DE102021111191A1 - Fügewerkzeug zum Verpressen einer Scheibe mit einer Welle sowie Rotorwelle für eine elektrische Maschine - Google Patents

Fügewerkzeug zum Verpressen einer Scheibe mit einer Welle sowie Rotorwelle für eine elektrische Maschine Download PDF

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Abstract

Es ist ein Fügewerkzeug (10) zum Verpressen einer Scheibe (12) mit einer Welle (14) vorgesehen mit einem Presstisch (22) zur Aufnahme eines ersten Endes (18) der Welle (14), einer Zentrieraufnahme (26) zur Aufnahme eines von dem ersten Ende (18) wegweisenden zweiten Endes (24) der Welle (14), einer Pressplatte (34) zum axialen Aufpressen der Scheibe (12) auf die Welle (14) und einem an einer zur Scheibe (12) weisenden Seite der Pressplatte (34) vorgesehenen nachgiebigen Stempel (40) zum Ausgleich eines Planschlags der Scheibe (12) relativ zu der Pressplatte (34). Durch den nachgiebigen Stempel (40) des Fügewerkzeugs (10) kann die einen Planschlag aufweisende Scheibe (12) entsprechend angeschrägt auf die Welle (14) aufgepresst werden, so dass eine Rotorwelle (16) mit einem guten Verbund ermöglicht ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fügewerkzeug zum Verpressen einer Scheibe mit einer Welle sowie eine mit Hilfe des Fügewerkzeugs herstellbare Rotorwelle für eine elektrische Maschine, mit deren Hilfe für eine Rotorwelle ein guter Verbund erreicht werden kann.
  • Aus DE 10 2010 039 008 A1 ist es bekannt auf eine Rotorwelle mit radial abstehenden Strukturelementen in axialer Richtung Blechpakete aufzuschieben, deren innerer Rand durch die Strukturelemente der Rotorwelle plastisch verformt wird, so dass sich ein Formschluss in Umfangsrichtung ergibt.
  • Es besteht ein ständiges Bedürfnis nach Rotorwellen mit einem guten Verbund.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine Rotorwellen mit einem guten Verbund ermöglichen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Fügewerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Rotorwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fügewerkzeug zum Verpressen einer Scheibe mit einer Welle, mit einem Presstisch zur, insbesondere drehfesten, Aufnahme eines ersten Endes der Welle, einer Zentrieraufnahme zur Aufnahme eines von dem ersten Ende wegweisenden zweiten Endes der Welle, einer Pressplatte zum axialen Aufpressen der Scheibe auf die Welle und einem an einer zur Scheibe weisenden Seite der Pressplatte vorgesehenen nachgiebigen Stempel zum Ausgleich eines Planschlags der Scheibe relativ zu der Pressplatte.
  • Die Welle kann an dem jeweiligen Wellenende in dem Presstisch und in der Zentrieraufnahme aufgenommen sein, so dass die Welle bei den angreifenden Kräften während des Aufpressens der Scheibe in einer definierten Lage festgehalten werden kann. Hierzu kann die Welle, insbesondere über eine von der Kreisform abweichende Konturierung des ersten Endes der Welle, beispielsweise zur Ausbildung einer Feder-Nut-verbindung, in Umfangsrichtung formschlüssig und dadurch drehfest in dem Presstisch gegen Drehung gesichert sein. Insbesondere ist die Rotationsachse beziehungsweise die Längsachse der Welle im Wesentlichen parallel zur Pressrichtung der Pressplatte ausgerichtet. Mit Hilfe der Pressplatte kann eine ausreichend große Kraft in axialer Richtung der Welle auf die Scheibe ausgeübt werden, dass sich die Scheibe an ihrem radial inneren Rand plastisch an den, insbesondere in axialer Richtung der Welle rippenförmig verlaufenden, Strukturelementen verformen kann. Dadurch kann sich eine im Wesentlichen spielfreie Verzahnung zwischen der Scheibe und der die Strukturelemente aufweisenden Welle ergeben, wobei insbesondere im Bereich der durch plastische Verformung der Scheibe ausgebildeten Verzahnung eine Presspassung ausgebildet sein kann. Hierzu kann die Welle und/oder die Strukturelemente eine höhere Festigkeit als die Scheibe aufweisen. Die Scheibe ist insbesondere als ein mehrere Bleche aufweisendes Blechpaket ausgestaltet, das in Umfangsrichtung zueinander versetzte Permanentmagnete aufweist, so dass eine Rotorwelle für eine elektrische Maschine ausgebildet werden kann. Insbesondere können mit Hilfe des Fügewerkzeugs mehrere Scheiben in axialer Richtung hintereinander auf die Welle aufgepresst werden.
  • Die mit der Welle verpressten Scheiben weisen jedoch einen bewusst vorgesehenen oder bewusst in Kauf genommenen Planschlag auf, das heißt die designierte Rotationsachse der Welle beziehungsweise der Scheibe verläuft nicht senkrecht zu einer axialen Stirnseite oder zu beiden axialen Stirnseiten der Scheibe. Bei der den Planschlag aufweisenden Scheibe kann eine durch die jeweilige Stirnseite der Scheibe definierte Stirnebene zu ein senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Radialebene um einen Winkel angeschrägt verlaufen. Wenn die Pressplatte unmittelbar an der zur Pressplatte weisenden Stirnseite der Scheibe angreifen würde, würde sich die Stirnseite der Scheibe flächig an der Pressplatte ausrichten, wodurch der Planschlag der Scheibe aufgehoben und der radial innere Rand der Scheibe angeschrägt zur Welle verlaufen würde. Dies würde zu einem beeinträchtigten Verbund der Scheibe mit der Welle führen.
  • Durch den während des Aufpressens der Scheibe auf die Welle in axialer Richtung zwischen der Pressplatte und der Scheibe vorgesehene nachgiebigen Stempel, kann der Stempel zwischen der Pressplatte und der Scheibe etwas komprimiert werden, wobei der Stempel in Umfangsrichtung unterschiedlich stark komprimiert werden kann. In denjenigen Umfangswinkelbereichen der Scheibe, in der die Scheibe aufgrund ihres Planschlags näher zur Pressplatte positioniert ist, kann der Stempel stärker komprimiert werden, während in denjenigen Umfangswinkelbereichen der Scheibe, in der die Scheibe aufgrund ihres Planschlags weiter weg zur Pressplatte positioniert ist, kann der Stempel weniger stark komprimiert werden. Der Stempel kann dadurch einen, beispielweise im Wesentlichen keilförmigen, Zwischenbereich zwischen der senkrecht zur Rotationsachse der Welle ausgerichteten Pressplatte und der angeschrägt zur Radialebene der Welle ausgerichteten Stirnseite der Scheibe ausfüllen und dadurch den Planschlag der Scheibe kompensieren. Die Scheibe kann dadurch von der Pressplatte mit einer in Umfangsrichtung gleichmäßigen mechanischen Spannung beaufschlagt werden, während gleichzeitig die durch den Planschlag verursachte Anschrägung der Scheibe zur Radialebene der Welle sowie die korrekte Ausrichtung des radial inneren Rands der Scheibe beibehalten wird. Dadurch ist der radial innere Rand der Scheibe im Wesentlichen koaxial zur Rotationsachse der Welle ausgerichtet, wodurch ein guter Verbund der einen Planschlag aufweisenden Scheibe mit der Welle sichergestellt ist. Durch den nachgiebigen Stempel des Fügewerkzeugs kann die einen Planschlag aufweisende Scheibe entsprechend angeschrägt auf die Welle aufgepresst werden, so dass eine Rotorwelle mit einem guten Verbund ermöglicht ist.
  • Die Pressplatte kann mit dem Presstisch linear verschiebbar gekoppelt sein. Die Pressplatte kann über beispielsweise vier Führungssäulen geführt sein.
  • Insbesondere sind zwischen der Pressplatte und dem Presstisch mindestens ein Federelement, beispielsweise eine auf die Führungssäule aufgesteckte Druckfeder, vorgesehen, um die Pressplatte automatisch von der Scheibe wegzudrücken, wenn in einem lastfreien Zustand im Wesentlichen keine Anpresskraft mehr aufgebracht wird. Die zum Aufpressen der Scheibe auf die Welle erforderliche Anpresskraft kann beispielsweise über eine externe Presse und/oder einen zwischengeschalteten Verstärkungsmechanismus, beispielsweise einen Hebel, auf die Pressplatte aufgebracht werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Welle mit Hilfe eines Roboters mit ihrem ersten Ende automatisiert in den Presstisch eingesteckt wird. Hierzu weist der Presstisch insbesondere eine Einführungsschräge auf. Vorzugsweise wird das Zentrieraufnahme automatisch auf das zweite Ende der Welle aufgesteckt. Hierzu weist die Zentrieraufnahme insbesondere eine Einführungsschräge auf. Ein Kraftverlauf der Zentrieraufnahme beim Aufstecken auf das zweite Wellenende kann überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Zentrieraufnahme auch tatsächlich das vom Presstisch abstehende zweite Ende der Welle erwischt hat und kein Fehler vorliegt. Zudem ist es möglich in einer Aufnahme des Presstisches eine geeignete Sensorik vorzusehen, die das in der Aufnahme des Presstisches eingesteckte erste Wellenende detektieren kann und insbesondere auch die korrekte Ausrichtung der Welle detektieren kann, bevor ein Start des Aufpressens der Scheibe auf die Welle durch das Fügewerkzeug zugelassen wird.
  • Die Scheibe kann beispielsweise auf einen, insbesondere konischen, Bereich am zweiten Wellenende mit Spiel aufgefädelt werden und danach, insbesondere nach einer bewegungsfesten Befestigung der Welle an beiden Wellenenden, auf einen größeren Durchmesser der Welle und/oder einen die Strukturelemente aufweisenden Axialbereich aufgepresst werden. Für die Ausbildung eines Längspressverbands kann zwischen der Scheibe und der Welle während des Aufpressens eine Presspassung vorgesehen sein. Für die Ausbildung eines Querpressverbands kann zwischen der Scheibe und der Welle während des Aufpressens eine Spielpassung vorgesehen sein, die durch ein Erwärmen der Scheibe und/oder ein Kühlen der Welle erzeugt sein kann, während im nicht temperierten Zustand, wenn sowohl die Scheibe als auch die Welle die gleiche Temperatur aufweisen, eine Presspassung vorgesehen ist. Das Erreichen der gewünschten Temperatur der Scheibe und/oder der Welle kann mit Hilfe eines Temperatursensors überwacht werden.
  • Um einen unnötigen mechanischen Widerstand beim Aufpressen der Scheibe zu vermeiden, kann die Welle mit einem Schmiermittel, beispielsweise Schmieröl, geschmiert sein. Vorzugsweise ist eine gemeinsam mit der Pressplatte mitverfahrbare Schmiereinrichtung vorgesehen, die insbesondere bei einer Rückbewegung der Pressplatte nach einem Aufpressen der Scheibe auf die Welle einen Schmiermittelfilm auf die Welle auftragen kann. Besonders bevorzugt ist ein, vorzugsweise optisch arbeitender, Spanerkennungssensor vorgesehen, der insbesondere gemeinsam mit der Pressplatte mitbewegt werden kann. Wenn der Spanerkennungssensor einen sich von der Welle und/oder von der Scheibe ablösenden Span erkennt, indiziert dies eine signifikante Beschädigung und eine Betriebsstörung, die insbesondere zu einem unmittelbaren Abbruch des Aufpressvorgangs führt.
  • Insbesondere weist der Stempel eine segmentierte Kontaktfläche, insbesondere radial zueinander beabstandete Kontaktringflächen, zur Kontaktierung der Scheibe auf, wobei zwischen den segmentierten Kontaktflächen Zwischenräume zur Aufnahme von elastisch deformierten Material des Stempels ausgebildet sind. Der Stempel kann beispielsweise in einer Schnittebene entlang einer senkrecht zur Rotationsachse der Welle verlaufenden Radialebene einen wellenförmigen Querschnittsverlauf in radialer Richtung aufweisen, der beispielsweise durch zueinander in radialer Richtung beabstandete konzentrische ringförmige Kontaktflächen ausgebildet ist. Dadurch ergeben sich an dem Stempel an der zu Scheibe weisende Seite Teilsegmente, in denen ein berührender Kontakt stattfindet und andere Teilsegmente, in denen kein berührender Kontakt stattfindet. Durch die mehren segmentierten Kontaktflächen kann eine ausreichende Kraftübertragung zwischen der Pressplatte und der Scheibe über den Stempel erfolgen, während gleichzeitig am Rand der Kontaktfläche ein ausreichend großer Zwischenraum ausgebildet wird, in den das elastisch deformierte Material des Stempels unter Last ausweichen kann. Der Stempel ist insbesondere aus einem elastomeren und/oder gummielastischen Material, beispielsweise Hartgummi, hergestellt. Der Stempel kann direkt an der Scheibe angreifen. Es ist aber auch möglich zwischen dem Stempel und der Scheibe einen, beispielsweise aus einer Kupferlegierung oder Stahl hergestellten, Zwischenring vorzusehen, an dem die Scheibe großflächig anliegen kann. Dadurch kann ein Ablösen einer oberen Lamelle der aus einem Blechpaket hergestellten Scheibe vermieden werden. Der Zwischenring kann insbesondere ein Spiel zu der Welle aufweisen, so dass der Zwischenring die Welle nicht berühren und/oder nicht beschädigen kann.
  • Vorzugsweise ist der Stempel aus einem elastomeren und/oder gummielastischen Material hergestellt, wobei insbesondere der Stempel bei einer Anpresskraft F von 10 kN ≤ F ≤ 100 kN lokal um 0,1 mm ≤ Δε ≤ 10,0 mm, insbesondere 0,5 mm ≤ Δε ≤ 5,0 mm und vorzugsweise Δε = 2,0 mm ± 0,2 mm komprimierbar ist. Für die Scheibe kann ein Planschlag von beispielsweise ca. 0,2 mm bis 1,0 mm in axialer Richtung zwischen dem am weitesten und am wenigsten vorstehenden Punkt der zur Radialebene der Welle angeschrägten Stirnseite vorliegen, so dass eine entsprechend geringe elastische Deformation des Stempels bei den zu erwartenden Anpresskräften ausreichend ist. Der Stempel kann dadurch vergleichsweise hart ausgeführt sein und entsprechend hohe Kräfte ohne signifikante plastische Verformung übertragen.
  • Besonders bevorzugt ist der Stempel ringförmig und zur Welle radial beabstandet ausgebildet, wobei insbesondere der Stempel ausschließlich in einem radial äußeren Radiusbereich der Scheibe vorgesehen ist. Beispielsweise ist der ringförmige Stempel in der äußeren Hälfte des Radius im Radiusbereichs zwischen dem radial inneren und dem radial äußeren Radius der Scheibe vorgesehen. Die Krafteinleitung in die Scheibe kann dadurch möglichst am äußeren Umfang der Scheibe erfolgen, wodurch eine im Wesentlichen konstante Spannungsverteilung innerhalb der Scheibe trotz einer zur Radialebene der Welle angeschrägten Stirnseite erreicht werden kann.
  • Insbesondere ist die Zentrieraufnahme in der Pressplatte axial verschiebbar geführt. Ein Wegkippen der Zentrieraufnahme kann dadurch vermieden werden, so dass die Welle, während der Bewegung der Pressplatte unbeweglich bleiben kann und korrekt ausgerichtet bleibt. Hierbei kann sich die Zentrieraufnahme in radialer Richtung an der Pressplatte abstützen. Beispielsweise ist zwischen der Pressplatte und der Zentrieraufnahme ein Gleitlager ausgebildet.
  • Vorzugsweise sind in Kavitäten der Scheibe eingreifbare Führungselemente zur Positionierung der Scheibe in Umfangsrichtung relativ zur Welle vorgesehen, wobei insbesondere die Führungselemente mit der Pressplatte verbunden sind. Ein Verdrehen der Scheibe in Umfangsrichtung relativ zur Welle während des Aufpressens kann dadurch vermieden werden. Insbesondere können die Führungselemente beispielsweise in Umfangsrichtung in definierten Inkrementen verlagert werden, so dass verschiedene Scheiben mit einem definierten Versatz in Umfangsrichtung aufgepresst werden können. Dies ermöglicht es die Scheiben als Gleichteile auszuführen, die am äußeren Umfang in Umfangsrichtung zueinander versetzte Permanentmagneten aufweisen, so dass die Permanentmagneten unterschiedlicher Scheiben in Umfangsrichtung leicht zueinander versetzt positioniert werden können. Dadurch kann die Laufruhe einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine verbessert werden
  • Besonders bevorzugt ist ein Kraftmesser zur Messung der auf die Pressplatte einwirkenden Gegenkraft vorgesehen, wobei der Kraftmesser mit einer Steuereinrichtung zur Beendigung das Aufpressens der Scheibe auf die Welle im Falle einer sprungartig ansteigenden Gegenkraft und/oder im Falle eines unplausiblen kraft-Weg-Verlauf verbunden ist. Die Pressplatte kann dadurch die Scheibe solange entlang der Axialrichtung der Welle verschieben, bis die Scheibe an einem Anschlag oder anderen Körper, insbesondere eine zuvor aufgepresste Scheibe, anschlägt. Das Anschlagen führt zu einem sprunghaft ansteigenden Widerstand, der von dem Kraftmesser detektiert werden kann. Eine Beschädigung der gerade aufgepressten Scheibe und der zuvor aufgepressten Scheiben kann dadurch vermieden werden. Zudem ist es möglich zwischen den jeweils einen Planschlag aufweisenden aber zueinander in Umfangsrichtung verdrehten Ausrichtung der Ebene der aufeinander zu gerichteten Stirnseiten einen kühlenden Zwischenraum auszubilden. Eine den Zwischenraum ausfüllende plastische Verformung der Scheiben kann vermieden werden. Zudem kann der Kraftmesser einen Kraft-Weg-Verlauf über die Zeit messen und mit einem zu erwartenden Kraft-Weg-Verlauf und/oder einer zu erwartenden grundsätzlichen Form eines Kraft-Weg-Verlaufs vergleichen, um einen unerwarteten Fehler zu erkennen. Beispielsweise kann ein pulsierender Kraft-Weg-Verlauf und/oder deutlich zu hohe Messwerte für die aufgebrachte Kraft einen Fehler indizieren, woraufhin die aus der Welle und der aufgepressten scheibe bestehende Baueinheit als ein nicht den Qualitätsanforderungen entsprechendes Ausschussteil automatisch abgesondert werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Rotorwelle für eine elektrische Maschine, insbesondere herstellbar mit einem Fügewerkzeug und/oder einem Verfahren, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, mit einer Welle, wobei die Welle einen Auffädelbereich zum Auffädeln von Scheiben mit Radialspiel und zu dem Auffädelbereich axial versetzt einen radial abstehende Strukturelemente aufweisenden Befestigungsbereich zur Befestigung der Scheiben aufweist, und mehrere jeweils einen Planschlag aufweisende Scheiben, wobei die Scheiben in dem Befestigungsbereich durch eine plastische Verformung an den Strukturelementen in Umfangsrichtung formschlüssig und in radialer Richtung durch einen Querpressverband und/oder Längspressverband kraftschlüssig mit der Welle befestigt sind. Die Rotorwelle kann insbesondere wie vorstehend anhand der Herstellung mit Hilfe des Fügewerkzeugs erläutert aus- und weitergebildet sein. Durch den nachgiebigen Stempel des Fügewerkzeugs kann die einen Planschlag aufweisende Scheibe entsprechend angeschrägt auf die Welle aufgepresst werden, so dass eine Rotorwelle mit einem guten Verbund ermöglicht ist.
  • Insbesondere ist durch den jeweiligen Planschlag einander in axialer Richtung nachfolgender Scheiben ein Zwischenraum ausgebildet. Die Ebenen der aufeinander zu weisenden Stirnseiten der Scheiben können in Umfangsrichtung bezogen auf einer zueinander parallelen Relativlage zueinander, um insbesondere im Wesentlichen 180°, verdreht positioniert sein. Dadurch ergibt sich zwischen den aufeinander zu weisenden Stirnseiten der in axialer Richtung nachfolgenden Scheiben ein beispielsweise im Wesentlichen keilförmiger Zwischenraum, der eine bessere Kühlung der Scheiben bei einem Einsatz als Permanentmagneten aufweisenden Rotor einer elektrischen Maschine im laufenden Betrieb erreichen kann.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die, insbesondere in axialer Richtung der Welle rippenförmig verlaufenden, Strukturelemente an ihren nach radial außen weisenden Außenseiten im Wesentlichen eine zum Auffädelbereich hin sich verjüngende Konusfläche einschließen. Dadurch kann vermieden werden, dass die durch eine plastische Verformung an den Strukturelementen erzeigten Vertiefungen am radial inneren Rand der Scheibe sich bei einer längeren Verschiebung an den Strukturelementen immer weiter aufweiten und lockern. Ein Nachlassen des Verbunds der Scheibe mit der Welle kann vermieden werden und für jede Scheibe in einem beliebigen Axialabschnitt des Befestigungsbereichs ein gleichartig guter Verbund erreicht werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
    • 1: eine schematische Schnittansicht eines Fügewerkzeugs und
    • 2: eine schematische perspektivische Ansicht einer mit Hilfe des Fügewerkzeugs aus 1 herstellbaren Rotorwelle.
  • Das in 1 dargestellte Fügewerkzeug 10 kann jeweils einen Planschlag aufweisende Scheiben 12 mit einer Welle 14 verpressen, um damit eine Rotorwelle 16 für eine elektrische Maschine eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs herzustellen. Hierzu kann die Welle 14 an einem ersten Ende 18 zunächst in einer Aufnahme 20 eines Presstischs 22 eingesetzt und an einem gegenüberliegenden zweiten Ende 24 in einer Zentrieraufnahme 26 eingesetzt sein. Die Welle 14 kann dadurch lagefest positioniert sein. An einem Auffädelbereich 28 der Welle 14 kann die Scheibe 12 mit Spiel aufgesteckt werden. An den Auffädelbereich 28 kann sich ein Befestigungsbereich 30 anschließen, in dem mehrere nach radial außen abstehende in axialer Richtung verlaufende rippenförmige Strukturelemente 32 vorgesehen sind. Mit Hilfe einer insbesondere hydraulisch betätigten Pressplatte 34 kann die Scheibe 12 auf den Befestigungsbereich 30 in axialer Richtung der Welle 14 aufgepresst werden, wobei sich hierbei die Strukturelemente 32 in das Material der Scheibe 12 am radial inneren Rand eingraben und dadurch ein in Umfangsrichtung formschlüssiger Verbund in der Art einer Verzahnung entsteht. Die Pressplatte 34 kann hierbei an mit dem Presstisch 22 verbundenen Führungssäulen 36 linear parallel zu einer designierten Rotationsachse der Welle 14 verfahren werden.
  • Da die Scheibe 12 einen bewussten oder bewusst in Kauf genommenen Planschlag aufweist, können die Stirnseiten 38 der Scheibe 12 zu einer senkrecht zur Rotationsachse der Welle 14 verlaufenden Radialebene der Welle 14 angeschrägt verlaufen. Damit während des Aufpressens der Scheibe 12 die korrekte Ausrichtung des radial inneren Rands der Scheibe 12 zur Welle 14 nicht verloren geht, ist zwischen der Pressplatte 34 und der Scheibe 12 ein ringförmiger und aus einem leicht nachgiebigen Material hergestellter Stempel 40 vorgesehen, der möglichst am äußeren Umfang der Scheibe 12, insbesondere über einen dazwischen vorgesehenen Zwischenring, an der Scheibe 12 angreift. Der Stempel 12 kann an der zur Scheibe 12 und zum Presstisch 22 weisenden Seite eine segmentierte Kontaktfläche 44 aufweisen, die beispielsweise durch konzentrische und zueinander beabstandete Ringe ausgebildet ist, die in der dargestellten Schnittansicht einen in radialer Richtung wellenförmigen Verlauf der Seite des Stempels 40 ausbilden. Dadurch kann der Stempel 40 leicht in dem einen Umfangswinkelbereich stärker und in einem anderen Umfangswinkelbereich weniger stark komprimiert werden, um den Planschlag der Scheibe 12 während des Aufpressens ausgleichen zu können.
  • Wie in 2 dargestellt ist, können mit Hilfe des Fügewerkzeugs 10 mehrere Permanentmagneten 42 aufweisende Scheibe 12, die insbesondere aus einem Blechpaket hergestellt sind, mit der Welle 14 verpresst werden. Die Scheiben 12 können hierbei zueinander in Umfangsrichtung zueinander verdreht aufgepresst sein, so dass in axialer Richtung nachfolgende Permanentmagnete 42 in Umfangsrichtung zueinander leicht versetzt und nicht exakt hintereinander angeordnet sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010039008 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Fügewerkzeug zum Verpressen einer Scheibe (12) mit einer Welle (14), mit einem Presstisch (22) zur, insbesondere drehfesten, Aufnahme eines ersten Endes (18) der Welle (14), einer Zentrieraufnahme (26) zur Aufnahme eines von dem ersten Ende (18) wegweisenden zweiten Endes (24) der Welle (14), einer Pressplatte (34) zum axialen Aufpressen der Scheibe (12) auf die Welle (14) und einem an einer zur Scheibe (12) weisenden Seite der Pressplatte (34) vorgesehenen nachgiebigen Stempel (40) zum Ausgleich eines Planschlags der Scheibe (12) relativ zu der Pressplatte (34).
  2. Fügewerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (40) eine segmentierte Kontaktfläche (44), insbesondere radial zueinander beabstandete Kontaktringflächen, zur Kontaktierung der Scheibe (12) aufweist, wobei zwischen den segmentierten Kontaktflächen (44) Zwischenräume zur Aufnahme von elastisch deformierten Material des Stempels (40) ausgebildet sind.
  3. Fügewerkzeug nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (40) aus einem elastomeren und/oder gummielastischen Material hergestellt ist, wobei insbesondere der Stempel (40) bei einer Anpresskraft F von 10 kN ≤ F ≤ 100 kN lokal um 0,1 mm ≤ Δε ≤ 10,0 mm, insbesondere 0,5 mm ≤ Δε ≤ 5,0 mm und vorzugsweise Δε = 2,0 mm ± 0,2 mm komprimierbar ist.
  4. Fügewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (40) ringförmig und zur Welle radial beabstandet ausgebildet ist, wobei insbesondere der Stempel (40) ausschließlich in einem radial äußeren Radiusbereich der Scheibe (12) vorgesehen ist.
  5. Fügewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrieraufnahme (26) in der Pressplatte (34) axial verschiebbar geführt ist.
  6. Fügewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass in Kavitäten der Scheibe (12) eingreifbare Führungselemente zur Positionierung der Scheibe (12) in Umfangsrichtung relativ zur Welle (14) vorgesehen sind, wobei insbesondere die Führungselemente mit der Pressplatte (34) verbunden sind.
  7. Fügewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftmesser zur Messung der auf die Pressplatte (34) einwirkenden Gegenkraft vorgesehen ist, wobei der Kraftmesser mit einer Steuereinrichtung zur Beendigung das Aufpressens der Scheibe (12) auf die Welle (14) im Falle einer sprungartig ansteigenden Gegenkraft und/oder im Falle eines unplausiblen kraft-Weg-Verlauf verbunden ist.
  8. Rotorwelle für eine elektrische Maschine, insbesondere herstellbar mit einem Fügewerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Welle (14), wobei die Welle (14) einen Auffädelbereich (28) zum Auffädeln von Scheiben (12) mit Radialspiel und zu dem Auffädelbereich (28) axial versetzt einen radial abstehende Strukturelemente (32) aufweisenden Befestigungsbereich (30) zur Befestigung der Scheiben (12) aufweist, und mehrere jeweils einen Planschlag aufweisende Scheiben (12), wobei die Scheiben (12) in dem Befestigungsbereich durch eine plastische Verformung an den Strukturelementen (32) in Umfangsrichtung formschlüssig und in radialer Richtung durch einen Querpressverband und/oder Längspressverband kraftschlüssig mit der Welle (14) befestigt sind.
  9. Rotorwelle nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass durch den jeweiligen Planschlag einander in axialer Richtung nachfolgender Scheiben (12) ein Zwischenraum ausgebildet ist.
  10. Rotorwelle nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere in axialer Richtung der Welle rippenförmig verlaufenden, Strukturelemente (32) an ihren nach radial außen weisenden Außenseiten im Wesentlichen eine Auffädelbereich (28) hin sich verjüngende Konusfläche einschließen.
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