DE10040978A1

DE10040978A1 - Electrical machine laminations packet manufacturing machine has contoured laminations obtained from metal sheet stacked together and welded

Info

Publication number: DE10040978A1
Application number: DE10040978A
Authority: DE
Inventors: Konrad Wegener
Original assignee: Schuler Held Lasertechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Schuler Held Lasertechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-03-21

Abstract

The laminations packet manufacturing machine (1) has a device for feeding the metal sheet (3) to a machining unit for stamping out the required laminations contours, before stacking the laminations and welding them together to provide the laminations packet (2). The laminations can be provided by a stamping machine or a laser cutting device, with the same laser source used for laser welding of the stacked laminations. An Independent claim for an electrical machine laminations packet manufacturing method is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine und ein Verfahren zur Herstellung von Blechpaketen, insbesondere zur Herstel lung von Stator- und Rotorblechpaketen für elektrische Ma schinen.The invention relates to a machine and a method for the production of laminated cores, in particular for the manufacture stator and rotor laminations for electrical measurement machines.

Insbesondere die Blechpakete elektrischer bewegter Maschinen, wie bspw. Elektromotoren, Generatoren und ähnli ches, sind durch gestapelte Bleche gebildet, die miteinander verbunden sind. Die einzelnen Bleche sind bspw. scheiben- oder ringförmig und sind von einem Rohmaterial, bspw. einem Blechband, abzutrennen. In einem weiteren Fertigungsschritt sind die Bleche dann in vorgegebener Lage zueinander mitein ander zu verbinden. Es ist Aufgabe der Erfindung, die Her stellung der Blechpakete mit geringem Aufwand zu ermöglichen.In particular, the sheet metal packages are more electric Machines such as electric motors, generators and the like ches, are formed by stacked sheets that are together are connected. The individual sheets are, for example, or ring-shaped and are from a raw material, for example Sheet metal strip to cut off. In a further manufacturing step the sheets are then in a predetermined position with each other to connect others. It is an object of the invention, the Her position of the laminated cores with little effort.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Herstellung der Blech pakete möglichst zu vereinfachen.It is an object of the invention to manufacture the sheet metal simplify packages as much as possible.

Dies wird gemäß Anspruch 1 mit einer Maschine zur Her stellung von Blechpaketen erreicht, die sowohl die einzelnen Bleche herstellt als auch verbindet, indem sie die Bleche zunächst aus Blech ausschneidet und die ausgeschnittenen Bleche zueinander ausgerichtet stapelt und sie miteinander verschweißt, um bspw. ein Statorblechpaket oder ein Rotor blechpaket auszubilden. Dazu weist die Maschine wenigstens eine Bearbeitungseinheit zum Ausschneiden der Kontur ein zelner Bleche, eine Stapeleinrichtung, eine Ausrichtein richtung, eine Aufnahmeeinrichtung für die Bleche und eine Schweißeinrichtung auf.This is according to claim 1 with a machine for manufacturing position of laminated cores reached, both the individual Manufactures sheets as well as connects them by joining the sheets first cut out of sheet metal and the cut ones Sheets stacked aligned to each other and them together welded to, for example, a stator core or a rotor to train sheet metal package. The machine at least points to this a processing unit for cutting out the contour individual sheets, a stacking device, an aligning device direction, a receiving device for the sheets and a Welding device on.

Die Bearbeitungseinheit ist dazu vorgesehen, die gesamte Kontur der einzelnen Bleche herzustellen. Sie kann dazu ein oder mehrere Scherwerkzeuge, wie bspw. Stanzen, Nutstanzen, Lochstanzen oder dgl. sowie Strahlwerkzeuge zum Durchtrennen des Blechs aufweisen. Derartige Strahlwerkzeuge können bspw. Laser oder auch Wasserstrahl-Schneidwerkzeuge sein. Darüber hinaus ist es von Vorteil, in der Bearbeitungseinheit, die zum Ausschneiden der Kontur einzelner Bleche dient, unter schiedliche Schneidtechniken miteinander zu kombinieren. Bspw. können die Nuten eines genuteten Stator- oder Rotor blechs mit einer Nutstanze ausgestanzt werden, während sons tige Konturen, bspw. mit einem Laserstrahl oder einem ander weitigen Schneidwerkzeug hergestellt werden. Bedarfsweise ist es möglich, die gesamte Kontur oder eine mehrere Nuten umfas sende Kontur mit einer Stanze in einem Hub herzustellen. Im einfachsten Fall wird eine Nutenstanze vorgesehen, die genau eine Nut ausstanzt, wobei das betreffende Blech dann, bspw. mittels eines Vorschubfingers, der Nutenteilung entsprechend schrittweise positioniert wird.The processing unit is intended to cover the entire Create the contour of the individual sheets. You can do this or several shear tools, such as punching, grooving, Punching or the like and blasting tools for cutting of the sheet. Such blasting tools can, for example. Laser or water jet cutting tools. About that it is also advantageous in the processing unit that serves to cut out the contour of individual sheets, under to combine different cutting techniques. For example. can use the grooves of a grooved stator or rotor sheet metal are punched out with a grooving punch while sons contours, for example with a laser beam or another wide cutting tool. If necessary it is possible to include the entire contour or one or more grooves with a punch in one stroke. in the In the simplest case, a grooving punch is provided that is accurate punches out a groove, the sheet in question then, e.g. by means of a feed finger, according to the groove pitch is positioned step by step.

Besonders vorteilhaft ist die Integration einer Schweiß station in die erfindungsgemäße Maschine, wenn diese zum Schneiden oder Vorschneiden der Bleche ohnehin bereits mit einer Lasereinrichtung versehen ist. Der Laser kann dabei als Energiequelle sowohl zum Schneiden, als auch zum Schweißen genutzt werden. Durch eine geeignete Strahlführung kann der Laserstrahl sowohl vor der Stanzeinrichtung zum Schneiden, als auch nach dieser zum Schweißen wirksam werden. Dabei ist es sowohl möglich, für das Schneiden wie auch für das Schwei ßen ein- und denselben Laserkopf zu verwenden, der dann entsprechend an der Schneidstation oder der Schweißstation positioniert und dem jeweiligen Bearbeitungsweg entsprechend geführt wird, als auch unterschiedliche Köpfe (Schneidkopf und Schweißkopf) vorzusehen, die von ein- und demselben Laser gespeist werden. Dabei ist es bspw. möglich, die Laserköpfe über eine Strahlweiche an den Laser anzuschließen. Die Posi tionierung der beiden Laserköpfe kann dann mittels getrennter Positioniereinrichtungen unabhängig voneinander durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, beide Laserköpfe mittels einer gemeinsamen Positioniereinrichtung zu bewegen und positionieren. Dies insbesondere, weil die Laserköpfe vor zugsweise alternierend, d. h. nicht gleichzeitig, betrieben werden. Der Laser kann mittels eines Shutters oder anderwei tiger Einrichtungen im Impulsbetrieb oder auch im Dauer betrieb arbeiten. Es ist auch möglich, den Laser bei den unterschiedlichen Bearbeitungsvorgängen (Schneiden, Schwei ßen) mit unterschiedlichen Strahlqualitäten arbeiten zu lassen, indem z. B. Modenblenden vorgesehen werden. Die Strahlqualität kann dabei an den jeweiligen Bearbeitungs vorgang angepasst werden.The integration of a sweat is particularly advantageous station in the machine according to the invention, if this for Cutting or pre-cutting of the sheets is already included a laser device is provided. The laser can be used as Energy source for both cutting and welding be used. With a suitable beam guidance the Laser beam both in front of the punching device for cutting, as well as effective after this for welding. It is it is possible for both cutting and welding to use one and the same laser head, which then accordingly at the cutting station or the welding station positioned and according to the respective processing path is performed, as well as different heads (cutting head and welding head) provided by the same laser be fed. It is possible, for example, the laser heads to be connected to the laser via a beam splitter. The posi tioning of the two laser heads can then by means of separate Positioning devices carried out independently become. Alternatively, it is possible to use both laser heads to move a common positioning device and position. This is especially because the laser heads are in front alternately, d. H. not operated at the same time become. The laser can by means of a shutter or otherwise facilities in impulse mode or also continuously operation work. It is also possible to use the laser at the different machining processes (cutting, welding to work with different beam qualities leave by z. B. fashion stops are provided. The Beam quality can depend on the respective processing process can be adjusted.

Zweckmäßig ist die mögliche Zweifachnutzung der Laser einrichtung zum Schneiden oder Vorschneiden der Bleche und zum Verschweißen fertiger Bleche miteinander auch hinsicht lich der Ausnutzung und Aufteilung des Betriebs des Lasers. Bspw. kann es zweckmäßig sein, jedes dem Stapel neu zugeführ te Blech jeweils mit einigen Schweißpunkten mit dem vorher gehenden Blech des Stapels zu verbinden. Zur Erzeugung des Schweißpunkts ist jeweils nur eine sehr kurze Zeit erforder lich, so dass die übrige Betriebszeit für das Schneiden zur Verfügung steht. Es ist aber ebenso möglich, die Bleche des Stapels erst dann miteinander zu verschweißen, wenn der Stapel seine gewünschte Höhe (Blechzahl) hat. Zum Beispiel können die Bleche beim Stapeln geheftet (z. B. versetzte Schweißpunkte wie in Fig. 7) und später vollständig ver schweißt werden. Unter Umständen kann die Vorheftung ohne Axialdruck erfolgen, wobei die Endverschweißung jedoch unter axialer Spannung des Blechstapels erfolgt.The possible dual use of the laser device for cutting or pre-cutting the sheets and for welding finished sheets to one another is also expedient with regard to the utilization and division of the operation of the laser. For example. it may be expedient to connect each new sheet to the stack with a few welding spots with the previous sheet of the stack. Only a very short time is required to generate the welding spot, so that the remaining operating time is available for cutting. However, it is also possible to weld the sheets of the stack to one another only when the stack has its desired height (number of sheets). For example, the sheets can be stapled during stacking (e.g. offset welding points as in FIG. 7) and later completely welded. Under certain circumstances, the pre-stitching can take place without axial pressure, but the final welding takes place under the axial tension of the sheet stack.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der nachfolgen den Beschreibung oder Unteransprüchen.Further advantageous details of embodiments the invention result from the drawing, which follow the description or subclaims.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing illustrated. Show it:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Maschine, in schematischer Darstellung, Fig. 1, the machine according to the invention, in a schematic representation;

Fig. 2 die Maschine nach Fig. 1, in vereinfachter und perspektivischer Übersichtdarstellung, Fig. 2 shows the machine according to Fig. 1, in a simplified and perspective illustrative view

Fig. 3 eine Funktionseinheit der Maschine nach Fig. 2, in Prinzipdarstellung, Fig. 3 is a functional unit of the machine according to Fig. 2, in basic representation,

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Funktions einheit zum Schneiden und Schweißen für die Maschine nach Fig. 2, Fig. 4 shows a modified embodiment of the functional unit for cutting and welding for the machine according to Fig. 2,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Maschine nach Fig. 1, in einer Draufsicht, Fig. 5 a modified embodiment of the machine according to the Invention shown in FIG. 1, in a plan view

Fig. 6 und Fig. 6 and

Fig. 7 von der Maschine nach Fig. 2 oder 5 erzeugte Statorblechpakete mit punktweise verschweißten Blechen, in ausschnittsweiser perspektivischer Darstellung, Fig. 7, of the machine of FIG. 2 or 5 with stator cores produced pointwise welded panels, in a partial perspective view of

Fig. 8 ein Statorblechpaket, erzeugt von der Maschine nach Fig. 2 oder Fig. 5, mit durch Schweißnähte verschweiß ten Statorblechen, in ausschnittsweiser perspektivischer Darstellung, Fig. 8 is a stator lamination stack, generated by the machine according to Fig. 2 or Fig. 5, with welds by verschweiß th stator laminations in a partial perspective view of

Fig. 9 ein Statorblechpaket mit einzeln verschweißten Statorblechen, in ausschnittsweiser Draufsicht, Fig. 9 is a laminated stator core with stator plates welded individually, in fragmentary plan view,

Fig. 10 ein Statorblechpaket und zwei auf das Stator blechpaket einwirkenden Laserköpfen einzeln verschweißten Statorblechen, in ausschnittsweiser Draufsicht, und Fig. 10 is a laminated stator core, and two stator laminated core on the acting laser heads individually welded stator laminations, in fragmentary plan view, and

Fig. 11 ein Statorblechpaket mit Schweißstellen, in ausschnittsweiser Schnittdarstellung. Fig. 11 is a stator lamination with welds, in a partial sectional view.

In Fig. 1 ist eine kombinierte Zuschnitt- und Schweiß maschine 1 veranschaulicht, die der Herstellung von Rotor- und Statorblechpaketen 2 dient, die als geblechter Eisenkern für Elektromotoren vorgesehen sind. Die Maschine 1 erhält dazu kaltgewalztes Elektromotoren- oder Siliziumblech 3, bspw. als Band und gibt über ein als Ausbringeinrichtung dienende Fördereinrichtung fertige Rotor- oder Statorblech pakete ab.In Fig. 1, a combined cutting and welding machine 1 is illustrated, which is used to manufacture rotor and stator laminations 2 , which are provided as a laminated iron core for electric motors. For this purpose, the machine 1 receives cold-rolled electric motor or silicon sheet 3 , for example as a band, and delivers finished rotor or stator sheet packets via a conveyor device serving as a dispensing device.

Der prinzipielle Aufbau der Maschine 1 ist in Fig. 2 oder alternativ Fig. 5 veranschaulicht. Zu der Maschine 1 gehört zunächst eine Einrichtung 5 zum Zuführen des Blechs 3. Zu der Einrichtung 5 gehören bspw. zwei an einem Grundgestell 4 drehbar gelagerte Walzen 6, 7, die außerdem mit einer nicht weiter veranschaulichten Antriebseinrichtung verbunden sind, um den gewünschten periodischen Vorschub des Blechs 3 zu bewirken. Im Fall der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine Abrollvorrichtung mit Blechzuführung quer zu der Bewegungs richtung der weiteren Verarbeitung veranschaulicht.The basic structure of the machine 1 is illustrated in FIG. 2 or alternatively in FIG. 5. The machine 1 initially includes a device 5 for feeding the sheet metal 3 . The device 5 includes, for example, two rollers 6 , 7 rotatably mounted on a base frame 4 , which are also connected to a drive device (not illustrated further ) in order to bring about the desired periodic feed of the sheet 3 . In the case of the embodiment according to FIG. 5, a rolling device with sheet metal feed is illustrated transversely to the direction of movement of the further processing.

Weiter trägt das Grundgestell 4 eine Bearbeitungseinheit 11, die dazu dient, einzelne Bleche 12 auszuschneiden, aus denen dann das Blechpaket 2 gestapelt wird. Zu der Bearbei tungseinheit 11 gehören im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine Trenneinheit 14, die Einzelabschnitte von dem zugeführ ten Blechband abtrennt, eine Vorschneideeinheit 15, eine Nutenstanze 16 und eine Transporteinrichtung 17. Bedarfsweise können weitere Funktionseinheiten, bspw. zur Abführung von Abfallstücken, vorgesehen sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist keine Trenneinheit, dafür aber eine Schrottschere 15a vorgesehen, um Blechbandabschnitte, aus denen Rohlinge für das Stator- oder Rotorblech herausgetrennt worden sind, zu zerschneiden und einem Abfallbehälter 15b zuzuführen. Die Nutenstanze ist von dem Grundgestell vorzugsweise schwin gungsmäßig isoliert. Dazu dient entweder eine bauliche Trennung, d. h. eine gesonderte, von dem Grundgestell 4 getrennte Lagerung der Nutenstanze 16 oder eine schwingungsdämpfende Einrichtung zwischen dem Grundgestell und der Nutenstanze.The base frame 4 also carries a processing unit 11 , which serves to cut out individual sheets 12 , from which the sheet package 2 is then stacked. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the processing unit 11 includes a separating unit 14 which separates individual sections from the sheet metal strip supplied, a pre-cutting unit 15 , a grooving punch 16 and a transport device 17 . If necessary, further functional units, for example for removing waste pieces, can be provided. In the embodiment according to FIG. 5 there is no separating unit, but instead a scrap shear 15 a is provided in order to cut sheet metal strip sections from which blanks for the stator or rotor sheet have been separated out and to feed a waste container 15 b. The grooving punch is preferably isolated from the base frame in terms of vibration. This is done either a physical separation, ie a separate, distinct from the base frame 4 mounting of the notching 16 or a vibration damping means between the base frame and the notching.

Die Trenneinheit 14 ist optional und kann bedarfsweise entfallen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gehören zu der Trenneinheit 14 zunächst ein Auflagetisch 18 und ein vertikal beweglich gelagertes Messer 19, das mit dem Auflagetisch 18 eine Schereinrichtung bildet. Dem Messer 19 ist eine An triebseinrichtung 21 zugeordnet, die eine gesteuerte Verti kalbewegung des Messers 19 hervorruft, um jeweils ein Blech stück von dem Blechstreifen abzutrennen, aus dem dann in weiteren Schnittvorgängen ein Blech 12 für einen Stator ausgeschnitten wird. Dazu dient zunächst die Vorschneideein heit 15, die zumindest dazu eingerichtet ist, die im Wesent lichen kreisförmige Außenkontur des späteren Blechs 12 (Rotor- oder Statorblech) auszuschneiden. Dazu dient bspw. ein Strahlbearbeitungswerkzeug, alternativ können jedoch auch mechanische Schneideinrichtungen Anwendung finden. Im vorlie genden Ausführungsbeispiel gehört zu der Vorschneideein richtung 15 ein Laserkopf 22a als Schneidkopf. Außerdem ist ein Laserkopf 22b als Schweißkopf vorgesehen, die in Fig. 2 durch einen Ausschnitt 23 der Maschinenverkleidung schema tisch sichtbar veranschaulicht sind. Der Schweißkopf 22b weist ein Strahlaustrittsfenster 24b auf, das einen Licht strahl auf das Statorblechpaket 2 richtet. In der Nähe des Strahlauftreffflecks (Fokus) mündet eine Schutzgasleitung 25 zur Formierung. In einigen Fällen kann die Schutzgasleitung entfallen, z. B. wenn keine Formierung erforderlich ist oder ein Schutz der Schweißstelle anderweitig erfolgt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der zum Schneiden dienende Laserkopf 22a oberhalb des Blechs an einer horizontal (H1) verfahrbaren Brücke in einer zweiten Horizontalrichtung (H2) verfahrbar gelagert. Der Laserkopf 22a weist wenigstens ein Strahlaustrittsfenster 24a auf, aus dem heraus ein gebündel ter Lichtstrahl auf das als Werkstück dienende abgeschnittene Blechteil gerichtet ist. An dem Schneidkopf 22a kann eine Gaszuführungseinrichtung für Schneidgas angeordnet sein. Die gesamte optische Einheit (Laser und Laserköpfe, Lichtleiter, Weichen, Positioniereinrichtungen) können auf dem Grund gestell 4 z. B. über aktive oder passive Schwingungsdämpfer gelagert oder zur Schwingungsentkopplung separat aufgestellt sein.The separation unit 14 is optional and can be omitted if necessary. In the present exemplary embodiment, the separation unit 14 initially includes a support table 18 and a vertically movably mounted knife 19 , which forms a shearing device with the support table 18 . The knife 19 is assigned to a drive device 21 , which causes a controlled vertical movement of the knife 19 to separate a piece of sheet metal from the sheet metal strip, from which a sheet 12 is then cut out for a stator in further cutting operations. For this purpose, the pre-cutting unit 15 is used , which is at least set up to cut out the essentially circular outer contour of the future sheet 12 (rotor or stator sheet). A beam processing tool is used for this purpose, however, mechanical cutting devices can alternatively also be used. In the present embodiment, a laser head 22 a belongs to the pre-cutting device 15 as a cutting head. In addition, a laser head 22 b is provided as a welding head, which are schematically illustrated in FIG. 2 by a cutout 23 of the machine casing. The welding head 22 b has a beam exit window 24 b, which directs a light beam onto the stator core 2 . In the vicinity of the beam impact spot (focus), an inert gas line 25 opens for formation. In some cases, the protective gas line can be omitted, e.g. B. if no formation is required or the weld is protected in another way. In the embodiment of Fig. 5 which serves for cutting laser head 22 a is movably supported above the sheet on a horizontal (H1) movable bridge in a second horizontal direction (H2). The laser head 22 a has at least one beam exit window 24 a, from which a bundled light beam is directed onto the cut sheet metal part serving as a workpiece. A gas supply device for cutting gas can be arranged on the cutting head 22 a. The entire optical unit (laser and laser heads, light guides, switches, positioning devices) can on the base frame 4 z. B. stored on active or passive vibration damper or set up separately for vibration isolation.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 5 sind beide Laserköpfe 22a, 22b mit einem an den Strahlengang einer Lichtleiteinrichtung angeschlossen. Der Lichtstrahl geht als aufgeweitetes paralleles Bündel von einem Laser 26, bspw. einem CO₂-Laser aus. Der Laser 26 kann mit einer oder mehreren nicht weiter veranschaulichten Modenblenden oder anderen Mitteln zur Leistungsbeeinflussung oder zur Beeinflussung der Strahlqualität versehen sein. Damit kann der Laser 26 sowohl zum Schweißen als auch zum Schneiden verwendet werden. Der Lichtstrahl kann durch entsprechende Spiegel 27 oder ein Lichtleitmittel wie bspw. ein Lichtleitkabel 28 (Fig. 3) zu den Laserköpfen 22a, 22b geleitet werden. Die Lagerung er folgt z. B. durch eine von oben wirkende Halterung oder auf einem Tisch mit Strahldurchtrittsfenster - der Laserstrahl und der Gasstrom kommen von unten. Deutlich günstiger ist die Anordnung des Laserkopfs 22a über Kopf, d. h. oberhalb des Blechs (Fig. 5).In the embodiments according to FIGS . 2 and 5, both laser heads 22 a, 22 b are connected to the beam path of a light guide device. The light beam emanates from a laser 26 , for example a CO ₂ laser, as an expanded parallel bundle. The laser 26 can be provided with one or more mode diaphragms (not further illustrated) or other means for influencing the power or for influencing the beam quality. The laser 26 can thus be used both for welding and for cutting. The light beam can be guided to the laser heads 22 a, 22 b by appropriate mirrors 27 or a light guide such as, for example, a light guide cable 28 ( FIG. 3). The storage he follows z. B. by a top-acting bracket or on a table with beam passage window - the laser beam and gas flow come from below. The arrangement of the laser head 22 a overhead, ie above the sheet ( Fig. 5) is significantly cheaper.

Abweichend von den beschriebenen Ausführungsformen, kann der Laser 26 auch lediglich einen gemeinsamen Laserkopf 22 betreiben (nicht dargestellt). Der Laserkopf 22 dient dann bspw. sowohl dem Ausschneiden einer Grob-Kontur, als auch dem Schweißen. Mittels geeigneter Positioniereinrichtungen ist er bspw. zu dem Blech 3 und zu dem Blechpaket 2 (Stator- oder Rotorbleche) bewegbar.In a departure from the described embodiments, the laser 26 can also operate only one common laser head 22 (not shown). The laser head 22 then serves, for example, both for cutting out a rough contour and for welding. By means of suitable positioning devices, it can be moved, for example, to the sheet metal 3 and to the sheet stack 2 (stator or rotor sheets).

Über ein Lichtleitmittel, bspw. ein Lichtleitkabel 65 oder eine anderweitige Strahlführung (Spiegel, Prismen, Strahlkanal), sind die Laserköpfe 22a, 22b an eine Umschalt einrichtung 66 angeschlossen sein, die wie eine Weiche Licht des Lasers 26 entweder an den Laserkopf 22a oder über einen Lichtleiter 67 an den Laserkopf 22b abgibt.Via a light guide, for example a light guide cable 65 or other beam guidance (mirror, prisms, beam channel), the laser heads 22 a, 22 b are connected to a switching device 66 which, like a soft light from the laser 26, either to the laser head 22 a or via a light guide 67 to the laser head 22 b.

Beide Schweißköpfe 22a, 22b sind vorzugsweise jeweils von einer Positioniereinrichtung 29a, 29b getragen, die jeweils eine Positionierung in einer Richtung H1, V (oder bei entsprechender Auslegung in mehreren Richtungen) gestatten.Both welding heads 22 a, 22 b are preferably each carried by a positioning device 29 a, 29 b, each of which allows positioning in one direction H1, V (or, if appropriately designed, in several directions).

Die Ausführungsformen nach Fig. 2 und 5 haben den Vorteil, dass Positionierzeiten, die bspw. zum Positionieren des Laserkopfs 22b in Schweißrichtung V vorzunehmen sind, minimiert werden und sich nicht mit Positionierzeiten des Schneidkopfs 22a überschneiden. Die Positionierung des Schweißkopfs 22b kann bspw. vorgenommen werden, während der Schneidkopf 22a aktiv ist. Auch dies trägt zur Integration der von dem Laserkopf 22b gebildeten Schweißeinrichtung in die Maschine 1 bei, so dass die Herstellung der entsprechen den Schweißverbindung ohne zusätzliche Aufwand an Arbeitzeit möglich wird. Außerdem eröffnet diese Bauform die Möglich keit, auf effektive Weise die Schweißraupen nach Fig. 8 zusätzlich oder anstelle zu den Schweißpunkten nach Fig. 6 auszubilden.The embodiments according to FIGS. 2 and 5 have the advantage that positioning times, which are to be carried out, for example, for positioning the laser head 22 b in the welding direction V, are minimized and do not overlap with positioning times of the cutting head 22 a. The positioning of the welding head 22 b can be carried out, for example, while the cutting head 22 a is active. This also contributes to the integration of b from the laser head 22 sealing means formed in the engine 1, so that the production of the corresponding to the weld joint without additional expenditure of working time becomes possible. In addition, this design opens up the possibility of effectively forming the welding beads according to FIG. 8 in addition to or instead of the welding spots according to FIG. 6.

Zu der Vorschneideeinheit 15 gehören bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 2 außerdem Mittel zur Lagerung des Blechs oberhalb des Laserkopfs 22a. Die entsprechenden Lager mittel können stationäre oder bewegbare Auflagen 32 mit nicht weiter veranschaulichten Spannmitteln, z. B. Elektromagneten sein. Die Lagermittel sind bspw. in X- und Y-Richtung in nerhalb der Werkstückebene linear positionierbar. Bedarfs weise können sie auch auf einer Kreisbahn bewegbar sein. Damit kann eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Laserkopf 22a durch Bewegung des Werkstücks herbeigeführt werden. Es können auf diese Weise bspw. die in Fig. 2 eingezeichneten Kreisbahnen 33, 34 eines Laserbrennflecks 35 auf dem Werkstück erreicht werden. Bei der hinsichtlich der Abfallbeseitigung wesentlich günstigeren Ausführungsform nach Fig. 5 wird die Relativbewegung durch Bewegung des Laser kopfs 22a herbeigeführt, und zwar durch Überlagerung von Bewegungen des Laserkopfs in den Richtungen H1 und H2.To the pre-cutting unit 15 in the embodiment shown in FIG. 2 also include means for storing the sheet above the laser head 22 a. The corresponding storage medium can be stationary or movable supports 32 with clamping means, not shown, for. B. be electromagnets. The bearing means can be linearly positioned, for example, in the X and Y directions within the workpiece plane. If necessary, they can also be moved on a circular path. A relative movement between the workpiece and the laser head 22 a can thus be brought about by movement of the workpiece. In this way, for example, the circular paths 33 , 34 shown in FIG. 2 of a laser focal spot 35 can be achieved on the workpiece. In the terms of waste disposal much more favorable embodiment of FIG. 5, the relative movement is brought about by movement of the laser head 22 a, by superposition of movement of the laser head in the directions H1 and H2.

Zum Weitertransport der Teile kann die Positionier- oder Transporteinrichtung 17 vorgesehen sein. Diese kann in ihrer einfachsten Ausführung, bspw. lediglich zur Überführung der Blechteile aus der Vorschneideeinheit 15 in die Nutenstanze 16 dienen. Sie weist dazu einen Führungsträger 37 auf, an dem ein Greiferwagen 38, z. B. linear verschiebbar, gelagert ist. Der Greiferwagen 38 kann Magnetgreifer 39 ähnliche Mittel zum Halten des Werkstücks aufweisen. In der einfachsten Aus führungsform sind die Magnetgreifer 39 an dem Greiferwagen 38 ortsfest gehalten. Die Transporteinrichtung 17 dient dann nur dem Teiletransport zwischen der Vorschneideeinheit 15 und der Nutenstanze 16. Bedarfsweise kann die Transporteinrichtung 17 jedoch auch zusätzlich Positionieraufgaben übernehmen. Dazu sind die Magnetgreifer 39 an dem Greiferwagen 38, bspw. um eine Vertikalachse, die dem aus dem Strahlaustrittsfenster 24 austretenden Lichtstrahl parallel ist, drehbar gelagert und mittels einer Dreh-Positioniereinheit kontrolliert positio nierbar und drehbar. Auf diese Weise können z. B. die Kreis bahnen 33, 34 des Brennflecks 35 bei ruhendem Laserkopf 22 erzeugt werden. Die Transporteinrichtung dient dann gleich zeitig der Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werk stück.The positioning or transport device 17 can be provided for the further transport of the parts. In its simplest version, this can, for example, only serve to transfer the sheet metal parts from the pre-cutting unit 15 into the grooving punch 16 . For this purpose, it has a guide bracket 37 on which a gripper carriage 38 , for. B. is linearly displaceable, stored. The gripper carriage 38 can have magnetic grippers 39 similar means for holding the workpiece. In the simplest embodiment, the magnetic grippers 39 are held stationary on the gripper carriage 38 . The transport device 17 then only serves to transport the parts between the pre-cutting unit 15 and the grooving punch 16 . If necessary, however, the transport device 17 can also take on additional positioning tasks. For this purpose the magnetic grippers 39 on the gripper carriage 38, for example. About a vertical axis which is parallel to the emerging from the beam exit window 24 light beam, and rotatably supported by a rotating-positioning positio definable controlled and rotatably. In this way, e.g. B. the circular paths 33 , 34 of the focal spot 35 are generated with the laser head 22 at rest. The transport device then serves at the same time the relative movement between the laser beam and the workpiece.

Die Nutenstanze 16 weist einen Stempel 41 auf, der eine vertikale (Pfeil 42) Stanzbewegung ausführt. Die Nutenstanze 16 weist eine Antriebseinrichtung für den Stempel 41 auf. Synchron zu diesem wird das Blech mit einer Antriebsvor richtung 43 z. B. schrittweise gedreht. Dieses wird auf einem Auflagetisch 44 oder einer anderweitigen Stützeinrichtung gehalten. Die Übertragung der Drehbewegung auf das Blech erfolgt wahlweise formschlüssig (Passfeder, Passfedernut) oder reibschlüssig über eine Spannvorrichtung auf einem drehenden Teller.The groove punch 16 has a punch 41 which performs a vertical (arrow 42 ) punching movement. The groove punch 16 has a drive device for the punch 41 . In synchronism with this, the sheet with a Antriebsvor direction 43 z. B. gradually rotated. This is held on a support table 44 or other support device. The rotary movement is transmitted to the sheet metal either with a positive fit (feather key, feather keyway) or frictionally via a clamping device on a rotating plate.

An die Nutenstanze 16 anschließend ist eine Stapelein richtung 45 vorgesehen, die dazu dient, von der Nutenstanze 16 in ihrer Kontur fertiggestellte Bleche 12 aufzunehmen und geordnet, d. h. stanzbildgerecht, auf dem Blechpaket 2 ab zulegen. Die Stapeleinrichtung 45 weist eine Transportein richtung 46 auf, zu der bspw. eine Linearführungseinrichtung 47 und ein von dieser geführter Greiferwagen 48 gehören. Letzterer trägt bspw. Magnetgreifer 49, die dazu eingerichtet sind, das Blech 12 gesteuert aufzunehmen und freizugeben. Bedarfsweise kann die Linearführungseinrichtung 47 über einen vertikal verstellbaren Ausleger 51 an dem Maschinengestell 4 abgestützt sein. Selbstverständlich können jedoch auch alter native mehrachsige und anderweitige Transporteinrichtungen vorgesehen werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 dient die Greifereinrichtung 17 nicht nur dem Transport der Blech rohlinge zu der Nutenstanze sondern auch dem Weitertransport der gestanzten Teile zu einem Stapel und zum Aufstapeln der gestanzten Bleche.At the grooving punch 16 , a Stapelein device 45 is then provided, which is used to hold the contour of finished sheet metal 12 from the grooving punch 16 and to place it in an orderly manner, ie in accordance with the punch pattern, on the laminated core 2 . The stacking device 45 has a transport device 46 , to which, for example, a linear guide device 47 and a gripper carriage 48 guided by it belong. The latter carries, for example, magnetic grippers 49 , which are set up to take up and release the sheet 12 in a controlled manner. If necessary, the linear guide device 47 can be supported on the machine frame 4 via a vertically adjustable bracket 51 . Of course, however, alternative native multi-axis and other transport devices can also be provided. In the embodiment according to FIG. 5, the gripper device 17 serves not only for the transport of the sheet metal blanks to the slot punch but also for the further transport of the punched parts to a stack and for stacking the punched sheets.

Zu der Stapeleinrichtung 45 gehört außerdem wenigstens eine Ausrichteinrichtung, die im vorliegenden Ausführungsbei spiel durch einen Dorn 53 gebildet ist. Dieser ragt vertikal von einem Drehtisch 54 auf, der eine Aufnahmeeinrichtung für die Bleche 12 bildet, und weist einen Durchmesser auf, der mit dem Innendurchmesser der Bleche 12 im Wesentlichen über einstimmt. An seinem oberen Ende kann er konisch verjüngt sein. Seine Mantelfläche ist im Wesentlichen zylindrisch. Zur Ausrichtung der aufzunehmenden Bleche 12 kann er an seiner Mantelfläche mit einem Steg 55 versehen sein, der in eine der ausgestanzten Nuten greift und die einzelnen Nuten der Bleche 12 somit zueinander ausrichtet. Die von dem Dorn 53 und dem Steg 55 gebildete Ausrichteinrichtung bewirkt somit die koaxiale Ausrichtung der Einzelbleche 12 zueinander sowie die Fluchtung der Nuten, d. h. die Winkelausrichtung der Bleche 12 in Bezug auf eine Drehung um die Mittelachse, auf der durch den Drehtisch 54 gebildeten Aufnahmeeinrichtung. Zum Abtrans port fertiger Stapel kann gemäß Fig. 5 auch ein Ketten förderer 45a vorgesehen sein. Zum Ausbringen des Blechpakets wird der Stapeldorn, z. B. nach unten, unter den Kettenförde rer gezogen.To the stacking device 45 also includes at least one alignment device, which is formed in the present exemplary embodiment by a mandrel 53 . This protrudes vertically from a turntable 54 , which forms a receiving device for the sheets 12 , and has a diameter which essentially coincides with the inside diameter of the sheets 12 . At its upper end it can be tapered. Its outer surface is essentially cylindrical. To align the sheets 12 to be received, it can be provided on its outer surface with a web 55 which engages in one of the punched-out grooves and thus aligns the individual grooves of the sheets 12 with one another. The alignment device formed by the mandrel 53 and the web 55 thus brings about the coaxial alignment of the individual sheets 12 with respect to one another and the alignment of the grooves, ie the angular alignment of the sheets 12 with respect to a rotation about the central axis, on the receiving device formed by the turntable 54 . 5 Abtrans port finished stack, a chain conveyor 45 a can be provided as shown in FIG . To deploy the laminated core, the stacking mandrel, for. B. pulled down under the chain conveyor.

Zu der Stapeleinrichtung 45 gehört außerdem eine magne tische oder pneumatische Spanneinrichtung, die dazu dient, die Bleche vor dem (endgültigen) Verschweißen zusammenzupres sen. Dies kann über einen nicht weiter veranschaulichten Spannarm erfolgen, der den Stapel zum Verschweißen axial belastet. Die Kraft zum festen Zusammenpressen der Bleche im Stapel kann auch durch ein Magnetfeld aufgebracht werden, das die Bleche z. B. axial durchsetzt. Der Vorteil liegt hier darin, dass die Bleche einzeln nacheinander miteinander verschweißt werden können, ohne jedesmal den Spannarm auf den Stapel aufsetzen zu müssen.To the stacking device 45 also includes a magnetic or pneumatic clamping device that serves to press the sheets together before (final) welding. This can be done via a clamping arm, not shown, which axially loads the stack for welding. The force for firmly pressing the sheets in the stack can also be applied by a magnetic field, which the sheets z. B. axially penetrated. The advantage here is that the sheets can be welded together one after the other without having to put the clamping arm on the stack each time.

Der Aufnahmeeinrichtung benachbart, ist der Strahlkopf 22b vorgesehen, durch den ein fokussierter Lichtstrahl auf die Mantelfläche des Blechpakets 2 richtbar ist. Die Strahl weiche 66 leitet das Licht entweder in den Strahlengang 65, der zu dem Schneidkopf 22a führt, oder in den Strahlengang 67, der zu dem Schweißkopf 22b führt. Die Lichteinstrahlung erfolgt über ein Strahlrohr mit mehreren Umlenkspiegeln und einer Strahlweiche oder über andere geeignete Lichtleit mittel. Außerdem ist der Laserkopf 22 durch die Positionier einrichtungen 29b, zumindest in einer Richtung V parallel zu der Mittelachse des Dorns 53 bzw. des Blechpakets 2 bewegbar. Zusätzlich ist der Laserkopf 22a, wenigstens bei einer bevor zugten Ausführungsform (Fig. 5), in zwei Richtungen H1, H2 parallel zu dem Blech bewegbar. Zusätzlich kann der Strahlkopf 22b z. B. zur Anpassung an unterschiedliche Stapeldurch messer radial zu dem Stapel und dem Dorn 53 verstellbar gelagert sein.The beam head 22 b is provided adjacent to the receiving device, through which a focused light beam can be directed onto the lateral surface of the laminated core 2 . The beam soft 66 guides the light either into the beam path 65 , which leads to the cutting head 22 a, or into the beam path 67 , which leads to the welding head 22 b. The light is emitted through a beam pipe with several deflecting mirrors and a beam splitter or through other suitable light guide medium. In addition, the laser head 22 is movable by the positioning devices 29 b, at least in a direction V parallel to the central axis of the mandrel 53 or the laminated core 2 . In addition, the laser head 22 a, at least in a preferred embodiment ( FIG. 5), can be moved in two directions H1, H2 parallel to the sheet. In addition, the jet head 22 b z. B. to adapt to different stack diameter radially to the stack and the mandrel 53 adjustable.

Die insoweit beschriebene Maschine 1 arbeitet unter der Steuerung einer zentralen, nicht weiter veranschaulichten, Steuereinrichtung wie folgt:
Die veranschaulichte Maschine 1 ist prinzipiell dazu eingerichtet, Statorbleche und Statorblechpakete 2 herzu stellen. Sie kann gleichfalls dazu eingerichtet werden, Rotorblechpakete herzustellen, wobei dann ein entsprechend schlankerer Dorn 53 erforderlich ist, der in das Achsloch der Rotorbleche passt. Bedarfsweise kann die Maschine 1 auch so eingerichtet werden, dass sie nacheinander oder gleichzeitig Rotorblechpakete und Statorblechpakete herstellt. Im erst genannten Fall werden zunächst Statorblechpakete in der erforderlichen Anzahl hergestellt, abgestapelt und mitein ander verschweißt, wonach dann Rotorbleche und aus diesen ein Rotorblechpaket hergestellt und verschweißt wird. Wenn der beim Laserschneiden erzielte Schneidspalt etwa mit dem ge wünschten Luftspalt der herzustellenden elektrischen Maschine identisch oder geringer als der gewünschte Luftspalt ist, kann der beim Herstellen eines Statorblechs anfallende innere kreisförmige Ausschnitt als Rohling für ein Rotorblech ver wendet werden. In diesem Fall erzeugt die Vorschneideeinheit 15 z. B. zunächst ein Achsloch und danach einen kreisförmiger Schnitt größeren Radius, der den Außendurchmesser des Rotor blechs darstellt. Während dieses dann der Nutenstanze zu geführt wird, kann die Vorschneideeinheit die Außenkontur des Statorblechs (kreisförmig oder mehreckig) ausschneiden. Der so entstandene Statorblechrohrling kann dann zu der Nutens tanze überführt werden. Dabei muss die Nutenstanze so be schaffen sein, dass sie abwechselnd an Rotorblechen und an Statorblechen die geforderten Nuten anbringen kann. The machine 1 described so far operates under the control of a central control device (not illustrated further) as follows:
The illustrated machine 1 is in principle set up to manufacture stator laminations and stator laminations 2 . It can also be set up to produce rotor laminations, in which case a correspondingly slimmer mandrel 53 is required which fits into the axle hole of the rotor laminations. If necessary, the machine 1 can also be set up so that it produces rotor laminated cores and stator laminated cores in succession or simultaneously. In the first-mentioned case, stator laminations are first produced in the required number, stacked and welded together, after which rotor laminations and a rotor laminated core are then produced and welded. If the cutting gap achieved in laser cutting is approximately the same as the desired air gap of the electrical machine to be produced or is less than the desired air gap, the inner circular cutout obtained when producing a stator plate can be used as a blank for a rotor plate. In this case, the pre-cutting unit 15 z. B. first an axle hole and then a circular cut larger radius, which represents the outer diameter of the rotor plate. While this is then fed to the slot punch, the pre-cutting unit can cut out the outer contour of the stator plate (circular or polygonal). The resulting stator sheet metal blank can then be transferred to the groove dance. The slot punch must be designed so that it can alternately apply the required slots to rotor plates and stator plates.

Allgemein erfolgt die Bearbeitung einzelner Bleche sowohl für Rotorbleche als auch für Statorbleche wie nachfol gend beschrieben:
Aus dem zugeführten Blech stellt die Bearbeitungseinheit 11 aufeinander folgend einzelne Bleche 12 her. Dies, indem von der Trenneinheit 14 zunächst ein Blechteil abgeschnitten wird, dessen Größe zur Herstellung eines einzelnen Blechs 12 ausreicht. Dieser Blechabschnitt befindet sich unmittelbar in der Vorschneideeinheit 15. Es wird hier bspw. von den Aufla gen 32 aufgenommen und so positioniert, dass der Laserbrenn fleck 35 des Laserkopfs 22a bspw. auf einen Punkt der inneren Kreisbahn 33 gerichtet ist. Der Laser 26 bzw. der Laserkopf 22 werden nun so geschaltet, dass der Lichtstrahl mit der geforderten Leistung auf dem Werkstück auftrifft. Es entsteht ein Laserbrennfleck 35, der auf dem Blech die Kreisbahn 33 zurücklegt. Der Laserkopf 22a wird dazu so auf einer Bahn im Kreis geführt, dass der Laserbrennfleck 35 mit der gewünsch ten Geschwindigkeit die Kreisbahn 33 abfährt und somit das Nutzteil vom Abfall getrennt wird. Z. B. wird zunächst das Achsloch herausgeschnitten, indem ein scheibenförmiger Innen teil abgetrennt wird, der herausfällt und abgeführt wird. Der Abfall kann unterhalb des Tischs ausgebracht werden.In general, the processing of individual sheets for both rotor sheets and stator sheets is carried out as described below:
The processing unit 11 successively produces individual sheets 12 from the sheet metal supplied. This is done by first cutting a sheet metal part from the separating unit 14 , the size of which is sufficient to produce a single sheet 12 . This sheet metal section is located directly in the pre-cutting unit 15 . It is picked up here, for example, by the supports 32 and positioned so that the laser focal spot 35 of the laser head 22 a is directed, for example, to a point on the inner circular path 33 . The laser 26 or the laser head 22 are now switched so that the light beam strikes the workpiece with the required power. A laser focal spot 35 is created , which covers the circular path 33 on the sheet. The laser head 22 a is guided on a path in a circle so that the laser focal spot 35 travels along the circular path 33 at the desired speed and thus the useful part is separated from the waste. For example, the axle hole is first cut out by cutting off a disc-shaped inner part that falls out and is removed. The waste can be placed under the table.

Der Laser 26 wird kurz abgeschaltet und der Laserkopf 22a, bspw. mittels einer Positioniereinrichtung 59, horizon tal an den Anfang der Kreisbahn 34 positioniert. Es kann nun, wie bereits für die Bahn 33 beschrieben, der Außenrand des Blechs 12 abgeschnitten werden. Dabei wird durch eine Rela tivbewegung zwischen Strahlkopf und Blech das Rotorblech ausgetrennt. Dabei schneidet der Laser vor allem Konturzüge, die auf der Nutenstanze mit den dort vorhandenen Werkzeugen nicht hergestellt werden können.The laser 26 is briefly switched off and the laser head 22 a, for example by means of a positioning device 59 , horizontally positioned at the beginning of the circular path 34 . As already described for the web 33 , the outer edge of the sheet 12 can now be cut off. The rotor plate is separated by a relative movement between the jet head and the plate. The laser primarily cuts contours that cannot be produced on the slot punch using the tools available there.

Ist der Schneidvorgang erfolgt, wird das Blech 12 mit tels der Transporteinrichtung 17 zur Nutenstanze 16 überführt. Währenddessen wird auf der (Laser-) Vorschneideeinheit 15 z. B. der Statoraußendurchmesser beschnitten, d. h. ein ringförmiger Rohling für das Statorblech hergestellt. Somit werden abwechselnd ein Rotor- und ein Statorrohling ausge schnitten und zu der Nutenstanze geliefert. Gleichzeitig zu dem Ausschneiden der Rohlinge erfolgt auf der nachgeordneten Nutenstanze der Stanzvorgang an im vorigen Schritt erzeugten Rohlingen.Once the cutting process has taken place, the sheet 12 is transferred to the groove punch 16 by means of the transport device 17 . Meanwhile, on the (laser) pre-cutting unit 15 z. B. the outer diameter of the stator is trimmed, ie an annular blank is produced for the stator sheet. Thus, a rotor and a stator blank are alternately cut out and delivered to the grooving punch. Simultaneously with the cutting out of the blanks, the punching process on blanks produced in the previous step takes place on the downstream groove punch.

Die Nutenstanze 16 nimmt das Blech 12 auf und stanzt unter Fortschaltung durch die Antriebsvorrichtung 43 nachein ander alle Nuten an dem Innenumfang des Blechs 12 (Stator) oder am Außenumfang (Rotor). Zugleich wird in der Vorschnei deeinheit 15 ein weiteres Blech vorbereitet. Die Nutmaschine arbeitet vorzugsweise im Einzelnutverfahren. Pro Hub des Stempels 41 der Nutstanze 16 wird das Blech durch die An triebsvorrichtung 43 um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Zur Blechbewegung kann ein Schrittschaltgetriebe dienen. Nach dem Nuten des Rotorblechs wird dieses auf dem dafür vor gesehenen Stapel abgelegt. Der gleiche Vorgang wird für das Statorblech durchgeführt. Dabei ist es auch möglich, abwech selnd ein Rotorblech und ein Statorblech herzustellen und somit gleichzeitig einen Rotorblechstapel und einen Stator blechstapel aufzubauen. Bedarfsweise können auch zwei Nut stanzen - eine für das Rotorblech und eine für das Stator blech vorgesehen werden. Die Stapeleinrichtung 45 kann dann die entnommenen Teile aus beiden Nutstanzen aufstapeln. Ob ein Stapel oder zwei - bei Erreichen einer definierten Stapel höhe wird der Stapeldorn nach unten gefahren und hinterlässt einen frei stehenden Stapel, der über den Kettenförderer 45a ausgebracht wird. Die Maschine 1 kann aber auch nur zum Herstellen von Rotoren oder Statoren dienen.The groove punch 16 picks up the sheet 12 and punches each other on the inner circumference of the sheet 12 (stator) or on the outer circumference (rotor) while advancing through the drive device 43 . At the same time another sheet is prepared in the precut 15 . The grooving machine preferably works in the single grooving process. Per stroke of the punch 41 of the groove punch 16 , the sheet is rotated by the drive device 43 to a predetermined angle. A stepper gearbox can be used to move the sheet metal. After the rotor plate has been grooved, it is placed on the stack seen before. The same process is carried out for the stator sheet. It is also possible to alternately produce a rotor plate and a stator plate and thus simultaneously build a rotor plate stack and a stator plate stack. If necessary, two grooves can also be punched - one for the rotor plate and one for the stator plate. The stacking device 45 can then stack the removed parts from both groove punches. Whether a stack or two - when a defined stack height is reached, the stacking mandrel is moved down and leaves a free-standing stack that is discharged via the chain conveyor 45 a. The machine 1 can also only be used to manufacture rotors or stators.

Zur besseren Anpassbarkeit an andere Stapeldurchmesser kann der jeweilige Stapel auch außen über Prismen geführt sein. Eine innen eingreifende Passfeder sorgt dann durch ihren Eingriff in die Stanznuten für die winkelmäßige Aus richtung (stanzbildgerechtes Aufstapeln).For better adaptability to other stack diameters the respective stack can also be guided outside via prisms his. A key that engages on the inside then ensures their engagement in the punching grooves for the angular Aus direction (stacking according to die design).

Hat die Nutenstanze 16 alle Nuten an dem Blech 12 ausge bildet, wird die Stapeleinrichtung 45 aktiviert, die das Blech 12 auf den Dorn 53 aufsetzt. Sobald auf dem Drehtisch 54 das zweite Blech abgelegt ist, wird dieses mit dem ersten Blech verschweißt oder geheftet. Dazu nutzt der Laserkopf 22b bspw. kurze Zeitspannen zwischen Schneidearbeitsgängen die währen des Positionierens der einzelnen Bleche auftreten. Dazu wird der Laserstrahl mittels Strahlweiche in den Schweißkopf 22b, oder wenn mehrere Schweißköpfe vorgesehen sind, zu dem gewünschten Schweißkopf geleitet, der z. B. so positioniert wurde, dass er auf die Trennstelle zwischen zwei Blechen positioniert wird. Dies ist, wie in Fig. 6 ver anschaulicht ist, bspw. eine punktförmige Schweißstelle 61, zwischen zwei Blechen 12. Es wird dann ein kurzer Lichtimpuls ausgesandt, der durch das Lichtaustrittsfenster 24b auf die Schweißstelle 61 (Fig. 6) trifft und hier einen Schweißpunkt auf die Fuge zwsichen zwei Blechen setzt. Sofort nach Beendi gung wird der Drehtisch 54 weitergedreht, um den in gleicher Ebene liegenden benachbarten Schweißpunkt 62 zu setzen. Der Vorgang setzt sich über den gesamten Umfang des Blechpakets 2 fort.Has the grooving punch 16 forms all the grooves on the sheet 12, the stacking device 45 is activated, which places the sheet 12 on the mandrel 53 . As soon as the second sheet is placed on the turntable 54 , it is welded or stapled to the first sheet. For this purpose, the laser head 22 uses, for example, short periods of time between cutting operations that occur during the positioning of the individual sheets. For this purpose, the laser beam is guided by means of a beam splitter into the welding head 22 b, or if a plurality of welding heads are provided, to the desired welding head, which, for. B. was positioned so that it is positioned on the separation point between two sheets. This is, as can be seen in FIG. 6, for example a spot weld 61 between two metal sheets 12 . A short light pulse is then emitted, which strikes the welding point 61 ( FIG. 6) through the light exit window 24 b and here places a welding point on the joint between two metal sheets. Immediately after completion, the turntable 54 is rotated further in order to set the adjacent welding point 62 lying in the same plane. The process continues over the entire scope of the laminated core 2 .

Ist das Verschweißen des Rotorblechs und/oder des Sta torblechs beendet, wird der Strahl auf den Schneidkopf in der Schneidstation umgeschaltet. Der Schweißkopf 22a könnte bereits in seine Schneidposition verfahren werden (Fig. 2) und er kann nun ein weiteres Blech vorschneiden. Es muss lediglich die Weiche 66 umgeschaltet werden, um nun wieder den Schneidkopf 22a zu aktivieren. Die Positionierung der Köpfe 22a, 22b kann hier immer dann erfolgen, wenn der je weils andere Kopf arbeitet. When the welding of the rotor plate and / or the stator plate has ended, the beam is switched to the cutting head in the cutting station. The welding head 22 a could already be moved into its cutting position ( FIG. 2) and it can now precut another sheet. It is only necessary to switch the switch 66 in order to activate the cutting head 22 a again. The positioning of the heads 22 a, 22 b can always take place here when the other head is working.

Die Schweißpunkte können, wie in Fig. 6 veranschau licht, jeweils auf einer achsparallelen Reihe oder, wie in Fig. 7 veranschaulicht, auf einer Schraubenlinie angeordnet sein. Bedarfsweise können anstelle von Schweißpunkten auch größere Schweißflecken oder Schweißraupen erzeugt werden, wie in Fig. 8 veranschaulicht ist. Durch Drehung des Stapels können Schweißpunkte oder Schweißraupen auch auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Stapels erreicht werden. Bei jedem Schweißvorgang werden die Bleche mit der Andrückein richtung zusammengepresst.As illustrated in FIG. 6, the welding spots can each be arranged on an axially parallel row or, as illustrated in FIG. 7, on a helical line. If necessary, larger welding spots or welding beads can also be generated instead of welding spots, as illustrated in FIG. 8. By rotating the stack, welding spots or weld beads can also be reached on diametrically opposite sides of the stack. With each welding process, the sheets are pressed together with the pressing device.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Bleche 12 gemäßen den Fig. 6 bis 8 an ihrem Außenumfang miteinander verschweißt. Abweichend davon ist es auch mög lich, die Bleche 12 an anderen Stellen miteinander zu ver schweißen, wie bspw. Fig. 9 oder 11 veranschaulicht. Gemäß Fig. 9 sind in den einzelnen Blechen 12 von Blech zu Blech in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Öffnungen 63, 64 vorgesehen, die sich nicht decken und bei denen die Bleche jeweils mittels eines in Axialrichtung auftreffenden Laser strahls verschweißt werden können. Bedarfsweise können alter nativ oder zusätzlich Schweißpunkte an der Innenumfangsfläche des Blechpakets 2 gesetzt werden. Eine Einrichtung mit zwei Schweißköpfen ist dazu in Fig. 10 veranschaulicht.In the illustrated embodiments, the sheets 12 according to FIGS . 6 to 8 are welded together on their outer circumference. Deviating from this, it is also possible to weld the sheets 12 together at other points, as illustrated, for example, in FIG. 9 or 11. According to FIG. 9 mutually offset openings 63, 64 in the individual sheets 12 of sheet to sheet in the circumferential direction provided, which do not overlap and can be contacted for the sheets respectively welded by means of an incident laser beam in the axial direction. If necessary, alternative or additional welding spots can be set on the inner peripheral surface of the laminated core 2 . A device with two welding heads is illustrated in FIG. 10 for this purpose.

Eine Schweißverbindung zwischen den Blechen kann auch gemäß Fig. 11 erreicht werden, indem die Bleche durch geschweißt werden (verdeckte Schweißung). Wie bei allen vorstehenden Schweißverfahren ist der elektrische Kontakt zwischen den Blechen auf die nahezu punktförmigen Schweiß stellen beschränkt. Die Ausbildung von Wirbelstrompfaden ist weitgehend unterbunden. Dies insbesondere, wenn Bleche nur an Stellen miteinander verbunden werden, die längs der sich im Betrieb der herzustellenden elektrischen Maschine ausbilden den magnetischen Feldlinien aber nicht quer zu diesen vonein ander beabstandet sind (d. h. sie liegen auf magnetischen Äquipotentiallinien). Dies ist durch die weitgehend freie Positionierbarkeit des Schweißkopfs 22b gut erreichbar.A welded connection between the metal sheets can also be achieved according to FIG. 11 by welding the metal sheets through (hidden welding). As with all of the above welding processes, the electrical contact between the sheets is limited to the almost spot welding points. The formation of eddy current paths is largely prevented. This is particularly the case if metal sheets are only connected to one another at locations which form along the electrical machine to be produced during operation of the magnetic field lines but are not spaced apart from one another transversely to these (ie they lie on magnetic equipotential lines). This can be easily achieved due to the largely free positionability of the welding head 22 b.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 wird sowohl der Schweißvorgang als auch der Schneidvorgang mit einem Laser 26 durchgeführt. Soll der Laser 26 jedoch nur zum Schweißen oder nur zum Schneiden genutzt werden und ist somit nur ein Laserkopf vorhanden, kann die Weiche 66 entfallen. Für Positionierbewegungen des Laserkopfs oder der Laserköpfe wie auch für den Eingriff des Transports wird der Laserstrahl durch die Weiche 66, eine andere Einrichtung oder durch kurzes Pausieren des Lasers 26 unterbrochen.In the embodiment according to FIG. 5, both the welding process and the cutting process are carried out with a laser 26 . However, if the laser 26 is only to be used for welding or only for cutting and there is therefore only one laser head, the switch 66 can be omitted. For positioning movements of the laser head or the laser heads as well as for the intervention of the transport, the laser beam is interrupted by the switch 66 , another device or by a brief pause of the laser 26 .

Bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Ablegen von Blechen 12 und das Anschweißen derselben jeweils alter nierend, d. h. die Verschweißung der Bleche erfolgt blech weise, noch während des Aufstapelns der einzelnen Bleche 12 zu dem Blechpaket 2. Dadurch wird die insgesamt zur Her stellung aller Schweißnähte und Schweißverbindungen benötigte Zeit in kurze Einzelzeitspannen aufgeteilt, für die gewisser maßen ohnehin vorhandene Arbeitspausen des Laserkopfs 22a, 22b und des Lasers 26 genutzt werden können, wenn dieser zum Vorschneiden oder zum Schneiden generell vorgesehen ist. Somit wird das Schweißen mit dem Schneiden zeitlich ver schränkt. Damit kann der Schweißvorgang in dem Schneidvorgang zur Herstellung der Bleche 12 integriert werden, ohne dass dazu eine gesonderte Schweißeinheit oder zusätzliche Be triebszeit erforderlich wäre.In the preferred embodiment, the depositing of sheets 12 and the welding thereof are carried out alternately, that is, the welding of the sheets takes place sheet-wise, while the individual sheets 12 are being stacked to form the sheet stack 2 . As a result, the total time required for the manufacture of all weld seams and welded connections is divided into short individual time periods, for which, to a certain extent, existing work breaks of the laser head 22 a, 22 b and the laser 26 can be used if this is generally provided for pre-cutting or for cutting , This means that welding with cutting is limited in time. The welding process can thus be integrated into the cutting process for producing the sheets 12 without a separate welding unit or additional operating time being required for this.

Bei der Maschine nach Fig. 5 ist zum Schneiden ein linear in zwei Richtungen bewegbarer Laserkopf 22a und zum Schweißen des Schweißkopfs 22b vorgesehen. Es ist aber auch möglich, nur einen dann zwischen Schweißbetrieb und Schneid betrieb umschaltbaren Laserkopf vorzusehen, der durch eine Positioniereinrichtung zwischen Schweißposition und Schneid position wechselnd bewegbar ist. Dieser ist dann mit einer Zuführung für Schneidgas und ggfs. für ein anderes Gas (zum Schutz der Schweißstelle) versehen. Diese wird mit geringem Abstand zu dem Blech geführt.In the machine according to FIG. 5, a laser head 22 a which can be moved linearly in two directions is provided for cutting and for welding the welding head 22 b. However, it is also possible to provide only a laser head which can then be switched between welding operation and cutting operation and which can be moved alternately by a positioning device between the welding position and cutting position. This is then provided with a feed for cutting gas and, if necessary, for another gas (to protect the welding point). This is guided at a short distance from the sheet.

Alternativ kann der Laserkopf 22a auch baulich von der Gasdüse getrennt werden. Durch entsprechende Positionier einheiten kann dann eine synchrone Positionierung von Gasdüse und dann rein optischen Laserkopf vorgenommen werden. Er kann somit auch bspw. um eine Achse schwenkbar angeordnet sein, um die optische Achse seines Strahls über das Blech zu bewegen.Alternatively, the laser head 22 a can also be structurally separated from the gas nozzle. Appropriate positioning units can then be used to synchronously position the gas nozzle and then the purely optical laser head. It can thus also be arranged, for example, pivotable about an axis in order to move the optical axis of its beam over the sheet.

Wie in Fig. 4 veranschaulicht, kann anstelle der Verti kalbewegung des Schweißkopfs 22b auch eine Vertikalbewegung des Blechstapels 2 erfolgen. Anstelle der Lichtleitkabel können Spiegel vorgesehen sein. Eine Bewegung des Schweiß kopfs 22b in Vertikalrichtung (V in Fig. 4) kann dann zu mindest bei einigen Ausführungsformen entfallen. Vorzugsweise wird zur Positionierung des Laserbrennflecks auf dem Stapel für Schweißzwecke der Stapel bewegt.As illustrated in FIG. 4, instead of the vertical movement of the welding head 22 b, a vertical movement of the sheet stack 2 can also take place. Instead of the light guide cable, mirrors can be provided. A movement of the welding head 22 b in the vertical direction (V in Fig. 4) can then be omitted at least in some embodiments. The stack is preferably moved to position the laser focal spot on the stack for welding purposes.

Die Positionierung des Schneidkopfs 22a erfolgt vorzugs weise so, dass seine optische Achse stets senkrecht zu dem Blech steht und die Entfernung zu diesem konstant ist. Es ist aber auch möglich, die Positionierung des Laserbrennflecks durch eine Schwenkbewegung es Schneidkopfs 22a oder auch des Schweißkopfs 22b zu erzeugen. Anstelle der Schwenkachsen können bedarfsweise auch in einer zu dem Blech 3 parallelen Ebene angeordnete Linearachsen vorgesehen sein. Den betref fenden Achsen sind dann gesteuerte Betätigungseinrichtungen und Führungseinrichtungen zugeordnet, die jeweils Führungs funktion in Richtung der betreffenden Achse haben.The positioning of the cutting head 22 a is preferably carried out so that its optical axis is always perpendicular to the sheet and the distance to it is constant. However, it is also possible to generate the positioning of the laser focal spot by swiveling the cutting head 22 a or the welding head 22 b. Instead of the pivot axes, linear axes arranged in a plane parallel to the sheet 3 can also be provided, if necessary. Controlled actuators and guide devices are then assigned to the relevant axes, each of which has a guide function in the direction of the relevant axis.

Eine Maschine zur Herstellung von Blechpaketen, ins besondere für drehende elektrische Maschinen, weist sowohl eine Bearbeitungseinheit zur Herstellung der Bleche, als auch eine Schweißeinheit zum Verschweißen der aufgestapelten Bleche miteinander auf. Vorzugsweise werden zur Herstellung der Bleche und zum Verschweißen derselben vorhandene Maschi nenkomponenten, wie bspw. ein Laser, gemeinsam genutzt.A machine for the production of laminated cores, ins special for rotating electrical machines, has both a processing unit for making the sheets, as well a welding unit for welding the stacked Sheet metal together. Preferably used to manufacture of the sheets and existing machines for welding the same components, such as a laser, are shared.

Claims

1. machine for producing laminated cores,
with a device ( 5 ) for feeding sheet metal ( 3 ),
with at least one processing unit ( 11 ) for cutting out the contour of individual sheets ( 12 ),
with a stacking device ( 45 ), which includes a transport device ( 46 ), an alignment device ( 53 ) and a receiving device ( 54 ), which is set up to receive at least one aligned stack of related sheets ( 12 ), and
with a welding device ( 22 b), the receiving device ( 54 ) for welding the plates ( 12 ) received by the receiving device ( 54 ) is assigned to one another.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the processing unit ( 11 ) has at least one punching device ( 16 ).

3. Machine according to claim 1, characterized in that the processing unit ( 11 ) has a beam cutting device, preferably a laser cutting device ( 22 , 26 ).

4. Machine according to claim 1, characterized in that the welding device ( 22 , 26 ) is a Laserschweißein direction.

5. Machine according to claim 3 and 4, characterized in that the laser cutting device ( 22 , 26 ) and the laser welding device ( 22 , 26 ) have a common laser beam source ( 26 ) and that in or on the laser beam source ( 26 ) a beam influencing device such as B. a mode diaphragm is provided.

6. Machine according to claim 1, characterized in that the laser cutting device ( 22 , 26 ) and the laser welding device ( 22 , 26 ) each have a separate head ( 22 a, 22 b) and that the heads ( 22 a, 22 b) are connected to the common laser ( 26 ).

7. Machine according to claim 1, characterized in that the receiving device for the aligned stack ( 2 ) of aligned sheets ( 12 ) is connected to a Positionierein direction, allows rotation or linear movement of the stack ( 2 ) in at least one direction.

8. Machine according to claim 1, characterized in that it has a clamping device with which the sheets of the stack are to be compressed during welding.

9. Machine according to claim 1, characterized in that the receiving device ( 54 ) is assigned a spreading device ( 2 a) for the finished welded stack ( 2 ).

10. Process for the production of laminated iron cores for electrical machines, the method in one Machine one after the other sheets with the specified contour cut, aligned, stacked and ver be welded.

11. The method according to claim 10, characterized in that each made out to the existing stack straightened and placed on these sheets individually welded to the existing stack.

12. The method according to claim 10, characterized in that each made out to the existing stack aligned and placed on these sheets together be welded when the stack is complete.

13. The method according to claim 10, characterized in that that from a sheet metal strip using a laser beam an annular first blank and a ring or disc-shaped second Blank are cut out, the inside diameter of the first blank up to a cutting gap width with the Outer diameter of the second blank matches, and that from the first blank stator sheets and from the second Blank rotor sheets are generated.

14. The method according to claim 13, characterized in that the first and the second blank are processed at the same time be working.