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Die Erfindung betrifft eine Zentrierungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Bereichs eines Blechpakets einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine mittels der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind in vielen industriellen Anwendungen elektrische Antriebsmaschinen bekannt, die auch zunehmend in der Automobilindustrie ihre Anwendung finden. Eine solche Maschine umfasst einen Stator und einen diesbezüglich drehbaren Rotor. Der Rotor umfasst üblicherweise eine Rotorwelle, Wuchtbleche, Rotorblechpakete und Magnete. Die Magnete sind in den Rotorblechpaketen fixiert. Die Blechpakete werden oftmals mittels Presssitz auf der Rotorwelle fixiert.
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Ein jeweiliges Blechpaket umfasst üblicherweise in den axialen Endbereich jeweils ein Endblech, welches der Fixierung des Blechpakets und/oder der Positionierung der einzelnen Elektrobleche des Blechpakets dient. Der Durchmesser eines derartigen Endblechs ist üblicherweise kleiner als der Durchmesser der Elektrobleche des betreffenden Blechpakets.
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Um eine exakte radiale Anordnung der Bleche bzw. des Blechpakets auf einer Rotorwelle zu gewährleisten ist es notwendig, die Bleche zueinander und somit auch das Endblech in Bezug zu den Elektroblechen zu zentrieren. Im zentrierten Zustand muss eine Fixierung des Endblechs an wenigstens einem der Elektrobleche des Blechpakets erfolgen um zu gewährleisten, dass die Zentrierung dauerhaft besteht. Zum Zweck der Zentrierung der Bleche zueinander sowie zur Vorbereitung der Verbindung der Bleche werden üblicherweise Spannzangen genutzt.
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Die wesentlichen Bestandteile einer Spannzange sind in 8 dargestellt. Ein Unterteil 2 einer Vorrichtung umfasst dabei eine Grundplatte 76, auf der eine Zwischenplatte 75 montiert ist. Durch diese Zwischenplatte 75 führt ein Spannzangen-Zapfen 200, der an seiner radialen Außenseite derart auszuführen ist, dass sowohl ein erstes Blech 100 als auch ein zweites Blech 110 mittels des Spannzangen-Zapfens 200 gleichzeitig und in Bezug zueinander zentriert werden können.
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Nachteilig daran ist jedoch, dass der Durchmesser des Spannzangen-Zapfens 200 auf beide Bleche 100,110 abzustimmen ist. Es kann dadurch nicht bei allen Toleranzen der Bleche 100,110 sichergestellt werden, dass diese genau zueinander zentriert sind. Entsprechend bedarf es hier eines relativ großen Zeitaufwandes zum Ausgleich etwaiger Positionsfehler.
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Eine weitere Alternative der Zentrierung ist durch eine Vorrichtung realisiert, die zwei Konusse umfasst,
wobei die beiden Konusse an den Innendurchmessern von zwei aneinander anliegenden, im wesentlichen rotationssymmetrischen Blechen zur Anlage gebracht werden und derart die beiden Bleche in Bezug zueinander in eine zentrierte Position bewegen.
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Der Nachteil dieser Vorgehensweise liegt jedoch im Wesentlichen darin, dass die Konusse an Kanten der Bleche, die die Innendurchmesser der Bleche definieren, anliegen, und diese Kanten jedoch durch vorhergehende Stanzvorgänge gegebenenfalls Ausbrüche oder auch Grate aufweisen können, die, zusätzlich zu allgemeinen Toleranzen der Bleche, dazu führen können, dass die Spannzangen bzw. deren Konusse in Bezug zu den Drehachsen der Bleche nicht exakt auf diesen Drehachsen angeordnet sind und entsprechend die Bleche gegebenenfalls nicht exakt zentriert spannen. Demzufolge kann es Abweichungen der von den Spannzangen gespannten Bleche hinsichtlich deren exakter radialer Position geben. Neben Montageschwierigkeiten kann dies auch zu Problemen bei einem anschließenden Verbindungsprozess, wie zu Beispiel bei einer Nietung der Bleche, führen.
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Um derartige Probleme zu überwinden ist es erforderlich, große Sorgfalt beim Spannen der Bleche walten zu lassen und/oder eine relativ hohe Anzahl von Vorgängen zur Vorbereitung der Bleche vor dem Spannen vorzunehmen. Dies erhöht den zeitlichen sowie personellen Aufwand.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zentrierungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bereichs eines Blechpakets einer leistungserzeugenden Komponente mithilfe der Zentrierungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen in einfacher und kostengünstiger Weise eine Zentrierung von Blechen in Bezug zueinander und eine anschließende Fixierung der Bleche im zentrierten Zustand realisierbar sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Zentrierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zur Herstellung eines Bereichs eines Blechpakets einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Zentrierungsvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben. Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Bereichs eines Blechpakets einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine ist in Unteranspruch 9 angegeben.
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Ergänzend wird eine elektrische Rotationsmaschine gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt, welche eine erfindungsgemäß hergestellte leistungserzeugende Komponente aufweist.
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Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Begriffe radial , axial und Umfangsrichtung beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Vorschubachse der Zentrierungsvorrichtung.
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Die Erfindung betrifft eine Zentrierungsvorrichtung zur Zentrierung von wenigstens zwei Blechen eines Blechpakets einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, umfassend zwei Keilschieber, die auf einer gemeinsamen Vorschubachse im Wesentlichen axial in Bezug zu in der Zentrierungsvorrichtung aufgenommenen Blechen verschiebbar sind. Beide Keilschieber weisen jeweils mehrere radial vorstehende Keilelemente auf. Des Weiteren umfasst die Zentrierungsvorrichtung Schubelemente, an denen Keilelemente der Keilschieber bei deren axialer Verschiebung zur Anlage gelangen können und die aufgrund der von den Keilelementen realisierten Keilwirkung radial verschiebbar sind, um derart zwecks Zentrierung der Bleche auf diese radial gerichtete Kräfte zu bewirken.
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Die leistungserzeugende Komponente der elektrischen Rotationsmaschine kann insbesondere der Rotor sein, der ein Blechpaket aufweist, welches aus mehreren Elektroblechen gebildet ist.
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Insbesondere ist bei axialer Verschiebung des jeweiligen Keilschiebers jeweils eine radial wirkende Kraft auf ein einem Keilelement des Keilschiebers zugeordnetes Schubelement bewirkbar, mit dem dann wiederum eine radial wirkende Kraft auf ein den betreffenden Keilschieber radial umgebendes Blech bewirkbar ist, um das Blech radial zu zentrieren.
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Hierbei wirkt die radiale Kraft gegen eine radiale Begrenzungsfläche des betreffenden Blechs, sodass sich durch Stanzung bedingte Ausbrüche und auch Grate an einer Kante dieser radialen Begrenzungsfläche nicht oder nur unwesentlich störend auswirken. Entsprechend lässt sich dadurch eine sehr exakte Positionierung bzw. Zentrierung der beiden Bleche zueinander bewirken.
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In einer Ausführungsform der Zentrierungsvorrichtung ist vorgesehen, dass ein erster Keilschieber mittels eines zweiten Keilschiebers radial geführt ist.
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Zu diesem Zweck kann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste Keilschieber mit einem geführten Abschnitt radial innerhalb eines Führungsabschnittes des zweiten Keilschiebers axial verschiebbar angeordnet ist.
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Diese Ausführungsform der Zentrierungsvorrichtung ermöglicht es, dass auf beide Bleche von einer Seite eingewirkt wird, bzw. dass nur die Bewegung einer Antriebseinheit notwendig ist, um die Zentrierung zu realisieren.
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Beide Keilschieber können sich dabei axial an einer gemeinsamen Antriebseinheit abstützen, sodass bei axialer Bewegung der Antriebseinheit beide Keilschieber axial bewegbar sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass beide Keilschieber in axialer Richtung federnd gelagert sind, wobei sich die Federn an der gemeinsamen Antriebseinheit abstützen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Keilschieber ihre Keilelemente an einem gemeinsamen Umfangsbereich entlang der Umfangsrichtung in alternierender Anordnung aufweisen. Derart können die Keilelemente beider Keilschieber im Wesentlichen im selben Umfangsbereich ihrer radialen Kräfte auf die Bleche zwecks deren Zentrierung bewirken.
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Die Schubelemente sind mittels der Keilschieber bei deren axialer Bewegung nach radial außen in Richtung auf radial innere Begrenzungsflächen der Bleche drückbar. In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schubelemente mittels der Keilschieber bei deren axialer Bewegung nach radial innen in Richtung auf radial äußere Begrenzungsflächen der Bleche drückbar sind.
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Die Ausführungsform der Zentrierungsvorrichtung, bei der die Keilschieber nach radial außen gerichtete Kräfte bewirken, und in der der erste Keilschieber mit einem geführten Abschnitt radial innerhalb eines Führungsabschnittes des zweiten Keilschiebers axial verschiebbar angeordnet ist, kann der erste Keilschieber einen axialen Zapfen aufweisen, mit dem der erste Keilschieber in einer Buchse der Zentrierungsvorrichtung radial geführt oder führbar ist.
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Des Weiteren kann die Zentrierungsvorrichtung einen Niederhalter aufweisen, zur Beaufschlagung der Bleche mit einer axialen Kraft, um eine ungewünschte Verformung und/oder Bewegung der Bleche zu verhindern. Ein derartiger Niederhalter kann sich mittels Stützfedern mittelbar oder unmittelbar ebenfalls an der Antriebseinheit abstützen.
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Des Weiteren kann die Zentrierungsvorrichtung zumindest ein Vorpositionierungselement aufweisen, zur Vorpositionierung wenigstens eines Blechs vor der Zentrierung.
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Zur Nietung der beiden Bleche in zentrierter Position kann die Zentrierungsvorrichtung wenigstens einen Nietstempel aufweisen. In einer Ausführungsform der Zentrierungsvorrichtung ist vorgesehen, dass sie Nietstempel-Paare aufweist, die achsparallel und miteinander im Wesentlichen fluchtend und in der Zentrierungsvorrichtung angeordnet sind, um bei axialer Bewegung des Antriebselements der Zentrierungsvorrichtung jeweils ein Niet in die beiden Bleche einzutreiben und/oder in den beiden Blechen zu verformen, um derart die beiden Bleche fest aneinander anzunieten.
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Die erfindungsgemäße Zentrierungsvorrichtung ermöglicht es, ein Endblech und ein Elektroblech eines Blechpakets eines Rotors radial in Bezug zueinander exakt auszurichten und der Art in Bezug zueinander zu zentrieren, bei gleichzeitigem Toleranzausgleich der Bleche. Mit nur einem Hub der Antriebseinheit lassen sich die Bleche zueinander zentrieren und gleichzeitig mittels Nietung aneinander fixieren.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bereichs eines Blechpakets einer leistungserzeugenden Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine mittels einer erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung, bei dem die Zentrierungsvorrichtung zur Zentrierung von Blechen bereitgestellt wird, ein erstes Blech und ein zweites Blech bereitgestellt werden, die zwei Keilschieber auf einer gemeinsamen Vorschubachse im Wesentlichen axial in Bezug zu den in der Zentrierungsvorrichtung aufgenommenen Blechen verschoben werden, und mit radial vorstehenden Keilelementen der Keilschieber Schubelemente aufgrund der von den Keilelementen realisierten Keilwirkung radial verschoben werden, sodass die Schubelemente auf die Bleche radial gerichtete Kräfte bewirken und die Bleche derart zentrieren.
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Gegebenenfalls können die beiden Bleche nach dem Einlegen in der Zentrierungsvorrichtung vorpositioniert werden, zum Beispiel mithilfe wenigstens eines Stiftes, der sich in einer Bohrung eines Bleche oder auch in einer Nut bzw. in einem Schlitz eines Bleche befindet.
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Gegebenenfalls können auch beide Bleche mittels eines solchen Stiftes vorpositioniert werden. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere derartige Stifte vorhanden sind, zum Vorpositionieren eines Blechs oder der beiden Bleche.
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Die auf die Bleche wirkenden Kräfte können dabei insbesondere von radial innen nach radial außen auf die Bleche wirken, wobei jedoch auch die umgekehrte Ausführungsform nicht ausgeschlossen werden soll, bei der die Kräfte von radial außen nach radial innen auf die Bleche wirken.
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Jedem Keilschieber können dabei mindestens drei Schubelemente zugeordnet sein. Die einem jeweiligen Keilschieber zugeordneten Schubelemente sollten dabei möglichst in gleichen Winkelabständen zueinander um die axiale Achse bzw. die Vorschubachse der Antriebseinheit herum angeordnet sein. Das bedeutet, dass bei Verwendung von drei Schubelementen je Keilschieber diese Schubelemente im Wesentlichen in einem Winkel von jeweils 120° in Bezug zueinander angeordnet sein sollten.
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Nach Ausführung der Zentrierung der Bleche kann in der Zentrierungsvorrichtung eine Nietung der Bleche erfolgen.
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Nach der erfolgten Zentrierung der beiden Bleche zueinander kann ein Niederhalter die beiden Bleche mit einer achsparallelen Druckkraft beaufschlagen, so dass eine Nietung der beiden Bleche vereinfacht wird bzw. sichergestellt wird, dass diese Nietung in exakter Weise erfolgt.
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Eine axiale Antriebsbewegung der Antriebseinheit bzw. eine von der Antriebseinheit bewirkte axial gerichtete Kraft wird dazu genutzt, zumindest einen Nietstempel anzutreiben, der ein Niet, welches durch die beiden Bleche geführt ist, verformt und derart für eine Nietung der beiden Bleche sorgt.
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Weiterhin wird durch die Erfindung eine elektrische Rotationsmaschine zur Verfügung gestellt, welche wenigstens eine leistungserzeugende Komponente mit einem Blechpaket umfasst, dass bereichsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
- 1: ein zu positionierendes erstes Blech in perspektivischer Ansicht,
- 2: die beiden aneinander zu positionierenden Bleche in perspektivischer Ansicht,
- 3: ein Unterteil der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung,
- 4: ein Oberteil der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung,
- 5: ein erster Keilschieber in perspektivischer Ansicht,
- 6: ein zweiter Teilschieber in perspektivischer Ansicht,
- 7: die erfindungsgemäße Zentrierungsvorrichtung in Schnittansicht, und
- 8: die wesentlichen Bestandteile einer herkömmlichen Spannzange.
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1 zeigt ein erstes Blech 100, welches zentriert werden soll. Dieses erste Blech 100 ist ein sogenanntes Endblech oder auch Deckblech eines Blechpakets eines Rotors. Es ist ersichtlich, dass dieses erste Blech 100 im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweist und demzufolge eine erste innere Begrenzungsfläche 101 aufweist.
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Das erste Blech 100 ist zentriert an einem zweiten Blech 110, wie es beispielhaft in 2 gezeigt ist, anzuordnen. Auch dieses zweite Blech 110 weist im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders auf und umfasst demzufolge ebenfalls eine zweite innere Begrenzungsfläche 111. Die erste innere Begrenzungsfläche 101 des ersten Blechs 100 und die zweite innere Begrenzungsfläche 111 des zweiten Blechs 110 sind derart in Bezug zueinander anzuordnen, dass die beiden Bleche 100,110 eine gemeinsame Rotationsachse ausbilden.
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3 zeigt das Unterteil 2 der erfindungsgemäßen Zentrierungsvorrichtung. Es ist ersichtlich, dass die Zentrierungsvorrichtung zwei säulenförmige Führungselemente 4 umfasst. Diese Führungselemente 4 sind an einer Grundplatte 76 fixiert. Auf der Grundplatte 76 ist des Weiteren eine Zwischenplatte 75 angeordnet, auf der das erste Blech 100 aufliegt, auf dem wiederum das zweite Blech 110 aufliegt.
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Des Weiteren sind im zentralen Bereich mehrere erste Schubelemente 41 mehrere zweite Schubelemente 42 angeordnet.
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Die ersten Schubelemente 41 drücken in radialer Richtung gegen die erste innere Begrenzungsfläche 101 des ersten Blechs 100. Die zweiten Schubelemente 42 drücken in radialer Richtung gegen die zweite innere Begrenzungsfläche 111 des ersten Blechs 110.
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Mittels eines Vorpositionierungselements 53, welches zumindest in einer Bohrung oder in einem Schlitz des ersten Blechs 100 angeordnet ist, ist wenigstens eines der beiden Bleche 100,110 vorpositioniert, wenn die Schubelemente 41,42 noch keine radialen Kräfte auf die Bleche 100,110 bewirken.
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4 zeigt das Oberteil 3 der Zentrierungsvorrichtung. An der Oberseite umfasst es ein Einspannelement 70, wie zum Beispiel einen Zapfen. Dieses Einspannelement 70 ist über eine in dieser Ansicht nicht ersichtliche obere Halteplatte mit einer Führungsplatte 72 fest verbunden. An dieser Führungsplatte 72 sind zwei Führungsbuchsen 5 angeordnet, die zusammen mit den Führungselementen 4 aus 3 Linearführungen ausbilden.
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An der Unterseite der Führungsplatte 72 sind eine Druckplatte 73 und eine untere Halteplatte 74 angeordnet. In einem Abstand zur unteren Halteplatte 74 ist ein Niederhalter 50 positioniert. Axial aus dem Niederhalter 50 heraus erstrecken sich der erste Keilschieber 20 und der zweite Keilschieber 30. Der erste Keilschieber 20 bildet mehrere erste Keilelemente 21 aus, und der zweite Keilschieber 30 bildet mehrere zweite Keilelemente 31 aus. Die ersten Keilelemente 21 und die zweiten Keilelemente 31 sind dabei derart angeordnet, dass sie einen gemeinsamen Umfangsbereich 40 ausbilden. Dieser gemeinsame Umfangsbereich 40 hat im Wesentlichen die Form eines Konus.
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Die 5 und 6 zeigen die beiden Keilschieber 20,30 jeweils in perspektivischer Ansicht. Es ist in 5 ersichtlich, dass der erste Keilschieber 20 einen zylinderförmigen geführten Abschnitt 23 aufweist, an dessen radialer Außenseite nach radial außen vorstehend die ersten Keilelemente 21 angeordnet sind. Auf der dem geführten Abschnitt 23 axial gegenüberliegenden Seite der Keilelemente 21 umfasst der erste Keilschieber 20 einen axialen Zapfen 24.
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Wie in 6 gezeigt, umfasst der zweite Keilschieber 30 einen hohlzylinderförmigen Führungsabschnitt 33. An dessen axialen Endbereich sind die zweiten Keilelemente 31 ausgebildet.
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Die Keilelemente 21,31 sind an ihren radialen Außenseiten jeweils durch Abschnitte eines Konus ausgebildet.
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Der geführte Abschnitt 23 des ersten Keilschiebers 20 ist in dem Führungsabschnitt 33 des zweiten Keilschiebers 30 aufnehmbar, wie es in den 4 und 7 ersichtlich ist.
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7 zeigt die Zentrierungsvorrichtung 1 in Schnittansicht.
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Hier sind noch einmal das Unterteil 2 sowie das Oberteil 3 ersichtlich.
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Die in den 3 und 4 dargestellten Führungselemente 4 und Führungsbuchsen 5 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht gezeigt.
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Das Oberteil 3 umfasst das Einspannelement 70, welches an einer oberen Halteplatte 71 fixiert ist, die wiederum mit der Führungsplatte 72 und der Druckplatte 73 sowie mit der unteren Halteplatte 74 fest verbunden ist. Diese Elemente bilden zusammen die Antriebseinheit 10 der Zentrierungsvorrichtung 1 aus.
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Mittels Stützfedern 51 ist der Niederhalter 50 an der Druckplatte 73 abgestützt.
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Die beiden Keilschieber 20,30 sind entlang der gemeinsamen Vorschubachse 13 an der oberen Halteplatte 71 abgestützt, wobei der erste Keilschieber 20 mittels einer ersten Feder 11 abgestützt ist, und der zweite Keilschieber 30 mittels einer zweiten Feder 12 abgestützt ist, und die erste Feder 11 radial von der zweiten Feder 12 umgeben ist.
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Das Unterteil 2 umfasst die Grundplatte 76 mit darauf fixierter Zwischenplatte 75. In der Grundplatte 76 ist zudem noch eine gehärtete Platte 77 eingelassen. In der Zwischenplatte 75 ist zentral eine Buchse 25 aufgenommen.
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Die Zentrierungsvorrichtung 1 umfasst des Weiteren einen ersten Nietstempel 60 und einen zweiten Nietstempel 61, wobei der erste Nietstempel 60 in der unteren Halteplatte 74 aufgenommen ist und den Niederhalter 50 durchdringt, und der zweite Nietstempel 61 von der gehärteten Platte 77 abgestützt ist und die Zwischenplatte 75 durchdringt. Beide Nietstempel 60,61 fluchten miteinander, sodass ein Niet 62 zwischen den beiden Nietstempel 60,61 bei einer axialen Bewegung der Antriebseinheit 10 verformbar ist.
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Dem ersten Schubelement 41 ist ein erstes Positionierungselement 45 zugeordnet, und dem zweiten Schubelement 42 ist ein zweites Positionierungselement 46 zugeordnet. Die beiden Positionierungselemente 45,46 sind als axial bewegliche und gefederten Kugeln ausgebildet, wobei die Schubelemente 41,42 an ihren Unterseiten Ausnehmungen aufweisen, die hinsichtlich Form und Größe komplementär zur Oberseite der Kugeln ausgebildet sind, sodass die Schubelemente 41,42 im von der Antriebseinheit 10 unbelasteten Zustand durch die Kugeln bzw. deren Federkräfte veranlasst werden, sich nach radial innen zu bewegen und derart das Einlegen der Bleche 100,110 zu erleichtern.
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Die Funktionsweise der Zentrierungsvorrichtung 1 ist wie folgt: im geöffneten bzw. unbelasteten Zustand der Zentrierungsvorrichtung bewegen die beschriebenen Positionierungselement 45,46 die Schubelemente 41,42 etwas nach radial innen. Dies ermöglicht es, in einfacher Weise die beiden Bleche 100,110 in die Zentrierungsvorrichtung 1 bzw. auf deren Zwischenplatte 75 aufzulegen.
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Durch das in Bezug auf 3 beschriebene Vorpositionierungselement 53 kann zumindest eines der beiden Bleche 100,110 leichter positioniert werden.
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Durch eine senkrechte Bewegung der Antriebseinheit 10, wie zum Beispiel bei Einleitung einer Kraft in das Einspannelement 70, werden sowohl die Keilschieber 20,30 als auch der Niederhalter 50 nach unten auf die beiden Bleche 100,110 bewegt. Der Niederhalter 50 drückt dann von oben auf das zweite Blech 110 mit einer achsparallelen Druckkraft 52.
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Die Keilschieber 20,30 fahren in den zentralen Bereich zwischen die ersten Schubelemente 41 und die zweiten Schubelemente 42.
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Der axiale Zapfen 24 des ersten Keilschiebers 20 wird dabei durch die Buchse 25 geführt.
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Hier gelangen die ersten Keilelemente 21 zur Anlage an den ersten Schubelementen 41, und die zweiten Keilelemente 31 gelangen zur Anlage an den zweiten Schubelementen 42. Aufgrund der konischen Formen der Keilelemente 21,31 sowie der Schubelemente 41,42 bewirken die ersten Keilelemente 21 auf die ersten Schubelemente 41 erste Keilkräfte 22, und die zweiten Keilelemente 31 bewirken auf die zweiten Schubelemente 42 zweite Keilkräfte 32, wobei diese Keilkräfte 22,32 radiale Komponenten aufweisen. Durch die Keilkräfte 22, 32 werden die Schubelemente 41,42 nach radial außen geschoben, bis sie an den Blechen 100,110 anliegen.
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Aufgrund unterschiedlicher radialer Erstreckungen der Schubelemente 41,42 bewirken dabei die ersten Schubelemente 41 erste radial gerichtete Kräfte 43 auf das erste Blech 100 bzw. auf dessen erste innere Begrenzungsfläche 101, und die zweiten Schubelemente 42 bewirken zweite radial gerichtete Kräfte 44 auf das zweite Blech 110 bzw. auf dessen zweite innere Begrenzungsfläche 111.
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Derart können beide Bleche 100,110 gleichzeitig durch Bewegung eine Antriebseinheit 10 von einer Seite zentriert werden.
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Gleichzeitig mit dieser Zentrierung erfolgt ein Nieten der beiden Bleche 100,110, da bei der Bewegung der Antriebseinheit 10 auch die beiden Nietstempel 60,61 aufeinander zu gefahren werden und ein Niet 62 zwischen den beiden Nietstempel 60,61 verformt wird, sodass die beiden Bleche 100,110 durch das Niet 62 verbunden werden.
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Derartige Nieten 62 werden insbesondere an mehreren Stellen eines Umfangs in die Bleche 100,110 eingebracht.
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Derart werden die Bleche 100,110 im zentrierten Zustand fest aneinander fixiert, sodass sie der Zentrierungsvorrichtung 1 entnommen werden können und in einem Blechstapel eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine aufgenommen werden können.
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Auf 8 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik eingegangen.
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Mit der hier vorgeschlagenen Zentrierungsvorrichtung sowie dem Verfahren zur Herstellung eines Bereichs eines Blechpakets einer leistungserzeugenden Komponente mithilfe der Zentrierungsvorrichtung werden Lösungen zur Verfügung gestellt, wie in einfacher und kostengünstiger Weise eine Zentrierung von Blechen in Bezug zueinander und eine anschließende Fixierung der Bleche im zentrierten Zustand realisierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zentrierungsvorrichtung
- 2
- Unterteil
- 3
- Oberteil
- 4
- Führungselement
- 5
- Führungsbuche
- 10
- Antriebseinheit
- 11
- erste Feder
- 12
- zweite Feder
- 13
- Vorschubachse
- 20
- Erster Keilschieber
- 21
- Erstes Keilelement
- 22
- Erste Keilkraft
- 23
- geführter Abschnitt
- 24
- axialer Zapfen
- 25
- Buchse
- 30
- Zweiter Keilschieber
- 31
- Zweites Keilelement
- 32
- Zweite Keilkraft
- 33
- Führungsabschnitt
- 40
- gemeinsamer Umfangsbereich
- 41
- Erstes Schubelement
- 42
- zweites Schubelement
- 43
- erste radial gerichtete Kraft
- 44
- zweite radial gerichtete Kraft
- 45
- erstes Positionierungselement
- 46
- zweites Positionierungselement
- 50
- Niederhalter
- 51
- Stützfeder
- 52
- achsparallele Druckkraft
- 53
- Vorpositionierungselement
- 60
- Erster Nietstempel
- 61
- Zweiter Nietstempel
- 62
- Niet
- 70
- Einspannelement
- 71
- obere Halteplatte
- 72
- Führungsplatte
- 73
- Druckplatte
- 74
- untere Halteplatte
- 75
- Zwischenplatte
- 76
- Grundplatte
- 77
- gehärtete Platte
- 100
- erstes Blech
- 101
- erste innere Begrenzungsfläche
- 110
- zweites Blech
- 111
- zweite innere Begrenzungsfläche
- 200
- Spannzangen-Zapfen
