DE102022128250B3 - Manufacturing device and manufacturing method for an induction device - Google Patents

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Christoph Köhler
Christoph Holtmann
Christian Weber
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Herstellvorrichtung (200) für eine Induktionseinrichtung (300), insbesondere eine Induktionseinrichtung (300) für eine elektrodynamische Bremse (100), umfassend ein polarisierbares Kontaktelement (202), ein polarisierbares Gegenelement (204), das von dem Kontaktelement (202) beabstandet angeordnet ist, und eine elektrische Polarisationseinrichtung (206), die ausgebildet ist, um dem Kontaktelement (202) und dem Gegenelement (204) eine magnetische Polarität aufzuprägen. Das Kontaktelement (202) und/oder das Gegenelement (204) umfassen mindestens ein Formationselement (208) oder ist/sind mit dem mindestens einen Formationselement (208) verbindbar, wobei Leitelemente (410) zwischen dem Kontaktelement (202) und dem Gegenelement (204) anordbar und mittels Polarisierung des Kontaktelements (202) und des Gegenelements (204) auf das mindestens eine Formationselement (208) ausrichtbar sind. Weiterhin ist von der Erfindung ein zugehöriges Herstellungsverfahren umfasst.The invention relates to a manufacturing device (200) for an induction device (300), in particular an induction device (300) for an electrodynamic brake (100), comprising a polarizable contact element (202), a polarizable counter-element (204), which is controlled by the contact element (202 ) is arranged spaced apart, and an electrical polarization device (206) which is designed to impose a magnetic polarity on the contact element (202) and the counter element (204). The contact element (202) and/or the counter-element (204) comprise at least one formation element (208) or is/are connectable to the at least one formation element (208), with guide elements (410) between the contact element (202) and the counter-element (204 ) can be arranged and can be aligned with the at least one formation element (208) by means of polarization of the contact element (202) and the counter-element (204). Furthermore, the invention includes an associated manufacturing method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Herstellvorrichtung für eine Induktionseinrichtung und ein Herstellverfahren für eine solche Induktionseinrichtung, insbesondere eine Induktionseinrichtung für eine elektrodynamische Bremse (Wirbelstrombremse).The present invention relates to a manufacturing device for an induction device and a manufacturing method for such an induction device, in particular an induction device for an electrodynamic brake (eddy current brake).

Im Stand der Technik sind Wirbelstrombremsen bekannt. Beispielsweise offenbart DE 950 939 B eine Wirbelstrombremse, bei der die Polkerne des Induktors zu beiden Seiten eines gegenüber dem Induktor beweglichen Ankers angeordnet sind, welche aus einem oder mehreren die Wirbelstrombahn bildenden und elektrisch gut leitenden Körpern und aus den magnetischen Fluss gut leitenden, sich durch den erstgenannten Körper oder die erstgenannten Körper hindurch ersteckenden Teilen besteht, wobei die den Magnetfluss führenden Teile beiderseits über den Körper oder die Körper, welche die Wirbelstrombahn bilden, hinausragen, so dass die Enden dieser Teile die Kühlung des Ankers verbessernde Vorsprünge bilden.Eddy current brakes are known in the prior art. For example, disclosed DE 950 939 B an eddy current brake, in which the pole cores of the inductor are arranged on both sides of an armature that is movable relative to the inductor, which consists of one or more bodies that form the eddy current path and are electrically highly conductive and of the magnetic flux that conduct well, through the first-mentioned body or bodies There are parts extending through the body, the parts carrying the magnetic flux protruding on both sides beyond the body or bodies that form the eddy current path, so that the ends of these parts form projections that improve the cooling of the armature.

Aus der US 4 704 789 A geht ein Verfahren zur Herstellung von elektromagnetischen Elementen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von elektromagnetischen Elementen mit den Eigenschaften der magnetischen Anisotropie sowie der elektrischen Leitfähigkeit hervor.From the US 4,704,789 A discloses a method for producing electromagnetic elements and in particular a method for producing electromagnetic elements with the properties of magnetic anisotropy and electrical conductivity.

Die EP 3 192 084 B1 beschreibt einen flexiblen Weichmagnetkern, der ein ferromagnetisches Material umfasst, das so angeordnet ist, dass es parallele Magnetbahnen innerhalb eines aus einem gehärteten Polymermedium bestehenden Kernkörpers bildet.The EP 3 192 084 B1 describes a flexible soft magnetic core comprising a ferromagnetic material arranged to form parallel magnetic paths within a core body consisting of a hardened polymer medium.

Die US 3 221 196 A offenbart einen Rotor für eine elektrische Maschine, wobei der Rotor eine metallische Scheibe aufweist, die ein elektrisch leitendes aber nicht-magnetisches Material aufweist.The US 3,221,196 A discloses a rotor for an electrical machine, the rotor having a metallic disk comprising an electrically conductive but non-magnetic material.

Dabei ist ein bekanntes Problem von Wirbelstrombremsen, dass bei der hohen Leistungsdichte gleichzeitig eine große Wärmeerzeugung erfolgt. Diese anfallende Wärme in dem Material, in welchem die Wirbelströme induziert werden, muss über die äußeren Flächen des Materials abgeführt werden, so dass die Gefahr der Überhitzung besteht. Weiterhin besteht infolge des Skineffektes das Problem, dass die gesamte Wärme in einer Schicht mit sehr geringer Tiefe in dem Material anfällt, nämlich innerhalb der Skin-Tiefe. In dem Material liegen also bei der Wirbelstrominduktion starke Temperaturgradienten vor, die das Material stark beanspruchen und gegebenenfalls insbesondere durch Rissbildung zerstören können.A well-known problem with eddy current brakes is that a large amount of heat is generated at the same time as the high power density. This heat generated in the material in which the eddy currents are induced must be dissipated via the outer surfaces of the material, so that there is a risk of overheating. Furthermore, as a result of the skin effect, there is the problem that all of the heat occurs in a layer with a very shallow depth in the material, namely within the skin depth. During eddy current induction, there are strong temperature gradients in the material, which put a lot of strain on the material and can possibly destroy it, particularly through the formation of cracks.

Aus der DE 10 2016 108 646 A1 ist eine elektrodynamische Bremse mit einer Magneteinrichtung zur Bereitstellung eines Magnetfeldes bekannt, die wenigstens zwei Polelemente aufweist und die mit einer Induktionseinrichtung zusammenwirkt. Die Induktionseinrichtung ist hierbei derart angeordnet, dass sie in einem Bremsmodus zumindest teilweise einem über die Polelemente der Magneteinrichtung bereitgestellten Magnetfeld ausgesetzt und derart ausgebildet ist, dass in dieser in einem veränderlichen Magnetfeld elektrische Ströme induziert werden, wobei die Induktionseinrichtung und die Polelemente der Magneteinrichtung entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn relativ zueinander bewegbar sind.From the DE 10 2016 108 646 A1 an electrodynamic brake with a magnetic device for providing a magnetic field is known, which has at least two pole elements and which interacts with an induction device. The induction device is arranged in such a way that in a braking mode it is at least partially exposed to a magnetic field provided via the pole elements of the magnetic device and is designed in such a way that electrical currents are induced in it in a variable magnetic field, the induction device and the pole elements of the magnet device being along a predetermined trajectory can be moved relative to each other.

Für die Herstellung solcher Induktionseinrichtungen und insbesondere die Platzierung der einzelnen Bauteile wie der Stifte bzw. Leitelemente können Roboter, beispielsweise Pickand-Place Roboter, Gelenkarmroboter, SCARA-Roboter („Selective Compliance Assembly Robot Arm“) oder Delta-Roboter (Parallelarmroboter), eingesetzt werden. Diese Roboter sind dazu geeignet, die einzelnen Bauteile Positions- und Orientierungsgenau abzulegen.For the production of such induction devices and in particular the placement of the individual components such as the pins or guide elements, robots, for example pick-and-place robots, articulated arm robots, SCARA robots (“Selective Compliance Assembly Robot Arm”) or delta robots (parallel arm robots), can be used become. These robots are suitable for placing the individual components with precise position and orientation.

Dennoch bedingt die Vielzahl an zu platzierenden Bauteilen, und insbesondere die hohe Anzahl an Stiften bzw. Leitelementen für eine solche Induktionseinrichtung, aufwendige Fertigungsprozesse und lange Fertigungszeiten. Gleichzeitig führt der parallele Einsatz mehrerer Roboter(-arme) zwar zu einer Verkürzung der Fertigungszeiten, bedingt jedoch einen erheblichen Kostenaufwand.Nevertheless, the large number of components to be placed, and in particular the high number of pins or guide elements for such an induction device, requires complex manufacturing processes and long manufacturing times. At the same time, the parallel use of several robots (arms) leads to a reduction in production times, but requires considerable costs.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Herstellungsvorrichtung für eine Induktionseinrichtung und eine elektrodynamische Bremse vorzuschlagen sowie ein verbessertes, insbesondere zeit- und kostenoptimiertes, Herstellungsverfahren.It is the object of the present invention to propose an improved manufacturing device for an induction device and an electrodynamic brake as well as an improved, in particular time and cost-optimized, manufacturing process.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Herstellungsvorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Herstellungsverfahren nach den Merkmalen des Anspruches 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen, zugehörigen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a manufacturing device according to the features of claim 1 and by a manufacturing method according to the features of claim 9. Advantageous refinements are specified in the respective, associated subclaims.

Die Erfindung betrifft eine Herstellvorrichtung für eine Induktionseinrichtung, insbesondere eine Induktionseinrichtung für eine elektrodynamische Bremse, bzw. eine sogenannte Wirbelstrombremse. Die Herstellungsvorrichtung umfasst das Folgende:

  • - mindestens ein polarisierbares Kontaktelement,
  • - mindestens ein polarisierbares Gegenelement, das von dem mindestens einen Kontaktelement beabstandet angeordnet ist,
  • - mindestens eine elektrische Polarisationseinrichtung, die ausgebildet ist, um dem Kontaktelement und dem Gegenelement jeweils eine magnetische Polarität aufzuprägen bzw. zu verleihen.
The invention relates to a manufacturing device for an induction device, in particular an induction device for an electrodynamic brake, or a so-called eddy current brake. The manufacturing device includes the following:
  • - at least one polarizable contact element,
  • - at least one polarizable counter element, which is arranged at a distance from the at least one contact element,
  • - At least one electrical polarization device, which is designed to imprint or impart a magnetic polarity to the contact element and the counter element.

Hierbei umfasst das Kontaktelement und/oder das Gegenelement mindestens ein Formationselement oder ist mit dem mindestens einen Formationselement verbindbar, wobei eine Vielzahl von Leitelementen zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement anordbar und mittels Polarisierung des Kontaktelementes und des Gegenelementes, insbesondere anhand einer Reluktanzkraft bzw. Maxwellscher Kraft, auf das mindestens eine Formationselement ausrichtbar sind.Here, the contact element and/or the counter-element comprises at least one formation element or can be connected to the at least one formation element, wherein a plurality of guide elements can be arranged between the contact element and the counter-element and by means of polarization of the contact element and the counter-element, in particular based on a reluctance force or Maxwell's force , to which at least one formation element can be aligned.

Die Erfindung basiert auf der Idee, eine Vielzahl von Leitelementen mittels eines (spezifischen) Magnetfeldes gezielt auf ein Formationselement, d.h. insbesondere gemäß der Ausgestaltung des Formationselementes, auszurichten, um die Herstellung einer Induktionseinrichtung zu vereinfachen.The invention is based on the idea of aligning a large number of guide elements specifically to a formation element, i.e. in particular according to the design of the formation element, by means of a (specific) magnetic field in order to simplify the production of an induction device.

Die Ausgestaltung des Formationselementes erlaubt hierbei eine Formgebung des resultierenden Magnetfeldes, welches mittels der Polarisationseinrichtung zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement generiert werden kann.The design of the formation element allows the resulting magnetic field to be shaped, which can be generated by means of the polarization device between the contact element and the counter element.

Die Leitelemente können sich hierbei innerhalb des Magnetfeldes, und der Reluktanzkraft bzw. Maxwellschen Kraft folgend, gegenüber dem Formationselement, und gleichfalls gegenüber einander, ausrichten bzw. sortieren, sodass sich eine vorgegebene Anordnung der Leitelemente einstellen kann.The guide elements can align or sort themselves within the magnetic field, following the reluctance force or Maxwell's force, relative to the formation element, and also relative to each other, so that a predetermined arrangement of the guide elements can be established.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Leitelemente ein magnetisch leitfähiges Material aufweisen.In particular, it is provided that the guide elements have a magnetically conductive material.

Die Leitelemente könnten beispielsweise als jeweils mindestens ein Stift ausgebildet sein, sodass mittels den Leitelementen/Stiften eine Induktionseinrichtung ausbildbar ist.The guide elements could, for example, be designed as at least one pin each, so that an induction device can be formed by means of the guide elements/pins.

Die mindestens eine Polarisationseinrichtung umfasst beispielsweise eine oder mehrere stromdurchflossene Spulen, mittels welcher ein (konstantes) Magnetfeld und entsprechende magnetische Feldlinien in der tragenden Struktur der Herstellvorrichtung und insbesondere in dem Kontaktelement und dem Gegenelement ausgebildet werden kann, so dass sich das Kontaktelement und das Gegenelement mit unterschiedlicher Polarität gegenüberstehen, insbesondere entlang einer gemeinsamen Längsachse.The at least one polarization device comprises, for example, one or more current-carrying coils, by means of which a (constant) magnetic field and corresponding magnetic field lines can be formed in the supporting structure of the manufacturing device and in particular in the contact element and the counter-element, so that the contact element and the counter-element are in contact with each other of different polarity, especially along a common longitudinal axis.

Hierbei können das Kontakt- und das Gegenelement durch eine gemeinsame Polarisationseinrichtung polarisierbar ausgebildet sein, wobei dies auch eine Gruppe von zusammenwirkenden Polarisationseinrichtungen, wie eine Gruppe von stromdurchflossenen Spulen sein kann.Here, the contact and the counter element can be designed to be polarizable by a common polarization device, which can also be a group of interacting polarization devices, such as a group of current-carrying coils.

Alternativ kann das Kontakt- und das Gegenelement unabhängig voneinander jeweils mit einer eigenen Polarisationseinrichtung verbunden sein, wovon eine auch ein Permanentmagnet sein kann. Insbesondere kann wenigstens das Kontaktelement oder wenigstens das Gegenelement als ein Permanentmagnet vorgesehen sein.Alternatively, the contact and counter elements can each be independently connected to their own polarization device, one of which can also be a permanent magnet. In particular, at least the contact element or at least the counter-element can be provided as a permanent magnet.

Kontakt- und Gegenelement können an einem gemeinsamen Trag- und Leitrahmen angeordnet sein, wobei ein Vorteil darin bestehen kann, wenn die Polarisationseinrichtung ganz oder teilweise derart am Trag- und Leitrahmen angeordnet ist, dass die sich ausbildenden magnetischen Feldlinien in mindestens einer Teilstrecke in dem Trag- und Leitrahmen ausgebildet werden.The contact and counter elements can be arranged on a common support and guide frame, with an advantage being that the polarization device is arranged entirely or partially on the support and guide frame in such a way that the magnetic field lines that form are in at least part of the support - and guide frames are formed.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Polarisationseinrichtung an oder in dem Kontakt- und/oder Gegenelement ausgebildet ist.In an alternative embodiment, it can be provided that at least one polarization device is formed on or in the contact and/or counter element.

Vorteilhafterweise kann durch die mindestens eine Polarisationseinrichtung ein magnetisches Feld mit entsprechenden magnetischen Feldlinien ausgebildet werden, die in einer gemeinsamen Richtung von Kontaktelement über das mindestens eine Formationselement zu dem Gegenelement führen.Advantageously, the at least one polarization device can be used to form a magnetic field with corresponding magnetic field lines which lead in a common direction from the contact element via the at least one formation element to the counter element.

Vorzugsweise können das Kontaktelement sowie das Gegenelement jeweils ein Formationselement aufweisen bzw. mit jeweils einem Formationselement verbunden sein. Preferably, the contact element and the counter-element can each have a formation element or can each be connected to a formation element.

Bei einer weiter verbesserten Ausführungsform weist das Formationselement und/oder das Gegenelement bzw. das Kontaktelement unabhängig voneinander polarisierbare Segmente oder Abschnitte auf. Diese sind insbesondere mit jeweils unabhängig schaltbaren Polarisationsvorrichtungen verbunden. Hierdurch kann vorgesehen werden, dass nur in dem Segment oder Abschnitte des Formationselements und/oder des Gegenelements bzw. des Kontaktelements ein Magnetfeld ausgebildet wird. Auf diese Weise kann die Zu- und Abführung von Werkstücken erleichtert werden und weiterhin Energie gespart werden.In a further improved embodiment, the formation element and/or the counter element or the contact element has independently polarizable segments or sections. These are in particular connected to independently switchable polarization devices. In this way it can be provided that a magnetic field is formed only in the segment or sections of the formation element and/or the counter element or the contact element. In this way, the feeding and removal of workpieces can be made easier and energy can also be saved.

Um Werkstücke mit unterschiedlicher axialer Erstreckung ausrichten zu können, kann ein Vorteil darin bestehen, wenn Kontakt- und Gegenelement zueinander im Abstand veränderbar gelagert sind. Weiterhin kann ein Vorteil darin bestehen, um den An- und Abtransport von Werkstücken zu erleichtern, wenn das Kontakt- und/oder das Gegenelement verfahrbar oder schwenkbar gelagert angeordnet ist/sind, insbesondere senkrecht zur gemeinsamen Längsachse schwenkbar oder verfahrbar gelagert sind.In order to be able to align workpieces with different axial extents, an advantage can be if the contact and counter elements are mounted so that their distance from one another can be changed. Furthermore, there can be an advantage in that To facilitate the delivery and removal of workpieces if the contact and / or the counter element is/are arranged to be movable or pivotable, in particular are mounted to be pivotable or movable perpendicular to the common longitudinal axis.

Insgesamt kann ein Vorteil darin bestehen, wenn die Leitfinger in Abhängigkeit von einer zu fertigendenden Einrichtung, wie beispielsweise einer Induktionseinrichtung, leicht austauschbar sind, insbesondere werkzeuglos gewechselt werden können. Daher kann ein Vorteil darin bestehen, wenn das Kontakt- und/oder Gegenelement mit dem Formationselement und insbesondere dessen Basiskörper klemmbar oder verrastbar verbunden werden kann.Overall, there can be an advantage if the guide fingers are easily interchangeable depending on a device to be manufactured, such as an induction device, and in particular can be changed without tools. Therefore, there may be an advantage if the contact and/or counter element can be connected to the formation element and in particular its base body in a clamping or locking manner.

Der Aufbau von Kontakt- oder Gegenelement sowie dem (jeweiligen) Formationselement ist nicht einschränkend zu sehen, so kann das Kontakt- oder Gegenelement und das Formationselement auch einstückig, also monolithisch, ausgebildet sein, indem dies aus einem Stück gefertigt und voneinander nicht zerstörungsfrei lösbar ist.The structure of the contact or counter element and the (respective) formation element is not to be seen as restrictive; the contact or counter element and the formation element can also be designed in one piece, i.e. monolithically, in that they are made in one piece and cannot be detached from one another in a non-destructive manner .

Insbesondere bei sehr großen Formationselementen, die für die Fertigung von sehr großen Einrichtungen erforderlich sind, wie große Induktionseinrichtungen, kann es vorteilhaft sein, wenn das Formationselement segmentierbar ausgebildet ist, insbesondere wenn diese aus mindestens zwei oder mehr Ring- oder Kreissegmenten gebildet ist..Particularly in the case of very large formation elements that are required for the production of very large devices, such as large induction devices, it can be advantageous if the formation element is designed to be segmentable, in particular if it is formed from at least two or more ring or circle segments.

Bei einer verbesserten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Formationselement einen Basiskörper mit einer Vielzahl von Leitfingern aufweist, wobei die Leitfinger des Kontaktelements und/oder des Gegenelements vorzugsweise zueinander parallel ausgerichtet sind. Dies hat zur Folge, dass sich besonders stabile magnetische Feldlinien ausbilden.In an improved embodiment, it can be provided that the at least one formation element has a base body with a plurality of guide fingers, the guide fingers of the contact element and/or the counter element preferably being aligned parallel to one another. This results in particularly stable magnetic field lines being formed.

Werden nun mehrere elektrisch leitende Leitelemente, wie beispielsweise Stifte, Bolzen oder Zylinder zwischen den beiden Basiskörpern und deren Leitfingern angeordnet, werden sich diese Leitelemente jeweils konzentrisch zu den Leitfingern und den hierüber geführten, magnetischen Feldlinien ausrichten.If several electrically conductive guide elements, such as pins, bolts or cylinders, are arranged between the two base bodies and their guide fingers, these guide elements will each align concentrically with the guide fingers and the magnetic field lines guided over them.

Idealerweise sind die Leitfinger derart dimensioniert und in einem Verteilraster angeordnet, dass der Durchmesser der Leitfinger gleich oder geringer ist als der (mittlere) Durchmesser eines Leitelements und die Abstände von zwei Leitfingern größer als der (mittlere) Radius eines Leitelements. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass immer ein Leitelement zwischen genau einem Paar von Leitfingen angeordnet ist und hierüber die Reluktanzkraft wirken kann.Ideally, the guide fingers are dimensioned and arranged in a distribution grid such that the diameter of the guide fingers is equal to or smaller than the (average) diameter of a guide element and the distances between two guide fingers are greater than the (average) radius of a guide element. In this way it is ensured that a guide element is always arranged between exactly one pair of guide fingers and that the reluctance force can act through this.

Ebenfalls zur Ausbildung von stabilen, störungsarmen, magnetischen Feldlinien kann ein Vorteil darin bestehen, dass bei einer verbesserten Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass jedem Leitfinger des Kontaktelements (genau) ein Leitfinger des Gegenelements axial fluchtend gegenüber bzw. gegenüberliegend angeordnet ist.Also for the formation of stable, low-interference, magnetic field lines, an advantage can be that in an improved embodiment it can be provided that each guide finger of the contact element (exactly) has a guide finger of the counter element arranged axially aligned opposite or opposite.

Insbesondere können die aufeinander abgebildeten Schattenflächen der beiden sich gegenüberliegenden Basiskörper und die jeweiligen Leitfinger deckungsgleich sein, so dass jedem Leitfinger genau ein Leitfinger achsgleich beabstandet gegenübersteht.In particular, the shadow surfaces of the two opposing base bodies and the respective guide fingers, which are imaged on one another, can be congruent, so that each guide finger has exactly one guide finger opposite it at the same axial distance.

Auf diese Weise werden besonders leistungsstarke und eindeutig definierte magnetische Feldlinien ausgebildet, die eine hohe Reluktanzkraft senkrecht zur Feldlinie auf ein dort angeordnetes Leitelement ausüben und dieses fluchtend zu den Leitfingern ausrichtet.In this way, particularly powerful and clearly defined magnetic field lines are formed, which exert a high reluctance force perpendicular to the field line on a guide element arranged there and align it with the guide fingers.

Hierbei kann bei einer verbesserten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Durchmesser der einzelnen Leitfinger gleich oder kleiner ist als der Durchmesser eines auszurichtenden Leitelementes, insbesondere um 5% bis 20% kleiner ist. Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Durchmesser der Leifinger möglichst klein gewählt werden.In an improved embodiment, it can be provided that the diameter of the individual guide fingers is equal to or smaller than the diameter of a guide element to be aligned, in particular is 5% to 20% smaller. Overall, it is advantageous if the diameter of the Leifingers is chosen to be as small as possible.

Bei einer verbesserten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Leitfinger auf dem Basiskörper zwei Positionsmuster aufweisen, eine Grundform als Hauptgeometrie und ein Verteilungsraster.In an improved embodiment it can be provided that the guide fingers on the base body have two position patterns, a basic shape as the main geometry and a distribution grid.

Hierbei kann die Grundform auf dem Basiskörper, beispielsweise ein Kreis, ein Ring oder ein in radialer Richtung oder in Umfangsrichtung gebildetes Segment hiervon sein. Die Grundform ergibt sich hierbei aus allen Leitfingern als übergeordnete Hauptgeometrie bzw. auf der die Leitfinger als Grundfläche angeordnet sind. Die Grundform ist dabei der Rahmen und ist nicht im strengen, mathematischen Sinne zu verstehen.Here, the basic shape on the base body can be, for example, a circle, a ring or a segment thereof formed in the radial direction or in the circumferential direction. The basic shape results from all the guide fingers as the overarching main geometry or on which the guide fingers are arranged as a base surface. The basic form is the frame and is not to be understood in the strict, mathematical sense.

Das Verteilungsraster ist als Anordnung der Leitfinger zueinander auf bzw. innerhalb der Grundstruktur zu verstehen. So können zylindrische Leitfinger beispielsweise in konzentrischen Kreisen, strahlartig oder in sonstigen, insbesondere gleichartigen Mustern, auf beispielsweise einer ring- oder kreisförmigen Grundform des Basiskörpers angeordnet sein.The distribution grid is to be understood as the arrangement of the guide fingers relative to one another on or within the basic structure. For example, cylindrical guide fingers can be arranged in concentric circles, in a beam-like manner or in other, in particular similar patterns, on, for example, a ring-shaped or circular basic shape of the base body.

Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Verteilungsraster wie folgt bestehen kann:

  • - in einer Gleichverteilung der Leitfinger in oder auf der Grundform und/oder
  • - in einer Gruppenverteilung von Leitfingern, die in der Grundform vorliegt.
It can be provided that the distribution grid can consist of the following:
  • - in a uniform distribution of the guide fingers in or on the basic shape and/or
  • - in a group distribution of guide fingers, which is present in the basic form.

Die Gruppenverteilung von Leitfingern besteht darin, dass eine Mehrzahl von Leitfingern eine Leitfingergruppe bilden, die eine eigene Gruppengeometrie aufweisen. Die Schatten- bzw. Grundfläche dieser Gruppengeometrie kann beispielsweise ein Kreis oder eine polygonale Struktur sein. Hierbei ist die Schatten- oder Grundstruktur nicht im strengen mathematischen Sinne zu versehen, weil sie sich aus den Schattenflächen oder den Querschnittsflächen der Mehrzahl der Leitfinger ergibt. Als insbesondere vorteilhaft hat sich herausgestellt, die Gruppengeometrie in Form einer hexagonale Gruppengeometrie auszubilden. Insgesamt kann aber auch eine sonstige Gruppengeometrie vorgesehen werden, wie eine dreieckige, viereckige oder sonstige polygonale Struktur.The group distribution of guide fingers is that a plurality of guide fingers form a guide finger group, which have their own group geometry. The shadow or base area of this group geometry can be, for example, a circle or a polygonal structure. The shadow or basic structure is not to be defined in the strict mathematical sense because it results from the shadow areas or the cross-sectional areas of the majority of the guide fingers. It has proven to be particularly advantageous to design the group geometry in the form of a hexagonal group geometry. Overall, however, another group geometry can also be provided, such as a triangular, square or other polygonal structure.

Eine Leitfingergruppe weist von einer oder mehreren benachbarten Leitfingergruppen desselben Basisköpers einen Gruppenabstand auf, insbesondere einen mittleren Gruppenabstand, der wesentlich größer ist als der Leitfingerabstand von zwei Leitfingern derselben Leitfingergruppe.A guide finger group has a group distance from one or more adjacent guide finger groups of the same base body, in particular an average group distance, which is significantly larger than the guide finger distance of two guide fingers of the same guide finger group.

Insbesondere beträgt das Verhältnis von Leitfingerabstand in der Leitfingergruppe zum Gruppenabstand 0,4 bis 0,04, wobei vorliegend insbesondere die mittleren Leitfingerabstände und/oder die mittleren Gruppenabstände zugrunde zu legen sind. Hierbei werden vorteilhafter Weise immer nur vollständige Leitfingergruppen, das heißt gleichgroße Leitfingergruppen vorgesehen. Somit sind Flächenbereiche der Grundform, in denen keine vollständige Leitfingergruppe angeordnet werden kann, für die vorgenannte Mittelwertbildung auszuschließen.In particular, the ratio of the guide finger distance in the guide finger group to the group distance is 0.4 to 0.04, in particular the average guide finger distances and/or the average group distances being taken as a basis in this case. In this case, only complete guide finger groups, i.e. guide finger groups of the same size, are advantageously provided. Area areas of the basic shape in which a complete guide finger group cannot be arranged are therefore excluded for the aforementioned averaging.

Aufgrund der zum Teil sehr kleinen, filigranen Struktur der Leitfinger kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer verbesserten Ausführungsform vorgesehen wird, dass mindestens ein Teil der Leitfinger durch ein aufbauendes, additives Fertigungsverfahren bereitgestellt ist bzw. werden kann, insbesondere auf dem Basiskörper oder einem Segment des Basiskörpers durch ein aufbauendes, additives Fertigungsverfahren bereitgestellt ist bzw. werden kann.Due to the sometimes very small, delicate structure of the guide fingers, it can be advantageous if, in an improved embodiment, it is provided that at least some of the guide fingers are or can be provided by an additive manufacturing process, in particular on the base body or a segment of the base body is or can be provided by a constructive, additive manufacturing process.

Es ist möglich, dass auch der Basiskörper durch ein additives Verfahren bereitgestellt wird bzw. ist bzw. werden kann.It is possible that the base body is or is or can be provided by an additive process.

Um eine große Anzahl von Leitelementen in die Herstellungsvorrichtung einbringen zu können und dort zueinander effektiv auszurichten, kann bei einer verbesserten Ausführungsform vorgesehen sein, dass auf dem Kontaktelement eine Trägerplatte aus einem magnetisch nicht-leitenden Material angeordnet ist. Auf dieser Trägerplatte können bei bestimmungsgemäßer Nutzung der Herstellungsvorrichtung die Werkstücke aufgestellt werden und nachfolgend durch die aktivierte Polarisationseinrichtung und gemäß den sich über das mindestens eine Formationselement bzw. dessen Leitfinger ausbildenden magnetischen Feldlinien auf der Trägerplatte mit einem Ende rutschend verschoben werden.In order to be able to introduce a large number of guide elements into the manufacturing device and to align them effectively with one another, in an improved embodiment it can be provided that a carrier plate made of a magnetically non-conductive material is arranged on the contact element. When the manufacturing device is used as intended, the workpieces can be placed on this carrier plate and can subsequently be moved with one end sliding on the carrier plate by the activated polarization device and in accordance with the magnetic field lines that form over the at least one formation element or its guide finger.

Die Trägerplatte kann hierbei dazu dienen, die Werkstücke außerhalb der erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung aufzustellen und bedarfsweise grob zu gruppieren (Vorformation). Alternativ liegt die Trägerplatte auf dem Formationselement bzw. den Leitfingern des Kontaktelements auf und Leitelemente werden dort in geeigneter Weise aufgestellt und gruppiert bzw. vorsortiert, bevor die finale Ausrichtung mit Hilfe der Polarisationsvorrichtung erfolgt.The carrier plate can serve to set up the workpieces outside the manufacturing device according to the invention and, if necessary, to group them roughly (pre-formation). Alternatively, the carrier plate rests on the formation element or the guide fingers of the contact element and guide elements are set up there in a suitable manner and grouped or pre-sorted before the final alignment takes place with the help of the polarization device.

Insbesondere kann die Vorpositionierung bzw. Vor-Gruppierung und Vor-Ausrichtung der Leitelemente durch einen Rüttelmechanismus oder dergleichen vereinfacht werdenIn particular, the pre-positioning or pre-grouping and pre-alignment of the guide elements can be simplified by a shaking mechanism or the like

Die Trägerplatte ist idealerweise eine Platte aus Aluminium oder aus einem leitfähigen Kunststoff oder einem leitfähigen Karbonwerkstoff. Die Trägerplatte selbst ist insbesondere nicht-magnetisch bzw. nicht magnetisierbar und nicht aus einem ferritischen Material hergestellt.The carrier plate is ideally a plate made of aluminum or a conductive plastic or a conductive carbon material. The carrier plate itself is in particular non-magnetic or non-magnetizable and is not made of a ferritic material.

Wie bereits vorstehend genannt, kann bei einer verbesserten Ausführungsformvorgesehen sein, dass das Kontaktelement und das Gegenelement relativ zueinander bewegbar sind, insbesondere in Richtung einer (gemeinsamen) Längsachse des Kontaktelements und des Gegenelements. Um eine ruhige und stabile Lageänderung zu ermöglichen, sind das Kontakt- und/oder das Gegenelement insbesondere linear bzw. translatorisch verfahrbar gelagert.As already mentioned above, in an improved embodiment it can be provided that the contact element and the counter-element are movable relative to one another, in particular in the direction of a (common) longitudinal axis of the contact element and the counter-element. In order to enable a quiet and stable change in position, the contact and/or the counter element are mounted so that they can be moved in a linear or translational manner.

Obwohl hierin das Kontaktelement als Träger für die Trägerplatte beschrieben wird und das Gegenelement bei aufgestellten Werkstücken von den freien Enden der Werkstücke beabstandet verbleibt, ist diese nicht einschränkend zu verstehen und dient vorrangig zur Erläuterung. Es könnte analog das Gegenelement die Trägerplatte tragen oder halten und das Kontaktelement in analoger Weise beabstandet sein.Although the contact element is described herein as a carrier for the carrier plate and the counter-element remains spaced from the free ends of the workpieces when the workpieces are set up, this is not to be understood as restrictive and serves primarily for explanation. Analogously, the counter element could carry or hold the carrier plate and the contact element could be spaced in an analogous manner.

Auch wenn vorliegend eine Trägerplatte beschrieben wird, auf der Leitelemente aufgestellt und in zwei Richtungen unter der Einwirkung von Feldlinien frei verschoben werden, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Die Trägerplatte könnte ebenfalls Führungsgeometrien wie Rillen und Nuten aufweisen, insbesondere umlaufende Rillen oder Nuten, in denen einen Mehrzahl von Leitelementen unter der Einwirkung von magnetischen Feldlinien geführt verschoben werden und in analoger Weise über die Lage der Leitfinger zueinander ausgerichtet werden.Even if a support plate is described here, on which guide elements are placed and freely moved in two directions under the influence of field lines, this is not to be understood as restrictive. The carrier plate could also have guide geometries such as grooves and grooves, in particular circumferential grooves or grooves in which a plurality of guide elements are moved under the influence of magnetic field lines and are aligned to one another in an analogous manner via the position of the guide fingers.

Insbesondere bei einer solchen Führung in Rillen oder Nuten können Kontakt- und Gegenelement auch horizontal ausgerichtet sein.Particularly with such guidance in grooves or grooves, the contact and counter elements can also be aligned horizontally.

Zur weiteren Erhöhung der Leitung der Herstellvorrichtung kann eine Verbesserung darin bestehen, dass diese eine Zuführeinrichtung für Leitelementen umfasst oder hiermit verbindbar ist.To further increase the performance of the manufacturing device, an improvement can be that it includes a feed device for guide elements or can be connected to it.

Die Zuführvorrichtung kann eine Sortier- und/oder Einleitvorrichtung sein, insbesondere einen Roboter mit einer Greif- oder Saughand umfassen, um die eine Mehrzahl von Leitelementen insbesondere auf das Kontaktelement und/oder den Trägerplatte aufzustellen. Insbesondere kann die Sortier- und Einleitvorrichtung eine Ausrichtstation umfassen, die analog der vorgenannten Herstellvorrichtung aufgebaut ist, die aber insbesondere keine Leitfinger aufweist, In dieser Ausrichtstation werden eine Anzahl von Leitelementen ohne definierten Abstand zueinander in einem Magnetfeld parallel zueinander ausgerichtet.The feeding device can be a sorting and/or introduction device, in particular comprising a robot with a gripping or suction hand in order to place the plurality of guide elements in particular on the contact element and/or the carrier plate. In particular, the sorting and introduction device can comprise an alignment station which is constructed analogously to the aforementioned manufacturing device, but which in particular has no guide fingers. In this alignment station, a number of guide elements are aligned parallel to one another in a magnetic field without a defined distance from one another.

Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, wenn ein Lagesensor vorgesehen ist. Mittels des Lagesensors, der insbesondere ein optischer oder akustischer Lagesensor sein kann, kann vor und/oder nach dem Ausrichten der Werkstücke die Vollständigkeit überprüft werden.Another advantage can be if a position sensor is provided. By means of the position sensor, which can in particular be an optical or acoustic position sensor, the completeness can be checked before and/or after aligning the workpieces.

Der Lagesensor kann insbesondere ein Ultraschallsensor, ein Lasersensor oder eine Kamera sein. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn ein Aktor vorgesehen ist, wie ein Roboter oder ein Roboterarm, der ein Greifelement aufweist, insbesondere ein saugendes Greifelement aufweist, mittels welchem deplatzierte Werkstücke einzeln entnommen werden können und/oder einzeln auf das Kontaktelement und/oder die Trägerplatte aufgestellt werden können.The position sensor can in particular be an ultrasonic sensor, a laser sensor or a camera. It can also be advantageous if an actuator is provided, such as a robot or a robot arm, which has a gripping element, in particular a suction gripping element, by means of which misplaced workpieces can be removed individually and/or individually onto the contact element and/or the carrier plate can be set up.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Überführungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher mindestens ein Stützelemente über die ausgerichteten Leitelemente abgesenkt werden kann, insbesondere über alle Leitelemente gleichzeitig abgesenkt werden kann.Furthermore, it is advantageous if a transfer device is provided, by means of which at least one support element can be lowered over the aligned guide elements, in particular can be lowered over all guide elements at the same time.

Mit dieser Herstellungsvorrichtung und dem nachstehend beschriebenen Verfahren kann eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Leitelementen, insbesondere Stifte oder ähnlichen einfachen Formen, zeitgleich und präzise positioniert werden.With this manufacturing device and the method described below, a large number of magnetically conductive guide elements, in particular pins or similar simple shapes, can be positioned simultaneously and precisely.

Hierdurch wird der Fertigungsprozess verkürzt und infolgedessen die Fertigungskosten gesenkt. Weiterhin ist der IT-Aufwand, wie der Programmier- und Automatisieraufwand, deutlich verringert.This shortens the manufacturing process and consequently reduces manufacturing costs. Furthermore, the IT effort, such as programming and automation effort, is significantly reduced.

Von der Erfindung ist weiterhin ein Herstellverfahren zur Fertigung einer Induktionseinrichtung für eine elektrodynamische Bremse, insbesondere unter Verwendung einer Herstellvorrichtung (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfasst. Dieses weist die folgenden Schritte auf:

  • - Bereitstellen mindestens eines Stützelementes mit einer Vielzahl von Öffnungen in einem vorgebbaren Verteilungsraster,
  • - Einführen von Leitelementen in die Öffnungen des Stützelementes,
wobei in einem Justierschritt, insbesondere vor der Einführung der Leitelemente in die Öffnungen des mindestens einen Stützelementes, mindestens eine Teilanzahl von Leitelementen mittels einer Magnetkraft, insbesondere einer Reluktanzkraft (Maxwellscher Kraft), auf das Verteilungsraster der Öffnungen des Stützelementes, und vorzugsweise parallel zueinander, ausgerichtet werden. The invention further includes a manufacturing method for manufacturing an induction device for an electrodynamic brake, in particular using a manufacturing device (200) according to one of the preceding claims. This has the following steps:
  • - Providing at least one support element with a large number of openings in a predeterminable distribution grid,
  • - Insertion of guide elements into the openings of the support element,
wherein in an adjustment step, in particular before the introduction of the guide elements into the openings of the at least one support element, at least a partial number of guide elements are aligned by means of a magnetic force, in particular a reluctance force (Maxwell force), to the distribution grid of the openings of the support element, and preferably parallel to one another become.

Alle vorstehend zur Herstellvorrichtung genannten Aspekte und Vorteile gelten in analoger Weise für das Herstellverfahren und umgekehrt.All aspects and advantages mentioned above for the manufacturing device apply in an analogous manner to the manufacturing process and vice versa.

Hierbei entspricht das Lochmuster des mindestens einen Stützelements im Wesentlichen dem Verteilungsraster der Ausgestaltung des mindestens einen Formationselementes bzw. der Leitfinger und ist in einer im Wesentlichen identischen Grundform angeordnet.Here, the hole pattern of the at least one support element essentially corresponds to the distribution grid of the design of the at least one formation element or the guide fingers and is arranged in a substantially identical basic shape.

Bei einem verbesserten Verfahren kann vorgesehen sein, dass vor dem Justierschritt die Werkstücke parallel zueinander ausgerichtet und auf einer Trägerplatte (aufrecht) in Längsrichtung aufgestellt werden, insbesondere in einer Vorformation (aufrecht) aufgestellt werdenIn an improved method, it can be provided that before the adjustment step, the workpieces are aligned parallel to one another and placed on a support plate (upright) in the longitudinal direction, in particular in a pre-formation (upright).

Hierbei kann der Schritt der Vorformation beispielsweise durch eine Zuführvorrichtung darin bestehen, dass Werkstücke ohne Annäherung an das Verteilungsraster aufgestellt werden, oder eine Anordnung aufweisen, die dem gewünschten Verteilungsraster beziehungsweise der jeweiligen finalen Endposition mit einer Toleranz von +/- 15%, insbesondere von +/- 10% entspricht.Here, the step of pre-formation, for example by a feed device, can consist of setting up workpieces without approaching the distribution grid, or have an arrangement that corresponds to the desired distribution grid or the respective final end position with a tolerance of +/- 15%, in particular + /- 10% corresponds.

Die Vorformation kann weiterhin schrittweise erfolgen, indem kleinere Gruppen aus Werkstücken nacheinander auf das Kontaktelement und/oder eine Trägerplatte aufgestellt werden. Insbesondere kann die Anzahl an einzelnen Werkstücken einer Werkstückgruppe sequenziell durch die Zuführvorrichtung in dem Bereich der zugehörigen Leitfingergruppe abgestellt werden.The pre-formation can continue to be carried out step by step by placing smaller groups of workpieces one after the other on the contact element and/or a carrier plate. In particular, the number of individual workpieces in a work group of pieces can be placed sequentially by the feed device in the area of the associated guide finger group.

Eine Verbesserung kann darin bestehen, dass die Werkstücke von der Zuführvorrichtung auf das Kontaktelement oder die Trägerplatte aufgestellt werden, während die Polarisationsvorrichtung mindestens in einem Teilbereich des Kontaktelementes und/oder des Gegenelementes ein Magnetfeld induziert.An improvement can consist in placing the workpieces from the feed device onto the contact element or the carrier plate while the polarization device induces a magnetic field at least in a partial area of the contact element and/or the counter element.

Es kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Leitelemente mit einer Herstellvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen oder Varianten ausgerichtet werden.It can be particularly advantageous if the guide elements are aligned with a manufacturing device according to one of the above embodiments or variants.

Ein Vorteil kann darin bestehen, wenn die Leitelemente auf einer auf dem Kontaktelement der Herstellvorrichtung angeordneten Trägerplatte ausgerichtet werden, insbesondere unter paralleler Einwirkung einer Magnet- bzw. Reluktanzkraft.One advantage can be if the guide elements are aligned on a carrier plate arranged on the contact element of the manufacturing device, in particular under the parallel action of a magnetic or reluctance force.

Bei einer weiter verbesserten Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass mindestens ein ein Verteilungsraster (Lochmuster) aufweisendes Stützelement herangeführt und zum Einführen der Leitelemente vertikal über mindestens einer Teilzahl der Leitelemente abgesenkt wird, während die Teilzahl der Leitelemente auf dem Kontaktelement der Herstellvorrichtung ausgerichtet angeordnet ist, insbesondere zwei oder mehr Stützelemente herangeführt und vertikal über mindestens einer Teilzahl der Leitelemente abgesenkt wird, während die Teilzahl der Leitelemente auf dem Kontaktelement ausgerichtet angeordnet sind.In a further improved method variant, it can be provided that at least one support element having a distribution grid (hole pattern) is brought in and lowered vertically over at least a subset of the guide elements in order to insert the guide elements, while the subset of the guide elements is arranged aligned on the contact element of the manufacturing device, in particular two or more support elements are brought up and lowered vertically over at least a portion of the guide elements, while the portion of the guide elements are arranged aligned on the contact element.

Hierbei werden die Stützelemente nacheinander herangeführt und es werden insbesondere die Stützelemente über alle Leitelemente gleichzeitig abgesenkt oder entlang geschoben, bis zu der jeweiligen, definierten Endlage und dem SOLL-Abstand,Here, the support elements are brought up one after the other and in particular the support elements are lowered or pushed along over all guide elements at the same time, up to the respective, defined end position and the TARGET distance,

Diese Verfahrensvariante kann weiter verbessert werden, indem die Werkstücke mindestens zeitweise mittels einer Magnetkraft, insbesondere mittels eines magnetischen Flusses bzw. unter einem (aktiven) magnetischen Fluss, ausgerichtet sind, während das mindestens eine Stützelement herangeführt und/oder vertikal über mindestens der Teilzahl der Leitelemente abgesenkt wird.This method variant can be further improved by aligning the workpieces at least temporarily by means of a magnetic force, in particular by means of a magnetic flux or under an (active) magnetic flux, while the at least one support element is brought up and/or vertically over at least the partial number of guide elements is lowered.

Dabei kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn im Falle der Anbringung von Leitelementen bzw. Gruppen von Leitelementen in mindestens einem Stützelement,

  • - dieses mindestens eine Stützelement auf der Trägerplatte und/oder der jeweiligen Leitfingergruppe des Kontaktelements auf- oder angelegt wird,
  • - nachfolgend die jeweiligen Leitelemente mittels einer Zuführeinrichtung und/oder eines Greifers in die Öffnung des Stützelementes gestellt wird/werden und
  • - nachfolgend oder parallel diese jeweiligen Leitelemente mittels des Magnetfeldes ausgerichtet wird und dann
  • - das mindestens eine Stützelement auf eine definierte Position in Richtung der Längsachsen der Leitelemente verschoben oder angehoben wird.
It can also be advantageous if, in the case of attaching guide elements or groups of guide elements in at least one support element,
  • - this at least one support element is placed or placed on the carrier plate and/or the respective guide finger group of the contact element,
  • - subsequently the respective guide elements are/are placed into the opening of the support element by means of a feed device and/or a gripper and
  • - Subsequently or in parallel, these respective guide elements are aligned using the magnetic field and then
  • - The at least one support element is moved or raised to a defined position in the direction of the longitudinal axes of the guide elements.

Hierbei meint der aktive magnetische Fluss, dass parallel die Polarisierungseinrichtung aktiviert ist und ein Magnetfeld und entsprechende magnetische Feldlinien über die Basiskörper bzw. deren Leitfinger aufprägt.Here, the active magnetic flux means that the polarization device is activated in parallel and impresses a magnetic field and corresponding magnetic field lines over the base body or their guide fingers.

Zur parallelen oder abschließenden Kontrolle kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens eine optische Kontrolle der vorformierten und/oder der im Justierschritt ausgerichteten Leitelemente erfolgt, insbesondere bevor das erste Stützelement herangeführt, abgesenkt und/oder in die jeweilige finale Lage gebracht wird.For parallel or final inspection, it can be advantageous if at least one optical inspection of the preformed and/or the guide elements aligned in the adjustment step is carried out, in particular before the first support element is brought up, lowered and/or brought into the respective final position.

Vorteilhafterweise ist ein Aktor vorgesehen, wie ein Roboter oder ein Roboterarm, der ein Greifelement aufweist, insbesondere ein saugendes Greifelement aufweist, mittels welchem ein überzähliges, deplatziertes oder fehlausgerichtetes Leitelement einzeln entnommen werden kann und/oder ein Leitelement einzeln auf das Kontaktelement, in die Öffnung mindestens eines Stützelementes und/oder auf oder in der Trägerplatte aufgestellt werden kann.Advantageously, an actuator is provided, such as a robot or a robot arm, which has a gripping element, in particular a suction gripping element, by means of which a redundant, misplaced or misaligned guide element can be removed individually and / or a guide element individually onto the contact element, into the opening at least one support element and / or can be placed on or in the support plate.

Dieser Greifer kann vorteilhafterweise ein saugender Greifer sein, der insbesondere eine verformbare Saugspitze aufweist. Der Vorteil eines solchen Sauggreifers besteht darin, dass dieser keinen zusätzlichen seitlichen Bewegungsraum für Greifelemente benötigt und dieser auf jedem Oberflächenabschnitt des Leitelements angesetzt werden kann.This gripper can advantageously be a suction gripper, which in particular has a deformable suction tip. The advantage of such a suction gripper is that it does not require any additional lateral movement space for gripping elements and it can be placed on any surface section of the guide element.

„Einstückig“ bedeutet vorzugsweise, dass das dadurch beschriebene Element ein einzelnes, insbesondere separat handhabbares Element bildet und einzelne Bestandteile davon nicht trennbar sind, ohne dass das Element dabei zerstört wird. Vorzugsweise sind einzelne Bestandteile des als „einstückig“ beschriebenen Elements stoffschlüssig miteinander verbunden.“In one piece” preferably means that the element described thereby forms a single element, in particular one that can be handled separately, and that individual components of it cannot be separated without the element being destroyed in the process. Preferably, individual components of the element described as “one-piece” are cohesively connected to one another.

Obwohl vorliegend von „Leitelement“ gesprochen wird, sind insbesondere Stifte, Stäbe oder stiftartige Werkstücke gemeint, die eine längliche Erstreckung aufweisen, also deren Verhältnis von Durchmesser zu Länge kleiner als 1/5 ist, beispielsweise kleiner 1/10 insbesondere kleiner 1/15. Diese einzelnen Werkstücke können insbesondere eine zylindrische Form aufweisen oder eine polygonale Struktur, wobei insbesondere eine hexagonale Form vorteilhaft ist.Although the term “guide element” is used here, what is meant in particular are pins, rods or pin-like workpieces that have an elongated extension, i.e. whose ratio of diameter to length is less than 1/5, for example less than 1/10, in particular less than 1/15. This Individual workpieces can in particular have a cylindrical shape or a polygonal structure, with a hexagonal shape being particularly advantageous.

Bei einem vorteilhaften Verfahren ist vorgesehen, dass Leitelemente mit einem Durchmesser von kleiner 5 mm, vorteilhafterweise kleiner als 2,5 mm und insbesondere für Werkstücke mit Durchmessern von kleiner 1,5 mm ausgerichtet sind und in mindestens einem Stützelementen festgelegt werden.In an advantageous method it is provided that guide elements with a diameter of less than 5 mm, advantageously less than 2.5 mm and in particular for workpieces with diameters of less than 1.5 mm are aligned and fixed in at least one support element.

Bei einem weiter verbesserten Verfahren ist vorgesehen, dass die Leitelemente in mindestens einem Fixierschritt in mindestens einer Öffnung, insbesondere allen Öffnungen, von mindestens einem Stützelemente fixiert sind/werden.In a further improved method it is provided that the guide elements are/are fixed by at least one support element in at least one fixing step in at least one opening, in particular all openings.

Der Fixierschritt kann insbesondere

  • - einen Gießschritt aufweisen, in welchem die Leitelemente mit einem Gießmaterial umgossen, übergossen und/oder getaucht werden, und
  • - einen Aushärtungsschritt, bei welchem das Gießmaterial mindestens im Bereich der Öffnungen aushärtet.
The fixing step can in particular
  • - have a casting step in which the guide elements are cast, poured over and/or dipped with a casting material, and
  • - a curing step in which the casting material hardens at least in the area of the openings.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen werden, dass die Leitelemente gemeinsam mit den Stützelementen nach einem ersten Fixierschritt und vorrangig nach dem ersten Aushärtungsschritt gemeinsam in ihrer Position verändert werden, insbesondere um 180° gedreht werden.Advantageously, it can be provided that the guide elements are changed in position together with the support elements after a first fixing step and primarily after the first curing step, in particular rotated through 180 °.

Es kann vorteilhaft sein, wenn vor dem mindestens einem Fixierschritt ein Vorfixierschritt erfolgt, insbesondere ein Vorfixierschritt mit einem lösbaren oder entfernbaren Fixiermittel.It can be advantageous if a pre-fixing step takes place before the at least one fixing step, in particular a pre-fixing step with a detachable or removable fixing agent.

In dem Vorfixierschritt können die Werkstücke mit einem unmittelbar haftenden Vorfixiermittel, wie einer Klebefolie oder einer deformierbaren Abbildmasse in ihrer Lage in den Öffnungen des Stützelements gehalten werden. Nachfolgend können sie gemeinsam, Leitelemente und Stützelemente, von dem Kontaktelement entnommen und außerhalb der Polarisationsvorrichtung weiterbehandelt werden, insbesondere dem Fixierungsschritt unterzogen werden.In the pre-fixing step, the workpieces can be held in their position in the openings of the support element using a directly adhesive pre-fixing agent, such as an adhesive film or a deformable image mass. They can subsequently be removed together, guide elements and support elements, from the contact element and further processed outside the polarization device, in particular subjected to the fixing step.

Alternativ ist das Vorfixiermittel ein sehr schnell härtender, fließfähiger Kleber, wie ein Heißkleber oder ein UV-härtbarer Kleber. Dieser kann vor oder nach dem Fixierungsschritt ganz oder teilweise mechanisch, chemisch oder physikalisch entfernt werden.Alternatively, the prefixing agent is a very fast-curing, flowable adhesive, such as a hot glue or a UV-curable adhesive. This can be completely or partially removed mechanically, chemically or physically before or after the fixation step.

Eine weiter verbesserte Verfahrensvariante kann darin bestehen, dass durch die polarisierende Zu- oder Abschaltung von Segmenten oder Abschnitten des Kontaktelements und/oder des Gegenelements sowie der zugehörigen Formationselemente bzw. Basiskörper und/oder Leitfingern oder Leitfingergruppen, die gleichmäßige Verteilung von Werkstücken bei der Zuführung gezielt gesteuert wird.A further improved method variant can consist in the fact that the polarizing connection or deactivation of segments or sections of the contact element and/or the counter-element as well as the associated formation elements or base body and/or guide fingers or guide finger groups ensures the uniform distribution of workpieces during feeding is controlled.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn eine reihen-, ring- und/oder segmentweise Zuschaltung von Leitfingern und/oder Leitfingergruppen erfolgt, so dass neu zugeleitete Leitelemente immer in der nächsten SOLL-Position angeordnet werden und diese nicht zu früh auf der Zuführungsstrecke magnetisch fixiert werden. Diese frühzeitige Fixierung mit Blick aus Richtung einer Zuführungsstrecke oder Zuführungsquelle würde zu unbelegten SOLL-Positionen führen, die einzeln nachlaufend befüllt werden müssten.In particular, it can be advantageous if guide fingers and/or guide finger groups are switched on in rows, rings and/or segments, so that newly supplied guide elements are always arranged in the next TARGET position and these are not magnetically fixed too early on the feed path become. This early fixation with a view from the direction of a feed route or feed source would lead to unoccupied TARGET positions that would have to be filled individually.

Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn das Vorfixiermittel während des Fixierungsschrittes auf dem Stützelement und/oder den Leitelementen verbleibt und als Dichtmaterial oder Dichtlage für das Gießmaterial dient.It can also be advantageous if the pre-fixing agent remains on the support element and/or the guide elements during the fixing step and serves as a sealing material or sealing layer for the casting material.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.Further details and advantages of the invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments shown in the drawings.

Es zeigen:

  • 1 die Herstellungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung als ein erstes Ausführungsbeispiel;
  • 2 ein zur 1 alternatives Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine Detailansicht der beiden Ausführungsbeispiele nach 1 und 2;
  • 4 eine mittels der Herstellungsvorrichtung (teil-)gefertigte Induktionseinrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel und
  • 5 eine zur 4 alternative Ausführungsform einer Induktionseinrichtung.
Show it:
  • 1 the manufacturing device in a schematic representation as a first exemplary embodiment;
  • 2 one to 1 alternative embodiment;
  • 3 a detailed view of the two exemplary embodiments 1 and 2 ;
  • 4 an induction device (partially) manufactured by means of the manufacturing device in a first exemplary embodiment and
  • 5 one for 4 alternative embodiment of an induction device.

Aufgrund der gewählten Ausführungsbeispiele wird nachfolgend nicht mehr (ausschließlich) von Leitelementen gesprochen, sondern zum besseren Verständnis insbesondere von Stiften und Stiftgruppen. Diese Wahl der Begrifflichkeit ist nicht als Einschränkung für die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele zu verstehen.Due to the selected exemplary embodiments, we will no longer speak (exclusively) of guide elements, but rather of pins and pin groups in particular for better understanding. This choice of terminology should not be understood as a limitation for the exemplary embodiments shown and described.

In der 1 ist die Herstellvorrichtung 200 für eine nicht dargestellte Induktionseinrichtung 300 gezeigt, wobei die Herstellvorrichtung 200 einen Trag- und Leitrahmen 220 aufweist, eine Polarisationseinrichtung 206 sowie ein Kontaktelement 202 als untere Polplatte (Nordpol) und eine gegenüber angeordnetes Gegenelement 204 als obere Polplatte (Südpol).In the 1 the manufacturing device 200 is shown for an induction device 300, not shown, wherein the manufacturing device 200 has one Support and guide frame 220 has a polarization device 206 and a contact element 202 as a lower pole plate (north pole) and an oppositely arranged counter element 204 as an upper pole plate (south pole).

Das Kontaktelement 202 und das Gegenelement 204 können einstückig aus einem Basiskörper 210 mit jeweils senkrecht auf dem Basiskörper 210 in Richtung der Längssachse 224 wegstehenden Führungsfingern 212 ausgebildet sein.The contact element 202 and the counter element 204 can be formed in one piece from a base body 210 with guide fingers 212 each projecting perpendicularly on the base body 210 in the direction of the longitudinal axis 224.

Auf den Führungsfingern 212 des Kontaktelements 202 ist gemäß 1 eine Trägerplatte 218 vorgesehen, auf der drei Stifte 410 aufgestellt sind.On the guide fingers 212 of the contact element 202 is according to 1 a support plate 218 is provided on which three pins 410 are placed.

Die Längsachsen der Stifte 410 sind zueinander und zur Längsachse 224 parallel ausgerichtet.The longitudinal axes of the pins 410 are aligned parallel to one another and to the longitudinal axis 224.

Die Polarisationseinrichtung 206 ist vorliegend als eine stromdurchflossene Spule ausgebildet und umschlingt einen Abschnitt des Trag- und Leitrahmens 220.The polarization device 206 is in the present case designed as a current-carrying coil and wraps around a section of the support and guide frame 220.

Hierbei werden in der dargestellten Weise Feldlinien 230 im Trag- und Leitrahmen 230 ausgebildet, die in der Polarisationseinrichtung 206 von oben nach unten verlaufen und vom Kontaktelement 202 (Nordpol), durch die Stifte 410 in das Gegenelement 204 (Südpol) führen.Here, field lines 230 are formed in the support and guide frame 230 in the manner shown, which run from top to bottom in the polarization device 206 and lead from the contact element 202 (north pole) through the pins 410 into the counter element 204 (south pole).

Die Feldlinien 230 werden durch sich fluchtend gegenüberliegenden Führungsfinger 212 des Kontaktelements 202 und des Gegenelements 204 geleitet und zentriert.The field lines 230 are guided and centered by aligned, opposite guide fingers 212 of the contact element 202 and the counter element 204.

Die quer hierzu bewegbaren Leitelemente bzw. Stifte 410 richten sich unter der Magnetkraft bzw. magnetischen Reluktanzkraft fluchtend zu den Führungsfingern 212 aus.The guide elements or pins 410, which can be moved transversely thereto, align themselves with the guide fingers 212 under the magnetic force or magnetic reluctance force.

Somit kann durch das Verteilungsraster der Führungsfinger 212 ein identisches Verteilungsraster in einer quasi beliebig großen Gruppe von Leitelementen bzw. Stiften 410 erzeugt werden.Thus, the distribution grid of the guide fingers 212 can be used to generate an identical distribution grid in a group of guide elements or pins 410 of virtually any size.

Dieser Ausrichtungsschritt der Stifte 410 nach der Erzeugung des Magnetfeldes über das Kontaktelement 202 und das Gegenelement 204 benötigt abhängig von der längsten Bewegungsstrecke des von dem zugehörigen Führungsfinger 212 am weitesten entfernten Stift 410 auf der Trägerplatte 218 (üblicherweise) deutlich weniger als eine Sekunde.This alignment step of the pins 410 after the generation of the magnetic field via the contact element 202 and the counter element 204 requires (usually) significantly less than a second, depending on the longest movement distance of the pin 410 on the carrier plate 218, which is furthest away from the associated guide finger 212.

Die Ausführungsform der Herstellungsvorrichtung 200 nach 2 ist vergleichbar der nach 1.The embodiment of the manufacturing device 200 according to 2 is comparable to the following 1 .

Sie unterscheidet sich von der Ausführung gemäß der 1 unter anderem dadurch, dass das Kontaktelement 202 und das Gegenelement 204 mit dem jeweiligen Basiskörper 210 über (werkzeuglos bedienbare) Befestigungsmittel 226 verbunden sind, die gemäß 2 als Klammerelemente ausgebildet sind.It differs from the execution according to the 1 among other things, in that the contact element 202 and the counter element 204 are connected to the respective base body 210 via (tool-free) fastening means 226, which according to 2 are designed as clamp elements.

Weiterhin ist das Gegenelement 204 linear in vertikaler Richtung 238 verfahrbar, so dass der Abstand zwischen dem Gegenelement 202 und dem Kontaktelement 202 variiert werden kann. Das Kontaktelement 202 ist mit dem unteren Zweig des Trag- und Führungsrahmes 220 um eine vertikale Achse 236 horizontal schwenkbar.Furthermore, the counter element 204 can be moved linearly in the vertical direction 238, so that the distance between the counter element 202 and the contact element 202 can be varied. The contact element 202 can be pivoted horizontally about a vertical axis 236 with the lower branch of the support and guide frame 220.

Auf dem Tragelement 228 der Herstellungsvorrichtung 200 ist eine als Einarmroboter ausgebildete Zuführvorrichtung 216 angeordnet, die an dem Roboterarm eine Greifereinheit 234 aufweist, die als flächiger Sauggreifer ausgebildet ist und mit einer zentralen Steuereinheit 232 verbunden ist.On the support element 228 of the manufacturing device 200, a feed device 216 designed as a one-arm robot is arranged, which has a gripper unit 234 on the robot arm, which is designed as a flat suction gripper and is connected to a central control unit 232.

Weiterhin ist gemäß 2 ein Lagesensor 222 vorgesehen, der ebenfalls mit der Steuereinheit 232 verbunden ist.Furthermore, according to 2 a position sensor 222 is provided, which is also connected to the control unit 232.

Mittels der Greifereinheit 234 sind Gruppen von einzelnen Stiften 410 relativ zum Kontaktelement 202 und der dort aufgelegten Trägerplatte 218 bewegbar.By means of the gripper unit 234, groups of individual pins 410 can be moved relative to the contact element 202 and the carrier plate 218 placed there.

Da die Greifereinheit 224 als flaches Saugelement ausgebildet sein kann, werden Querkräfte auf die Leiterelemente bzw. Stifte 410 weitgehend vermieden. Mit derselben Greifereinheit 224 kann ein Stützelement 400 herangeführt und auf die ausgerichteten Stifte 410 oder Stiftgruppen aufgesetzt werden, bzw. über diese geführt werden.Since the gripper unit 224 can be designed as a flat suction element, transverse forces on the conductor elements or pins 410 are largely avoided. With the same gripper unit 224, a support element 400 can be brought up and placed on the aligned pins 410 or groups of pins or guided over them.

3 zeigt eine Detailansicht des Kontaktelements 202 und des Gegenelements 204 analog zur 2. 3 shows a detailed view of the contact element 202 and the counter-element 204 analogous to 2 .

Das Kontaktelement 202 und das Gegenelement 204 sind mit einem Basiskörper 210 lösbar verschraubt.The contact element 202 and the counter element 204 are releasably screwed to a base body 210.

Die Führungsfinger 410 können einen Durchmesser von 3 mm aufweisen und sind innerhalb einer Hauptgeometrie 424 in gleichmäßigen Reihen 440 und Spalten 442 verteilt, wie in der 4 im Detail gezeigt ist.The guide fingers 410 may have a diameter of 3 mm and are distributed within a main geometry 424 in uniform rows 440 and columns 442, as shown in FIG 4 is shown in detail.

Die Führungsfinger 410 stehen sich achsgleich gegenüber und die auf der Trägerplatte 218 angeordneten Stifte 410 sind in der bereits nach den Feldlinien ausgerichteten Lage dargestellt, so dass die Öffnungsachse 404, die Längsachse der Stifte 410 und die Längsachsen der Führungsfinger 212 deckungsgleich ausgerichtet sind.The guide fingers 410 are opposite each other on the same axis and the pins 410 arranged on the carrier plate 218 are shown in the position already aligned with the field lines, so that the opening axis 404, the longitudinal axis of the Pins 410 and the longitudinal axes of the guide fingers 212 are aligned congruently.

Die herzustellende Induktionseinrichtung 300 ist in frühen, unvollständigen Herstellungsstufen gezeigt, die nötigen Stützelemente 400 sind in der Darstellung gemäß 3 noch nicht auf- bzw. angelegt.The induction device 300 to be manufactured is shown in early, incomplete production stages; the necessary support elements 400 are shown in the illustration 3 not yet set up or created.

In der 4 ist die zur 3 analoge Induktionseinrichtung 300 für eine elektrodynamische Bremse 100 dargestellt.In the 4 is the one for 3 analog induction device 300 for an electrodynamic brake 100 shown.

Sie weist sieben horizontale Stützelemente 400 auf, mit einer Vielzahl von Öffnungen 402.It has seven horizontal support elements 400, with a large number of openings 402.

In jeder Öffnung 402 ist jeweils ein zylindrischer Stift 410 eingestellt.A cylindrical pin 410 is set in each opening 402.

Die Leitelemente bzw. Stifte 410 durchdringen alle sieben Stützelemente 400 und deren Längsachsen sind deckungsgleich zu der jeweiligen Öffnungsachse 404 einer Öffnung.The guide elements or pins 410 penetrate all seven support elements 400 and their longitudinal axes are congruent with the respective opening axis 404 of an opening.

Innen und außen von der Induktionseinrichtung 300 ist jeweils ein vereinfacht dargestelltes Wandelement 418 angeordnet, das die Induktionseinrichtung 300 beidseitig der Schmalseiten begrenzt.A wall element 418, shown in simplified form, is arranged inside and outside of the induction device 300, which delimits the induction device 300 on both sides of the narrow sides.

Der Durchmesser 442 der Stifte 410 kann gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel in 4 3 mm betragen.According to the exemplary embodiment shown, the diameter 442 of the pins 410 can be in 4 be 3 mm.

Die Leitelemente bzw. Stifte 410 sind in Reihen 440 und winklig dazu verlaufende Spalten 442 angeordnet, wobei die Stifte 410 von zwei parallelen Reihen 440 auf Lücke zueinander stehen können.The guide elements or pins 410 are arranged in rows 440 and columns 442 running at an angle thereto, the pins 410 of two parallel rows 440 being able to stand at a gap from one another.

In der 5 ist eine zur 4 unterschiedliche Anordnung der Stifte 410 gezeigt.In the 5 is one for 4 different arrangement of the pins 410 shown.

Die Leitelemente bzw. Stifte 410 sind als Stiftgruppen 416 innerhalb der ringförmigen Hauptgeometrie 424 in einem hexagonalen Verteilungsraster angeordnet, wobei die Öffnungen 402 als gleichmäßige, hexagonale Geometrien ausgebildet sind.The guide elements or pins 410 are arranged as pin groups 416 within the annular main geometry 424 in a hexagonal distribution grid, with the openings 402 being designed as uniform, hexagonal geometries.

Die hexagonale Grundstruktur der Öffnungen 402 ist im Detail exemplarisch für eine Öffnung 402 dargestellt. Aus der Vielzahl der hexagonalen Öffnungen 402 ergibt sich ein wabenartiges Raster der Stege 406. In jeder Öffnung 402 ist eine Stiftgruppe 416 angeordnet, die mit der Öffnungsachse 404 fluchtend ausgerichtet ist.The hexagonal basic structure of the openings 402 is shown in detail as an example of an opening 402. The large number of hexagonal openings 402 results in a honeycomb-like grid of the webs 406. A pin group 416 is arranged in each opening 402 and is aligned with the opening axis 404.

Gemäß dem gezeigten Beispiel kann die schmale Breite der Öffnung 6,3 mm betragen und kann somit eine Öffnungsfläche von 31,17 mm2 aufweisen.According to the example shown, the narrow width of the opening may be 6.3 mm and thus may have an opening area of 31.17 mm 2 .

Eine Stiftgruppe 416 umfasst in dem gezeigten Beispiel der 4 insgesamt 37 einzelne Leitelemente bzw. Stifte 410, die jeweils eine Stiftbreite 422 bzw. einen exemplarischen Durchmesser von 1 mm aufweisen können und somit in Summe beispielsweise eine Fläche in der Öffnung von 29,06 mm2 belegen können.In the example shown, a pin group 416 includes the 4 a total of 37 individual guide elements or pins 410, which can each have a pin width 422 or an exemplary diameter of 1 mm and can therefore, in total, cover an area in the opening of 29.06 mm 2 .

Weiterhin kann die Stegbreite 408 außerhalb der Knotenflächen 1,38 mm betragen.Furthermore, the web width 408 outside the node surfaces can be 1.38 mm.

Es kann sich eine theoretische Belegungsfläche von 38,37 mm2 ergeben, die sich aus der vorgenannten Öffnungsfläche plus der halben Stegfläche um die jeweilige Öffnung 402 berechnet.A theoretical occupancy area of 38.37 mm 2 can result, which is calculated from the aforementioned opening area plus half the web area around the respective opening 402.

Ausgehend von dem in 5 gezeigten Beispiel kann sich somit ein exemplarischer Belegungsgrad von 0,964 Stiften pro mm2 Fläche des Stützelements 400 ergeben.Starting from the in 5 In the example shown, an exemplary occupancy level of 0.964 pins per mm 2 surface of the support element 400 can result.

Insgesamt kann ein Belegungsgrad von bis zu 0,98 erreicht werden, wenn die Stegbreite 408 weiter verkleinert wird.Overall, an occupancy level of up to 0.98 can be achieved if the web width 408 is further reduced.

Des Weiteren kann trotz des hohen Belegungsgrades eine hinreichende Stegbreite 408 sichergestellt werden.Furthermore, despite the high level of occupancy, a sufficient web width 408 can be ensured.

Es kann eine hinreichende Wärmeabfuhr über Stützelemente 400 während des Betriebs der Induktionseinrichtung 300 gewährleistet werden.Sufficient heat dissipation via support elements 400 can be ensured during operation of the induction device 300.

Das Stützelement 400 kann beispielsweise eine Materialstärke 428 von 4 mm aufweisen und ein Material wie z.B. Aluminium aufweisen.The support element 400 can, for example, have a material thickness 428 of 4 mm and have a material such as aluminum.

Zwischen den beiden Gießmaterialien bzw. Gießelementen bzw. Gießharzen 426 kann gemäß 5 eine Mehrzahl von Stützelementen 400 angeordnet sein. Diese Stützelemente 400 können von der Zuführeinrichtung 216 an den SOLL-Positionen aufgesetzt werden.Between the two casting materials or casting elements or casting resins 426 can be made according to 5 a plurality of support elements 400 may be arranged. These support elements 400 can be placed at the desired positions by the feed device 216.

Des Weiteren kann mindestens ein Deckelelement bzw. ein Deckblech 450 vorgesehen sein bzw. angeordnet werden, welches vorzugsweise in einem Bereich eines längsseitigen Endes der Vielzahl von Leitelementen 410 vorgesehen ist.Furthermore, at least one cover element or cover plate 450 can be provided or arranged, which is preferably provided in a region of a longitudinal end of the plurality of guide elements 410.

Die Stützelemente 400 bilden eine offene, durchströmbare Struktur aus, in Form von Zwischenräumen 412 die Strömungskanäle 436 für ein strömendes Kühlmittel zwischen den einzelnen Stiftgruppen 416 und den Stützelementen 400 bilden bzw. darstellen.The support elements 400 form an open, flow-through structure, in the form of gaps 412 which form or represent the flow channels 436 for a flowing coolant between the individual pin groups 416 and the support elements 400.

Ferner ist es möglich zwischen den Stützelementen 400 zusätzliche Abstandshalter anzuordnen, sodass ein Mindestabstand zwischen den Stützelementen sichergestellt ist.Furthermore, it is possible to arrange 400 additional spacers between the support elements, so that a minimum distance between the support elements is ensured.

Insbesondere können Silikon- oder Kunststoffringe oder dergleichen als Abstandshalter um eine Mehrzahl von Leitelementen bzw. Stiften 410 oder Stiftgruppen gelegt/angeordnet werden, auf denen ein nachfolgendes Stützelement 400 auf- oder anliegt.In particular, silicone or plastic rings or the like can be placed/arranged as spacers around a plurality of guide elements or pins 410 or groups of pins, on which a subsequent support element 400 rests or rests.

Vorteilhafterweise kann mittels den Stützelementen 400 eine offene, durchströmbare Struktur ausgebildet werden.Advantageously, an open, flow-through structure can be formed by means of the support elements 400.

Die Stützelemente 400 werden beim Zusammenfügen der Induktionseinrichtung 300 vorteilhafterweise

  • - vor dem Absenken des ersten Stützelements 400 über die ausgerichteten Stiftgruppen 416 auf das abzusenkende Stützelement 400 aufgesetzt und mit dem Stützelement 400 gemeinsam aufrecht stehend abgesenkt,
  • - nach dem Absenken des ersten Stützelements 400 und vor dem Absenken des nachfolgenden Stützelementes 400 zwischen die Stiftgruppen 416 und auf die Stege 406 oder Stegknoten 434 aufgesetzt und/oder
  • - an das nachfolgende Stützelement 400 angeheftet, das dann nachfolgend mit den hängenden Stützelementen 400 über die bereits ausgerichteten Stiftgruppen 416 abgesenkt wird.
The support elements 400 are advantageously used when assembling the induction device 300
  • - before lowering the first support element 400, it is placed on the support element 400 to be lowered via the aligned pin groups 416 and lowered together with the support element 400 in an upright position,
  • - after lowering the first support element 400 and before lowering the subsequent support element 400 between the pin groups 416 and placed on the webs 406 or web nodes 434 and/or
  • - attached to the subsequent support element 400, which is then subsequently lowered with the hanging support elements 400 over the already aligned pin groups 416.

Insgesamt versteht sich, dass die Angaben relativ zur Schwerkraft, wie „oben“, „unten“, „absenken“, „aufsetzten“, „aufrecht“, „hängend“ etc. nur zur Veranschaulichung und zur Beschreibung der in einer speziellen Lage dargestellten Elemente dienen. Diese Angaben sind mit Blick auf die Ausrichtung der Induktionsvorrichtung im Nutzungsfall oder bei dem Zusammenbau nicht einschränkend zu verstehen und ergeben sich bei einer unterschiedlichen Ausrichtung, wie einer vertikalen Ausrichtung der Induktionseinrichtung in analoger Weise.Overall, it is understood that the information relative to gravity, such as "up", "down", "lower", "touch down", "upright", "hanging" etc. is only for illustrative purposes and to describe the elements shown in a specific position serve. This information is not to be understood as limiting with regard to the orientation of the induction device in use or during assembly and arises in an analogous manner with a different orientation, such as a vertical orientation of the induction device.

Die beiden Beispiele der 3 und 4 belegen, dass das Einsetzen oder ein anderes mechanisches Ausrichten der Stifte 410 ein Vielfaches an Zeit und/oder Steuerungsaufwand beanspruchen würde, verglichen mit der Justierung über die polarisierten Führungsfinger, die bereits in dem gewünschten Verteilungsraster angeordnet sind.The two examples of 3 and 4 show that inserting or otherwise mechanically aligning the pins 410 would require many times the time and/or control effort compared to the adjustment via the polarized guide fingers, which are already arranged in the desired distribution grid.

Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung eine effiziente und präzise Möglichkeit zur Herstellung einer Induktionseinrichtung 300 mit einer Vielzahl von Leitelementen 410 dar.In summary, the present invention represents an efficient and precise way to produce an induction device 300 with a large number of guide elements 410.

BezugszeichenlisteReference symbol list

100100
Bremsebrake
200200
HerstellungsvorrichtungManufacturing device
202202
KontaktelementContact element
204204
GegenelementCounter element
206206
PolarisationseinrichtungPolarization device
208208
FormationselementFormation element
210210
BasiskörperBase body
212212
LeitfingerGuide finger
214214
Durchmesser (Leitfinger)Diameter (guide finger)
216216
ZuführeinrichtungFeeding device
218218
Trägerplattecarrier plate
220220
Trag- und LeitrahmenSupport and guide frame
222222
LagesensorPosition sensor
224224
LängssachseLongitudinal axis
226226
BefestigungsmittelFasteners
228228
Tragrahmen (von 200, 216)Support frame (from 200, 216)
230230
Feldliniefield line
232232
Steuerung/SteuereinheitControl/control unit
234234
GreifereinheitGripper unit
236236
Achseaxis
238238
(vertikale) Verfahrrichtung(vertical) travel direction
300300
InduktionseinrichtungInduction device
400400
StützelementSupport element
402402
Öffnungopening
404404
ÖffnungsachseOpening axis
406406
Stegweb
408408
StegbreiteBridge width
410410
LeitelementGuiding element
412412
Zwischenraumspace
416416
Leitelementgruppe (Leitelement-Cluster)Leader group (leader cluster)
418418
WandelementWall element
420420
BreiteWidth
422422
Leitelementbreite (Durchmesser)Guide element width (diameter)
424424
HauptgeometrieMain geometry
426426
GießharzCast resin
428428
MaterialstärkeMaterial thickness
432432
AbstandshalterSpacers
434434
StegknotenBridge knot
436436
StrömungskanäleFlow channels
440440
ReiheRow
442442
SpalteSplit
450450
Deckelelement/DeckblechCover element/cover plate

Claims (15)

Herstellvorrichtung (200) für eine Induktionseinrichtung (300), insbesondere eine Induktionseinrichtung (300) für eine elektrodynamische Bremse (100), umfassend - mindestens ein polarisierbares Kontaktelement (202) - mindestens ein polarisierbares Gegenelement (204), das von dem mindestens einen Kontaktelement (202) beabstandet angeordnet ist, - mindestens eine elektrische Polarisationseinrichtung (206), die ausgebildet ist, um dem Kontaktelement (202) und dem Gegenelement (204) eine magnetische Polarität aufzuprägen, das Kontaktelement (202) und/oder das Gegenelement (204) mindestens ein Formationselement (208) umfasst oder mit dem mindestens einen Formationselement (208) verbindbar ist/sind, wobei eine Vielzahl von Leitelementen (410) zwischen dem Kontaktelement (202) und dem Gegenelement (204) anordbar und mittels Polarisierung des Kontaktelements (202) und des Gegenelements (204) auf das mindestens eine Formationselement (208) ausrichtbar sind.Manufacturing device (200) for an induction device (300), in particular an induction device (300) for an electrodynamic brake (100), comprising - at least one polarizable contact element (202) - at least one polarizable counter element (204), which is arranged at a distance from the at least one contact element (202), - at least one electrical polarization device (206), which is designed to impose a magnetic polarity on the contact element (202) and the counter-element (204), the contact element (202) and/or the counter-element (204) comprising at least one formation element (208). or can be connected to the at least one formation element (208), wherein a plurality of guide elements (410) can be arranged between the contact element (202) and the counter-element (204) and by means of polarization of the contact element (202) and the counter-element (204). the at least one formation element (208) can be aligned. Herstellvorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Formationselement (208) einen Basiskörper (210) mit einer Vielzahl von Leitfingern (212) aufweist, wobei die Leitfinger (212) des Kontaktelements (202) und/oder des Gegenelements (204) vorzugsweise zueinander parallel ausgerichtet sind.Manufacturing device (200). Claim 1 , characterized in that the at least one formation element (208) has a base body (210) with a plurality of guide fingers (212), the guide fingers (212) of the contact element (202) and / or the counter element (204) preferably being aligned parallel to one another are. Herstellvorrichtung (200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Leitfinger (212) des Kontaktelements (202) ein Leitfinger (212) des Gegenelements (204) axial fluchtend gegenüber angeordnet ist.Manufacturing device (200). Claim 2 , characterized in that a guide finger (212) of the counter element (204) is arranged axially aligned opposite each guide finger (212) of the contact element (202). Herstellvorrichtung (200) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (214) der einzelnen Leitfinger (212) gleich oder kleiner ist als der Durchmesser (418) eines auszurichtenden Leitelementes (410), insbesondere um 5% bis 20% kleiner ist.Manufacturing device (200). Claim 2 or 3 , characterized in that the diameter (214) of the individual guide fingers (212) is equal to or smaller than the diameter (418) of a guide element (410) to be aligned, in particular is 5% to 20% smaller. Herstellvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfinger (212) zwei Positionsmuster aufweisen: - eine Grundform und - ein Verteilungsraster, welches die Verteilung oder Anordnung der Leitfinger zueinander in der Grundform darstellt.Manufacturing device (200) according to one of Claims 2 until 4 , characterized in that the guide fingers (212) have two position patterns: - a basic shape and - a distribution grid, which represents the distribution or arrangement of the guide fingers relative to one another in the basic shape. Herstellvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Leitfinger (212) durch ein aufbauendes, additives Fertigungsverfahren hergestellt ist, insbesondere auf dem Basiskörper (208) durch ein aufbauendes, additives Fertigungsverfahren hergestellt ist.Manufacturing device (200) according to one of Claims 2 until 5 , characterized in that at least part of the guide fingers (212) is manufactured by a constructive, additive manufacturing process, in particular on the base body (208) is manufactured by a structural, additive manufacturing process. Herstellvorrichtung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kontaktelement (202) eine Trägerplatte (218) aus einem magnetisch nichtleitenden Material angeordnet ist, insbesondere eine Trägerplatte aus einem stromleitenden Material.Manufacturing device (200) according to one of the preceding claims, characterized in that a carrier plate (218) made of a magnetically non-conductive material is arranged on the contact element (202), in particular a carrier plate made of a current-conducting material. Herstellvorrichtung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (202) und das Gegenelement (204) relativ zueinander bewegbar sind, insbesondere in Richtung einer Längsachse (224) des Kontaktelements (202) und des Gegenelements (204).Manufacturing device (200) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element (202) and the counter-element (204) are movable relative to one another, in particular in the direction of a longitudinal axis (224) of the contact element (202) and the counter-element (204). Herstellverfahren zur Fertigung einer Induktionseinrichtung (300) für eine elektrodynamische Bremse (100), insbesondere unter Verwendung einer Herstellvorrichtung (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Bereitstellen mindestens eines Stützelementes (400) mit einer Vielzahl von Öffnungen (402) in einem vorgebbaren Verteilungsraster, - Einführen von Leitelementen (410) in die Öffnungen (402) des Stützelementes (400), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Justierschritt, insbesondere vor der Einführung der Leitelemente (410) in die Öffnungen (402) des mindestens einen Stützelementes (400), mindestens eine Teilanzahl von Leitelementen (410) mittels einer Magnetkraft auf das Verteilungsraster der Öffnungen (402) des Stützelementes (400) ausgerichtet werden, sodass jeder Öffnung (402) des Stützelementes (400) mindestens ein Leitelement (410) zugeordnet ist.Manufacturing method for manufacturing an induction device (300) for an electrodynamic brake (100), in particular using a manufacturing device (200) according to one of the preceding claims, comprising the steps: - Providing at least one support element (400) with a plurality of openings (402) in a predeterminable distribution grid, - introducing guide elements (410) into the openings (402) of the support element (400), characterized in that in an adjustment step, in particular before the introduction of the guide elements (410) into the openings (402) of the at least one Support element (400), at least a partial number of guide elements (410) are aligned by means of a magnetic force on the distribution grid of the openings (402) of the support element (400), so that each opening (402) of the support element (400) is assigned at least one guide element (410). is. Herstellverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Justierschritt die Leitelemente (410) parallel zueinander ausgerichtet und auf einer Trägerplatte (218) in Längsrichtung aufgestellt werden, insbesondere in einer Vorformation aufgestellt werden.Manufacturing process Claim 9 , characterized in that before the adjustment step, the guide elements (410) are aligned parallel to one another and set up on a support plate (218) in the longitudinal direction, in particular set up in a pre-formation. Herstellverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (410) auf einer auf dem Kontaktelement (202) der Herstellvorrichtung (200) angeordneten Trägerplatte (408) ausgerichtet werden.Manufacturing process Claim 9 or 10 , characterized in that the guide elements (410) are aligned on a carrier plate (408) arranged on the contact element (202) of the manufacturing device (200). Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein ein Verteilungsraster aufweisendes Stützelement (400) herangeführt und zum Einführen der Leitelemente (410) vertikal über mindestens einer Teilzahl der Leitelemente (410) abgesenkt wird, während die Teilzahl der Leitelemente (410) auf dem Kontaktelement (202) der Herstellvorrichtung (200) ausgerichtet angeordnet ist, insbesondere zwei oder mehr Stützelemente (400) herangeführt und vertikal über mindestens einer Teilzahl der Leitelemente (410) abgesenkt wird, während die Teilzahl der Leitelemente (410) auf dem Kontaktelement (202) ausgerichtet angeordnet sind.Manufacturing process according to one of the Claims 9 until 11 , characterized in that at least one support element (400) having a distribution grid is brought up and lowered vertically over at least a portion of the guide elements (410) in order to insert the guide elements (410), while the portion of the guide elements (410) is on the contact element (202) the manufacturing device (200) is arranged aligned, in particular two or more support elements (400) are brought up and lowered vertically over at least a portion of the guide elements (410), while the portion of the guide elements (410) are arranged aligned on the contact element (202). Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (410) mindestens zeitweise mittels einer Magnetkraft, insbesondere eines magnetischen Flusses, ausgerichtet sind, während das mindestens eine Stützelement (400) herangeführt und/oder vertikal über mindestens der Teilzahl der Leitelemente (410) abgesenkt wird.Manufacturing process according to one of the Claims 9 until 12 , characterized in that the guide elements (410) are aligned at least temporarily by means of a magnetic force, in particular a magnetic flux, while the at least one support element (400) is brought up and / or lowered vertically over at least the partial number of guide elements (410). Herstellverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (410) in mindestens einem Fixierschritt in mindestens einer Öffnung (402), insbesondere allen Öffnungen (402), von mindestens einem Stützelemente (400) fixiert werden.Manufacturing process according to one of the Claims 9 until 13 , characterized in that the guide elements (410) are fixed in at least one fixing step in at least one opening (402), in particular all openings (402), by at least one support element (400). Herstellverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem mindestens einem Fixierschritt ein Vorfixierschritt erfolgt, insbesondere ein Vorfixierschritt mit einem lösbaren oder entfernbaren Vorfixiermittel.Manufacturing process Claim 14 , characterized in that a pre-fixing step takes place before the at least one fixing step, in particular a pre-fixing step with a detachable or removable pre-fixing agent.
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