DE102013209174A1 - Method for joining annular components, in particular a ring magnet with a stator and / or rotor core of an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten mit einem zweiten ringförmigen Bauelement (10, 12), insbesondere eines Ringmagneten mit einem Statorpaket oder Rotorpaket einer elektrischen Maschine, mit den Schritten (i) Anordnen der Bauelemente (10, 12) so, dass sie koaxial zueinander ausgerichtet sind; (ii) Erzeugen einer Drehbewegung zwischen dem ersten Bauelement (10) und dem zweiten Bauelement (12); (iii) Ineinanderschieben der Bauelemente (10, 12) während der Drehbewegung. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for joining a first with a second annular component (10, 12), in particular a ring magnet with a stator package or rotor package of an electrical machine, with the steps (i) arranging the components (10, 12) so that they are coaxially aligned with each other; (ii) generating a rotational movement between the first component (10) and the second component (12); (iii) pushing the components (10, 12) into one another during the rotary movement. The invention further relates to an apparatus for performing the method.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von ringförmigen Bauelementen, insbesondere zum Fügen eines Ringmagneten mit einem Statorpaket und/oder Rotorpaket einer elektrischen Maschine.The invention relates to a method for joining annular components, in particular for joining a ring magnet with a stator and / or rotor core of an electrical machine.
Bei elektrischen Maschinen sind sowohl Statoren als auch Rotoren bekannt, die einen Ringmagneten aufweisen, der mit dem Statorpaket oder Rotorpaket fest verbunden ist. Der Ringmagnet und das Statorpaket oder Rotorpaket müssen einerseits fest verbunden sein, andererseits geringe Toleranzen aufweisen, um einen möglichst geringen radialen Luftspalt einer elektrische Maschine zu ermöglichen. Bei entsprechend hohen Anforderungen werden leicht die Toleranzgrenzen der Fertigung erreicht.In electrical machines, both stators and rotors are known, which have a ring magnet, which is firmly connected to the stator or rotor package. The ring magnet and the stator core or rotor package must on the one hand be firmly connected, on the other hand have small tolerances in order to allow the smallest possible radial air gap of an electrical machine. With correspondingly high requirements, the tolerance limits of production are easily achieved.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Fügen eines ersten mit einem zweiten ringförmigen Bauelement vorgeschlagen, insbesondere eines Ringmagneten mit einem Statorpaket oder Rotorpaket einer elektrischen Maschine, mit den Schritten
- (i) Anordnen der Bauelemente so, dass sie koaxial zueinander ausgerichtet sind;
- (ii) Erzeugen einer Drehbewegung zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten Bauelement;
- (iii) Ineinanderschieben der Bauelemente während der Drehbewegung.
- (i) arranging the components so that they are aligned coaxially with each other;
- (ii) generating a rotational movement between the first component and the second component;
- (iii) telescoping of the components during the rotational movement.
Vorteilhaft ist auch bei geringen Toleranzen ein sicheres Zusammenfügen der Bauelemente gegeben. Die Erfindung ermöglicht, bei einer elektrischen Maschine einen möglichst geringen radialen Luftspalt einzuhalten.A secure assembly of the components is also advantageous given small tolerances. The invention makes it possible to comply with the smallest possible radial air gap in an electrical machine.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann zumindest zu Beginn der Drehbewegung um die Symmetrieachse des radial inneren Bauelements eine Außenseite des radial inneren Bauelements mit einem Adhäsiv beschichtet werden. Hierdurch ist es möglich, die beiden ineinandergeschobenen Bauelemente, beispielsweise ein Statorpaket und ein Ringmagnet oder ein Rotorpaket und ein Ringmagnet, fest zu verbinden. Auch bei geringen Toleranzen in den Abmessungen kann das Adhäsiv gleichmäßig aufgetragen werden. In an advantageous embodiment, at least at the beginning of the rotational movement about the axis of symmetry of the radially inner component, an outer side of the radially inner component can be coated with an adhesive. This makes it possible, the two nested components, such as a stator and a ring magnet or a rotor core and a ring magnet to connect firmly. Even with small tolerances in the dimensions, the adhesive can be applied evenly.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann zumindest zu Beginn der Drehbewegung eine Außenseite des radial inneren Bauelements bis zu einer axialen Höhe von 50%, höchstens 75% der axialen Höhe, insbesondere bis zu 2/3 der axialen Höhe, mit einem Adhäsiv beschichtet werden. Dadurch ist auch bei geringen geometrischen Toleranzen sichergestellt, dass das Adhäsiv gleichmäßig praktisch die ganze Außenfläche des radial inneren Bauelements verteilt werden kann. Ein mit dem Ringmagneten bestückter Stator oder Rotor kann Bauteiltoleranzen einhalten und eine vorteilhafte Konzentrizität zwischen Stator und Rotor einhalten. Dies verbessert den Betrieb der elektrischen Maschine und erhöht die Lebensdauer der Bauelemente.In an advantageous embodiment, at least at the beginning of the rotational movement, an outer side of the radially inner component can be coated with an adhesive up to an axial height of 50%, at most 75% of the axial height, in particular up to 2/3 of the axial height. As a result, it is ensured even with small geometrical tolerances that the adhesive can be uniformly distributed practically practically the entire outer surface of the radially inner component. A fitted with the ring magnet stator or rotor can maintain component tolerances and maintain an advantageous concentricity between the stator and rotor. This improves the operation of the electric machine and increases the life of the components.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verfahren folgende Schritte aufweisen
- (i) Aufschieben des radial äußeren Bauelements auf einen Dorn;
- (ii) Aufschieben des radial inneren Bauelements auf den Dorn;
- (iii) Anlegen eines Drehzylinders an eine Stirnseite des radial inneren Bauelements;
- (iv) Anlegen eines Schiebekörpers an eine Stirnseite des radial äußeren Bauelements;
- (v) Einleiten einer Drehbewegung des radial inneren Bauelements mittels des Drehkörpers;
- (vi) Auftragen eines Adhäsivs auf die Außenseite des radial inneren Bauelements;
- (vii) axiales Verschieben des radial äußeren Bauelements so, dass das radial äußere Bauelement über das radial innere Bauelement geschoben wird.
- (I) pushing the radially outer component onto a mandrel;
- (ii) pushing the radially inner component onto the mandrel;
- (iii) applying a rotary cylinder to an end face of the radially inner component;
- (iv) applying a sliding body to an end face of the radially outer component;
- (v) initiating a rotational movement of the radially inner component by means of the rotary body;
- (vi) applying an adhesive to the outside of the radially inner member;
- (vii) axially displacing the radially outer component so that the radially outer component is pushed over the radially inner component.
Dies ermöglicht ein definiertes Zusammenfügen zweier ringförmiger Bauteile, auch wenn deren geometrische Toleranzen gering sind. Das radial äußere Bauelement kann z.B. ein Statorpaket oder ein Rotorpaket sein. Das radial innere Bauelement kann z.B. ein Ringmagnet sein. Das radial äußere Bauelement kann alternativ z.B. ein Ringmagnet sein. Das radial innere Bauelement kann alternativ z.B. ein Statorpaket oder ein Rotorpaket sein. This allows a defined assembly of two annular components, even if their geometric tolerances are low. The radially outer component may e.g. a stator package or a rotor package. The radially inner component may e.g. be a ring magnet. The radially outer component may alternatively be e.g. be a ring magnet. The radially inner component may alternatively be e.g. a stator package or a rotor package.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Drehbewegung solange beibehalten werden, bis das radial äußere Bauelement seine Endposition gegenüber dem radial inneren Bauelement erreicht hat. Beispielsweise kann die Endposition erreicht sein, wenn ein Ringmagnet vollständig im Statorpaket eingetaucht ist.In an advantageous embodiment, the rotational movement can be maintained until the radially outer component has reached its end position relative to the radially inner component. For example, the end position can be reached when a ring magnet is completely submerged in the stator.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, umfassend
- (i) einen Dorn mit einem Aufnahmebereich für ein radial äußeres Bauelement,
- (ii) einen Aufnahmebereich für ein radial inneres Bauelement,
- (iii) einen Schiebekörper zum axialen Zueinanderbewegen der Bauelemente;
- (iv) einen Drehkörper zum Erzeugen einer Drehbewegung zwischen den Bauelementen; und
- (v) einen Applikator zum Aufbringen eines Adhäsivs auf eine Außenseite des radial inneren Bauelements.
- (i) a mandrel having a receiving area for a radially outer component,
- (ii) a receiving area for a radially inner component,
- (iii) a slide body for axially moving the components together;
- (iv) a rotary body for generating a rotational movement between the components; and
- (V) an applicator for applying an adhesive to an outer side of the radially inner component.
Der Dorn kann bevorzugt ein hochgenaues Bauteil mit geringen geometrischen Toleranzen sein, so dass die Bauelemente hochgenau zusammengefügt werden können. Ferner ermöglicht die Vorrichtung ein automatisiertes, hochgenaues Verfahren zum Fügen von wenigstens zwei ringförmigen Bauelementen, insbesondere von einem Ringmagnet mit einem Statorpaket oder Rotorpaket.The mandrel may preferably be a high-precision component with low geometric tolerances, so that the components can be assembled together with high accuracy. Furthermore, the device allows an automated, highly accurate method for joining at least two annular components, in particular of a ring magnet with a stator or rotor package.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dorn sich in axialer Richtung im Außendurchmesser verjüngen, wobei der Aufnahmebereich für das radial äußeres Bauelement einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Aufnahmebereich für das radial innere Bauelement.In an advantageous embodiment, the mandrel can taper in the axial direction in the outer diameter, wherein the receiving area for the radially outer component has a larger outer diameter than the receiving area for the radially inner component.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Schiebekörper an seiner Stirnseite einen Bund aufweisen, auf dem das axial zu verschiebende Bauelement aufliegt. Somit kann das Bauelement bei der axialen Verschiebung definiert und sicher geführt werden.In an advantageous embodiment of the sliding body may have on its front side a collar on which rests the axially displaceable component. Thus, the device can be defined in the axial displacement and guided safely.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dorn einen Bereich an seinem freien Ende aufweisen, der konzentrisch zum Drehkörper angeordnet ist und sich axial in den Drehkörper hinein erstreckt. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise der Vorrichtung.In an advantageous embodiment, the mandrel may have a region at its free end, which is arranged concentrically to the rotary body and extends axially into the rotary body. This allows a compact design of the device.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Drehkörper ein Ring sein, was eine kompakte Bauweise der Vorrichtung ermöglicht. Der Ring kann als radiale Führung für den Drehkörper und/oder als axiale Führung für den Dorn dienen.In an advantageous embodiment of the rotary body may be a ring, which allows a compact design of the device. The ring can serve as a radial guide for the rotary body and / or as an axial guide for the mandrel.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen beispielhaft:They show by way of example:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals.
Beispielhaft ist die Herstellung eines Rotors mit einem Rotorpaket als radial äußerem Bauelement
Zur Erläuterung der Erfindung zeigen die
Die Bauelemente
Das radial innere Bauelement
Während das radial innere Bauelement
Während der Drehbewegung wird eine Außenseite
Durch die gleichzeitige Drehbewegung und Schiebebewegung kann das Adhäsiv eine gewisse Schmierwirkung entfalten und die beiden Bauelemente
Dabei zeigt sich als sinnvoller Bereich der Steigung beim spiralförmige Einfügen eine Steigung zwischen 1,5° und 3,5°, bevorzugt zwischen 2° und 3°. Beispielsweise sind 5 mm Vorschub pro Umdrehung bei 40 mm Durchmesser des radial inneren Bauelements
Das Verfahren beginnt bei S10. In Schritt S12 wird das radial äußere Bauelement
In Schritt S16 wird der Drehkörper
Ergibt die Prüfung in Schritt S20, dass das radial innere Bauelement
In Schritt S26 wird geprüft, ob eine vorgegebene Eintauchtiefe des radial inneren Bauelements
Ergibt die Prüfung in Schritt S26, dass das radial innere Bauelement
Claims (12)
Priority Applications (1)
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2013
- 2013-05-17 DE DE102013209174.5A patent/DE102013209174A1/en active Pending
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