DE102012009879A1

DE102012009879A1 - Montagevorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Rotors einer Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE102012009879A1
Application number: DE201210009879
Authority: DE
Inventors: Raphael Jenski; Thorben Geiger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-11-21

Abstract

Es sind eine Montagehilfsvorrichtung (1) und ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors (20) einer Antriebseinrichtung bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst ein bogenförmiges Element (10) zur Montage um den Rotor (20), wobei das bogenförmige Element (10) einen Schnappverschluss (11, 12, 13, 14) aufweist, mit welchem das bogenförmige Element (10) um den Rotor (20) schließbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Montagehilfsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors einer Antriebseinrichtung.
Bei der Herstellung eines Rotors für einen Servomotor wird eine Vielzahl von Magneten auf ein Trägerelement geklebt. Bei der Herstellung des Rotors treten jedoch hohe Fliehkräfte auf, so dass die Klebung zur Sicherung der Magnete gegen die hohen Fliehkräfte nicht ausreichend ist.
Als Lösung dieses Problems ist es üblich, die Magnete mit Textilglasbändern zu bandagieren, welche mit Harz getränkt werden. Hierbei muss das Harz in einem Folgeprozess ausgehärtet werden. Dieser Prozess erfordert eine lange Hitzeeinwirkung auf die Rotoren und damit einen hohen Energieaufwand. Zudem ist dieser Prozess sehr zeitaufwendig.
Als weitere Lösung dieses Problems ist es bekannt, um den Rotor herum eine entsprechende Hülse aufzuschrumpfen. Dabei muss die Hülse erhitzt werden, wodurch sie ihren Durchmesser derart vergrößert, dass sie leicht über den Rotor gefügt werden kann. Beim Abkühlen der Hülse verringert sich ihr Durchmesser wieder, so dass die Hülse außen an dem Rotor anliegt. Auch hier ist ein hoher Energie- und Zeitaufwand erforderlich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Montagehilfsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors einer Antriebseinrichtung bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen eine Montagehilfsvorrichtung und ein Verfahren zum Montieren eines Rotors einer Antriebseinrichtung bereitgestellt werden, bei welchen der Energie- und Zeitaufwand bei der Herstellung eines Rotors gegenüber dem Stand der Technik vermindert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Montagehilfsvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.
Mit der Montagehilfsvorrichtung wird ein batchfreier bzw. stapelfreier Bandagiervorgang bei der Herstellung ausgeführt. Demzufolge kann bei der Herstellung der unerwünschte Batchvorgang bzw. Stapelvorgang vermieden werden. Dadurch wird die Herstellung des Rotors vereinfacht und zeitlich verkürzt.
Zudem kann der Energie- und Zeitaufwand bei der Herstellung eines Rotors einer Antriebseinrichtung deutlich reduziert werden. Der bisher notwendige zeit- und energieaufwändige Erwärmungsvorgang entfällt. Auch dadurch wird die Durchlaufzeit in der Herstellung reduziert und es kommt zu Energieeinsparungen in der Herstellung.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Montagehilfsvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors einer Antriebseinrichtung nach Patentanspruch 7 gelöst.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Ansicht einer Montagehilfsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
2 eine Ansicht eines Details der Montagehilfsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente; sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt, eine Montagehilfsvorrichtung 1, die an einem Rotor 20 für eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung montiert ist. Bei dem Rotor 20 sind mehrere nicht dargestellte Magnete an einem nicht dargestellten Trägerelement montiert. Die Montagehilfsvorrichtung 1 hat ein bogenförmiges Element 10 mit zwei Enden 10a, 10b, die in 1 von einem mit dem Bezugszeichen A versehenen Kreis umgeben sind. 2 zeigt das bogenförmige Element 10 in dem Kreis A vergrößert im Detail.
In 1 sind die beiden Enden 10a, 10b nebeneinander angeordnet, so dass das bogenförmige Element 10 im Schnitt gesehen nahezu einen kreisförmigen Ring bildet. Das bogenförmige Element 10 ist vorzugsweise jedoch auch senkrecht zur Zeichenebene ausgedehnt und kann daher als Hülse, beispielsweise zylindrische Hülse, Hüllzylinder, usw., bezeichnet werden.
Wie aus 2 ersichtlich, hat das bogenförmige Element 10 an seinem einen Ende 10a einen Steg 11, mit welchem ein Haken 12 verbunden ist. An dem anderen Ende 10b des bogenförmigen Elements 10 ist ein Steg 13 mit einem Haken 14 angeordnet. Der Steg 11 und der Haken 12 sowie der Steg 13 und der Haken 14 sind derart zueinander angeordnet, dass sie sich ineinander verhaken können. Dadurch kann das bogenförmige Element 10, im Querschnitt gesehen, zu einem kreisförmigen Ring geschlossen und gesichert werden. Auf diese Weise kann das bogenförmige Element 10 insgesamt die geschlossene Hülse bilden. Der Steg 11 und der Haken 12 bilden mit dem Steg 13 und dem Haken 14 einen Snapverschluss, der hier nachfolgend Schnappverschluss genannt ist. Hierbei bilden der Steg 11 und der Haken 12 zusammen eine Aussparung, in welche der Haken 14 eingreifen kann. Zudem bilden der Steg 13 und der Haken 14 zusammen eine Aussparung, in welche der Haken 12 eingreifen kann.
Der Steg 11 kann demzufolge als ein erstes Snapelement des Endes 10a des bogenförmigen Elements 10 bezeichnet werden und der Haken 12 kann als ein zweites Snapelement des Endes 10a des bogenförmigen Elements 10 bezeichnet werden. Darüber hinaus kann der Steg 13 als ein erstes Snapelement des Endes 10b des bogenförmigen Elements 10 bezeichnet werden und der Haken 14 kann als ein zweites Snapelement des Endes 10b des bogenförmigen Elements 10 bezeichnet werden.
In 2 sind die Haken 12, 14 jeweils an ihrer von der Aussparung abgewandten Seite angeschrägt oder angefast, so dass sie beim Schließen des bogenförmigen Elements 10 einfach über den jeweils anderen Haken 14, 12 gleiten können, bevor sie in die jeweilige Aussparung eingreifen, die aus dem anderen Haken 14, 12 und dem mit ihm verbundenen Steg 13, 11 gebildet ist.
Je nach der Höhe der Fliehkräfte, welche bei der Herstellung des Rotors 20 auftreten, kann der Schnappverschluss 11, 12, 13, 14 noch mit einer Schweißnaht 15 gesichert werden. Durch diesen zusätzlichen Verschluss mit der Schweißnaht 15 kann das bogenförmige Element 10 bei der Herstellung des Rotors 20 noch höheren Fliehkräften standhalten, als wenn das bogenförmige Element 10 nur mit dem Schnappverschluss 11, 12, 13, 14 geschlossen ist.
Das Material des bogenförmigen Elements 10 hat vorzugsweise eine Temperaturbeständigkeit bis mindestens 160°C. Es wird auch bevorzugt, dass das Material des bogenförmigen Elements 10 eine ausreichende Zug- und Druckfestigkeit zur Fliehkraftsicherung aufweist. Das bogenförmige Element 10 sollte also Fliehkräften standhalten, die bei der Fertigung oder Herstellung eines Rotors 20 einer Antriebseinrichtung auftreten können. Es ist auch vorteilhaft, wenn das Material des bogenförmigen Elements 10 eine thermoplastische Verarbeitbarkeit aufweist. Damit ist es möglich, an dem bogenförmigen Element 10 eine Schweißnaht zu bilden.
Bei der Herstellung eines Rotors 20 einer Antriebseinrichtung können demzufolge folgende Schritte ausgeführt werden. Zunächst wird der Rotor 20 vorbereitet, indem eine Vielzahl von nicht dargestellten Magneten auf ein nicht dargestelltes Trägerelement geklebt wird. Dann wird das offene bogenförmige Element 10, das die Form eines offenen Hüllzylinders aufweist, um den Rotor 20 gelegt. Danach wird der Schnappverschluss aus Steg 11 und Haken 12 sowie Steg 13 und Haken 14 an den beiden Enden 10a, 10b des bogenförmigen Elements 10 gebildet. Im Anschluss daran kann zusätzlich die Schweißnaht 15 gebildet werden. Die Schweißnaht 15 kann eine durchgehende Schweißnaht sein oder auch nur aus mindestens einer Punktschweißung gebildet sein.
Die auf diese Weise aus dem bogenförmigen Element 10 gebildete geschlossene Hülse kann hohen Fliehkräften standhalten und somit als Fliehkraftsicherung für die Magnete im Herstellungsprozess des Rotors 20 einer Antriebseinrichtung dienen. Das bogenförmige Element 10 kann höheren Fliehkräften standhalten, wenn zusätzlich zu dem Schnappverschluss 11, 12, 13, 14 auch die Schweißnaht 15 gebildet ist.
Nach der Fertigstellung des Rotors 20 wird die Montagehilfsvorrichtung 1 nicht wieder demontiert sondern verbleibt auf dem Rotor 20 und wird Teil des Rotors 20.
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Montagehilfsvorrichtung 1 und des Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.
Das bogenförmige Element 10 kann aus einem vorgebogenen hitzebeständigen Material bestehen, welches mit einem Schnappverschluss 11, 12, 13, 14 versehen ist.
Es ist möglich; dass das Material des bogenförmigen Elements 10 Polyethersulfon (PES) ist. Es sind jedoch auch andere Materialien, insbesondere Kunststoffe, usw., möglich, auch wenn sie hier nicht explizit genannt sind.
Die genaue Ausgestaltung der Haken 12, 14 des bogenförmigen Elements 10 ist nicht auf die in 2 gezeigte spezielle Ausgestaltung beschränkt. Es sind auch andere Ausgestaltungen möglich, soweit die zuvor beschriebene Funktion des Schnappverschlusses gewährleistet ist.
Der Schnappverschluss ist bei Bedarf ein lösbarer Schnappverschluss, so dass das bogenförmige Element 10 sehr einfach von dem Rotor 20 demontiert werden kann, wenn das bogenförmige Element 10 beispielsweise zunächst nicht ganz richtig an dem Rotor 20 montiert wurde.
Die genauen Abmessungen und Ausgestaltungen des bogenförmigen Elements 10, der Stege 11, 13 und der Haken 12, 14 sind derart zu wählen, dass sie die vorangehend beschriebene Funktion des bogenförmigen Elements 10 erfüllen können und damit einen Erwärmungsvorgang bei der Herstellung des Rotors 20 zur Fixierung der Magnete überflüssig machen.
Die nicht dargestellte Antriebseinrichtung kann ein Servomotor sein

Claims

Montagehilfsvorrichtung (1) zur Hilfe bei einer Montage eines Rotors (20) einer Antriebseinrichtung, mit einem bogenförmigen Element (10) zur Montage um den Rotor (20), wobei das bogenförmige Element (10) einen Schnappverschluss (11, 12, 13, 14) aufweist, mit welchem das bogenförmige Element (10) um den Rotor (20) schließbar ist.
Montagehilfsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das bogenförmige Element (10) an seinen beiden Enden jeweils einen Haken (12, 14) aufweist, die miteinander verhakbar sind.
Montagehilfsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das bogenförmige Element (10) aus einem Material gefertigt ist, das bis mindestens 160°C hitzebeständig ist.
Montagehilfsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das bogenförmige Element (10) aus einem Material gefertigt ist, das eine Zug- und Druckfestigkeit zur Fliehkraftsicherung realisiert.
Montagehilfsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das bogenförmige Element (10) aus einem Material gefertigt ist, das thermoplastisch verarbeitbar ist.
Montagehilfsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das bogenförmige Element (10) aus Polyethersulfon gefertigt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Rotors (20) einer Antriebseinrichtung, mit den Schritten Montieren eines bogenförmigen Elements (10) um den in Herstellung befindlichen Rotor (20), um Magnete des Rotors (20) gegen Fliehkräfte zu sichern, die bei der Herstellung des Rotors (20) auftreten, Schließen des bogenförmigen Elements (10) um den Rotor (20) mit einem Schnappverschluss (11, 12, 13, 14).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Schließens des bogenförmigen Elements (10) zudem umfasst, dass zwei Haken (12, 14) des bogenförmigen Elements (10) miteinander verhakt werden, wobei das bogenförmige Element (10) an seinen beiden Enden (10a, 10b) jeweils einen Haken aufweist, die miteinander verhakbar sind.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, zudem mit dem Schritt Verschweißen der beiden Enden (10a, 10b) des bogenförmigen Elements (10) mit einer Schweißnaht (15) bei dem Schnappverschluss (11, 12, 13, 14).
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, zudem mit dem Schritt Kleben der Magnete an ein Trägerelement.