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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestücken einer ringförmigen Rotoreinheit für einen Elektromotor mit Magnetelementen, eine Bestückungsstation zur Bestückung einer Rotoreinheit oder eines Hilfswerkzeugs mit Magnetelementen, sowie eine Anordnung zur Bestückung von Rotoreinheiten mit Magnetelementen.
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Elektromotoren umfassen häufig eine oder mehrere Rotoreinheiten, die mit Permanentmagneten bestückt sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Rotoreinheiten zunächst mit nicht magnetischen Magnetelementen bestückt werden und anschließend, nachdem die Rotoreinheit mit Magnetelementen bestückt ist, die Magnetelemente magnetisiert werden.
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Unter einer Rotoreinheit wird insbesondere eine Lamelle oder ein Lamellenpaket, vorzugsweise eine Blechlamelle oder ein Blechlamellenpaket, verstanden. Diese Rotoreinheiten müssen mit einer Vielzahl von Magnetelementen bestückt werden, häufig mit bis zu 48 Magnetelementen.
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Aus der
EP 3 061 177 B1 bzw. aus der
DE 10 2013 221 594 A1 ist es bekannt, zunächst ein Hilfswerkzeug auf einem Drehteller anzuordnen, welches einen Grundkörper taktweise dreht, sodass nacheinander alle Aufnahmen des Hilfswerkzeugs mit einem Magnetelement bestückt werden können. Wenn dann das Hilfswerkzeug vollständig mit Magnetelementen bestückt ist, kann dieses deckungsgleich zu einer Rotoreinheit angeordnet werden und die Magnetelemente aus dem Hilfswerkzeug ausgestoßen und dadurch in die Rotoreinheit eingebracht werden. Die Bestückung des Hilfswerkzeugs oder, wenn die Rotoreinheit selbst taktweise mit Magnetelementen bestückt werden muss, ist sehr zeitaufwändig und kann den Herstellungsprozess eines Elektromotors stark verlangsamen.
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Aus der
US 2013 / 0 202 399 A1 ist eine Magnetelemente-Ladevorrichtung und ein Verfahren zum Beladen einer elektrischen Maschine mit Magnetelementen bekannt.
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Des Weiteren sind eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein System für die Magnetbestückung eines Läuferrohlings aus der
DE 10 2010 016 535 A1 bekannt.
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Aus der
US 2012 / 0 125 969 A1 ist es bekannt, Magnetelemente von einem Magneten abzubrechen und diese abgebrochenen Magnetelemente einzeln zu kippen, um sie einem Hilfswerkzeug zuzuführen.
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Ein weiteres Problem, welches bei der Herstellung von Elektromotoren, insbesondere dem Bestücken von ringförmigen Rotoreinheiten auftritt ist, Verschmutzung. Die Magnetelemente weisen häufig einen hitzeaktivierbaren Klebstoff auf, der zum Festlegen der Magnetelemente in der Rotoreinheit dienen soll. In nicht erhitztem Zustand kann sich diese Beschichtung partikelweise von den Magnetelementen lösen. Dabei ist nicht nur problematisch, dass die Partikel an sich in eine Bestückungsanlage gelangen, sondern dass (auch ohne Hitzeeinwirkung) über einen längeren Zeitraum eine Aktivierung der Beschichtung erfolgen kann, sodass Teile einer Bestückungsanlage verkleben können, was eine aufwändige Reinigung nach sich zieht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bestückungsstation, ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestücken einer ringförmigen Rotoreinheit eines Elektromotors mit Magnetelementen vorzuschlagen, mit denen eine sehr viel schnellere Bestückung von Rotoreinheiten und/oder Hilfswerkzeugen mit Magnetelementen erfolgen kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Bestückungsstation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Anordnung zur Bestückung von Rotoreinheiten gemäß Anspruch 7 und ein Verfahren zum Bestücken einer ringförmigen Rotoreinheit für einen Elektromotor mit Magnetelementen gemäß Anspruch 13.
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Anders als im Stand der Technik wird somit nicht nur ein mit Magnetelementen bestücktes Magazin zum Bestücken einer Rotoreinheit oder eines Hilfswerkzeugs bereitgestellt, sondern werden eine Vielzahl von Magazinen bereitgestellt, die alle mit Magnetelementen befüllt sind. Die Magazine werden dabei im Bereich des Umfangs einer Rotoreinheit oder eines Hilfswerkzeugs angeordnet. Insbesondere können dabei die Magazine radial nach außen versetzt sein, sodass eine Vielzahl von Magazinen entlang des Umfangs der Rotoreinheit oder eines Hilfswerkzeugs bzw. einer Aufnahme für die Rotoreinheit oder das Hilfswerkzeug angeordnet werden können.
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Dadurch, dass die Magnetelemente der Magazine gleichzeitig vereinzelt und der Rotoreinheit oder einem Hilfswerkzeug zugeführt werden, kann das taktweise Befüllen von Aufnahmen vermieden werden. Das Bestücken von Rotoreinheiten oder Hilfswerkzeugen kann erfindungsgemäß sehr viel schneller erfolgen.
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Die Orientierung der Magnetelemente wird während des Zuführens verändert. Damit möglichst viele Magnetelemente in einem Magazin angeordnet werden können, ist es vorteilhaft, die Magnetelemente so auszurichten, dass ihre Längsachse, und somit ihre größten Flächen, horizontal angeordnet sind. In einer Rotoreinheit sollten die Magnetelemente mit ihrer Längsachse jedoch möglichst parallel zur Drehachse der Rotoreinheit ausgerichtet sein.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Orientierung der Magnetelemente, insbesondere stetig und/oder entlang einer Kurve, von einer horizontalen Ausrichtung in eine vertikale Ausrichtung verändert wird. Insbesondere werden die Magnetelemente über einen Winkelbereich von etwa 90° verschwenkt. Dieses Verschwenken sollte stetig und nicht über eine Kante erfolgen, da das Abkippen über eine Kante zu einer Verkeilung der Magnetelemente führen könnte. Vorzugsweise kann sich eine horizontale Bewegung eines Magnetelements in eine vertikale Bewegung des Magnetelements verändern. Die horizontale und vertikale Bewegung des Magnetelements können dabei auch überlagert stattfinden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Zuführen der Magnetelemente zu einer Aufnahme einer Rotoreinheit oder eines Hilfswerkzeugs unter Ausnutzung der Schwerkraft erfolgt. Somit sind keine weiteren Werkzeuge, wie beispielsweise Greifer oder Stößel, notwendig, um die Magnetelemente in die jeweilige Aufnahme einzubringen.
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Wenn eine Rotoreinheit oder ein Hilfswerkzeug so viele Magnetelementaufnahmen aufweist, dass aus Platzgründen keine entsprechende Anzahl von Magazinen entlang des Umfangs der Rotoreinheit oder des Hilfswerkzeugs bzw. einer Aufnahme dafür angeordnet werden kann oder wenn Magnetelemente in unterschiedlicher Winkellage bezüglich eines Durchmessers der Rotoreinheit oder des Hilfswerkzeugs angeordnet werden müssen, kann es vorteilhaft sein, in einem ersten Schritt mehrere Magnetelemente gleichzeitig einer ersten Anzahl von Aufnahmen der Rotoreinheit oder dem Hilfswerkzeug zuzuführen und in einem zweiten Schritt mehrere Magnetelemente gleichzeitig einer zweiten Anzahl von Aufnahmen der Rotoreinheit oder dem Hilfswerkzeug zuzuführen. Die erste Anzahl und die zweite Anzahl von Magnetelementen können dabei in unterschiedlicher Winkellage bezüglich des Durchmessers des Hilfswerkzeugs oder der Rotoreinheit angeordnet werden. Insbesondere können die Aufnahmen für die Magnetelemente in unterschiedlichen Winkellagen angeordnet sein. Dabei können die Aufnahmen für die Magnetelemente im Wesentlichen V-förmig zueinander ausgerichtet sein. Der erste Schritt kann an einer ersten Bestückungsstation und der zweite Schritt kann an einer zweiten Bestückungsstation durchgeführt werden. Der zweite Schritt kann das Bereitstellen von Magazinen an einer zweiten Bestückungsstation umfassen.
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Gemäß einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass eine Rotoreinheit über dem Hilfswerkzeug angeordnet wird, wobei die Aufnahmen des Hilfswerkzeugs und die Aufnahmen der Rotoreinheit deckungsgleich angeordnet werden. Das Positionieren und Ausrichten der Rotoreinheit oberhalb des Hilfswerkzeugs ist einfacher durchzuführen als das Positionieren unterhalb des Hilfswerkzeugs. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass die Ausnehmungen für die Magnetelemente des Hilfswerkzeugs vorzugsweise Durchgangsöffnungen sind, wobei die Durchgangsöffnungen an der Unterseite des Hilfswerkzeugs eine geringere Querschnittsfläche aufweisen als an der Oberseite des Hilfswerkzeugs. Dies führt dazu, dass die Magnetelemente nicht nach unten aus dem Hilfswerkzeug herausfallen können, dass Partikel, die sich von der Beschichtung der Magnetelemente lösen, jedoch nach unten herausfallen können oder unten abgesaugt werden können. Die Aufnahmen des Hilfswerkzeugs können sich dabei von oben nach unten verjüngen, sodass durch die verjüngte, insbesondere trichterförmige oder konische Ausgestaltung der Aufnahmen eine Ausrichtung der Magnetelemente und eine Führung der Magnetelemente erfolgt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt kann ein Deckel auf der Rotoreinheit angeordnet werden und der Stapel, umfassend Deckel, Rotoreinheit und Hilfswerkzeug, gemeinsam um 180° gedreht werden, insbesondere um eine horizontale Drehachse gedreht werden. Anschließend können die Magnetelemente von den Aufnahmen des Hilfswerkzeugs in Aufnahmen der Rotoreinheit überführt werden. Die Aufnahmen der Rotoreinheit sind dabei ebenfalls vorzugsweise als Durchgangsöffnungen ausgebildet, sodass Schmutzpartikel durch die Aufnahmen hindurch fallen können oder abgesaugt werden können. Der Deckel weist vorzugsweise ebenfalls Durchgangsöffnungen im Bereich der Aufnahmen der Rotoreinheit auf, wobei die Querschnittsfläche der Durchgangsöffnungen des Deckels geringer ist, als die Querschnittsfläche der Aufnahmen der Rotoreinheit. Dies führt dazu, dass nachdem der Stapel um 180° gedreht wurde, Schmutzpartikel nach unten durch den Deckel hindurch herausfallen und abgesaugt werden können, die Magnetelemente jedoch nur in die Rotoreinheit gelangen können und nicht nach unten aus der Rotoreinheit herausgestoßen werden können.
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Die Rotoreinheit und/oder das Hilfswerkzeug können in eine Vibrationsbewegung versetzt werden. Dadurch wird das Überführen der Magnetelemente von dem Hilfswerkzeug in die Rotoreinheit begünstigt.
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Aus Qualitätssicherungsgründen ist es vorteilhaft, wenn mit Hilfe zumindest eines Sensors überprüft wird, ob alle Magnetelemente korrekt in die Aufnahmen der Rotoreinheit überführt wurden. Insbesondere können auf diese Art und Weise fehlende Magnetelemente oder verkeilte Magnetelemente, die nicht vollständig in eine Aufnahme der Rotoreinheit gelangt sind detektiert werden. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, handeln. Um diesen Prozess sehr schnell durchführen zu können, können zwei Sensoren vorgesehen sein, die drehbar angeordnet sind.
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Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn Schmutz unterhalb der Rotoreinheit und/oder des Hilfswerkzeugs abgesaugt wird.
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In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem eine Bestückungsstation zur Bestückung einer Rotoreinheit oder eines Hilfswerkzeugs mit Magnetelementen, mit einer Magazinaufnahme mit mehreren kreisförmig angeordneten Magazinaufnahmepositionen zur Aufnahme von Magnetelemente enthaltenden Magazinen, einem Vereinzelungsmechanismus zum gleichzeitigen Vereinzeln der Magnetelemente der Magazine und den Magazinaufnahmepositionen zugeordneten Magnetelementführungen zum Zuführen der Magnetelemente zu Aufnahmen der Rotoreinheit oder des Hilfswerkzeugs.
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Somit ist es möglich, in einer Bestückungsstation gleichzeitig mehrere Aufnahmen einer Rotoreinheit oder eines Hilfswerkzeugs mit Magnetelementen zu bestücken.
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Die Magnetelementführungen weisen eine die Orientierung der Magnetelemente von einer Magazinorientierung in eine Aufnahmeorientierung ändernde Bodenführungsfläche auf. In einer Magazinorientierung sind die Magnetelemente vorzugsweise horizontal ausgerichtet, während sie in einer Aufnahmeorientierung vorzugsweise vertikal ausgerichtet sind, d. h. ihre Längssachse vertikal ausgerichtet ist. Eine Bodenführungsfläche ist dabei eine Führungsfläche des Bodens der Magnetelementführung. Diese Bodenführungsfläche kann insbesondere die Unterseite, vorzugsweise die größte Fläche eines Magnetelements, führen. Insbesondere kann ein Magnetelement entlang der Bodenführungsfläche gleiten.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Bodenführungsfläche kurvenförmig ausgebildet ist. Die Bodenführungsfläche kann frei von Unstetigkeit sein. Insbesondere kann die Bodenführungsfläche in einer vertikalen Schnittebene bogenförmig ausgebildet sein.
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Weiterhin können die Magnetelementführungen Seitenführungsflächen zur seitlichen Führung der Magnetelemente aufweisen. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Magnetelemente beim Überführen von einem Magazin zu einer Aufnahme eines Hilfswerkzeugs oder einer Rotoreinheit verkeilen oder verklemmen.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Magazinaufnahme bezüglich eines Bestückungsstationskörpers drehbar und/oder herausnehmbar angeordnet ist. Somit kann ein Bediener die Magazinaufnahme von einer Position aus bestücken und zum Bestücken der nächsten Magazinaufnahmeposition der Magazinaufnahme einfach die Magazinaufnahme weiterdrehen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Magazinaufnahme komplett aus dem Bestückungsstationskörper herausgenommen werden kann und an einer anderen Station von einem Bediener mit Magazinen bestückt werden kann.
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Der Vereinzelungsmechanismus kann den Magazinaufnahmepositionen zugeordnete Schieber mit einem Langloch aufweisen. Zum Vereinzeln kann somit der Schieber mit dem Langloch unter das Magazin gebracht werden, sodass ein einzelnes Magnetelement in das Langloch des Schiebers fällt. Durch Weiterschieben des Schiebers wird ein Nachrücken von weiteren Magnetelementen durch den Schieber blockiert. Das weitere Verlagern des Schiebers führt jedoch dazu, dass das Magnetelement, welches sich in dem Langloch befindet, der Magnetelementführung zugeführt und zumindest solange entlang der Magnetelementführung verschoben wird, bis es aufgrund der Schwerkraft selbsttätig in der Magnetelementführung weiter transportiert wird.
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Der Vereinzelungsmechanismus kann ein Betätigungselement zur gleichzeitigen Betätigung der Schieber aufweisen. Somit können alle Schieber gleichzeitig bewegt werden und somit Magnetelemente gleichzeitig den Aufnahmen eines Hilfswerkzeugs oder einer Rotoreinheit zugeführt werden.
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In den Rahmen der Erfindung fällt weiterhin eine Anordnung zur Bestückung von Rotoreinheiten mit Magnetelementen mit zumindest einer, vorzugsweise mindestens zwei, ganz bevorzugt vier erfindungsgemäßen Bestückungsstationen, und einem Transportsystem mit zumindest einem Werkstückträger, wobei der Werkstückträger durch das Transportsystem unterhalb einer Bestückungsstation positionierbar ist. Durch das Transportsystem können somit Hilfswerkzeuge oder Rotoreinheiten zu einer Bestückungsstation transportiert werden. An einer Bestückungsstation kann eine Vorrichtung zur Ausrichtung des Hilfswerkzeugs oder der Rotoreinheit vorgesehen sein, sodass die Aufnahmen des Hilfswerkzeugs oder der Rotoreinheit unterhalb der Magnetelementführungen angeordnet werden können. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Hilfswerkzeug über das Transportsystem zunächst einer ersten Bestückungsstation zugeführt wird, dort mit einer ersten Anzahl von Magnetelementen bestückt wird und anschließend der Werkzeugträger zusammen mit dem Hilfswerkzeug zu einer weiteren Bestückungsstation verfahren wird, wo eine zweite Anzahl von Magnetelementen in weitere Aufnahmen des Hilfswerkzeugs eingebracht wird.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn der Werkstückträger zwei Aufnahmepositionen zur Aufnahme jeweils eines Hilfswerkzeugs und eines Deckels aufweist. Somit ist es besonders einfach möglich, in einer weiteren Bearbeitungsstation eine Rotoreinheit auf das Hilfswerkzeug aufzulegen und anschließend mit demselben Greifer, der die Rotoreinheit aufgelegt hat, den Deckel zu greifen und oben auf der Rotoreinheit abzulegen.
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Eine Luftabsaugung kann unterhalb der zumindest einen Bestückungsstation angeordnet sein. Insbesondere kann jeder Bestückungsstation eine Luftabsaugung zugeordnet sein. Auch an anderer Stelle der Anordnung kann eine Luftabsaugung vorgesehen sein, um insbesondere von den Magnetelementen stammenden Schmutz zu entfernen.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn eine Wendestation zum Wenden eines Stapels, umfassend Deckel, Rotoreinheit und Hilfswerkzeug, vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, nach dem Wenden die Magnetelemente von dem Hilfswerkzeug in die Rotoreinheit unter Ausnutzung der Schwerkraft zu überführen. Außerdem kann bei diesem Vorgang anfallender Schmutz nach unten aus dem Stapel herausfallen, da sowohl der Deckel als auch das Hilfswerkzeug mit Durchgangsöffnungen versehen sind. Die Wendestation kann beispielsweise eine Handling-Einheit, insbesondere ein Knickarmroboter, sein.
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Damit man sich nicht allein auf die Schwerkraft verlassen muss, um Magnetelemente von dem Hilfswerkzeug in die Rotoreinheit zu überführen, ist es vorteilhaft, wenn eine Ausstoßvorrichtung zum Ausstoßen der Magnetelemente aus dem Hilfswerkzeug in die Rotoreinheit vorgesehen ist. Dabei kann die Ausstoßvorrichtung federgelagerte Stößel aufweisen, wobei jeder Aufnahme des Hilfswerkzeugs ein Stößel zugeordnet sein kann.
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Die Ausstoßvorrichtung kann zumindest einen Sensor zur Überwachung des korrekten Ausstoßens der Magnetelemente aufweisen. Insbesondere können dabei die Positionen der Stößel erfasst werden, um aus dieser Positionserfassung darauf zu schließen, ob ein Magnetelement fehlt oder verkantet ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßgeblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
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In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 teilweise eine perspektivische Darstellung einer Anordnung zur Bestückung von Rotoreinheiten mit Magnetelementen;
- 2 eine Bestückungsstation zur Bestückung eines Hilfswerkzeugs mit Magnetelementen;
- 3 einen Ausschnitt der Bestückungsanordnung der 2;
- 4 eine weitere Detaildarstellung eines Teils der Bestückungsstation gemäß 2;
- 5 eine perspektivische Draufsicht auf einen Vereinzelungsmechanismus der Bestückungsstation;
- 6 eine Draufsicht auf eine Rotoreinheit;
- 7 eine Draufsicht auf die Unterseite eines Hilfswerkzeugs;
- 8 ein Hilfswerkzeug mit aufgesetzter Rotoreinheit;
- 9 eine Draufsicht auf einen Deckel;
- 10 einen Stapel, umfassend ein Hilfswerkzeug, eine Rotoreinheit und einen Deckel;
- 11 eine Schnittdarstellung durch die Anordnung gemäß der 10;
- 12 eine perspektivische Darstellung einer Ausstoßvorrichtung;
- 13 eine teilweise Schnittdarstellung durch die Ausstoßvorrichtung gemäß 12;
- 14 eine weitere Detaildarstellung der Ausstoßvorrichtung gemäß 12.
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Die 1 zeigt teilweise eine Anordnung 1 zur Bestückung von Rotoreinheiten mit Magnetelementen. Die Anordnung 1 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Bestückungsstationen 2 - 5 auf, die oberhalb eines Transportsystems 6 angeordnet sind. Die Halterungen für die Bestückungsstationen 2 - 5 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
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Mit dem Transportsystem 6 kann ein Werkstückträger 7 unter den Bestückungsstationen 2 - 5 positioniert werden. Der Werkstückträger 7 weist zwei Aufnahmepositionen 8, 9 zur Aufnahme eines Hilfswerkzeugs und eines Deckels auf.
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Weiterhin lässt sich der 1 eine Ausstoßvorrichtung 10 entnehmen, in der Magnetelemente von dem Hilfswerkzeug in die Rotoreinheit geführt werden. Nicht dargestellt ist in der 1 eine Wendestation zum Wenden eines Stapels, umfassend Deckel, Rotoreinheit und Hilfswerkzeug.
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Die 2 zeigt nun schematisiert in einer perspektivischen Darstellung eine Bestückungsstation 2. Die Bestückungsstation 2 weist eine Magazinaufnahme 100 mit mehreren kreisförmig angeordneten Magazinaufnahmepositionen, von denen lediglich zwei beispielhaft mit den Bezugsziffern 101, 102 gekennzeichnet sind. An den Magnetaufnahmepositionen 101, 102 sind schienenförmige Magazine 103, 104 angeordnet, in denen hier nicht dargestellte Magnetelemente gestapelt sind. Die Magazinaufnahme 100 ist bezüglich eines Bestückungsstationskörpers 105 drehbar angeordnet, sodass die Magazinaufnahme 100 bezüglich des Bestückungsstationskörpers 105 verdreht werden kann, um von einer Position aus die Magazinaufnahme mit Magazinen 103, 104 bestücken zu können. Weiterhin sind in der 2 als Ösen ausgebildete Halterungsmittel 106 zu sehen, sodass die gesamte Bestückungsstation 2 beispielsweise mittels eines Krans angehoben werden kann und von der Anordnung 1 entfernt oder wieder zugeführt werden kann. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn die Bestückungsstation zu Reinigungszwecken entfernt werden muss. Aus der 3 ergibt sich, dass die Magazine 103, 104 mit ihren unteren Enden in Adapter 110, 111 eingesteckt sind, an deren unteren Enden Laschen 112, 113 vorgesehen sind. Die Laschen 112, 113 decken das untere Ende der Magazine 103, 104 ab, während diese an der Magazinaufnahme 100 angebracht werden. Sobald sich die Magazine 103, 104 in der richtigen Position befinden, können die Laschen 112, 113 radial nach außen gezogen werden, sodass die Öffnungen der Magazine 103, 104 freigegeben werden. Unterhalb der Magazinaufnahme 100 ist ein Vereinzelungsmechanismus 115 angeordnet. Der Vereinzelungsmechanismus 115 umfasst ein Betätigungselement 116, welches als Schlitze ausgebildete Steuerkurven 117 aufweist, die mit einer Steuerkontur 118 eines später noch näher zu beschreibenden Schiebers zusammenwirken. Jedem Magazin 103, 104 bzw. jeder Magazinaufnahmeposition 101, 102 ist ein Schieber zugeordnet. Der Schieber dient zum Vereinzeln der Magnetelemente aus den Magazinen 103, 104. Wie sich anhand der 3 erkennen lässt, sind sämtliche Schieber über die Steuerkurven 117 mit dem Betätigungselement 116 gekoppelt, sodass durch eine einzige Bewegung, in diesem Fall Drehbewegung, des Betätigungselements 116 sämtliche Schieber bewegt werden können und somit ein Magnetelement aus jedem Magazin 103, 104 entnommen werden kann.
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Der weiteren Detaildarstellung gemäß der 4 kann man einen Schieber 120 entnehmen, von dem hier nur eine Hälfte zu sehen ist. Der Schieber 120 weist ein Langloch 121 auf. Wenn die Lasche 113 zurückgezogen wird, wird das untere Ende des Magazins 104 frei, sodass Magnetelemente nach unten rutschen können. Das unterste Magnetelement sitzt dabei an der Stelle 119 auf dem Schieber 120 auf. Wird nun der Schieber 120 aus der gezeigten Stellung zurückverschoben, d. h. radial nach außen bewegt, so fällt das Magnetelement in das Langloch 121. Anschließend wird der Schieber 120 nach vorne, d. h. radial nach innen bewegt, sodass das Magnetelement aus dem Langloch 121 in die Magnetelementführung 122 gelangt. Die Magnetelementführung 122 weist Seitenführungsflächen 123 auf, die ein Magnetelement seitlich führen. Weiterhin weist die Magnetelementführung 122 eine Bodenführungsfläche 125 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bodenführungsfläche 125 kurvenförmig ausgebildet. Die Bodenführungsfläche 125 weist keine Unstetigkeiten, insbesondere keine Kanten, auf. Die Bodenführungsfläche 123 erstreckt sich über einen Winkelbereich von etwa 90°. In einer vertikalen Schnittebene beschreibt die Bodenführungsfläche 125 eine Kurve bzw. einen Bogen. Ein Magnetelement gleitet entlang der Bodenführungsfläche 125 und wird dabei von einer horizontalen Ausrichtung in eine vertikale Ausrichtung überführt. Dies geschieht mit Schwerkraftunterstützung.
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Deckungsgleich zum unteren Ende der Magnetelementführung 122 ist eine Aufnahme eines Hilfswerkzeugs, welches noch näher zu beschreiben ist, anzuordnen, sodass das Magnetelement unter Ausnutzung der Schwerkraft in die Aufnahme des Hilfswerkzeugs gelangt.
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Die 5 zeigt teilweise die Bestückungsstation 2, wobei eine Draufsicht auf den Vereinzelungsmechanismus 115 gezeigt ist. Insbesondere ist es zu erkennen, dass die Schieber 120 ein Langloch 121 aufweisen und dass sämtliche Schieber 120 mit dem Betätigungselement 116 bewegungsgekoppelt sind, sodass durch eine einzige Drehbewegung des Betätigungselements 116 sämtliche Schieber 120 gleichzeitig verschoben werden können, was zu einer Vereinzelung der Magnetelemente der Magazine 103, 104 und Zuführung der Magnetelemente zu einem Hilfswerkzeug führt.
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Die 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Rotoreinheit 200. Die Rotoreinheit 200 ist kreisringförmig ausgebildet und weist erste Aufnahmen 201 und zweite Aufnahmen 202 auf. Die Aufnahmen 201, 202 sind V-förmig zueinander ausgerichtet. Insbesondere weisen sie unterschiedliche Winkellagen bezüglich eines Durchmessers D auf. Die Aufnahmen 201, 202 sind als Durchgangsöffnungen ausgebildet. Die Aufnahmen 201 können dabei in einer ersten Bestückungsstation 2 mit Magnetelementen bestückt werden, während die Aufnahmen 202 in einer zweiten Bestückungsstation 3 bestückt werden können. Während eine Bestückung in den Bestückungsstationen 2, 3 stattfindet, können bei den Bestückungsstationen 4, 5 die Magazine 103, 104 ausgetauscht werden. Wenn die Magazine 103, 104 der Bestückungsstationen 2, 3 leer sind, kann eine Bestückung mit den Bestückungsstationen 4, 5 erfolgen, während die Magazine bei den Bestückungsstationen 2, 3 getauscht werden.
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Die 7 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite eines Hilfswerkzeugs 220. Das Hilfswerkzeug 220 weist Aufnahmen 221, 222 auf, die dieselbe Winkellage aufweisen, wie die Aufnahmen 201, 202 der Rotoreinheit 200. Die Aufnahmen 221, 222 weisen an ihren unteren Enden Nasen 223, 224 auf, die die Querschnittsfläche der Aufnahmen 221, 222 verringern, sodass Magnetelemente nicht nach unten aus den Aufnahmen 221, 222 herausfallen können.
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Die 8 zeigt eine Anordnung der Rotoreinheit 200 auf dem Hilfswerkzeug 220. Die Rotoreinheit 200 ist zu dem Hilfswerkzeug 220 so ausgerichtet, dass die Aufnahmen 201, 202 und 221, 222 deckungsgleich sind. Das Hilfswerkzeug 220 weist Zentrierhilfen 225 auf, um die richtige Positionierung der Rotoreinheit 200 auf dem Hilfswerkzeug 220 zu erleichtern.
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Die 9 zeigt eine Draufsicht auf einen Deckel 230, der auf die Rotoreinheit 200 aufgelegt werden kann. Der Deckel 230 weist ebenfalls Durchgangsausnehmungen 231 auf, wobei eine einzige Durchgangsausnehmung 231 zwei benachbarte Aufnahmen 201, 202 abdecken kann. Die Durchgangsausnehmung 231 weist eine geringere Querschnittsfläche auf als die Aufnahmen 201, 202, sodass Magnetelemente am Verlassen der Aufnahmen 201, 202 gehindert sind.
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Die 10 zeigt einen Stapel 240, umfassend ein Hilfswerkzeug 220, eine Rotoreinheit 200 und einen Deckel 230.
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Eine Schnittdarstellung durch diese Anordnung ist in der 11 gezeigt. Hier ist zu erkennen, dass die Ausnehmungen 221, 201, 231 deckungsgleich angeordnet sind. Dies bedeutet, dass nach einem Wenden um eine horizontale Drehachse, wodurch der Deckel 230 in die unterste Position gelangt, Schmutzpartikel nach unten aus dem Stapel 240 herausfallen können. Außerdem kann ein Magnetelement, das sich in der Aufnahme 221 befindet, in die Aufnahme 201 überführt werden, können jedoch die Aufnahme 201 aufgrund des Deckels 230 nicht verlassen.
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Die 12 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausstoßvorrichtung 10. Diese weist Stößel 300 auf, mit denen Magnetelemente aus dem Hilfswerkzeug 220 ausgestoßen und in die Rotoreinheit 200 eingebracht werden können. Die Positionen der Stößel 300 können durch Sensoren 301, insbesondere optische Sensoren, erfasst werden. Die Sensoren 301 sind bezüglich der Stößel 300 drehbar angeordnet. Dadurch, dass zwei Sensoren 301 vorgesehen sind, genügt eine Drehbewegung von 180°, um sämtliche Stößel 300 erfassen zu können. Dadurch kann erfasst werden, ob in jeder Aufnahme 201, 202 der Rotoreinheit 200 ein Magnetelement vorhanden ist und/oder ob einzelne Magnetelemente verkantet sind.
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Die 13 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Ausstoßvorrichtung 10. Hier und in der 14 ist zu erkennen, dass sich ein Stößel 300 über eine Feder 310 an einer Platte 311 abstützt. Die Platte 311 wird zum Ausstoßen eines Magnetelements aus dem Hilfswerkzeug 220 nach unten bewegt. Solange die auf den Stößel 300 wirkende Gegenkraft nicht größer ist als die Federkraft der Feder 310, wir der Stößel 300 dabei mit nach unten bewegt und das Magnetelement ausgestoßen. Stößt der Stößel 300 dabei jedoch auf einen Widerstand, sodass eine weitere Bewegung des Stößels 300 nach unten blockiert wird, so wird der Stößel 300 entgegen der Federkraft der Feder 310 relativ zur Platte 311 bewegt, sodass das obere Ende 312 höher ist als das Ende benachbarter Stößel. Diese Situation ist beispielsweise anhand der Enden 313, 314 gezeigt. In der gezeigten Darstellung steckt das vordere Ende des Stößels 300 in einer Ausnehmung des Hilfswerkzeugs 220, wobei ein Magnetelement durch das vordere Ende des Stößels 300 aus dem Hilfswerkzeug 220 ausgestoßen und in die Rotoreinheit 200 eingeführt wurde.
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Erfindungsgemäß kann sich ein Verfahren zum Bestücken einer Rotoreinheit 200 folgendermaßen gestalten:
- Zunächst werden in einer ersten Bestückungsstation 2 eine erste Anzahl von Magazinen 103, 104 bereitgestellt und in einer zweiten Bestückungsstation 3 eine zweite Anzahl von Magazinen 103, 104 bereitgestellt. In der ersten Bestückungsstation 2 werden Magnetelemente aus den Magazinen 103, 104 vereinzelt und gleichzeitig einer ersten Anzahl von Aufnahmen 221, 222 eines Hilfswerkzeugs 220 zugeführt, wobei die Orientierung der Magnetelemente während des Zuführens zu einer Aufnahme 221, 222 des Hilfswerkzeugs 220 verändert wird. Eine zweite Anzahl von Aufnahmen 221, 222 des Hilfswerkzeugs 220 werden in der zweiten Bestückungsstation 3 mit Magnetelementen gleichzeitig bestückt.
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Anschließend wird eine Rotoreinheit 200 auf das Hilfswerkzeug 220 aufgesetzt. Sodann wird ein Deckel 230 auf die Rotoreinheit 200 aufgesetzt. Der Stapel 240 bestehend aus Deckel 230, Rotoreinheit 200 und Hilfswerkzeug 220 wird um 180° um eine horizontale Drehachse gedreht. Während des Drehens erfolgt eine Absaugung von unten. Nach Transport des Stapels 240 zu einer Ausstoßvorrichtung 10 werden die Magnetelemente aus dem Hilfswerkzeug 220 ausgestoßen und dabei in entsprechende Aufnahmen 201, 202 der Rotoreinheit 200 eingeführt. Es wird eine Kontrolle durchgeführt, ob die Rotoreinheit 200 richtig mit Magnetelementen bestückt wurde. Anschließend kann ein Absaugen von Schmutzpartikeln erfolgen. Das Hilfswerkzeug 220 kann entnommen werden und wiederrum um 180° gedreht werden. Auch der Deckel 230 kann entnommen werden und ebenso wie das Hilfswerkzeug 220 auf einem Werkstückträger 7 abgelegt werden. Die bestückte Rotoreinheit 200 kann entnommen werden und die Magnetelemente können magnetisiert werden. Die Ablageposition von Deckel 230 und Hilfswerkzeug 220 können vertauscht werden.
