DE102017220424A1

DE102017220424A1 - Werkzeug und Verfahren zur Anordnung eines Stators in ein Gehäuse

Info

Publication number: DE102017220424A1
Application number: DE102017220424.9A
Authority: DE
Inventors: Bodo von Moltke; Tobias Döring; Johannes Becker
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: WO2019096710A1; CN111295826B; DE102017220424B4; US20200366174A1; CN111295826A; US11646648B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (10) zur Anordnung eines Stators (12) in ein Gehäuse (14), aufweisend eine Gehäusehalterung (16), einen Werkzeugträger (18) und einen Statorgreifer (20), wobei die Gehäusehalterung (16) eine Positioniereinrichtung (22) zur Aufnahme und Positionierung des Gehäuses (14) aufweist, der Werkzeugträger (18) ein Werkzeugträgervolumen (26) umschließt und eine Aufnahmeöffnung (28) aufweist, der Statorgreifer (20) in dem Werkzeugträger (18) angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar ausgebildet ist, und einen Greiferkopf (32) zur Aufnahme des Stators (12) umfasst, wobei in der ersten Position der Greiferkopf (32) in dem Werkzeugträgervolumen (26) angeordnet ist und in der zweiten Position der Greiferkopf (32) zumindest abschnittsweise durch die Aufnahmeöffnung (28) geführt ist, die Gehäusehalterung (16) und/oder der Werkzeugträger (18) verlagerbar ausgebildet ist, so dass die Gehäusehalterung (16) und/oder der Werkzeugträger (18) zueinander hin und voneinander weg bewegbar sind, und die Gehäusehalterung (16) und/oder der Werkzeugträger (18) und/oder der Statorgreifer (20) eine Druckmediumzuführöffnung (40) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Anordnung eines Stators einer elektrischen Maschine in ein Gehäuse. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anordnung eines Stators einer elektrischen Maschine in ein Gehäuse.
Grundsätzlich ist bekannt, dass ein Stator einer elektrischen Maschine in ein Gehäuse angeordnet wird, so dass das Gehäuse den Stator umgibt und der Stator reibschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Gehäuse angeordnet ist.
Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Gehäuse thermisch erwärmt wird, wodurch die Gehäusewandung ausgehend von einer Grundposition in Umfangsrichtung eine Dehnung erfährt. Durch die Zunahme des Gehäuseumfangs in Folge der thermischen Erwärmung kann der Stator durch eine in dem Gehäuse angeordnete Öffnung eingeführt werden. Nachdem der Stator in dem Gehäuse platziert wurde, wird das Gehäuse abgekühlt, so dass sich die zuvor gedehnte Gehäusewandung wieder in Richtung der Grundposition zusammenzieht, und der Stator an einer inneren Mantelfläche der Gehäusewandung anliegt und mit dieser reibschlüssig verbunden ist.
Nachteilig bei diesem bekannten und häufig praktizierten Verfahren ist, dass zur Anordnung des Stators in dem Gehäuse das Gehäuse zunächst erwärmt und im Anschluss wieder abgekühlt werden muss. Der Erwärmungsprozess und auch insbesondere der Abkühlprozess sind zeitintensiv, so dass die Taktgeschwindigkeit, mit der ein Stator in ein Gehäuse angeordnet werden kann, reduziert ist. Hinzu kommt, dass für das Abkühlen der Gehäuse vor dem nächsten Be- und/oder Verarbeitungsschritt eine entsprechend große Lagerfläche vorzusehen ist, was zusätzlich Kosten hinsichtlich der Bereitstellung des erforderlichen Platzbedarfs für den Herstellungsvorgang verursachen kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Herstellungskosten zur Anordnung eines Stators reduziert werden können, und die Taktgeschwindigkeit zur Anordnung eines Stators in ein Gehäuse erhöht werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren angegeben, wobei jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann. Dabei können alle Kombinationen wie auch vereinzelte Kombinationen zwischen den Merkmalen des Werkzeugs und des Verfahrens zusammen genutzt werden. Weiterhin ist es jeweils auch vorgesehen und möglich, einzelne oder mehrere Merkmale des Werkzeugs und des Verfahrens beliebig miteinander zu kombinieren.
Erfindungsgemäß ist ein Werkzeug zur Anordnung eines Stators in ein Gehäuse vorgesehen, aufweisend eine Gehäusehalterung, einen Werkzeugträger und einen Statorgreifer, wobei die Gehäusehalterung eine Positioniereinrichtung zur Aufnahme und Positionierung des Gehäuses aufweist, der Werkzeugträger ein Werkzeugträgervolumen umschließt und eine Aufnahmeöffnung aufweist, der Statorgreifer in dem Werkzeugträger angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar ausgebildet ist, und einen Greiferkopf zur Aufnahme eines Stators umfasst, wobei in der ersten Position der Greiferkopf in dem Werkzeugträgervolumen angeordnet ist und in der zweiten Position der Greiferkopf zumindest abschnittsweise durch die Aufnahmeöffnung geführt ist, die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger verlagerbar ausgebildet ist, so dass die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger zueinander hin und voneinander weg bewegbar sind, und die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger und/oder der Satorgreifer eine Druckmediumzuführöffnung aufweist.
Mit anderen Worten umfasst das Werkzeug eine Gehäusehalterung, einen Werkzeugträger und einen Statorgreifer. Die Gehäusehalterung weist eine Positioniereinrichtung zur Aufnahme und Positionierung eines Gehäuses auf. Die Positioniereinrichtung kann vorzugsweise als eine Vertiefung und/oder als eine Negativform einer Außenkontur des Gehäuses in der Gehäusehalterung ausgebildet sein, so dass das Gehäuse lagesicher über die Positioniereinrichtung in der Gehäusehalterung positioniert werden kann.
Der Werkzeugträger weist vorzugsweise eine Trägerwandung auf, die ein Volumen des Werkzeugträgers, also ein Werkzeugträgervolumen, umschließt. Weiterhin weist der Werkzeugträger eine Aufnahmeöffnung auf, über die das Werkzeugträgervolumen zugänglich ist.
Der Statorgreifer ist in dem Werkzeugträger angeordnet und weist einen Greiferkopf zur Aufnahme eines Stators auf. Der Statorgreifer ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar ausgebildet, wobei in der ersten Position der Greiferkopf in dem Werkzeugträgervolumen angeordnet ist und in der zweiten Position der Greiferkopf zumindest abschnittsweise durch die Aufnahmeöffnung geführt ist. Dies bedeutet, dass der Greiferkopf mit dem Stator durch die Aufnahmeöffnung des Gehäuses geführt werden kann. Somit kann der Greiferkopf aus dem Werkzeugträgervolumen herausgeführt werden und/oder aus dem Werkzeugträger hervorstehen.
Die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger sind verlagerbar ausgebildet, so dass die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger zueinander hin und voneinander weg bewegbar bzw. verlagerbar sind. Somit kann vorzugsweise der Werkzeugträger in Richtung einer ortsfest ausgebildeten Gehäusehalterung verlagert werden. Ebenso ist es denkbar, dass der Werkzeugträger ortsfest ausgebildet ist und die Gehäusehalterung verlagerbar ausgebildet sein kann. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass sowohl der Werkzeugträger als auch die Gehäusehalterung verlagerbar ausgebildet sind. Auf diese Weise kann, sofern das Gehäuse in der Positioniereinrichtung der Gehäusehalterung angeordnet ist, vorzugsweise der Werkzeugträger in Richtung des Gehäuses verlagert werden, so dass die Aufnahmeöffnung des Werkzeugträgers mit einer in dem Gehäuse ausgebildeten Einführöffnung mediendicht abschließt. Somit kann das Werkzeugträgervolumen mit einem Volumen des Gehäuses, insbesondere einem Gehäusevolumen, verbunden werden.
Die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger und/oder der Statorgreifer weisen eine Druckmediumzuführöffnung auf, über die ein Druckmedium, vorzugsweise Luft, insbesondere komprimierte Luft, dem Werkzeugträgervolumen und dem Gehäusevolumen zugeführt werden kann. Durch Aufbringen eines Überdrucks in dem Gehäuse und dem Werkzeugträger kann eine das Gehäusevolumen umgebende Gehäusewandung des Gehäuses in Umfangsrichtung eine elastische Dehnung erfahren, so dass der Stator über die Einführöffnung des Gehäuses durch eine Verlagerung des Statorgreifers von der ersten Position in die zweite Position in das Gehäuse einführbar ist.
Somit wird ein Werkzeug zur Anordnung eines Stators in ein Gehäuse bereitgestellt, bei dem auf den eingangs genannten zeitintensiven Erwärmungsprozess und anschließenden Abkühlprozess verzichtet werden kann. Auf diese Weise kann die Taktgeschwindigkeit zur Anordnung des Stators in ein Gehäuse erhöht werden. Zudem kann auf den erforderlichen Platzbedarf zum Abkühlen zuvor erwärmter Gehäuse verzichtet werden, wodurch Lagerkosten reduziert werden können.
Grundsätzlich kann der Werkzeugträger beliebig ausgebildet sein. Vorzugsweise kann der Werkzeugträger eine glockenförmige Ausgestaltung aufweisen. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Werkzeugträger hohlzylinderförmig ausgebildet ist, und die Aufnahmeöffnung in axialer Richtung des Werkzeugträgers angeordnet ist. Somit kann ein Werkzeugträger mit einem entsprechenden Innenvolumen bereitgestellt werden, der einerseits über den Statorgreifer den kreisringförmigen Stator zur Anordnung in dem Gehäuse aufnehmen kann, und andererseits aufgrund der hohlzylinderförmigen Ausgestaltung eine verformungssteife Geometrie aufweisen kann. Eine Erhöhung der strukturellen Steifigkeit des Werkzeugträgers kann zudem über eine Erhöhung der Wandstärke des holzylinderförmigen Werkzeugträgers erfolgen.
Der Statorgreifer kann in dem Werkzeugträger derart angeordnet und ausgebildet sein, dass der Statorgreifer durch die Aufnahmeöffnung verlagerbar ausgebildet ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Statorgreifer einen an den Greiferkopf anschließenden und/oder angrenzenden Schaft aufweist, der in einer zur Aufnahmeöffnung in axialer Richtung beabstandet angeordneten Führungsöffnung des Werkzeugträgers geführt ist. Somit ist der Schaft in axialer Richtung des Werkzeugträgers durch die Aufnahmeöffnung verlagerbar. Die Verlagerungsrichtung des Schafts entspricht im Wesentlichen der Verlagerungsrichtung des Werkzeugträgers und/oder der Verlagerungsrichtung der Gehäusehalterung.
Der Greiferkopf kann Mittel und/oder Einrichtungen zum Greifen und/oder Lösen des Stators aufweisen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass ein Querschnitt des Greiferkopfs in einer Richtung senkrecht zu seiner Verlagerungsrichtung zwischen einer den Querschnitt vergrößernden Greifposition bzw. Festhalteposition und einer den Querschnitt reduzierenden Freigabeposition veränderbar ist. Auf diese Weise kann durch Eintauchten des Greiferkopfs und durch eine entsprechende Querschnittsveränderung des Greiferkopfs der kreisringförmig ausgebildete Stator aufgenommen, gehalten und/oder gelöst werden.
Die Druckmediumzuführöffnung ist dazu eingerichtet und ausgebildet, dass ein Druckmedium in das Gehäusevolumen und das Werkzeugträgervolumen einbringbar ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Druckmediumzuführöffnung eine Ventileinrichtung aufweist. Die Ventileinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass über die Ventileinrichtung das Druckmedium dem Gehäusevolumen und dem Werkzeugträgervolumen zugeführt und auch über die Ventileinrichtung wieder abgeführt werden kann. Auf diese Weise kann über nur eine Ventileinrichtung das Druckmedium zugeführt und abgeführt werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Ventileinrichtung ein Überdruckventil aufweist. Das Überdruckventil ist dabei derart bemessen, dass dieses öffnet, wenn ein innerhalb des Gehäusevolumens und/oder des Werkzeugträgervolumens kritischer Druck vorherrscht. Ein kritischer Druck ist vorzugsweise ein Druck, der eine plastische Verformung der Gehäusewandung nach sich ziehen könnte. Der kritische Druck kann auf Erfahrungswerten basieren. Es ist aber auch denkbar, dass die Dehnung des Gehäuses bzw. der das Gehäusevolumen umgebenden Gehäusewandung über ein oder mehrere Messeinrichtungen, vorzugsweise über wenigstens einen Dehnungsmessstreifen (DMS) oder eine optische Messeinrichtung, überwacht wird. Somit kann die Gefahr einer Schädigung des Gehäuses infolge des aufgebrachten Überdrucks reduziert und/oder verhindert werden.
Grundsätzlich kann die Messeinrichtung dazu eingerichtet und ausgebildet sein, dass diese für eine Steuerung des Überdruckventils ausgebildet ist. Alternativ und/oder in Ergänzung kann die Messeinrichtung dazu eingerichtet sein, den Statorgreifer zu verlagern und/oder zu steuern. Auf diese Weise kann bei einer durch die Messeinrichtung erfassten Dehnung der das Gehäusevolumen umgebenden Gehäusewandung, ab die der Stator in das Gehäuse einsetzbar ist, der Stator automatisch von der ersten Position in die zweite Position verlagert werden. Sobald der aufgebrachte Innendruck nachlässt und/oder reduziert wird, und die Messeinrichtung ein Zusammenziehen der zuvor gedehnten Gehäusewandung erfasst bzw. einen Schwellenwert überschreitet, kann der Greiferkopf den Querschnitt von der Greiferposition in die Freigabeposition verändern, so dass der Stator von dem Greiferkopf gelöst wird. Im Anschluss kann der Statorgreifer automatisch von der zweiten Position in die erste Position verlagert werden. Somit kann über die Messeinrichtung die Taktgeschwindigkeit zur Anordnung des Stators in dem Gehäuse erhöht werden.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Anordnung eines Stators in ein Gehäuse, umfassend die Schritte:

- Positionierung des eine Einführöffnung aufweisenden und ein Gehäusevolumen umschließenden Gehäuses in einer Gehäusehalterung;
- Verlagerung der Gehäusehalterung und/oder eines eine Aufnahmeöffnung aufweisenden und ein Werkzeugträgervolumen umschließenden Werkzeugträgers derart, dass die Einführöffnung und die Aufnahmeöffnung mediendicht miteinander abschließen und das Gehäusevolumen und das Werkzeugträgervolumen miteinander verbunden werden;
- Aufbringen eines Innendrucks über ein Druckmedium in das Gehäusevolumen und das Werkzeugträgervolumen derart, dass eine das Gehäusevolumen umschließende Gehäusewandung zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung elastisch gedehnt wird;
- Verlagerung eines in dem Werkzeugträgervolumen des Werkzeugträgers angeordneten, einen Stator haltenden, Statorgreifers durch die Einführöffnung in das Gehäusevolumen;
- Ablassen und/oder Reduzieren des aufgebrachten Innendrucks, wodurch der Stator mit einer inneren Mantelfläche der das Gehäusevolumen umschließenden Gehäusewandung verspannt wird.

Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der Erfindung, dass zunächst ein Gehäuse in der Gehäusehalterung platziert wird. Im Anschluss daran werden entweder die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger derart verlagert, dass die Einführöffnung des Gehäuses mit der Aufnahmeöffnung des Werkzeugträgers mediendicht abschließt. Auf diese Weise können das Gehäusevolumen und das Werkzeugträgervolumen miteinander mediendicht verbunden werden. Sobald eine mediendichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Werkzeugträger vorliegt, wird ein Druckmedium, vorzugsweise Luft, insbesondere komprimierte Luft, in das Gehäusevolumen und das Werkzeugträgervolumen eingebracht. Durch den Druckaufbau erfährt zumindest eine das Gehäusevolumen umschließende Gehäusewandung eine Dehnung, insbesondere eine elastische Dehnung. Aufgrund der Querschnittsaufweitung des Gehäuses infolge der Dehnung der Gehäusewandung kann nunmehr durch eine Verlagerung des Statorgreifers von der ersten Position in die zweite Position der Stator in dem Gehäuse platziert werden. Der Greiferkopf des Statorgreifers löst seine Verbindung mit dem Stator, so dass der Stator im Gehäuse verbleibt. Im Anschluss daran wird der Druck aus dem Gehäusevolumen und dem Werkzeugträgervolumen abgelassen, der Statorgreifer wird von der zweiten Position in die erste Position verlagert und der Werkzeugträger wird zur Freigabe des Gehäuses verlagert. Durch den Druckabbau zieht sich die zuvor elastisch gedehnte Gehäusewandung zusammen und verspannt den Stator mit einer inneren Mantelfläche des Gehäuses, so dass der Stator zumindest reibschlüssig in dem Gehäuse gehalten ist.
Auf diese Weise ist durch das erfindungsgemäße Verfahren kein zeitintensives Aufwärmen und/oder Abkühlen des Gehäuses erforderlich, wodurch Herstellungskosten des Verfahrens zur Anordnung des Stators in dem Gehäuse gesenkt und der Herstellungsvorgang beschleunigt werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gehäusehalterung und/oder der Werkzeugträger in einer axialen Richtung zur Verbindung des Gehäusevolumens mit dem Werkzeugträgervolumen und/oder zur Freigabe des Gehäuses verlagert wird. Auf diese Weise wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem mit kurzen, eindirektionalen Verlagerungsbewegungen das Gehäuse mediendicht mit dem Werkzeugträgervolumen abschließbar bzw. verbindbar und/oder entsprechend freigebbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass für den mediendichten Abschluss zwischen Werkzeugträger und Gehäuse der Werkzeugträger und/oder die Gehäusehalterung derart verlagert werden, dass das Gehäuse mit der Einführöffnung zumindest abschnittsweise in die Aufnahmeöffnung geführt wird und/oder in diese eingreift, oder eine die Aufnahmeöffnung umgebende Trägerwerkzeugstirnseite der das Werkzeugträgervolumen umgebenden Trägerwandung an eine die Einführöffnung umgebende Gehäusestirnseite der das Gehäusevolumen umgebenden Gehäusewandung anliegt. Dabei kann vorgesehen sein, dass entsprechende Dichtungen zwischen den jeweiligen Stoßflächen angeordnet und ausgebildet sind, um eine erforderliche Dichtigkeit zu bewirken und/oder bereitzustellen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckmedium zum Aufbau des Innendrucks in dem Gehäusevolumen und dem Werkzeugträgervolumen über eine in dem Werkzeugträger und/oder der Gehäusehalterung und/oder in dem Statorgreifer angeordnete Druckmediumzuführöffnung, vorzugsweise über eine Ventileinrichtung, dem Gehäusevolumen und dem Werkzeugträgervolumen zugeführt wird. Die Anordnung des Ventils zur Einleitung des Druckmediums kann somit an verschiedenen Stellen in dem Werkzeug angeordnet und/oder ausgebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator auf dem Statorgreifer über einen in radialer Richtung expandierbaren Greiferkopf gehalten wird. Auf diese Weise kann über den Greiferkopf der Stator in einfacher Weise gehalten, positioniert und abschließen auch wieder gelöst werden.
Abschließend betrifft die Erfindung eine Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen, Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Der Anmelder behält sich vor, einzelne oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Figuren näher erläutert.
In diesen zeigen:

1 ein Werkzeug zur Anordnung eines Stators in ein Gehäuse, wobei das Werkzeug eine Gehäusehalterung, einen Werkzeugträger und einen Statorgreifer aufweist,
2 das Werkzeug, wobei der Werkzeugträger mediendicht mit dem Gehäuse verschlossen bzw. verbunden ist,
3 das Werkzeug, wobei der Statorgreifer in das Gehäuse verlagert ist,
4 das Werkzeug, wobei der Werkzeugträger das Gehäuse freigibt,
5 das Werkzeug, wobei der Statorgreifer in den Werkzeugträger verlagert ist.

Die 1 zeigt ein Werkzeug 10 zur Anordnung eines Stators 12 in ein Gehäuse 14. Das Werkzeug 10 umfasst eine Gehäusehalterung 16, einen Werkzeugträger 18 und einen Statorgreifer 20.
Die Gehäusehalterung 16 weist eine Positioniereinrichtung 22 zur Aufnahme und Positionierung des Gehäuses 14 auf. Die Positioniereinrichtung 22 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Vertiefung in Form einer Negativform einer Außenkontur des Gehäuses 14 ausgebildet, so dass das Gehäuse 14 lagesicher über die Positioniereinrichtung 22 in der Gehäusehalterung 16 positioniert werden kann.
Der Werkzeugträger 18 weist eine Trägerwandung 24 auf, die ein Volumen des Werkzeugträgers 18, also ein Werkzeugträgervolumen 26, umschließt. Weiterhin weist der Werkzeugträger 18 eine Aufnahmeöffnung 28 auf, über die das Werkzeugträgervolumen 26 zugänglich ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Werkzeugträger 18 eine hohlzylinderförmige Ausgestaltung auf, wobei die Aufnahmeöffnung 28 in axialer Richtung des Werkzeugträgers 18 angeordnet und/oder ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine verformungssteife Geometrie des Werkzeugträgers 18 bereitgestellt werden. Die strukturelle Steifigkeit des Werkzeugträgers 18 kann durch eine Erhöhung der Wandstärke der Trägerwandung 24 erhöht werden.
Der Statorgreifer 20 ist in dem Werkzeugträger 18 angeordnet und weist einen Schaft 30 und einen an den Schaft 30 angrenzenden Greiferkopf 32 zur Aufnahme des Stators 12 auf. Der Statorgreifer 20 ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar ausgebildet, wobei in der ersten Position der Greiferkopf 32 in dem Werkzeugträgervolumen 26 angeordnet ist, und in der zweiten Position der Greiferkopf 32 zumindest abschnittsweise durch die Aufnahmeöffnung 28 geführt ist. Hierzu ist der Schaft 30 in einer zur Aufnahmeöffnung 28 in axialer Richtung beabstandet angeordneten Führungsöffnung 34 des Werkzeugträgers 18 geführt. Somit ist der Schaft 30 in axialer Richtung des Werkzeugträgers 18 durch die Aufnahmeöffnung 28 verlagerbar.
Die Gehäusehalterung 16 und/oder der Werkzeugträger 18 sind verlagerbar ausgebildet, so dass die Gehäusehalterung 16 und/oder der Werkzeugträger 18 zueinander hin und voneinander weg bewegbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Gehäusehalterung 16 ortsfest ausgebildet und nur der Werkzeugträger 18 ist in axialer Richtung verlagerbar ausgebildet.
In 2 bis 5 ist das aus 1 bekannte Werkzeug 10 gezeigt, wobei in den 2 bis 5 unterschiedliche Zustände des Werkzeugs 10 zur Anordnung des Stators 12 in dem Gehäuse 14 gezeigt sind.
Der 2 ist zu entnehmen, dass der Werkzeugträger 18 in Richtung des Gehäuses 14 verlagert ist und die Aufnahmeöffnung 28 des Werkzeugträgers 18 mit einer in dem Gehäuse 14 ausgebildeten Einführöffnung 36 mediendicht abschließt bzw. verbunden ist. Somit kann das Werkzeugträgervolumen 26 mit einem Volumen des Gehäuses 14, insbesondere einem Gehäusevolumen 38, verbunden werden.
Die Gehäusehalterung 16 oder der Statorgreifer 20 weist eine Druckmediumzuführöffnung 40 auf, über die ein Druckmedium, vorzugsweise Luft, insbesondere komprimierte Luft, dem Werkzeugträgervolumen 26 und dem Gehäusevolumen 38 zugeführt werden kann. Durch den Druckaufbau erfährt zumindest eine das Gehäusevolumen 38 umschließende Gehäusewandung 42 eine Dehnung, insbesondere eine elastische Dehnung, in Umfangsrichtung, wodurch der Querschnitt des Gehäuses 14 zumindest temporär vergrößert bzw. aufgeweitet wird, so dass der Stator 12 über die Einführöffnung 36 des Gehäuses 14 durch eine Verlagerung des Statorgreifers 20 von der ersten Position in die zweite Position in das Gehäuse 14 einführbar ist, wie dies in 3 gezeigt ist. Den 2 und 3 ist weiterhin zu entnehmen, dass die Wandstärke der Trägerwandung 24 größer als die Wandstärke der Gehäusewandung 42 ist. Somit weist der Werkzeugträger 18 im Vergleich zum Gehäuse 14 ein erhöhte strukturelle Eigenschaft auf, so dass bei ein Druckzunahme im Gehäusevolumen 38 und im Werkzeugträgervolumen 26 überwiegend die Gehäusewandung 42 eine Dehnung in Umfangsrichtung erfährt.
Somit wird ein Werkzeug 10 zur Anordnung eines Stators 12 in ein Gehäuse 14 bereitgestellt, bei dem auf einen zeitintensiven Erwärmungsprozess zum Dehnen des Gehäuses 14 in Querschnittsrichtung und einem anschließenden Abkühlungsprozess verzichtet werden kann. Auf diese Weise kann die Taktgeschwindigkeit zur Anordnung des Stators 12 in ein Gehäuse 14 erhöht werden. Zudem kann auf den erforderlichen Platzbedarf zum Abkühlen zuvor erwärmter Gehäuse 14 verzichtet werden, wodurch Lagerkosten reduziert werden können.
Damit sich das über die Druckmediumzuführöffnung 40 in das Gehäusevolumen 38 oder das Werkzeugträgervolumen 26 eingebrachte Druckmedium zwischen dem Gehäusevolumen 38 und dem Werkzeugträgervolumen 26, insbesondere während einer Verlagerung des Statorgreifers 20 von der ersten Position in die zweite Position austauschen kann, ist vorgesehen, dass im Statorgreifer 20 und/oder im Greiferkopf 32 wenigstens ein durchgehendes Kanalelement 44 ausgebildet ist.
Nachdem der Statorgreifer 20 zur Platzierung des Stators 12 in dem Gehäuse 14 von der ersten Position in die zweite Position verlagert wurde, wie dies in 3 gezeigt ist, wird der aufgebrachte Druck aus dem Gehäusevolumen 38 und dem Werkzeugträgervolumen 26 reduziert und/oder abgelassen. Durch den Druckabbau zieht sich die zuvor elastisch gedehnte Gehäusewandung 42 zusammen und verspannt den Stator 12 mit einer inneren Mantelfläche 46 des Gehäuses 14, so dass der Stator 12 zumindest reibschlüssig in dem Gehäuse 14 gehalten ist.
Abschließend wird, wie in den 4 und 5 gezeigt ist, nach dem Ablassen des aufgebrachten Drucks der Werkzeugträger 18 wieder in die Ausgangsposition verlagert, um das Gehäuse 14 freizugeben. Zudem wird der Querschnitt des Greiferkopfes 32 reduziert, um den Stator 12 von dem Greiferkopf 32 zu lösen. Im Anschluss wird der Statorgreifer 20 von der zweiten Position in die erste Position verlagert. Das Gehäuse 14 kann somit aus der Gehäusehalterung 16 entfernt werden, und ein neues Gehäuse 14 kann zur Anordnung des Stators 12 in dem Gehäuse 14 in die Gehäusehalterung 16 platziert werden.
Bezugszeichenliste

10: Werkzeug
12: Stator
14: Gehäuse
16: Gehäusehalterung
18: Werkzeugträger
20: Statorgreifer
22: Positioniereinrichtung
24: Trägerwandung
26: Werkzeugträgervolumen
28: Aufnahmeöffnung
30: Schaft
32: Greiferkopf
34: Führungsöffnung
36: Einführöffnung
38: Gehäusevolumen
40: Druckmediumzuführöffnung
42: Gehäusewandung
44: Kanalelement
46: Innere Mantelfläche

Claims

Werkzeug (10) zur Anordnung eines Stators (12) in ein Gehäuse (14), aufweisend eine Gehäusehalterung (16), einen Werkzeugträger (18) und einen Statorgreifer (20), wobei - die Gehäusehalterung (16) eine Positioniereinrichtung (22) zur Aufnahme und Positionierung des Gehäuses (14) aufweist, - der Werkzeugträger (18) ein Werkzeugträgervolumen (26) umschließt und eine Aufnahmeöffnung (28) aufweist, - der Statorgreifer (20) in dem Werkzeugträger (18) angeordnet und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar ausgebildet ist, und einen Greiferkopf (32) zur Aufnahme des Stators (12) umfasst, wobei in der ersten Position der Greiferkopf (32) in dem Werkzeugträgervolumen (26) angeordnet ist und in der zweiten Position der Greiferkopf (32) zumindest abschnittsweise durch die Aufnahmeöffnung (28) geführt ist, - die Gehäusehalterung (16) und/oder der Werkzeugträger (18) verlagerbar ausgebildet ist, so dass die Gehäusehalterung (16) und/oder der Werkzeugträger (18) zueinander hin und voneinander weg bewegbar sind, und - die Gehäusehalterung (16) und/oder der Werkzeugträger (18) und/oder der Satorgreifer (20) eine Druckmediumzuführöffnung (40) aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (18) hohlzylinderförmig ausgebildet ist, und die Aufnahmeöffnung (28) in axialer Richtung des Werkzeugträgers (18) angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorgreifer (20) einen an den Greiferkopf (32) anschließenden und/oder angrenzenden Schaft (30) aufweist, der in einer zur Aufnahmeöffnung (28) in axialer Richtung beabstandet angeordneten Führungsöffnung (34) des Werkzeugträgers (18) geführt ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Greiferkopfes (32) in einer Richtung senkrecht zu seiner Verlagerungsrichtung zwischen einer den Querschnitt vergrößernden Greifposition und einer den Querschnitt reduzierenden Freigabeposition veränderbar ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmediumzuführöffnung (40) eine Ventileinrichtung aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Überdruckventil aufweist.
Verfahren zur Anordnung eines Stators (12) in ein Gehäuse (14), umfassend die Schritte: - Positionierung des eine Einführöffnung (28) aufweisenden und ein Gehäusevolumen (38) umschließenden Gehäuses (14) in einer Gehäusehalterung (16); - Verlagerung der Gehäusehalterung (16) und/oder eines eine Aufnahmeöffnung (28) aufweisenden und ein Werkzeugträgervolumen (26) umschließenden Werkzeugträgers (18) derart, dass die Einführöffnung (36) und die Aufnahmeöffnung (28) mediendicht miteinander abschließen und das Gehäusevolumen (38) und das Werkzeugträgervolumen (26) miteinander verbunden werden; - Aufbringen eines Innendrucks über ein Druckmedium in das Gehäusevolumen (38) und das Werkzeugträgervolumen (26) derart, dass eine das Gehäusevolumen (38) umschließende Gehäusewandung (42) zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung elastisch gedehnt wird; - Verlagerung eines in dem Werkzeugträgervolumen (26) des Werkzeugträgers (18) angeordneten, einen Stator (12) haltenden, Statorgreifers (20) durch die Einführöffnung (36) in das Gehäusevolumen (38); - Ablassen des aufgebrachten Innendrucks, wodurch der Stator (12) mit einer inneren Mantelfläche (46) der das Gehäusevolumen (38) umschließenden Gehäusewandung (42) verspannt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehalterung (16) und/oder der Werkzeugträger (18) in einer axialen Richtung zur Verbindung des Gehäusevolumens (38) mit dem Werkzeugträgervolumen (26) und/oder zur Freigabe des Gehäuses (14) verlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den mediendichten Abschluss zwischen Werkzeugträger (18) und Gehäuse (14) der Werkzeugträger (18) und/oder die Gehäusehalterung (16) derart verlagert werden, dass - das Gehäuse (14) mit der Einführöffnung (36) zumindest abschnittsweise in die Aufnahmeöffnung (28) geführt wird und/oder in diese eingreift, oder - eine die Aufnahmeöffnung (28) umgebende Trägerwerkzeugstirnseite der das Werkzeugträgervolumen (26) umgebenden Trägerwandung (24) an eine die Einführöffnung (36) umgebende Gehäusestirnseite der das Gehäusevolumen (38) umgebenden Gehäusewandung (42) anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium zum Aufbau des Innendrucks in dem Gehäusevolumen (38) und dem Werkzeugträgervolumen (26) über eine in dem Werkzeugträger (18) und/oder der Gehäusehalterung (16) und/oder in dem Statorgreifer (20) angeordnete Druckmediumzuführöffnung (40), vorzugsweise über eine Ventileinrichtung, dem Gehäusevolumen (38) und dem Werkzeugträgervolumen (26) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (12) auf dem Statorgreifer (20) über einen in radialer Richtung expandierbaren Greiferkopf (32) gehalten wird.