CN113165044B - 用于制造如电动机的转子和定子叠片的金属部件的多层冲裁方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1)的方法，所述层叠基材由多个放置并夹持在冲裁装置(100)的冲裁模具(80)与胚料保持器(70)之间的相互堆叠的单个层(50)组成，其中，所述冲裁装置(100)的冲裁冲头(31；32)相对于冲裁模具(80)移动，以将金属部件(1)从基材(51)切割并分离。根据本申请，这种多层冲裁方法分两个相继的阶段(I、II)进行，其中第一阶段(I)需要在不施加反向冲头的情况下通过第一冲裁冲头(31)冲切出孔(3)，第二阶段(II)需要在由反向冲头(40)支撑的同时通过第二冲裁冲头(32)冲裁金属部件(1)。

Description

用于制造如电动机的转子和定子叠片的金属部件的多层冲裁 方法和装置
技术领域
本公开涉及一种用于冲裁金属部件的方法、特别是一种多层冲裁方法。冲裁方法本身是众所周知的，并且广泛地应用于金属部件的制造中、特别是用于从带状、片状或板状基材中切割出金属部件。在已知的冲裁方法中，通过将相应成形的冲裁冲头压靠在基材上并穿过基材来成形金属部件的至少周向或2D轮廓，该基材被夹持在冲裁装置的冲裁模具与坯料保持器之间。冲裁模具及其坯料保持器限定被成形为容纳冲裁冲头的相应的腔。当冲裁冲头通过其间的相对运动逐渐压向冲裁模具的腔并压入冲裁模具的腔时，冲裁模具的限定其所述腔的边缘刻入并最终完全切割基材，从而将金属部分与基材的其余部分分开。
背景技术
在本领域中，特别是对于相对较薄的金属部件，建议通过利用层叠基材来提高处理速度、即冲裁方法的生产率。因此，利用对应于层叠基材的层数的冲裁冲头的单个行程同时冲裁多个金属部件。例如，在国际专利申请WO2017/174215 A1中描述了这种已知的所谓的多层冲裁方法。根据该文件，在层叠基材的相对于冲裁冲头的相对侧上施加了反向冲头，以便使得这种多层冲裁方法在实践中可行，特别是在金属部件的通常需要的表面质量和/或切割侧面的形状精度方面。这种已知的多层冲裁方法特别适合用于同时制造用于层压板的多个片材，即单个薄板，如用于电动机的转子或定子叠片。
尽管WO2017/174215 A1提出的多层冲裁方法代表了制造技术上的进步，但是其实用性似乎在可以由此制造的金属部件的2D轮廓的复杂性方面被限制。特别地，在两条分开的切割线之间需要最小间隔。这是因为位于两条相邻的切割线之间、即分隔两条相邻的切割线的冲裁模具的一部分需要最小尺寸，以具有足够的强度和/或刚度。同样在已知的多层冲裁方法中，废料或废弃料、即从层叠基材和金属部件上切割下以在金属部件内形成孔的材料在冲裁行程之后被保持在冲裁模具与坯料保持器之间，同时金属部件被保持在冲裁冲头与反向冲头之间。因此，在每次冲裁行程之后，必须分别从冲裁模具与坯料保持器之间以及从冲裁冲头与反向冲头之间移除废料和金属部件。为此，通过将坯料保持器和冲裁冲头从冲裁模具和反向冲头移开来打开冲裁装置，从而使得废料和金属部件可以从装置的外部接近。在每次冲裁行程之后，必须可靠且小心地将废料从冲裁装置中移除，特别是使其与金属部件分开。在实践中，可能需要顺次、而不是同时从冲裁装置中移除废料和金属部件，这不利于多层冲裁方法的生产速度，即限制了冲裁装置的冲裁行程速率。
发明内容
本公开旨在解决已知的多层冲裁方法的局限性并且有利地改进其实用性，特别是在方法速度/生产速率和/或由此可获得的金属部件的复杂性方面。
根据本公开，金属部件在两个彼此相继进行的冲裁方法阶段中被冲裁，其中第一冲裁阶段需要在不利用反向冲头的情况下在层叠基材中切割出一个或多个孔，其中第二冲裁阶段需要利用反向冲头从层叠基材中切割出金属部件。通过在所述第一冲裁阶段中不施加反向冲头，从其中的层叠基材切割下以形成孔的废料可以通过冲裁模具中的腔有利地丢弃，而不必首先通过将胚料保持器和冲裁冲头从冲裁模具上移开来打开冲裁装置。因此，当打开冲裁装置时，废料已经从冲裁装置中移除，并且金属部件可以在这样的冲裁装置打开之后容易且立即地移除。
与在所述第一与第二冲裁阶段之间更换冲裁工具不同，层叠基材优选地在这些冲裁阶段之间从没有反向冲头的第一冲裁站推进到具有反向冲头的第二冲裁站，所述第一冲裁站执行所述第一冲裁阶段，所述第二冲裁站执行所述第二冲裁阶段。优选地，这两个冲裁站都是单个冲裁装置的一部分，使得两个冲裁站的冲裁冲头和/或冲裁模具由冲裁装置的单个致动器、如液压地或机械地致动的冲压件共同致动。此外，根据金属部件的复杂性，可以应用两个或更多个的任一类型的冲裁站，即分别带有和不带有反向冲头的冲裁站，通过间歇地将基材从一个冲裁站推进到下一个冲裁站，来切割并形成金属部件的完整2D轮廓。
优选地，在所述第一冲裁阶段中，在待被冲裁的金属部件的轮廓之外从层叠基材中切割出先导孔。这些先导孔有利地用于所述第二冲裁阶段，以便通过将这些先导孔套置在固定到冲裁模具或胚料保持器且从冲裁模具或坯料保持器突出的先导销上，而将层叠基材准确地放置并保持在第二冲裁站中。
在用于电动机的转子叠片或定子叠片的特定情况下，定子片的内周界和/或转子片的外周界分别设有定子或转子的/中的径向延伸的槽缝，并且因此部分地由定子或转子的/中的径向延伸的槽缝构成。在最终产品电动机中，转子和/或定子片的这些槽缝在相应叠片的相邻片之间在轴向方向上相互对准，以在感应式电动机的情况下容纳电线和/或铝或铜棒的绕组。根据本申请，每个这样的周向槽缝在所述第一冲裁阶段中预先形成为孔，即不使用反向冲头，而相应的定子或转子片在所述第二冲裁阶段中从基材上切割下，其中每个孔的相应侧面被移除以打开孔并形成所述槽缝。如果周向槽缝设置在相对精细的尺度上，特别是在所述第二冲裁阶段中难以切割或不切实际地切割和形成的尺度上，则多层冲裁方法的这种特定布置特别有效。
附加性地或替代性地，在所述转子或定子叠片的情况下，转子片优选地由定子片的径向内侧的基材形成。这样，有效地利用了基材，因为至少对于特定的最终产品电动机而言，转子叠片的外周界通常仅略小于定子叠片的内周界，以最大化它们之间的电磁耦合。优选地，在根据本申请的多层冲裁方法的后一种设置中，在所述第二冲裁方法阶段的单个实例中，转子片和定子片同时从基材上切割下。尽管在多层冲裁方法的这种设置中，在转子片与定子片之间形成了废料的环，但是在将胚料保持器和反向冲头分别从冲裁模具和反向冲头分离之后，所述环与定子片和转子片一起从冲裁装置中移除。在多层冲裁方法的这种设置中，废料的环以及因此转子与定子叠片之间的径向间隙(“空气间隙”)可以有利地较小，即可以相对较薄，例如在小于一毫米到几毫米的数量级。在这方面要注意的是，这样的小间隙通常是优选的，因为电动机的效率与间隙宽度成反比。
附图说明
在下面，通过示例实施例并参考附图进一步说明根据本申请的多层冲裁方法，其中：
图1A至图1F以多层精细冲裁装置的剖视图示意性地示出了用于形成金属部件的已知多层精细冲裁方法；
图2示出了可以通过图1A至图1F所示的多层精细冲裁方法和装置有利地生产的冲裁部件的一个示例，即用于电动机的定子叠片的定子环；
图3示出了可以通过图1A至图1F所示的多层精细冲裁方法和装置有利地生产的冲裁部件的另一个示例，即用于电动机的转子叠片的转子盘；
图4示意性地示出了定子环和转子盘从金属基材的带以相互嵌套、即这些金属部件的同心布置的方式被冲裁；
图5以新颖的多层冲裁装置的剖视图示意性地示出了新颖的多层冲裁方法；
图6示意性地示出了通过新颖的多层冲裁方法对转子盘的冲裁；
图7示意性地示出了通过新颖的多层冲裁方法对定子环的冲裁；
图8示意性地示出了定子环和转子盘通过新颖的多层冲裁方法以相互嵌套的方式、即这些金属部件的同心布置而被冲裁；
图9示意性地示出了新颖的多层冲裁方法的第一详细特征；以及
图10示意性地示出了新颖的多层冲裁方法的第二详细特征。
具体实施方式
图1A-1F示出了用于生产金属部件1的多层冲裁方法。图1A-1F分别表示冲裁装置90的简化剖视图，所述冲裁装置90用于同时、即在冲裁装置90的单个行程中，从包括两个或更多个(即在图1A-1F的示例中为四个)相互堆叠的基材的带50的层叠基材51中切割出多个这样的金属部件1。冲裁装置90包括四个工具部分，即冲裁冲头30、反向冲头40、坯料保持器70和冲裁模具80。坯料保持器70和冲裁模具80分别限定其中容纳冲裁冲头30和反向冲头40的相应的腔71、81，所述腔71、81被成形为对应于金属部件1、即对应于其2D轮廓。使用反向冲头40的这种特定类型的冲裁方法/冲裁装置90本身就是已知的，即精细冲裁。
在图1A中，示出了处于第一打开状态的冲裁装置90，其中，冲裁冲头30完全缩回到坯料保持器70中，反向冲头40完全缩回到冲裁模具80中，并且其中，坯料保持器70和冲裁模具80彼此分离，至少足以允许层叠基材51相对于冲裁装置90插入和/或前进，如虚线箭头示意性所示。
在图1B中，示出了在坯料保持器70和坯料冲模80已经朝向彼此移动以将层叠基材51夹持在它们之间之后的冲裁装置90。
在图1C中，示出了在冲裁冲头30和反向冲头40已经朝向彼此移动以也将层叠基材51夹持在它们之间之后的冲裁装置90。
在图1D和图1E中，示意性地示出了由层叠基材51的基材的带50的数量确定的、通过冲裁冲头30和反向冲头40的组合相对于冲裁模具80的强制相对运动实现的多个金属部件1的实际切割。特别地，在图1D中，示出了在实际切割期间的冲裁装置90，而在图1E中，示出了在金属部件1被完全切割之后、即已经与层叠基材51分离之后，但仍然在冲裁模具80的所述腔81内被保持在冲裁冲头30与反向冲头40之间的冲裁装置90。
在图1F中，示出了处于第二打开状态的冲裁装置90，其中，冲裁冲头30完全缩回到坯料保持器70中，层叠基材被抬离冲裁模具80，并且其中，在将金属部件1向上推出冲裁模具80的腔81以允许其从冲裁装置90中取出之后，反向冲头40从冲裁模具80突出。在这种取出之后，冲裁装置90返回到图1A等所示的其第一打开状态。
图2和图3提供了可以借助于本文讨论的多层冲裁方法适当地生产的金属部件1的示例。在图2的示例中，金属部件1采取用于电动机的定子环10的形式。在电动机中，多个这样的定子环10在轴向方向上被堆叠和夹紧或互连以形成定子叠片。在目前所示的定子环10的非限制性示例中，定子环10被示出为包括布置在其内周界上并沿着其内周界布置的一系列槽缝11。这些槽缝11用于容纳电动机中的电线的绕组。在图3的示例中，金属部件1采取电动机的转子盘20的形式。在电动机中，多个这样的转子盘20在轴向方向上被堆叠和夹紧或互连以形成转子叠片。在目前所示的转子盘20的非限制性示例中，转子盘20被示出为包括用于容纳沿轴向方向延伸穿过整个转子叠片同时固定在转子叠片上的转子轴的中央孔21和用于容纳沿轴向方向延伸通过整个转子叠片的永磁体的多个周向孔22。
通常，定子环10和/或转子盘20在轴向方向上的尺寸、即其对应于基材的带50的厚度的厚度被选择得较小，以最小化电动机中的涡流损耗。然而，实际上，从方法经济学的观点以及冲裁方法的技术能力的角度来看，具有可实现的最小值、即最小厚度。然而，通过利用上述多层精细冲裁方法，这种最小厚度小于用所谓的常规或逐步式冲裁方法所能实现的最小厚度，其中，从冲裁装置90省去了反向冲头40，并且经由冲裁模具80的腔81排出被冲裁的金属部件1。
特别地，与传统的冲裁方法相比，所述多层精细冲裁方法具有以下限定：在切割出金属部件1；10、20之后，来自定子环10的切割槽缝11或来自转子盘20的切割孔21；22的废料以及被冲裁的金属部件1；10、20本身仍保持在冲裁装置90的上工具部分30、70与下工具部分40、80之间。因此，在图1F所示的取出步骤中，即当从冲裁装置90移除所述废料和金属部件1的所有层时，特别是可靠、快速且无损坏地移除这些时出现了复杂的情况。当转子盘20形成在定子环10的径向内侧时，如在图4在层叠基材51的正视图中所示，在所述取出步骤中移除废料2和被冲裁的金属部件1、10；20变得更加复杂，几乎是不切实际的。在转子盘20和定子环10的这种嵌套布置中，附加地，待从它们之间移除废料的薄环7，从而使所述取出步骤进一步复杂化。然而，原则上优选采用这种嵌套布置，以优化层叠基材51的基材的带50的利用率。
作为上述已知的多层精细冲裁方法的改进，目前提出在之前进行多层常规冲裁方法。换句话说，本申请提供了一种新颖的多层冲裁方法，该新颖的多层冲裁方法在图5中通过在本申请的上下文中的新颖的冲裁装置100的可能实施例被示意性地示出，该新颖的多层冲裁方法在至少两个阶段I和II中执行。
在新颖的多层冲裁方法的第一阶段I中，通过常规的冲裁、即不施加与第一冲裁冲头31相对的反向冲头而从层叠基材51上切割金属部件1的轮廓的一部分或多部分。在新颖的多层冲裁方法的第二阶段II中，通过精细冲裁、即通过施加与第二冲裁冲头32相对的反向冲头40，从层叠基材51上切割金属部件1的轮廓的其余部分。在所述第一阶段I中由第一冲裁冲头31切割的一个或多个轮廓部分表示通过去除相应形状的废料2而形成在层叠基材51中的孔3。这些废料2通过被逐出通过冲裁模具80而从层叠基材51中移除。在所述第二阶段II中，形成金属部件1的周界，至少由第二冲裁冲头3完成。在打开新颖的冲裁装置100之后，由此最终形成的金属部件1从第二冲裁冲头32与反向冲头40之间取出(也参见图1F)。在两个冲裁阶段I、II之间，冲裁冲头31、32缩回在胚料保持器70中，并且层叠基材51沿从第一冲裁站101朝向第二冲裁站102的方向逐步前进。
优选地，如图5所示，所述两个冲裁阶段I、II在单个新颖的冲裁装置100的接连的冲裁站101、102中执行，并且相应的冲裁冲头31、32相对于冲裁模具80共同操作，优选地借助于装置100的单个冲压件110操作。在图5中，示出了冲压件110作用于冲裁冲头31、32并由此移动冲裁冲头31、32，同时冲裁模具80被固定在适当位置。然而，由于仅关注冲裁冲头31、32与冲裁冲模80之间的相对运动，因此冲压件110也可以仅作用于冲裁模具80，同时将冲裁冲头31、32固定在适当位置。此外，新颖的冲裁装置100还可以被实现为具有分别用于移动相应的冲裁冲头31、32和/或相应的冲裁模具80的单独的冲压件(实施例未示出)。
进一步关于图5，注意到，一般而言，在任何冲裁方法中，切割边缘在被冲裁的金属部件1的一侧(所谓的毛刺侧)上相对较锋利地形成，并且在其相应的相反侧(所谓的翻滚侧)上相对平缓/平缓弯曲地形成。然而，这些毛刺和翻滚侧对于常规和精细冲裁方法而言通常位于金属部件1的相反侧上。特别地，在新颖的多层冲裁方法的常规的第一冲裁阶段I中，翻滚形成在图5中的金属部件1的面向上的一侧、即朝向坯料保持器70和/或第一冲裁冲头31的一侧上，毛刺形成在金属部件1的面向下、朝向冲裁模具80的一侧上。另一方面，在新颖的多层冲裁方法的第二精细冲裁阶段II中，翻滚形成在图5中的金属部件1的面向下、即朝向冲裁模具80和/或反向冲头40的一侧上，并且毛刺形成在金属部件1的面向上朝向胚料保持器70和/或第二冲裁冲头32的一侧上。
在图6中，在用于制造转子盘20的第一种可能的应用中以层叠冲裁的基材51的顶视图示意性地示出了新颖的多层冲裁方法。在新颖的多层冲裁方法的第一阶段I中，通过第一冲裁冲头31从层叠基材51中去除废料2，以形成仍待最终形成的转子盘20的中央孔21和周向孔22。在新颖的多层冲裁方法的第二阶段II中，转子盘20在由反向冲头40支撑的同时，通过第二冲裁冲头32切割其外周界4而形成。
在图7中，在用于制造定子环10的第二种可能的应用中以层叠冲裁的基材51的俯视图示意性地示出了新颖的多层冲裁方法。在新颖的多层冲裁方法的第一阶段I中，通过第一冲裁冲头31将废料2从层基材51中移除，以将待最终形成的定子环10的槽缝11预先形成为单独的径向取向孔12。在新颖的多层冲裁方法的该第二种可能的应用的第二阶段II中，定子环10最终在由反向冲头40支撑的同时，通过第二冲裁冲头32同时切割内周界5和外周界6而形成。在该第二阶段II中，通过切割定子环10的内周界5来打开代表预成型的槽缝11的径向孔12。
应当指出，多层常规冲裁的所述第一阶段I以及可能多层精细冲裁的所述第二阶段II可以细分为相应的阶段I、II的两个或更多个子阶段。在新颖的多层冲裁方法的这种布置中，为每个子阶段提供了冲裁子站。特别是在最终产品具有相对复杂的2D轮廓的情况下，即使在两个或更多个接连的步骤、即子阶段中执行相应的阶段I、II也可能是方便或必要的。例如，如原则上优选的那样，在特定的最终产品电动机的转子盘20和定子环10的情况下，这些转子盘20和定子环10不能容易地以相互同心的布置从层叠基材51中冲裁。出现这种限制不仅是因为这些部件的形状或2D轮廓可能太复杂以致于不能仅将其完全结合到所述第一和第二冲裁冲头31、21中，而且还因为必须在转子盘20与定子环10之间精确地形成并移除废料环7，以在最终产品电动机中提供它们之间的径向间隙。在图8中，示出了将新颖的多层冲裁方法的第一阶段I和第二阶段II细分为三个子阶段I-1、I-2、I-3和II-1、II-2、II-3。然而，整个新颖的冲裁方法的这种特定的、图示的设置仅仅是一个示例：其它细分也是可以想象的。
在图8中，在子阶段I-1中，定子环10的槽缝11预先形成为径向孔12；在子阶段I-2中，形成转子盘20的周向孔22；并且在子阶段I-3中，形成转子盘20的中央孔21。在每个这样的冲裁步骤中，相应的孔12、21、22是借助于冲裁冲头形成的，但是没有施加反向冲头。同样在图8中，在子阶段II-1中，转子盘20通过切割其外周界4而被冲裁；在子阶段II-2中，废料环7通过切割其对应于定子环10的内周界5的外周界5而被冲裁；并且在子阶段II-3中，定子环10通过切割其外周界6而被冲裁。在冲裁的每个步骤中，相应的部分20、7、10借助于冲裁冲头和反向冲头在被保持在冲裁冲头与反向冲头之间时形成。
如上所述，图8仅表示新颖的冲裁方法的一个可能的实施例。特别地，图8中所示的子阶段中的一些可能会与另一个子阶段结合，或者可能会被分为另外的子阶段。例如，转子盘20的中央孔21的形成可能被包括在子阶段I-1和I-2中的任何一个中。此外，第二冲裁阶段II的至少最后两个子阶段II-2和II-3、然而理想地所有三个所示子阶段II-1、II-2和II-3都优选地同时进行，即在单个冲裁行程中进行。
如果将在图8中分别示出的最后两个子阶段II-2和II-3组合为一个，则优选地，将定子环10保持在第二冲裁冲头32与反向冲头40之间，并且废料环7被保持在坯料保持器70与冲裁模具80之间，而不是反过来。在这种情况下，优选在定子环10之前将薄的废料环7从新颖的冲裁装置100中移除。特别地，与对应于图1E的新颖的冲裁装置100的状态不同，首先，新颖的冲裁装置10的上工具部分32、70相对于其下工具部分40、80移动并且远离其下工具部分40、80，然而，未相对于冲裁模具80抬起反向冲头40。在新颖的冲裁装置100的这种状态下，可以例如通过强制气流来移除废料环7。只有在此之后，反向冲头40才相对于冲裁模具80移动，以将定子环10升高到冲裁模具80上方。在新颖的冲裁装置100的对应于图1F所示的状态的状态下，定子环10可以例如借助于机械抓持器优选地小心地被移除。
如果将在图8中分别示出的所有三个子阶段II-1、II-2和II-3中组合为一个，则优选地，定子环10和转子盘20都被保持在第二冲裁冲头32与反向冲头40之间，而不是保持在坯料保持器70与冲裁模具80之间。在这种情况下，作为第二冲裁阶段II的一部分，废料环7优选以上述方式、即通过打开新颖的冲裁装置100而无需相对于冲裁模具80抬起反向冲头40而从新颖的冲裁装置100中移除。此后，优选地通过依次移动分别与定子环10和转子盘相关联的反向冲头40来相继地从冲裁装置中移除定子环10和转子盘20，从而将它们连续地抬高到冲裁模具80上方，以将它们从新颖的冲裁装置100中相继移除。
此外，第二冲裁阶段II的子阶段II-1、II-2和II-3的上述组合可以通过根据本申请的新颖的多层冲裁方法的以下详细特征中的一个或两个来促进。
在图9中示出了这样的第一详细特征。该第一详细特征需要使在第一冲裁阶段I中切割的多个径向孔12在径向向内的方向上延伸。特别地，这种延伸的径向孔12'的尺寸被确定为完全或至少几乎完全桥接定子环10与转子盘20之间的径向间隙，该径向间隙稍后将在第二冲裁阶段II中被切割。注意，在图9中的第二冲裁阶段II的图示中，在第一冲裁阶段I中形成的孔12、12'以实心黑色绘制。
在多层冲裁方法的这种特定布置中，当切割转子盘20的外周界4和定子环10的内周界5时，转子盘20与定子环10之间的环形废料不形成闭合环，而是形成一个或多个废料环区段或碎片7'。根据本申请，与可以箍在新颖的冲裁装置100的边缘或其它突出部分周围的闭合环相比，这种废料环碎片7'更容易从新颖的冲裁装置100、即从坯料保持器70与冲裁模具80之间移除。显然，在第二冲裁阶段II中形成的废料环碎片7'的数目对应于在第一冲裁阶段I中施加的延伸的径向孔12'的数目。优选地，延伸的径向孔12'大致均匀地分布在径向孔12的总数中。还优选地，延伸的径向孔12'的数目在2与10之间。显然，如果只有1个延伸的径向孔12'，则仅形成一个仍然相对不利于从冲裁装置90移除的废料环碎片7'。然而，随着延伸的径向孔12'的数目增加，形成的废料环碎片7'变小，这也会使其移除变得复杂。
在图10中示出了根据本申请的新颖的多层冲裁方法的第二详细特征。该第二详细特征需要将径向延伸的加强肋72提供到新颖的冲裁装置100的相对较薄的圆筒形工具部分(或多个工具部分)70'，所述工具部分(或多个工具部分)作用于待形成的定子环10与转子盘20之间的径向间隙中的层叠基材51，即当所述废料环7(或废料环碎片7')在第二冲裁阶段II中从层叠基材51的其余部分被切割下时，该冲裁工具部分70'支撑所述废料环7(或废料环碎片7')。因此，在上述冲裁装置的优选布置中——其中废料环7被保持在胚料保持器70与冲裁模具80之间，所述设有加强肋72的冲裁工具部分70'至少对应于坯料保持器70或冲裁模具80或者坯料保持器70和冲裁模具80两者的一部分。然而，原则上，也可以布置新颖的多层冲裁方法的第二冲裁阶段II，使得废料环7被保持在第二冲裁冲头32与反向冲头40之间，在这种情况下，加强肋72被提供给第二冲裁冲头32、反向冲头40中的一个或两者。
如图10-A所示，在新颖的冲裁装置100的剖视图中，胚料保持器70的相对较薄的圆筒形部分70'位于第二冲裁站102的分别作用于转子盘20和定子环10的两个第二冲裁冲头32'、32”之间。所述圆筒形的坯料保持器部分70'因此在第二冲裁阶段II中支撑废料环7。坯料保持器70的另一部分70”包围新颖的冲裁装置100的所有前述三个冲裁工具部分32'、32”、70'。与圆筒形坯料保持器部分70'的轴向相对地，定位了冲裁模具80的同样薄且圆筒形的部分(未示出)。冲裁保持器70和冲裁模具80的这些圆筒形部分70'的厚度分别通过其所需的强度和刚度被限制到最小，使得废料环7的(最小)宽度以及转子与定子叠片之间的径向间隙同样受到限制。
根据本申请，至少坯料保持器70以及优选地还有冲裁模具80的强度和刚度可以通过在其相应的圆筒形部分70'上设置径向取向的加强肋72来有利地改进，其切向布置对应于在第一冲裁阶段I中在层叠基材51中切割、以在定子盘10的内周界上预先形成径向槽缝11的径向孔12的切向布置。该第二详细特征在附图10-B和10-C中示意性地示出，其中附图10-C不包括所述两个第二冲裁冲头32'、32”，以使位于其下方的层叠基材51可见。
显然，加强肋72在加强坯料保持器70方面是非常有利的，从而允许其圆筒形部分70'具有最小宽度，从而有利地转换为废料环7和同样具有最小宽度的空气间隙。该第二详细特征有利地利用了根据本申请的新颖的多层冲裁方法的两阶段方法。优选地，每个加强肋72的尺寸都略小于相应的径向孔12，以避免干涉其切割边缘。此外，并非每个径向孔12都需要以这种方式利用，即加强肋72的数量可以小于径向孔12的数量，实际上如图10-C中的情况。
注意，在附图中示出的转子和定子叠片的实施例中，定子环10设有径向延伸的槽缝11，而转子盘20没有。然而，还已知在转子盘20的外周界上设有径向延伸的槽缝。在这样的实施例中，当体现上述第一详细特征时，代表这种转子槽缝的径向孔将沿径向向外方向延伸，和/或当体现上述第二详细特征时，坯料保持器70的加强肋72将从圆筒形胚料保持器部分70'沿径向向内方向延伸。
除了前面的全部描述和附图的所有细节之外，本申请还涉及并包括所附权利要求集的所有特征。权利要求中的括号引用不限制其范围，而仅作为相应特征的非约束性示例提供。根据具体情况，所要求保护的特征可以在给定的产品或给定的方法中单独应用，但是也可以在其中应用两个或更多个这样的特征的任意组合。
本申请所代表的发明不限于在此明确提及的实施例和/或示例，还包括其修改、改变和实际应用，特别是那些位于相关领域的技术人员可及范围内的修改、改变和实际应用。

Claims (18)

1.一种用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，所述金属部件(1；10、20)设有一个或多个孔(21、22)和/或一个或多个槽缝(11)，其中，借助于冲裁站(102)从层叠基材(51)冲裁所述金属部件(1；10、20)，所述冲裁站(102)设有坯料保持器(70)和冲裁模具(80)，坯料保持器(70)和冲裁模具(80)中的每个分别相应地限定出腔(71；81)，所述腔的轮廓形状对应于待冲裁的金属部件(1；10，20)的轮廓形状，并且，冲裁冲头(32)和反向冲头(40)分别相应地容纳在所述腔中，其中，坯料保持器(70)和冲裁模具(80)以及冲裁冲头(32)和反向冲头(40)能够相对于彼此移动，为此，首先将层叠基材(51)一方面夹持在坯料保持器(70)与冲裁模具(80)之间，另一方面夹持在冲裁冲头(32)与反向冲头(40)之间；之后，在层叠基材(51)由反向冲头(40)支撑时，冲裁冲头(32)移动通过层叠基材(51)的相继的层(50)，从而对于每个这样的层(50)将单个的金属部件(1；10、20)从周围的层叠基材(51)上切割下来，其特征在于，在切割下金属部件(1；10、20)之前，借助于另一冲裁站(101)将一个或多个孔(3；12、21)冲切到层叠基材(51)中，所述另一冲裁站(101)同样设有坯料保持器(70)和冲裁模具(80)，坯料保持器(70)和冲裁模具(80)中的每个分别相应地限定出开口，所述开口的轮廓形状对应于待冲切的孔(3；12、21、22)的轮廓形状，另一冲裁冲头(31)被容纳在所述开口中，其中，坯料保持器(70)和冲裁模具(80)能够相对于所述另一冲裁冲头(31)移动，为此，首先将层叠基材(51)夹持在坯料保持器(70)与冲裁模具(80)之间，之后，所述另一冲裁冲头(31)移动通过层叠基材(51)的相继的层(50)，从而在不使用反向冲头的情况下对于每个这样的层(50)将一块废料(2)从周围的层叠基材(51)切割下来。
2.根据权利要求1所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，将所述废料(2)通过所述另一冲裁站(101)的冲裁模具(80)中的开口从所述另一冲裁站(101)移除。
3.根据权利要求1或2所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述层叠基材(51)由多个相互堆叠的、具有相互对应的厚度和/或相互对应的材料成分的单个的层(50)组成。
4.根据权利要求1或2所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，借助于所述另一冲裁站(101)在所述层叠基材(51)中冲出的孔(3)中的至少一些被用于将层叠基材(51)在所述冲裁站(102)的位置处至少相对于所述冲裁站(102)的冲裁模具(80)定位。
5.根据权利要求4所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)的冲裁模具(80)设有先导销，所述先导销插入借助于所述另一冲裁站(101)冲切到层叠基材(51)中的孔(3)中。
6.根据前述权利要求1、2、5中任一项所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其中，所述金属部件(1；10、20)在其周界(4；5)上设有槽缝(11)，其特征在于，这些槽缝(11)首先借助于所述另一冲裁站(101)预先形成为孔(12、12')；之后借助于所述冲裁站(102)在通过所述冲裁站(102)切割下金属部件(1；10、20)的相应的周界(4、5)的同时被切开。
7.根据权利要求6所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)的冲裁冲头(32)、反向冲头(40)、坯料保持器(70)或冲裁模具(80)的一个或多个部分(70')沿径向方向延伸到所述孔(12、12')。
8.根据前述权利要求1、2、5、7中任一项所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其中，所述金属部件(1；10、20)涉及用于电动机的转子盘(20)和定子环(10)，其中，每个转子盘(20)均形成在相应的定子环(20)的径向内侧，其特征在于，转子盘(20)的外周界(4)和定子环(10)的内周界(5)借助于所述冲裁站(102)同时被切割下来，在转子盘(20)的外周界(4)与定子环(10)的内周界之间形成废料的环(7)。
9.根据权利要求8所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其中，转子盘(20)的外周界(4)或定子环(10)的内周界(5)设有借助于所述另一冲裁站(101)预先形成为孔(12、12')的槽缝(11)，然后将这些预先形成的槽缝(11)借助于所述冲裁站(102)切开，其特征在于，所述孔(12')中的至少一些沿径向方向延伸超过待形成的相应的槽缝(11)，从而完全或部分地穿过所述环(7)。
10.根据权利要求9所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其中，所述孔(12')中的至少一些沿径向方向相应地延伸到转子盘(20)的外周界(5)或定子环(10)的内周界(5)。
11.根据权利要求8所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其中，转子盘(20)的外周界(4)或定子环(10)的内周界(5)设有槽缝(11)，其中，这些槽缝(11)首先借助于所述另一冲裁站(101)预先形成为孔(12、12')，之后借助于所述冲裁站(102)被切开，其特征在于，所述冲裁站(102)的冲裁冲头(32)、反向冲头(40)、坯料保持器(70)或冲裁模具(80)设有径向取向的加强肋，其切向布置对应于所述孔(12、12')的切向布置。
12.根据权利要求9或10所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其中，转子盘(20)的外周界(4)或定子环(10)的内周界(5)设有槽缝(11)，其中，这些槽缝(11)首先借助于所述另一冲裁站(101)预先形成为孔(12、12')，之后借助于所述冲裁站(102)被切开，其特征在于，所述冲裁站(102)的冲裁冲头(32)、反向冲头(40)、坯料保持器(70)或冲裁模具(80)设有径向取向的加强肋，其切向布置对应于所述孔(12、12')的切向布置。
13.根据权利要求8所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)包括三个接连的冲裁子站，其中，第一子站将转子盘(20)从层叠基材(51)切割下并移除，第二子站将环(7)从层叠基材(51)切割下并移除，第三子站将定子环(10)从层叠基材(51)切割下并移除。
14.根据前述权利要求9、10、11中任一项所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)包括三个接连的冲裁子站，其中，第一子站将转子盘(20)从层叠基材(51)切割下并移除，第二子站将环(7)从层叠基材(51)切割下并移除，第三子站将定子环(10)从层叠基材(51)切割下并移除。
15.根据权利要求8所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)包括两个接连的冲裁子站，其中，第一子站将转子盘(20)从层叠基材(51)切割下并移除；第二子站将定子环(10)从层叠基材(51)切割下并移除，从而在坯料保持器(70)与冲裁模具(80)之间形成环(7)；之后，所述另一冲裁冲头(31)和坯料保持器(70)的组合以及反向冲头(40)和冲裁模具(80)的组合彼此远离，然后将环(7)从所述冲裁站(102)取出；随后，反向冲头(40)相对于冲裁模具(80)移动，以便将定子环(10)推出冲裁模具(80)的腔(81)，然后将它们从所述冲裁站(102)取出。
16.根据前述权利要求9、10、11中任一项所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)包括两个接连的冲裁子站，其中，第一子站将转子盘(20)从层叠基材(51)切割下并移除；第二子站将定子环(10)从层叠基材(51)切割下并移除，从而在坯料保持器(70)与冲裁模具(80)之间形成环(7)；之后，所述另一冲裁冲头(31)和坯料保持器(70)的组合以及反向冲头(40)和冲裁模具(80)的组合彼此远离，然后将环(7)从所述冲裁站(102)取出；随后，反向冲头(40)相对于冲裁模具(80)移动，以便将定子环(10)推出冲裁模具(80)的腔(81)，然后将它们从所述冲裁站(102)取出。
17.根据权利要求8所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)从层叠基材(51)同时切割下定子环(10)和转子盘(20)，从而在坯料保持器(70)与冲裁模具(80)之间形成环(7)；之后，所述另一冲裁冲头(31)和坯料保持器(70)的组合以及反向冲头(40)和冲裁模具(80)的组合彼此远离，然后将环(7)从所述冲裁站(102)取出；随后，反向冲头(40)相对于冲裁模具(80)移动，以便将定子环(10)推出冲裁模具(80)的腔(81)，然后将它们从所述冲裁站(102)取出。
18.根据权利要求9、10、11中任一项所述的用于从层叠基材(51)冲裁金属部件(1；10、20)的方法，其特征在于，所述冲裁站(102)从层叠基材(51)同时切割下定子环(10)和转子盘(20)，从而在坯料保持器(70)与冲裁模具(80)之间形成环(7)；之后，所述另一冲裁冲头(31)和坯料保持器(70)的组合以及反向冲头(40)和冲裁模具(80)的组合彼此远离，然后将环(7)从所述冲裁站(102)取出；随后，反向冲头(40)相对于冲裁模具(80)移动，以便将定子环(10)推出冲裁模具(80)的腔(81)，然后将它们从所述冲裁站(102)取出。
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