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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Außenblechpaket einer elektrischen Maschine,
- – wobei auf einer Halterung eine Basisanordnung befestigt wird,
- – wobei die Halterung einschließlich der darauf befestigten Basisanordnung relativ zu einem Grundkörper um eine Drehachse gedreht wird,
- – wobei die Basisanordnung eine Anzahl von Basiselementen aufweist, die parallel zur Drehachse verlaufen oder mit einem Drall um die Drehachse umlaufen und in einem radialen Abstand zur Drehachse in einem tangentialen Rastermaß angeordnet sind, so dass in Tangentialrichtung gesehen zwischen unmittelbar benachbarten Basiselementen jeweils ein Zwischenraum verbleibt,
- – wobei der Basisanordnung ein Blechstreifen zugeführt wird, der einen Jochbereich aufweist, von dem entsprechend dem Rastermaß Zähne abstehen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Fertigungsmaschine zum Herstellen eines Außenblechpakets einer elektrischen Maschine,
- – wobei die Fertigungsmaschine eine Halterung aufweist, auf der eine Basisanordnung befestigbar ist,
- – wobei die Halterung einschließlich der darauf befestigten Basisanordnung relativ zu einem Grundkörper um eine Drehachse drehbar ist,
- – wobei die Basisanordnung eine Anzahl von Basiselementen aufweist, die parallel zur Drehachse verlaufen oder mit einem Drall um die Drehachse umlaufen und in einem radialen Abstand zur Drehachse in einem tangentialen Rastermaß angeordnet sind, so dass in Tangentialrichtung gesehen zwischen unmittelbar benachbarten Basiselementen jeweils ein Zwischenraum verbleibt,
- – wobei die Fertigungsmaschine eine Zuführeinrichtung aufweist, mittels derer der Basisanordnung ein Blechstreifen zuführbar ist, der einen Jochbereich aufweist, von dem entsprechend dem Rastermaß Zähne abstehen,
- – wobei die Fertigungsmaschine eine Steuereinrichtung aufweist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine, die ein Außenblechpaket aufweist, das gemäß einem Herstellungsverfahren nach der obenstehend beschriebenen Art hergestellt ist.
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Zum Herstellen elektrischer Maschinen werden im konventionellen Stand der Technik ein Außenblechpaket und ein Innenblechpaket gefertigt. In der Regel entspricht das Außenblechpaket dem Ständerblechpaket, das Innenblechpaket dem Läuferblechpaket. Ausnahmsweise kann es jedoch umgekehrt sein. In die bereits gefertigten Blechpakete werden im konventionellen Stand der Technik elektromagnetisch aktive Elemente eingebracht, beispielsweise im Falle des Ständerblechpakets die Ständerwicklung, im Falle des Läuferblechpakets die Läuferwicklung oder permanent magnetische Elemente. Das Einbringen der elektromagnetisch aktiven Elemente ist zeitintensiv und umständlich. In vielen Fällen muss es manuell vorgenommen werden. Ferner besteht beim Einbringen von Wicklungen die Gefahr, die Wicklungen zu beschädigen.
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Ein Herstellungsverfahren für ein Außenblechpaket einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
DE 103 09 097 A1 bekannt. Bei diesem Herstellungsverfahren werden entsprechend vorgeformte, kurze Blechstreifen, die jeweils nur zwei bis drei Zähne aufweisen, auf Gruppen von Basiselementen der Basisanordnung aufgesteckt. Auch diese Vorgehensweise ist umständlich und zeitintensiv. Sie ist weiterhin nur schwer automatisierbar.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer das Außenblechpaket der elektrischen Maschine auf einfachere Weise herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch auszugestalten,
- – dass das Drehen der Halterung und das Zuführen des Blechstreifens derart koordiniert sind, dass während des Drehens der Halterung jeweils ein Zahn des Blechstreifens in einen der Zwischenräume eingeführt wird,
- – dass das Zuführen des Blechstreifens zur Basisanordnung entlang eines Zuführpfades erfolgt,
- – dass ein radialer Abstand, den der Zuführpfad von der Drehachse aufweist, an dem Ort, an dem das Einführen der Zähne in die Zwischenräume abgeschlossen ist, minimal ist und
- – dass die Zähne zumindest unmittelbar vor und während des Einführens der Zähne in die Zwischenräume derart orientiert sind, dass ein jeweiliger Normalenvektor des jeweiligen Zahns zumindest unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns in einen der Zwischenräume in Bezug auf die Drehachse eine Radialkomponente aufweist.
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In einer ersten möglichen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass der Jochbereich in demjenigen Abschnitt, von dem der jeweils in einen der Zwischenräume eingeführte Zahn des Blechstreifens ausgeht, zumindest unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns derart orientiert ist, dass ein jeweiliger Normalenvektor des jeweiligen Abschnitts des Jochbereichs zumindest unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns parallel zur Drehachse verläuft. In diesem Fall muss die Radialkomponente, die der Normalenvektor des entsprechenden Zahns aufweist, hoch sein. Die Radialkomponente kann beispielsweise einem Winkel zur Drehachse entsprechen, der zwischen 60° und 90° liegt.
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In einer zweiten möglichen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass der Jochbereich in demjenigen Abschnitt, von dem der jeweils in einen der Zwischenräume eingeführte Zahn des Blechstreifens ausgeht, zumindest unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns derart orientiert ist, dass ein jeweiliger Normalenvektor des jeweiligen Abschnitts des Jochbereichs zumindest unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns in Bezug auf die Drehachse eine Radialkomponente aufweist. In diesem Fall kann die Radialkomponente des Normalenvektors des jeweiligen Zahns gleich der Radialkomponente des angrenzenden Jochbereichs sein. Weiterhin kann die Radialkomponente des Normalenvektors des Zahns in diesem Fall kleiner sein als bei der erstgenannten Ausgestaltung. In Einzelfällen können Winkel von 45° zur Drehachse ausreichen. Es sind natürlich auch in diesem Fall größere Winkel von bis zu 90° möglich.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Blechstreifen in dem Bereich, dessen Zähne als nächstes in die Zwischenräume eingeführt werden, in seiner Längsrichtung verdreht ist, so dass in Bezug auf die Drehachse eine Radialkomponente eines Normalenvektors eines Abschnitts des Jochbereichs umso kleiner wird, je näher der Abschnitt des Jochbereichs an die Basisanordnung herangeführt wird. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Zähne noch leichter in die Zwischenräume der Basisanordnung eingeführt werden können. Weiterhin wird die Gefahr von Beschädigungen der Basisanordnung minimiert.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Zuführpfad in dem Bereich des Blechstreifens, dessen Zähne als nächstes in die Zwischenräume eingeführt werden, in Bezug auf die Drehachse eine nach radial außen gekrümmte Kurve definiert. Durch diese Ausgestaltung wird eine vereinfachte Bahnführung für den Blechstreifen erreicht.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass die Zähne an ihrem vom Jochbereich entfernten Ende jeweils eine Lasche aufweisen, die während des Einführens des jeweiligen Zahns nach oben gebogen ist, und dass die jeweilige Lasche nach dem Einführen des jeweiligen Zahns rückgebogen wird, so dass sie nach dem Rückbiegen parallel zur Längsrichtung des Blechstreifens in dem Abschnitt des Jochbereichs verläuft, von dem der jeweilige Zahn absteht. Durch das Vorhandensein der Laschen werden die magnetischen Eigenschaften des Außenblechpakets verbessert.
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Auf Grund des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist die Gefahr einer Beschädigung der Basiselemente deutlich reduziert. Es ist daher möglich, dass die Basiselemente Wicklungen eines Wicklungssystems der elektrischen Maschine oder magnetische Elemente der elektrischen Maschine sind.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Fertigungsmaschine zum Herstellen eines Außenblechpakets mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fertigungsmaschine sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 9 bis 13.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Fertigungsmaschine der eingangs genannten Art dadurch weiterzubilden,
- – dass mittels der Steuereinrichtung das Drehen der Halterung und das Zuführen des Blechstreifens derart koordinierbar sind, dass während des Drehens der Halterung jeweils ein Zahn des Blechstreifens in einen der Zwischenräume eingeführt wird,
- – dass die Zuführeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie einen Zuführpfad definiert, entlang dessen das Zuführen des Blechstreifens zur Basisanordnung erfolgt,
- – dass ein radialer Abstand, den der Zuführpfad von der Drehachse aufweist, an dem Ort, an dem das Einführen der Zähne in die Zwischenräume abgeschlossen ist, minimal ist und
- – dass die Zuführeinrichtung und/oder eine der Zuführeinrichtung vorgeordnete Biegeeinrichtung derart ausgebildet sind, dass die Zähne zumindest unmittelbar vor und während des Einführens der Zähne in die Zwischenräume derart orientiert sind, dass ein jeweiliger Normalenvektor des jeweiligen Zahns zumindest unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns in einen der Zwischenräume in Bezug auf die Drehachse eine Radialkomponente aufweist.
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Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Fertigungsmaschine korrespondieren im Wesentlichen mit einrichtungstechnischen Merkmalen des obenstehend erläuterten Herstellungsverfahrens. Es wird daher auf die oben stehenden Ausführungen zum Herstellungsverfahren verwiesen.
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Geschützt werden soll durch die vorliegende Erfindung weiterhin eine elektrische Maschine, die ein Außenblechpaket aufweist, das gemäß einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellt wurde. Ein mögliches Kennzeichen einer derartigen elektrischen Maschine ist, dass das Außenblechpaket in Windungen (also helixartig) um die Drehachse der elektrischen Maschine gewickelt ist. Ein weiteres mögliches Kennzeichen sind mikrokristalline Veränderungen im Jochbereich des Blechstreifens, die durch das Biegen und damit verbundenes plastisches Verformen des Blechstreifens während des Herstellungsprozesses entstanden sind. Auch im Übergangsbereich vom Jochbereich zum Zahn können gegebenenfalls derartige plastische Verformungen aufgetreten sein. Ein weiteres mögliches Kennzeichen ist das etwaige Vorhandensein der obenstehend erwähnten Lasche. Ein weiteres mögliches Kennzeichen besteht darin, dass das Außenblechpaket in Bezug auf eine Rotationsachse der elektrischen Maschine an seinen axialen Stirnseiten jeweils eine Druckplatte aufweist und dass mindestens eine der Druckplatten mehrteilig ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 eine Fertigungsmaschine zum Herstellen eines Außenblechpakets einer elektrischen Maschine,
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2 die Fertigungsmaschine von 1 von oben,
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3 bis 8 verschiedene perspektivische Darstellungen einer Halterung, einer Basisanordnung und eines Blechstreifens,
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9 einen Abschnitt eines Blechstreifens,
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10 und 11 Querschnitte durch den Blechstreifen von 9,
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12 einen Abschnitt eines weiteren Blechstreifens,
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13 ein Detail der Fertigungsmaschine,
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14 schematisch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine und
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15 schematisch eine Axialansicht eines Außenblechpakets der elektrischen Maschine von 14.
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Gemäß den 1 und 2 weist eine Fertigungsmaschine zum Herstellen eines Außenblechpakets 1 einer elektrischen Maschine eine Halterung 2 auf. Auf der Halterung 2 ist eine Basisanordnung 3 befestigbar. Die Halterung 2 ist – einschließlich der darauf befestigten Basisanordnung 3 – mittels eines Antriebs (nicht dargestellt) relativ zu einem Grundkörper 2' um eine Drehachse 4 drehbar. In der Regel ist der Grundkörper 2' ortsfest. In Einzelfällen kann jedoch auch die Halterung 2 ortsfest sein.
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Soweit nachfolgend die Begriffe „axial”, „radial” und „tangential” verwendet werden, sind sie stets auf die Drehachse 4 bezogen. „Axial” bedeutet eine Richtung parallel zur Drehachse 4. „Radial” bezeichnet eine Richtung orthogonal zur Drehachse 4, und zwar auf die Drehachse 4 zu bzw. von der Drehachse 4 weg. „Tangential” bezeichnet eine Richtung sowohl orthogonal zur Drehachse 4 als auch orthogonal zur Radialrichtung, also in konstantem Abstand von der Drehachse 4 um die Drehachse 4 herum.
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Die Basisanordnung 3 weist eine Anzahl von Basiselementen 5 auf. Die Basiselemente 5 verlaufen gemäß den 1 und 2 parallel zur Drehachse 4. Alternativ können die Basiselemente 5 – ähnlich den Zügen einer Schusswaffe – mit einem Drall um die Drehachse 4 umlaufen. Die Basiselemente 5 sind in einem radialen Abstand a zur Drehachse 4 in einem tangentialen Rastermaß m angeordnet. Dadurch verbleibt in Tangentialrichtung gesehen zwischen unmittelbar benachbarten Basiselementen 5 jeweils ein Zwischenraum 6. Die Anzahl an Basiselementen 5 kann nach Bedarf gewählt sein. In der Regel beträgt sie ein ganzzahliges Vielfaches von 6, beispielsweise 6, 12, 18, 24 usw.
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Es ist möglich, dass die Basiselemente 5 temporär verwendete Elemente der Fertigungsmaschine sind, die Basiselemente 5 also nicht dauerhaft im Außenblechpaket 1 verbleiben. Vorzugsweise jedoch sind die Basiselemente 5 Wicklungen eines Wicklungssystems der elektrischen Maschine. Falls die elektrische Maschine eine Außenläufermaschine ist, das herzustellende Außenblechpaket 1 also dem Läuferblechpaket der elektrischen Maschine entspricht, können die Basiselemente 5 alternativ zu Wicklungen eines Wicklungssystems auch (permanent) magnetische Elemente der elektrischen Maschine sein.
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In dem Fall, dass die Basiselemente 5 Wicklungen eines Wicklungssystems sind, sind die Basiselemente 5 vorzugsweise versteift. Beispielsweise können die Basiselemente 5 verbacken, vergossen oder imprägniert sein.
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Die Fertigungsmaschine weist weiterhin eine Zuführeinrichtung 7 auf. Die Zuführeinrichtung 7 ist relativ zum Grundkörper 2' ortsfest angeordnet. Mittels der Zuführeinrichtung 7 ist der Basisanordnung 3 ein Blechstreifen 8 zuführbar. Der Blechstreifen 8 weist – siehe 2 – einen Jochbereich 9 auf. In der Regel ist der Jochbereich 9 in Längsrichtung des Blechstreifens 8 gesehen durchgehend. Alternativ kann er kleine, streifenförmige Ausnehmungen aufweisen.
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Von dem Jochbereich 9 stehen entsprechend dem Rastermaß m der Basisanordnung 3 Zähne 10 ab. Die Zähne 10 sind – selbstverständlich – derart dimensioniert, dass sie in die Zwischenräume 6 zwischen den Basiselementen 5 eingeführt werden können.
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Der Blechstreifen 8 ist ein langer Blechstreifen 8. Er weist also nicht nur einige wenige Zähne 10 auf, sondern eine Vielzahl von Zähnen 10. Insbesondere ist die Anzahl von Zähnen 10 mindestens so groß wie die Anzahl an Basiselementen 5, in der Regel ein Vielfaches davon. Der Blechstreifen 8 reicht also mindestens dazu aus, eine einzelne Lage des Außenblechpakets 1 zu bilden. In der Regel ist der Blechstreifen 8 ausreichend, um eine Vielzahl von Lagen des Außenblechpakets 1 zu bilden.
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Zum Herstellen des Außenblechpakets 1 wird zunächst die Basisanordnung 3 auf der Halterung 2 befestigt. Sodann wird die Halterung 2 einschließlich der darauf befestigten Basisanordnung 3 relativ zum Grundkörper 2' gedreht. Das Drehen der Halterung 2 wird mittels einer entsprechenden Steuereinrichtung 11 der Fertigungsmaschine gesteuert. Weiterhin wird der Basisanordnung 3 mittels der Zuführeinrichtung 7 der Blechstreifen 8 zugeführt. Auch das Zuführen des Blechstreifens 8 wird von der Steuereinrichtung 11 gesteuert. Die Steuereinrichtung 11 koordiniert das Drehen der Halterung 2 relativ zum Grundkörper 2' und das Zuführen des Blechstreifens 8 gemäß 2 derart, dass jeweils ein Zahn 10 des Blechstreifens 8 in einen der Zwischenräume 6 der Basisanordnung 3 eingeführt wird.
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Das Drehen der Halterung 2 und das Zuführen des Blechstreifens 8 zur Basisanordnung 3 können alternativ kontinuierlich oder intermittierend erfolgen. Unabhängig davon, ob ein kontinuierlicher oder ein intermittierender Betrieb erfolgt, erfolgt das Einführen des jeweiligen Zahns 10 des Blechstreifens 8 in den entsprechenden Zwischenraum 6 jedoch während des Drehens der Halterung 2.
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Die Zuführeinrichtung 7 ist derart ausgebildet, dass sie einen Zuführpfad definiert. Entlang des Zuführpfades erfolgt das Zuführen des Blechstreifens 8 zur Basisanordnung 3. Der Zuführpfad ist in den 1 und 2 nur schematisch dargestellt. Der bevorzugte tatsächliche Verlauf des Zuführpfades ist aus den 3 bis 8 erkennbar.
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Gemäß den 3 bis 8 (und auch den 1 und 2) ist der Zuführpfad dadurch definiert, dass ein radialer Abstand A, den der Zuführpfad von der Drehachse 4 aufweist, an demjenigen Ort minimal ist, an dem das Einführen der Zähne 10 in die Zwischenräume 6 (gerade; engl. just) abgeschlossen ist. Weiterhin verläuft der Zuführpfad derart, dass er an demjenigen Ort, an dem der Abstand A minimal ist, in Bezug auf die Drehachse 4 tangential verläuft.
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Wie besonders deutlich aus den 3 bis 8 ersichtlich ist, sind die Zähne 10 unmittelbar vor dem Einführen der Zähne 10 in die Zwischenräume 6 und während des Einführens der Zähne 10 in die Zwischenräume 6 derart orientiert, dass – bezogen auf den jeweiligen Zahn 10 – ein jeweiliger Normalenvektor N während dieses Zeitraums (also unmittelbar vor dem Einführen des jeweiligen Zahns 10 in einen der Zwischenräume 6 und während des Einführens des jeweiligen Zahns 10 in den entsprechenden Zwischenraum 6) in Bezug auf die Drehachse 4 eine Radialkomponente aufweist. Die Zähne 10 sind in diesem Stadium also nicht orthogonal zur Drehachse 4 orientiert, sondern bilden einen Winkel mit der Drehebene, das heißt der zur Drehachse 4 orthogonalen Ebene.
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Die entsprechende Orientierung der Zähne 10 wird bei der Ausgestaltung des Zuführpfades entsprechend den 3 bis 8 dadurch erreicht, dass die Zuführeinrichtung 7 entsprechend ausgebildet ist. Insbesondere ist die Zuführeinrichtung 7 derart ausgebildet, dass sie den gesamten Blechstreifen 8 (also sowohl die Zähne 10 als auch den Jochbereich 9) entsprechend orientiert. Die oben genannten Aussagen zur Orientierung des Normalenvektors N des entsprechenden Zahns 10 gelten daher bei der Ausgestaltung der 3 bis 8 auch für einen Normalenvektor N', der orthogonal auf demjenigen Abschnitt 12 des Jochbereichs 9 steht, von dem der jeweilige Zahn 10 ausgeht.
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Gemäß den 3 bis 8 ist die Zuführeinrichtung 7 weiterhin derart ausgebildet, dass der Blechstreifen 8 in dem Bereich, dessen Zähne 10 als nächstes in die Zwischenräume 6 eingeführt werden, in seiner Längsrichtung verdreht ist. Die Verdrehung ist derart, dass in Bezug auf die Drehachse 4 eine Radialkomponente des Normalenvektors N' des Abschnitts 12 umso kleiner wird, je näher der Abschnitt 12 des Jochbereichs 9 an die Basisanordnung 3 herangeführt wird. Die Zuführeinrichtung 7 selbst ist in den 3 bis 8 zwar nicht dargestellt. Die entsprechende Ausgestaltung der Zuführeinrichtung 7 ist jedoch dadurch ersichtlich, dass in den 3 bis 8 der Blechstreifen 8 dargestellt ist und das Verdrehen des Blechstreifens 8 – selbstverständlich – nur durch eine entsprechende Ausgestaltung der Zuführeinrichtung 7 bewirkt werden kann.
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Gemäß den 3 bis 8 ist der Zuführpfad weiterhin derart ausgestaltet, dass er in dem Bereich des Blechstreifens 8, dessen Zähne 10 als nächstes in die Zwischenräume 6 eingeführt werden, in Bezug auf die Drehachse 4 eine nach radial außen gekrümmte Kurve definiert. Diese Ausgestaltung ist bevorzugt. Alternativ wäre jedoch auch entsprechend der Darstellung der 1 und 2 eine gerade Führung des Zuführpfades möglich.
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Gemäß den 1 und 2 ist der Blechstreifen 8 vor dem Zuführen zur Basisanordnung 3 auf einer Rolle 13 aufgewickelt. Es ist möglich, dass der auf der Rolle 13 befindliche Blechstreifen 8 bereits den Jochbereich 9 und die Zähne 10 aufweist. In der Regel weist der Blechstreifen 8 jedoch noch eine einheitliche Breite b auf. In diesem Fall ist der Rolle 13 eine Stanzeinrichtung 13' nachgeordnet, welche die überschüssigen Teile des Blechstreifens 8 ausstanzt. Auch die Rolle 13 und die Stanzeinrichtung 13 sind relativ zum Grundkörper 2' ortsfest angeordnet.
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Weiterhin kann zwischen der Rolle 13 und der Zuführeinrichtung 7 – gegebenenfalls der Stanzeinrichtung 13' und der Zuführeinrichtung 7 – eine Biegeeinrichtung 14 angeordnet sein. Wenn die Biegeeinrichtung 14 vorhanden ist, ist auch sie relativ zum Grundkörper 2' ortsfest angeordnet. Die Biegeeinrichtung 14 kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass die Zähne 10 von der Biegeeinrichtung 14 vor dem Zuführen des Blechstreifens 8 zur Zuführeinrichtung 7 nach oben gebogen werden. 9 zeigt einen Abschnitt des Blechstreifens 8, bei dem die beiden in 9 linken. Zähne 10 noch nicht nach oben gebogen sind und die beiden in 9 rechten Zähne 10 bereits nach oben gebogen sind. Die 10 und 11 zeigen die entsprechenden Profile des Blechstreifens 8. Gemäß 10 geht der Abschnitt 12 planar in den angrenzenden Zahn 10 über. Gemäß 11 bilden die Zähne 10 nach dem Umbiegen mit den Abschnitten 12 des Jochbereichs 9 einen Winkel α.
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Wenn die Zähne 10 mittels der Biegeeinrichtung 14 nach oben gebogen werden, ist es möglich, dass der Jochbereich 9 in demjenigen Abschnitt 12, von dem der jeweils in einen der Zwischenräume 6 eingeführte Zahn 10 des Blechstreifens ausgeht, auch unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns 10 derart orientiert ist, dass ein entsprechender Normalenvektor N' des jeweiligen Abschnitts 12 des Jochbereichs 9 während dieses Zeitraums parallel zur Drehachse 4 verläuft. In diesem Fall kann es also ausreichen, dass nur der auf den Zahn 10 bezogene Normalenvektor N eine Radialkomponente aufweist, nicht aber auch der auf den entsprechenden Abschnitt 12 des Jochbereichs 9 bezogene Normalenvektor N'. Die entsprechende Orientierung des Jochbereichs 9 wird in diesem Fall durch die Zuführeinrichtung 7 bewirkt. Die Winkelstellung des Zahns 10 relativ zum Jochbereich 9 (genauer: zum angrenzenden Abschnitt 12 des Jochbereichs 9) wird in diesem Fall durch die Biegeeinrichtung 14 bewirkt. In diesem Fall ist also die Biegeeinrichtung 14 derart ausgebildet, dass die Zähne 10 zumindest unmittelbar vor und während des Einführens der Zähne 10 in die Zwischenräume 6 derart orientiert sind, dass der Normalenvektor N des jeweiligen Zahns 10 zumindest unmittelbar vor und während des Einführens des jeweiligen Zahns 10 in einen der Zwischenräume 6 in Bezug auf die Drehachse 4 eine Radialkomponente aufweist.
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Wie aus den 3 bis 8 ersichtlich ist, weist weiterhin der Zuführpfad auf seinem Weg zur Basisanordnung 3 eine von oben nach unten gerichtete Komponente auf. Diese Ausgestaltung ist bevorzugt, aber nicht zwingend erforderlich.
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Die Zähne 10 selbst sind im einfachsten Fall – siehe die Darstellung in den 2 bis 11 – einfache Vorsprünge. Ihre Seitenkanten 15 können parallel zueinander verlaufen. Alternativ können die Seitenkanten 15 leicht konisch aufeinander zu laufen (siehe 9), so dass sie leichter in die Zwischenräume 6 eingeführt werden können.
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In 12 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Zähne 10 dargestellt. Gemäß der Ausgestaltung von 12 weisen die Zähne 10 an ihrem vom Jochbereich 9 entfernten Ende jeweils eine Lasche 16 auf. Wenn die Lasche 16 vorhanden ist, ist die Biegeeinrichtung 14 derart ausgebildet, dass sie die jeweilige Lasche 16 vor dem Einführen der Zähne 10 in die Zwischenräume 6 der Basisanordnung 3 nach oben umbiegt. Dies ist in 12 für eine der Laschen 16 dargestellt. In diesem Zustand (also mit hochgebogener Lasche 16) werden die Zähne 10 in die Zwischenräume 6 eingeführt.
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Wenn die Laschen 16 vorhanden sind, weist die Fertigungsmaschine gemäß 13 weiterhin eine Rückbiegeeinrichtung 17 auf. Mittels der Rückbiegeeinrichtung 17 werden in diesem Falle die Laschen 16 nach dem Einführen des jeweiligen Zahns 10 in einen der Zwischenräume 6 rückgebogen, so dass die jeweilige Lasche 16 nach dem Rückbiegen parallel zur Längsrichtung des Blechstreifens 8 in dem Abschnitt 12 des Jochbereichs 9 verläuft, von dem der jeweilige Zahn 10 absteht. Die Lasche 16 umgreift im rückgebogenen Zustand eines der Basiselemente 5 der Basisanordnung 3. Die Rückbiegeeinrichtung 17 kann entsprechend der Darstellung von 13 beispielsweise als Rolle ausgebildet sein, die am Innenumfang der Basisanordnung 3 anliegt und auf den vom Jochbereich 9 abgewandten Enden der Zähne 10 und den Laschen 16 abrollt. Es sind jedoch selbstverständlich auch andere Ausgestaltungen der Rückbiegeeinrichtung 17 möglich.
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Der Blechstreifen 8 ist vor dem Zuführen zur Basisanordnung 3 linear. Er wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens im Jochbereich 9 verformt, damit er zu mehreren Windungen um die Drehachse 4 herum gelegt werden kann. Die Verformung ist in der Regel plastisch. Das plastische Verformen kann im Rahmen des Zuführens zur Basisanordnung 3 erfolgen. Beispielsweise kann eine Längsdehnung des Jochbereichs 9 während der Einführphase der Zähne 10 erfolgen. Das Verformen kann beispielsweise durch geeignet angebrachte, quer zur Längsrichtung des Blechstreifens 8 verlaufende Ausnehmungen erleichtert werden.
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Nach dem Wickeln des Blechstreifens 8 werden die Windungen des Außenblechpakets 1 in üblicher Weise miteinander verbunden, beispielsweise durch Klammern, Schrauben, Schweißen usw.. 14 zeigt schematisch eine elektrische Maschine, die ein derartiges Außenblechpaket 1 aufweist, das auf erfindungsgemäße Weise hergestellt wurde. Weiterhin weist die elektrische Maschine ein Innenblechpaket 18 auf. Entsprechend der Darstellung von 14 entspricht das Außenblechpaket 1 dem Ständerblechpaket der elektrischen Maschine. Das Innenblechpaket 18 entspricht dem Läuferblechpaket der elektrischen Maschine. Prinzipiell wäre jedoch auch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich.
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Der Läufer der elektrischen Maschine ist um eine Rotationsachse 19 rotierbar. Gemäß 14 weist das Außenblechpaket 1 in Bezug auf die Rotationsachse 19 der elektrischen Maschine an seinen axialen Stirnseiten jeweils eine Druckplatte 20 auf. Bei einem Außenblechpaket des Standes der Technik sind die Druckplatten 20 – zumindest in der Regel – einteilig ausgebildet. Gemäß 15, die eine axiale Draufsicht auf das Axialblechpaket 1 der elektrischen Maschine von 14 zeigt, ist mindestens eine der Druckplatten 20 mehrteilig ausgebildet Die in 15 gezeigte vierteilige Ausgestaltung ist jedoch nicht zwingend. Alternativ könnte die Druckplatte 20 nur zweiteilig oder dreiteilig sein oder alternativ mehr als vier Teile aufweisen, beispielsweise sechs oder acht Teile.
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Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist das Herstellungsverfahren vollautomatisierbar. Weiterhin kann das Außenblechpaket 1 schnell gefertigt werden, ohne dass in nennenswertem Umfang die Gefahr von Beschädigungen der Basiselemente 5 besteht.
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Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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