surface is to at least 50%coated with an elec-trical insulation;b) separating the conductor wire (501) to obtain a longitudinal conductor wire piece,- wherein the longitudinal conductor wire piece comprises a first end (102) and a second end (104) ;c) forming the longitudinal conductor wire piece to a formed conductor wire piece (100) that comprises a first leg (101) with the first end (102) , a second leg (103) with the second end (104) and a bridging portion (105) that connects the first leg (101) and the second leg (103) ;wherein the separation of the conductor wire (501) in process step b) comprises the process steps:b1) squeezing the conductor wire (501) on the two opposing sides A and A’ of the conductor wire (501) to obtain a notch (502, 503) on these two opposing sides, each notch (502, 503)- running in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direc-tion of the conductor wire (501) , and- comprising a first end (502a, 503a) at one edge of the conductor wire (501) and a second end (502b, 503b) at another edge of the conductor wire (501) ;b2) removing at least part (504) of the conductive material at the first end (502a, 503a) and the second end (502b, 503b) of each notch (502, 503) , thereby also forming notches (505, 506) on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire (501) that also run in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductor wire (501) and thereby reducing the cross-sectional area of the conductor wire (501) in the area of the notches (502, 503, 505, 506) ;b3) cutting the conductor wire (501) in the area of the notches (502, 503, 505, 506) to obtain the longitudinal conductor wire piece.2.The process according to claim 1, wherein the separation of the conductor wire (501) in process step b) is accomplished by means of a cutting device (500) that comprises a first cutting unit (507) , a second cutting unit (508) , a third cutting unit (509) and a fourth cutting unit (510) , wherein the first cutting unit (507) is located opposite to the second cutting unit (508) and the third cutting unit (509) is located opposite to the fourth cutting unit (510) , wherein- the first cutting unit (507) comprises a first stamp (507a) for creating the notch (502) into side A of the conductor wire (501) in process step b1) as well as a first knife (507b) and a second knife (507c) for removing at least part (504) of the conductive material at the first end (502a, 503a) and the second end (503a, 503b) of each notch (502, 503) in process step b2) ;- the second cutting unit (508) comprises a second stamp (508a) for creating the notch (503) into side A’ of the conductor wire (501) in process step b1) ;- the third cutting unit (509) and the fourth cutting unit (510) each comprise a knife (509a, 510a) for cutting the conductor wire (501) in process step b3) .3.The process according to claim 2, wherein- the first cutting unit (507) and the second cutting unit (508) are adapted and ar-ranged to be movable towards one another while approaching opposing sides A and A’ in order to squeeze the conductor wire (501) on the two opposing sides A and A’ in process step b1) ;- the third cutting unit (509) and the fourth cutting unit (510) are adapted and ar-ranged to be movable towards one another while approaching opposing sides B and B’ of the conductor wire (501) in order to cut the conductor wire (501) in process step b3) .4.The process according to claim 2 or 3, wherein the first cutting unit (507) is adapted and arranged to be movable towards side A of the conductor wire (501) , wherein- in a first step the first stamp (507a) together with the first knife (507b) and the second knife (507c) approach surface A and the second stamp (508a) approaches surface A’ of the conductor wire (501) to squeeze the conductor wire (501) and to obtain the notches (502, 503) on sides A and A’, respectively;- in a second step the first knife (507b) and the second knife (507c) move further in the direction they have been moved in the first step to remove at least part (504) of the conductive material at the first end (502a, 503a) and the second end (502b, 503b) of the notches (502, 503) , thereby also forming notches (505, 506) on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire (501) .5.The process according to any of claims 2 to 4, wherein, when a conductor wire (501) is introduced into the cutting device (500)- the first cutting unit (507) is located above the conductor wire (501) ,- the second cutting unit (508) is located below the conductor wire (501) ,- the third cutting unit (509) is located on the left side of the conductor wire (501) , and- the fourth cutting unit (510) , is located on the right side the conductor wire (501) .6.The process according to any of claims 2 to 5, wherein the first, the second, the third and the fourth cutting unit (507, 508, 509, 510) are movable towards the conductor wire (501) by means of a lead screw (507’, 508’, 509’, 510’) .7.A process for producing an assembly (200) of formed conductor wire pieces (100) , the process comprising the process steps:a) -c) providing a plurality of formed conductor wire pieces (100) , each formed con-ductor wire piece (100) being produced by a process according to any of claim 1 to 6;d) arranging the formed conductor wire pieces (100) of this plurality of formed conductor wire pieces (100) relative to each other to obtain an assembly (200) of formed conductor wire pieces (100) , wherein this arrangement is accom-plished in such a way that the legs (101, 103) of the formed conductor wire pieces (100) of this plurality of formed conductor wire pieces (100) are orien-tated in basically the same direction;e) providing an electrical contact between the first end (102) or the second end (104) of a given formed conductor wire piece (100) and the first end (102) or the second end (104) of another formed conductor wire piece (100) .8.The process according to claim 7, wherein in process step d) the formed conductor wire pieces (100) are arranged in one or more circles (202, 203) , wherein in case of more than one circle these circles (202, 203) are formed in a concentric arrangement.9.The process according to claim 9 or 10, wherein in process step e) the contacts are formed for all formed conductor wire pieces (100) that are located within in a given circle (202, 203) of formed conductor wire pieces (100) , thereby forming one or more electrically conductive windings.10.A cutting device (500) for cutting a conductor wire (501) , the conductor wire (501) comprising a conductive material and having a cross-section with a rectangular shape comprising opposing sides A / A’ and B / B’, wherein the device comprises a first cutting unit (507) , a second cutting unit (508) , a third cutting unit (509) and a fourth cutting unit (510) , wherein the first cutting unit (507) is located opposite to the second cutting unit (508) and the third cutting unit (509) is located opposite to the fourth cutting unit (510) , wherein- the first cutting unit (507) comprises a first stamp (507a) and the second cutting unit (508) comprises a second stamp (508a) , these stamps (507a, 507b) and are adapted and arranged for creating a notch (502, 503) into side A and side A’ of a conductor wire (501) that is introduced into the cutting device (500) , these notches (502, 504)- running in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direc-tion of the conductor wire (501) , and- comprising a first end (502a, 503a) at the one edge of the conductor wire (501) and a second end (502b, 503b) at another edge of the conductor wire (501) ;- the third cutting unit (509) and the fourth cutting unit (510) each comprise a knife (509a, 510a,) for cutting the conductor wire (501) ;wherein the first cutting unit (507) further comprises a first knife (507b) and a second knife (507c) , these knifes (507b, 507c) being adapted and arranged to remove at least part (504) of the conductive material at the first end (502a, 503a) and the second end (502b, 503b) of each notch (502, 503) provided by means of the stamp (507a, 508a) , thereby also forming notches (505, 506) on the two opposing sides B and B’ of the con-ductor wire (501) that also run in a direction substantially perpendicular to the longitu-dinal direction of the conductor wire (501) and thereby reducing the cross-sectional area of the conductor wire (501) in the area of the notches (502, 503, 505, 506) .11.The cutting device (500) according to claim 10, wherein- the first cutting unit (507) and the second cutting unit (508) are adapted and ar-ranged to be movable towards one another while approaching opposing sides A and A’ in order to squeeze the conductor wire (501) on the two opposing sides A and A’;- the third cutting unit (509) and the fourth cutting unit (510) are adapted and ar-ranged to be movable towards one another while approaching opposing sides B and B’ of the conductor wire (501) in order to cut the conductor wire (501) .12.The cutting device (500) according to claim 10 or 11, wherein the first cutting unit (507) is movable towards side A of the conductor wire (501) , wherein the first cutting unit (507) is adapted an arranged in such a way that- in a first step the first stamp (507a) ) together with the first knife (507b) and the second knife (507c) can approach surface A and the second stamp (508a) can approach surface A’ of the conductor wire (501) to squeeze the conductor wire (501) and to obtain the notches (502, 503) on sides A and A’, respectively, wherein the first stamp (507a) can subsequently be moved away from surface A of the conductor wire (501) to allow a free access to notch (502) ;- in a second step the first knife (507b) and the second knife (507c) can move fur-ther in the direction they have been moved in the first step to remove at least part (504) of the conductive material at the first end (502a, 503a) and the second end (502b, 503b) of the notches (502, 503) , thereby also forming notches (505, 506) on the two opposing sides B and B’ of the conductor wire (501) .13.The cutting device (500) according to any of claims 10 to 12, wherein, when a conduc-tor wire (501) is introduced into the cutting device (500) ,- the first cutting unit (507) is located above the conductor wire (501) ,- the second cutting unit (508) is located below the conductor wire (501) ,- the third cutting unit (509) is located on the left side of the conductor wire (501) , and- the fourth cutting unit (510) , is located on the right side the conductor wire (501) .14.The cutting device (500) according to any of claims 10 to 13, wherein the first, the second, the third and the fourth cutting unit (507, 508, 509, 510) are movable towards the conductor wire (501) by means of a lead screw (507’, 508’, 509’, 510’) .15.Use of a cutting device (500) according to any of claims 10 to 14 in a process for the production of a formed conductor wire piece (100) according to any of claims 1 to 6 or in a process for the production of an assembly (200) of formed conductor wire pieces (100) according to any of claims 7 to 8.

Images