Manufacturing method of hairpin stators comprising stacking, testing and welding

Abstract

A process for producing an assembly (200) of hairpin conductors. Wherein said assembly of hairpin conductors, after being inserted into slots of a stator (300) and after conductor ends (102,104) of said hairpin conductors being twisted to form the second winding head, is tested that the spatial arrangement A of said conductor ends (102,104) satisfies the desired spatial arrangement B, with help of a quality control unit comprising a gauge plate (501) having a plurality of openings (502). Testing comprises a step of moving the assembly with its conductor ends (102,104) towards said gauge plate openings (502) with the intention of inserting said conductor ends (102,104) into the gauge plate openings (502). In case of failure said gauge plate (501) is pushed downward in said control unit.

Description

MANUFACTURING METHOD OF HAIRPIN STATORS COMPRISING STACKING, TESTING AND WELDINGField of the invention

[0001] The invention pertains 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 construction, to a quality control unit and to the use of such a quality control unit in a process for producing an assembly of formed conductor wire pieces.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] Welding of the free ends of the hairpins in the process described above is usually accomplished by means of Laser-welding. A Laser beam is used to at least partially melt the copper wire at the ends of adjacent legs of hairpin. In that process, it is of particular importance that each pair of neighbored ends that are to be welded together are positioned close to each other. In order to ensure such a correct localization during the welding process, the free ends of each pair of hair-pins are, for example, inserted into a supporting element in the form of a perforated plate or are clamped in a holding system that also forms openings that somehow enclose these pairs of free ends, wherein this perforated plate or holdings system have a spatial arrangement of openings that matches the arrangement of the pairs of ends of the hairpins required for the desired winding geometry.

[0004] Before welding, it has proven to be advantageous to first check whether all ends of the hairpins actually have the desired geometry required for a successful welding process (e.g. whether all pairs of ends of the hairpins that are to be welded together are placed next to each other with sufficient accuracy) .

[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 for preparing an assembly of formed conductor wire pieces, preferably for preparing a stator in a hairpin con-struction, in which, before the welding process is carried out, it is possible to check in a simple and reliable manner whether all the hairpin ends to be welded together are arranged relative to one another in the desired spatial arrangement. An object of the present invention was also to provide a quality control unit with which it is possible to check in a simple and reliable manner whether all the hairpin ends to be welded are arranged relative to one another in the desired spatial arrangement.

[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 an assembly of formed conductor wire pieces, the process comprising the process steps:

[0011] d. arranging a plurality of formed conductor wire pieces relative to each other to obtain an assembly of formed conductor wire pieces, wherein this arrangement is accom-plished in such a way that the legs of the formed wire pieces of this plurality of formed conductor wire pieces are orientated in basically the same direction;

[0012] e. introducing the assembly into a stator comprising a plurality of slots, each slot having a first end and a second end, by introducing the legs of the formed conductor wire pieces into the first end of the slots of the stator,

[0013] - wherein the ends of each leg protrude from the stator at the second end of the slots,

[0014] - wherein the ends, after the legs have been introduced into the slots, are twisted such that an end of a given formed conductor wire piece is positioned next to an end of another formed conductor wire piece, whereupon a plurality of pairs of such neighboured ends is formed,

[0015] - wherein the ends of the twisted formed conductor wire pieces at the second end of the slots are present in a spatial arrangement A;

[0016] f. clamping the pairs of ends of the twisted formed conductor wire pieces in the assembly by means of a holding system, wherein the holding system comprises clamping ele-ments that form openings into which the pairs of ends are enclosed;

[0017] or

[0018] introducing the pairs of ends of the twisted formed conductor wire pieces into the open-ings of a support element;

[0019] g. providing an electrical contact 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 within each pair of ends for formed conductor wire pieces;

[0020] wherein after process step e. and before process step f. it is confirmed that the spatial arrange-ment A of the ends of the twisted formed conductor wire pieces at the second end of the slots satisfies the desired spatial arrangement B, wherein this confirmation is accomplished by means of a quality control unit that comprises a gauge plate having a plurality of openings, these open-ings being arranged relative to each other in the gauge plate in the desired spatial arrangement B, wherein the confirmation comprises the step of moving the ends of the formed conductor wire pieces towards the openings of the gauge plate of the quality control unit with the intention of inserting the ends into the openings of the gauge plate.

[0021] |2a| According to a preferred embodiment of process 1, the gauge plate is mounted on a movable platform, wherein the movable platform is adapted and arranged to be movable in a direction that is parallel to the direction in which the ends of the formed conductor wire pieces have been moved towards the openings of the gauge plate of the quality control unit, wherein the platform is moved for a distance X in that direction, the size of distance X being dependent from the similarity of arrangement A and the arrangement B. This preferred embodiment is a 2nd embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on the 1st embodiment.

[0022] |3a| According to a further preferred embodiment of process 1,

[0023] - if X is below a value Xmax, arrangement A and arrangement B are considered to be sufficiently similar, whereupon process step f. is performed, preferably whereupon steps f. and g. are performed;

[0024] - if X is above a value Xmax, arrangement A and arrangement B are considered not to be sufficiently similar, whereupon process step f. is not performed, preferably whereupon steps f. and g. are not performed.

[0025] This preferred embodiment is a 3rd embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on the 2nd embodiment.

[0026] |4a| According to a further preferred embodiment of process 1,

[0027] - the conductor wire and the openings of the support element or of the holding system have a rectangular cross-sectional shape;

[0028] - the cross-sectional size of the openings of the support element or of the holding system is larger than the total cross-sectional size of a given pair of ends of twisted formed conductor wire pieces.

[0029] This preferred embodiment is a 4th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on the 1st to the 3rd embodiment.

[0030] |5a| According to a further preferred embodiment of process 1, the cross-sectional size of the openings of the support element or of the holding system is at least 5 %, preferably at least 10 %and more preferably at least 25 %larger than the total cross-sectional size of a given pair of ends of twisted formed conductor wire pieces. This preferred embodiment is a 5th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on the 4th embodiment.

[0031] |6a| According to a further preferred embodiment of process 1, the cross-sectional size of the openings of gauge plate is at least 5 %, preferably at least 10 %and more preferably at least 25 %smaller than the cross-sectional size of the openings in the support element or in the hold-ings system. This preferred embodiment is a 6th embodiment of process 1 according to the pre-sent invention, that preferably depends on the 1st to the 5th embodiment.

[0032] |7a| According to a further preferred embodiment of process 1, the cross-sectional size of the openings of gauge plate is not more than 10 %, preferably not more than 7.5 %and more preferably not more than 5 %larger than the total cross-sectional size of a given pair of ends of twisted formed conductor wire pieces. This preferred embodiment is a 7th embodiment of pro-cess 1 according to the present invention, that preferably depends on the 1st to the 6th embodiment.

[0033] |8a| According to a further preferred embodiment of process 1, the gauge plate is manufac-tured from a material selected from the group consisting of metal, plastics, glass, a ceramic or a combination of these material. Preferably, the gauge plate is made of steel. This preferred em-bodiment is an 8th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 7th embodiment.

[0034] |9a| According to a further preferred embodiment of process 1, support element is manu-factured from a metal selected from the group consisting of copper, a copper-containing alloy, aluminium or steel. This preferred embodiment is a 9th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 8th embodiment.

[0035] |10a| According to a further preferred embodiment of process 1, in process step g. the elec-trical contact is provided by means of Laser welding. This preferred embodiment is a 10th em-bodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 9th embodiment.

[0036] |11a| According to a further preferred embodiment of process 1, the formed conductor wire pieces used in process step d. are obtained by means of a process comprising the process steps:

[0037] a. providing a conductor wire,

[0038] - wherein the conductor wire has a conductor wire surface and conductor wire cross-section;

[0039] - wherein the conductor wire surface is to at least 50%coated with an electrical insulation;

[0040] b. separating the conductor wire to obtain a longitudinal conductor wire piece,

[0041] - wherein the longitudinal conductor wire piece comprises a first end and a second end;

[0042] c. forming the longitudinal conductor wire piece to a formed conductor wire piece 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.

[0043] This preferred embodiment is a 11th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 10th embodiment.

[0044] |12a| According to a further preferred embodiment of process 1, the formed conductor wire piece used in process step d. is a hairpin for a stator in a hairpin construction. This preferred embodiment is a 12th embodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 11th embodiment.

[0045] |13a| According to a further preferred embodiment of process 1, the assembly of formed con-ductor wire pieces is a stator in a hairpin construction. This preferred embodiment is a 13th em-bodiment of process 1 according to the present invention, that preferably depends on any of the 1st to the 12th 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 quality control unit for determining if the spatial arrangement A of the ends of formed conductor wire pieces in an assembly of formed conductor wire pieces satisfies a desired geometry, the quality control unit comprising:

[0047] - a gauge plate a having a plurality of openings, the spatial arrangement B of these open-ings relative to each other in the plate representing the desired geometry of all ends of the formed conductor wire pieces;

[0048] - a movable platform on which the gauge plate is mounted;

[0049] - a lowering unit that is adapted and arranged to hold the assembly and to move it down-wards towards the gauge plate in such a way that the ends of the formed conductor wire pieces are moved towards the openings of the gauge plate of the quality control unit with the intention of inserting the ends into the openings of the gauge plate;

[0050] wherein the movable platform is adapted and arranged to be movable in a direction that corre-sponds to the direction in which the ends of the formed conductor wire pieces are moved towards the openings of the gauge plate of the quality control unit, wherein the platform is adapted and arranged to be movable in that direction for a distance X, the distance being dependent from the similarity of arrangement A and arrangement B:

[0051] |2b| According to a preferred embodiment of the quality control unit, the gauge plate is manufactured from a material selected from the group consisting of metal, plastics, glass, a ce-ramic or a combination of these materials. This preferred embodiment is a 2nd embodiment of the quality control unit according to the present invention, that preferably depends on the 1st embodiment.

[0052] |1c| A contribution to solving at least one of the objects according to the invention is also made by the use of the quality control unit according to the present invention, preferably of the quality control unit according to the 1st or the 2nd embodiment in a process for the production of an assembly of formed conductor wire pieces, preferably in process 1 according to any of the 1st to the 11th embodiment.

[0053] |2c| According to a preferred embodiment of the use according to the present invention, the formed conductor wire piece is a hairpin and the assembly of formed conductor wire pieces is part of a stator in hairpin construction.Detailed description of the invention

[0054] 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.

[0055] 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.

[0056] 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.

[0057] Process step a.

[0058] In process step a. of one of the preferred embodiments of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention a conductor wire, preferably a copper wire, is provided, wherein the conductor wire has a conductor wire surface and wherein the conductor wire surface is to at least 50%, preferably at least 75%and more preferably 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.

[0059] Preferably, the conductor wire can have any cross-sectional shape, such as a cyclic shape, an elliptic shape or a rectangular shape, wherein a rectangular shape of the cross-section of the conductor wire is particularly preferred. In case of such a rectangular shape, 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 preferably in a range from 1.3 to 4 mm, and even more preferably in a range from 1.5 to 3 mm. Furthermore, the length of sides A and B defining the cross-sectional rectangular shape of the conductor 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.

[0060] 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.

[0061] 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.

[0062] 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.

[0063] Process step b.

[0064] In process step b. of one of the preferred embodiments of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention the conductor wire provided in process step a. is separated to obtain a longitudinal 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 com-prises 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 re-sulting 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..

[0065] 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..

[0066] 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.

[0067] Process step c.

[0068] In process step c. of one of the preferred embodiments of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces 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 bridging 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.

[0069] According to one embodiment of the process according to the present invention the formed conductor 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.

[0070] 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 brwireake bending, the 2D-bent hairpin is positioned on a die. The 3D-shape is subsequently imparted to the hairpin by downward move-ment 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.

[0071] It should be noted that in the preferred embodiment of the process according to the present in-vention process step c. not necessarily 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.

[0072] Process step d.

[0073] In process step d. of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention formed conductor wire pieces, preferably 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 conductor wire pieces and the second leg of each of these formed conductor wire pieces are orientated 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 con-ductor wire pieces n that are arranged in process step d. depends on the desired size of the as-sembly 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.

[0074] 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 arranged in the form of a nest to be inserted into a stator core, preferably into a cylindrical stator core, the stator core comprising 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 pe-rimeter 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 conductor 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 process step c. can be placed is shown in Fig. 3. A process for producing such a “pre-fitting nest” of hairpins is, for example, disclosed 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.

[0075] 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.

[0076] 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.

[0077] 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.

[0078] 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) .

[0079] Before introducing the assembly of formed conductor wire pieces into the slots of the cylindrical stator core in the following process step e., 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.

[0080] Process step e.

[0081] In process step e. of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention, the assembly is introduced into a stator described above, this stator comprising a plurality of slots, each slot having a first end and a second end, by introduc-ing the legs of the formed conductor wire pieces into the first end of the slots of the stator,

[0082] - wherein the ends of each leg protrude from the stator at the second end of the slots,

[0083] - wherein the ends, after the legs have been introduced into the slots, are twisted such that an end of a given formed conductor wire piece is positioned next to an end of another formed conductor wire piece, whereupon a plurality of pairs of such neigh-boured ends is formed,

[0084] - wherein the ends of the twisted formed conductor wire pieces the second end of the slots are present in a spatial arrangement A.

[0085] Before the ends are twisted, 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.

[0086] 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) , thereby forming a pair of neighbored ends that are to be welded together in process step g.. 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 (or twisting) 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 ar-ranged 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 connection 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.

[0087] Process step f.

[0088] In process step f. of the process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention, the pairs of ends of the twisted formed conductor wire pieces in the assembly are clamped means of a holding system, wherein the holding system comprises clamping elements that form openings into which the pairs of ends are enclosed, or the twisted ends of the formed conductor wire pieces in the assembly are introduced into the openings of a support element. The openings of the holdings system or of the support element are preferably arranged relative to each other in a spatial arrangement that corresponds to the arrangement of the pairs of ends in the assembly obtained in process step e.. The ends of the twisted formed conductor wire pieces are inserted in such a manner that in each opening of the support element or of the holding system a pair of neighboured ends that are to be welded together in process step g., is introduced or enclosed. The supporting element or the holdings system ensure that within each pair of ends of conductor wire pieces the ends are kept in a defined distance and arrangement during the subsequent welding step.

[0089] In this context it is particularly preferred that

[0090] - that the conductor wire and the openings of the support element or of the holding system have a rectangular cross-sectional shape; and

[0091] - that the cross-sectional size of the openings of the support element or of the holding system is larger than the total cross-sectional size of a given pair of ends of twisted formed conductor wire pieces.

[0092] In this context it is particularly preferred that the cross-sectional size of the openings of the support element or of the holding system is at least 5 %, preferably at least 10 %and more preferably at least 25 %larger than the total cross-sectional size of a given pair of ends of twisted formed conductor wire pieces.

[0093] Process step g.

[0094] In process step g. 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 within each pair of neighbored ends, whereupon conductive wind-ings are formed in the stator according to the desired winding scheme. For that purpose, the respective adjacent connection ends within each pair of neighbored ends are electrically conduc-tively 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.

[0095] 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.

[0096] The process for producing an assembly of formed conductor wire pieces according to the present invention is now characterized in that after process step e. and before process step f. it is con-firmed that the spatial arrangement A of the ends of the twisted formed conductor wire pieces at the second end of the slots satisfies the desired spatial arrangement B, wherein this confirmation is accomplished by means of a quality control unit that comprises a gauge plate having a plurality of openings, these openings being arranged relative to each other in the gauge plate in the desired spatial arrangement B, wherein the confirmation comprises the step of moving the ends of the formed conductor wire pieces towards the openings of the gauge plate of the quality control unit with the intention of inserting the ends into the openings of the gauge plate. Again, the ends of the twisted conductor wire pieces are inserted in such a manner that in each opening of the gauge plate a pair of neighboured ends that are to be welded together in process step g. is introduced.

[0097] “Spatial arrangement A” of the ends of the twisted formed conductor wire pieces as obtained in process step e. corresponds to the actual spatial arrangement of the ends of these pieces as it is obtained after the twisting process. However, this does not necessarily have to correspond to the “desired spatial arrangement B” . The “Desired spatial arrangement B” corresponds to the ar-rangement of the ends of the twisted formed conductor wire pieces in which the two ends of different formed conductor wire pieces forming that form a pair of such ends and that are to be welded together in process step g. are as close as possible to each other, this being the case for as many pairs of neighboring ends to be welded as possible, preferably for all pairs, so that the best possible electrical contact can be made when these ends are welded. Due to the twisting process or other process parameters, in individual pairs of neighboring ends of formed conductor wire pieces these two ends may not be sufficiently close to each other and therefore cannot be optimally welded. In this case, the actual “spatial arrangement A” does not correspond to the “desired spatial arrangement B” .

[0098] According to a preferred embodiment of the process according to the present invention, a quality control unit is used to check whether and to what extent the “spatial arrangement A” deviates from the “desired spatial arrangement B” before the welding process is carried out, this quality control unit comprising a movable platform onto which the gauge plate is mounted. In this con-text it is particularly preferred that the movable platform of this quality control unit is adapted and arranged to be movable in a direction that is parallel to the direction in which the ends of the formed conductor wire pieces have been moved towards the openings of the gauge plate of the quality control unit, wherein the platform is moved for a distance X in that direction, the size of distance X being dependent from the similarity of arrangement A and the arrangement B. The platform may be moved for a distance X when the ends of the formed conductor wire pieces in the assembly are moved towards the openings of the gauge plate of the quality control uni. If X is below a value Xmax, arrangement A and arrangement B are considered to be sufficiently sim-ilar, whereupon process step f. (and preferably also process step g. ) is / are performed. If X is above a value Xmax, arrangement A and arrangement B are considered not to be sufficiently similar, whereupon process step f. (and preferably also process step g. ) is / are not performed.

[0099] In this context it is particularly preferred that the cross-sectional size of the openings the gauge plate is smaller than the cross-sectional size of the openings in the support element or in the holding system. Preferably, the cross-sectional size of the openings of gauge plate is at least 5 %, preferably at least 10 %and more preferably at least 25 %smaller than the cross-sectional size of the openings in the support element or in the holding system. In this context it is also preferred that the cross-sectional size of the openings of gauge plate is not more than 10 %, preferably not more than 7.5 %and more preferably not more than 5 %larger than the total cross-sectional size of a given pair of ends of twisted formed conductor wire pieces. The closer the cross-sectional area of the openings of the gauge plate comes to the total cross-sectional size of a given pair of ends of twisted formed conductor wire pieces, the more precise even small deviations from the desired spatial arrangement B can be detected.

[0100] 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.

[0101] 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.

[0102] 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.

[0103] 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.

[0104] 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.

[0105] 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.

[0106] Figures

[0107] 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.

[0108] Fig. 1 shows a formed conductor wire piece 100 having the shape of a hairpin obtainable by the process according to the present invention.

[0109] 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.

[0110] 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.

[0111] Fig. 4 shows a top-view of such a laminated stator core 300.

[0112] 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.

[0113] 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.

[0114] Fig. 7A shows an assembly 200 of formed conductor wire pieces 100 after the ends 102, 104 have been twisted and before neighboring ends are welded together, wherein the ends 102, 104 of the formed conductor wire pieces 100 are inserted in the openings 601 of supporting element 600. Figure 7B shows the size of the openings 601 of the support element 600 relative to the total size of the cross-sectional area within a pair 204 of two neighbored ends 102, 104 of formed conductor wire pieces that are to be welded together in process step g..

[0115] Fig. 8 shows an assembly 200 of formed conductor wire pieces 100 wherein the pairs 204 of ends 102, 104 are enclosed by the openings 701 of holding system 700.

[0116] Fig. 9 shows the way in which the ends 102, 104 that protrude on the second end 303b of the stator 300 are to be inserted into the opening 502 of the gauge plate 501 of the quality control unit 500.

[0117] Fig. 10A shows gauge plate 501 of the quality control unit 500 according to the present invention. Figure 9B shows the size of the openings 502 of gauge plate 501 relative to the total size of the cross-sectional area within a pair 204 of two neighbored ends 102, 104 of formed conductor wire pieces that are to be welded together in process step g..

[0118] Fig. 11 shows the situation in which the spatial arrangement A of the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 at the second end 303b of the slots 300 corresponds to the spatial arrangement of the opening 502 in gauge plate 501 of the quality control unit.

[0119] Fig. 12 shows the situation in which the spatial arrangement A of the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 at the second end (303b) of the slots 300 does not correspond to the spatial arrangement of the opening 502 in gauge plate 501 of the quality control unit.

[0120] Description of figures

[0121] 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.

[0122] 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.

[0123] 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.

[0124] 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) .

[0125] 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.

[0126] 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.

[0127] Fig. 7A shows an assembly 200 of formed conductor wire pieces 100 after the ends 102, 104 have been twisted and before neighboring ends are welded together, wherein the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 are inserted in the openings 601 of supporting element 600. Support element 600 serves as a kind of protective mask that is slid over the free ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 on the second (lower) side 303b of the slots 303 of the stator 300 to protect the surfaces of the stator 300 on this side during welding in process step g. of the process according to the present invention. After the welding process is completed, this support element 600 is removed again. Fig. 7B shows the size of the openings 601 of the support element 600 relative to the total size of the cross-sectional area within a pair 204 of two neighbored ends 102, 104 of twisted formed conductor wire pieces 100 that are to be welded together in process step g.. As can be seen in that Figure, the cross-sectional area of the openings 601 of the support element is larger than the total area the cross-sectional area of the pair 204 of neighbored ends 102, 104 of two different twisted formed conductor wire pieces that are to be welded together in process step g. of the process according to the present invention.

[0128] Fig. 8 shows an assembly 200 of formed conductor wire pieces 100 wherein the pairs 204 of ends 102, 104 are enclosed by the openings 701 of holding system 700. As can be seen in that Figure, the holding device comprises a plurality of clamping elements 701a, 701b that are ar-ranged in a circle. Neighbored pairs of clamping elements 701a, 701b can be positioned next to each other in such a way that they form openings 701 that enclose the pairs 204 of neighbored ends 102, 104 (see the circle in Fig. 8) .

[0129] Fig. 9 shows the way in which the ends 102, 104 that protrude on the second end 303b of the stator 300 are to be inserted into the opening 502 of the gauge plate 501 of the quality control unit 500 which is used after process step e. and before process step f. to confirm whether the spatial arrangement A of the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 at the second end 303b of the slots 303 satisfies the desired spatial arrangement B. The desired arrangement B is represented by the spatial arrangement of the openings 502 in plate 501of the quality control unit. As shown in that Figure, the quality control unit 500 comprises a gauge plate 501 having a plurality of openings 502, these openings 502 being arranged relative to each other in the plate 501 in the desired spatial arrangement B, wherein the confirmation comprises the step of moving the ends 102, 104 of the formed conductor wire pieces 100 towards the open-ings 502 of the gauge plate 501 of the quality control unit 500 with the intention of inserting the ends 102, 104 into the openings 502 of the gauge plate 501. The ends 102, 104 are inserted in such a manner that in each opening 502 a pair of neighboured ends 102, 104 that are to be welded together in process step g. is introduced. As can also be seen in that Figure, gauge plate 501 is mounted on a movable platform 503, wherein the movable platform 503 is adapted and arranged to be movable in a direction that is parallel to the direction in which the ends 102, 104 of the formed conductor wire pieces 100 have been moved towards the openings 502 of gauge plate 501, wherein the platform 503 is moved for a distance X in that direction, the size of distance X being dependent from the similarity of arrangement A and the arrangement B.

[0130] Fig. 10A shows gauge plate 501 of the quality control unit 500 according to the present invention. As can be seen in that Figure, gauge plate 501 comprises a plurality of openings 502, wherein each opening preferably has a rectangular shape. When inserting the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces into these openings 502, each opening 502 accommodates a pair of two neighbored ends 102, 104 of these conductor wire pieces which in process step g. are to be welded together. When comparing Figure 7B and Figure 10B it can be seen that the cross-sectional size of the openings 502 the gauge plate 501 is smaller than the cross-sectional size of the openings 601 in the support element 600. Preferably, the cross-sectional size of the openings 502 of gauge plate 501 is not more than 10 %, preferably not more than 7.5 %and more prefer-ably not more than 5 %larger than the total cross-sectional size of a given pair 204 of ends 102, 104 of twisted formed conductor wire pieces 100. The closer the cross-sectional area of the openings 502 of gauge plate 501 comes to the total cross-sectional size of a given pair 204 of ends 102, 104 of twisted formed conductor wire pieces 100, the more precise even small devia-tions from the desired spatial arrangement B can be detected.

[0131] Fig. 11 shows the situation in which the spatial arrangement A of the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 at the second end 303b of the slots 300 corresponds to the spatial arrangement of the opening 502 in gauge plate 501 of the quality control unit. In this case gauge plate 501 of the quality control unit 500 is moved downwards only to a small extend (if it is moved downwards at all) , indicating the arrangement A and arrangement B are in good con-formity. This in turn shows that the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 have an arrangement that allows a reliable welding process for all pairs 204 of neighbored ends 102, 104.

[0132] Fig. 12 shows the situation in which the spatial arrangement A of the ends 102, 104 of the twisted formed conductor wire pieces 100 at the second end (303b) of the slots 300 does not correspond to the spatial arrangement of the opening 502 in gauge plate 501 of the quality control unit (the dotted circle indicates an end of a twisted conductor wire piece 100 that is not orientated cor-rectly. In this case gauge plate 501 of the quality control unit 500 is moved downwards to a larger extend (as the not-correctly orientated end catches on the edge of the opening 502, pushing the entire gauge plate 501 down) .

[0133] Reference List 100 formed conductor wire piece (hairpin) 101 first leg of the formed piece 100 102 first end of the formed piece 100 103 second leg of the formed piece 100 104 second end of the formed piece 100 105 bridging portion of formed piece 100 by means of which legs 101 and 103 are connected 200 assembly of a plurality of formed conductor wire pieces 100 201 plane in which the ends 102, 104 of the first and second leg 101, 103 of each formed  conductor wire piece 100 are located. 202 first circle of assembled formed pieces 100 203 second circle of assembled formed pieces 100 204 pair of ends 102, 104 of two different formed conductor wire pieces that are positioned  next to each other 300 cylindrical stator core 301 outer perimeter surface 302 inner perimeter surface 303 slot 303a first end of slot 300 303b second end of slot 300 304 electrical lamination layer 305 tooth 400 stator in hairpin construction 401 connections 500 quality control unit 501 gauge plate 502 opening in plate 501 503 moveable platform 504 lowering unit 600 support element 601 opening in support element 600 700 holding system 701a clamping element of holding system 701b clamping element of holding system 702 opening of the holding system

Claims

1.A process for producing an assembly (200) of formed conductor wire pieces (100) , the process comprising the process steps:d. arranging a 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 accomplished in such a way that the legs (101, 103) of the formed wire pieces (100) of this plurality of formed conductor wire pieces (100) are ori-entated in basically the same direction;e. introducing the assembly (200) into a stator (300) comprising a plurality of slots (303) , each slot (303) having a first end (303a) and a second end (303b) , by in-troducing the legs (101, 103) of the formed conductor wire pieces (100) into the first end (303a) of the slots (303) of the stator (300) ,- wherein the ends (102, 104) of each leg (101, 103) protrude from the stator (300) at the second end (303b) of the slots (303) ,- wherein the ends (102, 104) , after the legs (101, 103) have been introduced into the slots (303) , are twisted such that an end (102, 104) of a given formed conductor wire piece (100) is positioned next to an end (102, 104) of another formed conductor wire piece (100) , whereupon a plurality of pairs (204) of such neighboured ends (102, 104) is formed,- wherein the ends (102, 104) of the twisted formed conductor wire pieces (100) at the second end (303b) of the slots (303) are present in a spatial arrangement A;f. clamping the pairs (204) of ends (102, 104) of the twisted formed conductor wire pieces (100) in the assembly (200) by means of a holding system (701) , wherein the holding system (701) comprises clamping elements (701a, 701b) that form openings (701) into which the pairs (204) of ends (102, 104) are enclosed;orintroducing the pairs (204) of ends (102, 104) of the twisted formed conductor wire pieces (100) into the openings (601) of a support element (600) ;g. 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) within each pair (204) of ends (102, 104) for formed conductor wire pieces (100) ;wherein after process step e. and before process step f. it is confirmed that the spatial arrangement A of the ends (102, 104) of the twisted formed conductor wire pieces (100) at the second end (303b) of the slots (303) satisfies the desired spatial arrangement B, wherein this confirmation is accomplished by means of a quality control unit (500) that comprises a gauge plate (501) having a plurality of openings (502) , these openings (502) being arranged relative to each other in the gauge plate (501) in the desired spatial ar-rangement B, wherein the confirmation comprises the step of moving the ends (102, 104) of the twisted formed conductor wire pieces (100) towards the openings (502) of the gauge plate (501) of the quality control unit (500) with the intention of inserting the ends (102, 104) into the openings (502) of the gauge plate (501) .2.The process according to claim 1, wherein the gauge plate (501) is mounted on a mov-able platform (503) , wherein the movable platform (503) is adapted and arranged to be movable in a direction that is parallel to the direction in which the ends (102, 104) of the formed conductor wire pieces (100) have been moved towards the openings (502) of the gauge plate (501) of the quality control unit (500) , wherein the platform (503) is moved for a distance X in that direction, the size of distance X being dependent from the similarity of arrangement A and the arrangement B.3.The process according to claim 3, wherein the platform (503) is moved for a distance X when the ends (102, 104) of the formed conductor wire pieces (100) in the assembly (200) are moved towards the openings (502) of the gauge plate (501) of the quality control unit (500) , and wherein- if X is below a value Xmax, arrangement A and arrangement B are considered to be sufficiently similar, whereupon process step f. is performed;- if X is above a value Xmax, arrangement A and arrangement B are considered not to be sufficiently similar, whereupon process step f. is not performed.4.The process according to any of claims 1 to 3, wherein- the conductor wire and the openings (601, 701) of the support element (600) or of the holding system (700) have a rectangular cross-sectional shape;- the cross-sectional size of the openings (601, 701) of the support element (600) or of the holding system (700) is larger than the total cross-sectional size of a given pair (204) of ends (102, 104) of twisted formed conductor wire pieces (100) .5.The process according to any of claims 1 to 4, wherein the cross-sectional size of the openings (502) of the gauge plate (501) is smaller than the cross-sectional size of the openings (601, 701) in the support element (600) or in the holdings system device (700) .6.The process according to claim 5, wherein the cross-sectional size of the openings (502) of the gauge plate (501) is at least about 5 %smaller than the cross-sectional size of the openings (601, 701) in the support element (600) or in the holding system (700) .7.The process according to any of claims 2 to 5, wherein the gauge plate (501) is manu-factured from a material selected from the group consisting of metal, plastics, glass, a ceramic or a combination of these materials.8.The process according to any of claims 1 to 7, wherein support element (600) is manu-factured from a metal selected from the group consisting of copper, a copper-containing alloy, aluminium or steel.9.The process according to anyone of claims 1 to 8, wherein in process step g. the elec-trical contact is provided by means of Laser welding.10.The process according to any of claims 1 to 9, wherein the formed conductor wire pieces (100) used in process step d. are obtained by means of a process comprising the process steps:a. providing a conductor wire (501) ,- wherein the conductor wire (501) has a conductor wire surface and conduc-tor wire cross-section;- 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) .11.The process according to any of claims 1 to 10, wherein the formed conductor wire piece (100) used in process step d. is a hairpin (100) for a stator (400) in a hairpin construction.12.The process according to any of claims 1 to 11, wherein the assembly (200) of formed conductor wire pieces (100) is a stator (400) in a hairpin construction.13.A quality control unit (500) for determining if the spatial arrangement A of the ends (102, 104) of formed conductor wire pieces (100) in an assembly (200) of formed con-ductor wire pieces (100) satisfies a desired geometry, the quality control unit (500) comprising:- a gauge plate (501) a having a plurality of openings (502) , the spatial arrangement B of these openings (502) relative to each other in the gauge plate (501) representing the desired geometry of all ends (102, 104) of the formed conductor wire pieces (100) ;- a movable platform (503) on which the gauge plate (501) is mounted;- a lowering unit (504) that is adapted and arranged to hold the assembly (200) and to move it downwards towards the gauge plate (501) in such a way that the ends (102, 104) of the formed conductor wire pieces (100) are moved towards the open-ings (502) of the gauge plate (501) of the quality control unit (500) with the in-tention of inserting the ends (102, 104) into the openings (502) of the gauge plate (501) ;wherein the movable platform (503) is adapted and arranged to be movable in a direc-tion that corresponds to the direction in which the ends (102, 104) of the formed con-ductor wire pieces (100) are moved towards the openings (502) of the gauge plate (501) of the quality control unit (500) , wherein the platform (502) is adapted and arranged to be movable in that direction for a distance X, the distance being dependent from the similarity of arrangement A and arrangement B.14.The quality control unit (500) according to claim 12, wherein the gauge plate (501) is manufactured from a material selected from the group consisting of metal, plastics, glass, a ceramic or a combination of these materials.15.Use of a quality control unit (500) according to claim 13 or 14 in a process for the production of an assembly (200) of formed conductor wire pieces (100) according to any of claims 1 to 12.

Images